четверг, 10 января 2013 г.

Электродинамика и мозг


– Хорошую книгу написал ты, отче. Только глупую.
– Не умом поразить тщился, а токмо преуспеть в государственной пользе.

А. и Б. Стругацкие “Трудно быть Богом”





                                                           Профессор Александр Каплан


Пожалуй, я бы не выбрал эту тему в качестве предмета обсуждения для своей статьи. Очень уж она выглядит… особенно для читателей моего поколения… не столько научной, сколько околонаучной, попахивающей бредом чтения мыслей, усиления интеллекта, психотронным оружием и прочими труднообъяснимыми с помощью школьного учебника физики вещами. Да, – отвечает на это внутренний голос, – объяснить нельзя. Но ведь и опровергнуть тоже нельзя! И все же – не выбрал бы, если бы не имел личных впечатлений от некоторых, напрямую связанных с этими вещей, происходивших в моей собственной жизни и произведших неизгладимое впечатление…

Моим первым местом работы по окончании Харьковского университета была должность ассистента на кафедре физики в Харьковском Высшем Инженерно-Командном Училище РВСН СССР им. … (потом оно получило имя Маршала Советского Союза Крылова Н.И., а в тот момент имени у него не было). Это было очень престижное училище, в нем учил своих деток весь командно-измерительный комплекс РВСН.

Вопиющим противоречием и этой престижности и этим “деткам” смотрелись физические приборы с датой выпуска 1928 и даже 1922 года, сделанные на ЛОМЗ – Ленинградском оптико-механическом заводе. Потом их заменили, но… Мне как-то довелось вскрыть коробку японского транзисторного приемника после того, как я “всласть” поковырялся в обильных потрохах легендарной “Спидолы”. В этой коробке было практически пусто и это ошеломляло. Потому что японский приемник работал неизмеримо лучше “Спидолы”. Такая же разница была между приборной “архаикой” и “модерном”. “Архаика” работала лучше.

Среди прочего висели на стенах электрической лаборатории сверкающие желтой латунью “допотопные” баллистические гальванометры. Баллистический гальванометр – это многовитковая катушка, подвешенная на кварцевой нити между полюсами постоянного магнита. В центре катушки – зеркальце. На зеркальце падает луч удаленного лазера (уже лазера!), приходящий с противоположной стороны комнаты, отражается и попадает на растянутую вдоль стены шкалу, нарисованную тушью на длинной узкой полоске миллиметровой бумаги. Когда по катушке течет ток, она поворачивается в магнитном поле, и световой зайчик движется вдоль шкалы. Длина такого “стрелочного указателя” достигала, наверное, 7-8 м, благодаря этому чувствительность прибора была очень велика и он мог “ловить” совершенно ничтожные токи (а точнее – заряды).

Я так подробно рассказал об этом для того, чтобы читатель понял, что и на столь простом и недорогом оборудовании возможно делать первоклассные научные исследования, что интеллект исследователя в ином случае может быть гораздо важнее материальных средств, которыми он располагает.

Этим прибором я был настолько очарован, что вскоре после первой с ним встречи, дождавшись конца занятий, заперся в лаборатории. Меня интересовал вопрос, можно ли с его помощью “увидеть” собственные мысли.

Я изготовил самые примитивные электроды, закрепил их пластырем на висках, и, когда прикоснулся вторым проводом к клемме гальванометра, увидел, как красный зайчик рубинового лазера плавно “поехал” за край шкалы. То есть, моя голова оказалась вполне уверенно регистрируемым источником тока.

Дальше я притащил кресло из кабинета шефа и уселся в него поудобнее, но так, чтобы шкала была в поле зрения. Первое, что я научился делать – это возвращать зайчик в положение равновесия. Надо только успокоить свои мысли. Для этого оказалось хорошо представить себе ленивый летний день на берегу моря, шевеление мелких волн на его поверхности, легкий порхающий ветерок – и зайчик, запинаясь, постепенно возвращается в центр шкалы, надо только хорошо сделать вид, что он тебя совершенно не интересует.

Но стоит нарушить эту идиллию – например, начав перемножать в уме пару двузначных чисел – и зайчик резво уползает в сторону! То есть, первый результат вроде бы есть – состояние мозга отображается поведением зайчика…

Автор не собирается сделать вид, что он первым это открыл. Ничего подобного. Такие явления наблюдались и на 100 лет ранее и, повидимому, очень много раз. И название у них (точнее, у их графической записи) тогда уже было – электроэнцефалография. Приоритет же в разработке метода для исследования высшей нервной деятельности принадлежит немецкому психиатру Г. Бергеру (1873—1941).

* * *

Во второй половине ХХ века появилось слово “бионика”. Так стали тогда называть устройства и технологии для воспроизводства каких-то функций естественных органов человека или животных. Теперь оно не очень употребительно, во всяком случае – не очень на слуху. Не потому, что куда-то делась бионика, но она оказалась поглощенной претендующим на большую широту понятием организмических технологий. Да и ее успехи оказались как бы не для всех: дороги они для массового применения. На сегодняшний день апофеозом бионики является знаменитая “рука”, которой оснащен американский марсоход. А организмика – это нечто совершенно другое.

Как объясняет один из ее пионеров и апологетов , наш соотечественник Олег Бахтияров: “Организмические технологии – это технологии, позволяющие управлять не процессом сборки-разборки машины, а развитием живой системы. Надо сказать, что существующие биотехнологии не являются организмическими, поскольку предполагают обращение с живым организмом как с машиной – поиск частей, которые можно заменить. Это не управление развитием, а точечное преобразование организма в такой же организм, но с несколько измененными свойствами. Можно встроить в капусту ген, производящий инсулин, но капуста при этом останется капустой”.

Первое упоминание об организмике сделал, повидимому в 1937 году, на семинаре в Чикаго американский биолог австрийского происхождения Карл Людвиг фон Берталанфи и с тех пор это понятие зажило пока что жизнью, отдельной от реальных технологий: в одной из повестей братьев Стругацких ее герои выращивали из яйца на верхушке скалы нечто очень такое технологическое. “Зародыш” сам добывал из окружающей среды необходимые ресурсы. С помощью экскаватора, который он сам для этого и вырастил. А Берталанфи, умерший в 1972 году, вошел в историю науки как основоположник общей теории систем. С ее точки зрения любая целостность построена не просто из “комплектующих”, а из других целостностей, взаимодействующих друг с другом. Для Берталанфи стимулом для создания теории систем послужило вопиющее противоречие между механицизмом и витализмом. К тому же, первый был для него банален, а второй – антинаучен.

У апологетов организмики – другой стимул: они видят в ней обоснование перехода на постинформационный технологический уровень.

Я попрошу читателя перечитать приведенную выше цитату из статьи О. Бахтиярова. И многим покажется несомненным, что организмика имеет полное право на существование как самостоятельная фундаментальная наука. Но! Другая, более древняя и более фундаментальная наука давным-давно доказала существование пределов дробимости вещества – атомов, которые как раз и можно рассматривать как “комплектующие”, из которых построено все – мертвое и живое. И есть технологии, сводящиеся к сборке-разборке целостностей из атомов – нанотехнологии. Так что, организмика просто не может содержать в себе чего-то принципиально нового по сравнению с физикой, и в некотором смысле является “умножением сущностей сверх необходимого”.

Но это не значит, что она бесполезна и ею не нужно заниматься. Физика знает сходную коллизию – между статистической физикой и термодинамикой. Между предельно детальным статистическим описанием физической системы и протекающих в ней процессов и сильно огрубленным, усредненным – термодинамическим. Кстати, сам Берталанфи достаточно четко осознавал и эту аналогию и принципиальное отличие системы в своем понимании от обычно понимаемой в физике: “Одним из результатов, полученных мною, оказалась так называемая теория открытых систем и состояний подвижного равновесия, которая, по существу, является расширением обычной физической химии, кинетики и термодинамики”. Автор не удивится, если со временем (когда организмика разберется со своим понятийным аппаратом) окажется, что она во многом (если не во всем) совпадает с теорией необратимых процессов в открытых системах.

* * *

Примерно в то же время, когда автор пытался подключать свой мозг к электроизмерительным приборам, –  а точнее, в 1970 г. на международной конференции футурологов в Киото – глава японской электронной корпорации «Омрон» Кадзума Татеиси впервые попытался, во-первых, сформулировать закономерности, управляющие технологическим прогрессом, а во-вторых, спрогнозировать на их основе общий облик технологий постинформационного общества.

Сформулированный им прогноз он назвал психонетикой, подчеркнув этим, что на его взгляд, в недалеком будущем (наверное, наши дни к нему уже относятся) человеческое сознание, человеческие мысли станут активным, если не лидирующим, элементом технологий. Или психотехнологий. Хотя и не совсем понятно, что же послужит для них материальным носителем. Неужели флешка? Интересно, на сколько гигабайт?

Конечно, ни те явления, которые автор наблюдал в молодости, ни введенные Г. Бергером в научный и клинический обиход энцефалограммы не есть ни “мысли”, ни хотя бы их записи – это сопровождающая их электрическая активность мозга. И их обязательно сопровождает активность еще одного типа – химическая, а заголовки типа “Управление компьютером с помощью мысли”, лично я не могу воспринимать серьезно.

Это не есть непосредственно “мысли”, но нужно обязательно сказать, что оцифрованная картинка (а энцефалограммы – это картинки) может вполне быть визуальным шифром весьма длинного и сложного двоичного кода, который может оказаться разбитым на “слова”, составляющие своеобразные “предложения”. А что такое предложение? В соответствии с учебниками грамматики, – это мысль, выраженная словами. Вот такие неожиданные и могущие оказаться плодотворными сшибки понятий появляются в этом далеко небезынтересном контексте.

Поэтому проблему интерфейсов мозг-машина (аналог кабеля, которым можно подключить мобилку к компьютеру, см. фото. 1, 2), по мнению автора, относится к числу наиболее интересных и актуальных проблем современности. В ее разрешении (и в практическом применении конкретных разработок) имеется определенный и не такой уж малый прогресс. В частности, на биофаке МГУ, в лаборатории профессора Александра Каплана. Это как раз там “управляют компьютером с помощью мысли” – по “меткому” выражению одного журналиста.


Фото 1 и 2

 

 



Прискорбное состояние украинской экономики и украинского государства не позволяют надеяться, что украинская наука в обозримом будущем сможет занять пристойные позиции в тех сферах, которые требуют и пристойного финансирования. Тем не менее существуют (как только что показал автор) области исследований, в которых можно надеяться на прорывные результаты без баснословных затрат на их получение.

Комментариев нет:

Rambler's Top100 Полный анализ сайта Всё для Blogger(а) на Blogspot(е)! Закладки Google Закладки Google Закладки Google Delicious Memori БобрДобр Мистер Вонг Мое место 100 Закладок