Эрвин Шредингер - Материя и разум

• Название: Материя и разум
• Автор: Эрвин Шредингер
• Издательство: Регулярная и хаотическая динамика
• Жанр: Философия
• Год: 2000
• ISBN: 5-93972-025-0

В этой книге крупнейший австрийский физик Э. Шредингер рассматривает такие вопросы, которые традиционно считаются прерогативой философов, теологов, психоаналитиков и политиков: являются ли разум и материя, субъект и объект, внутреннее я и внешний мир совершенно разными вещами или это одно и то же, какое место занимает сознание в процессе эволюции жизни, что лежит в основе морали, можно ли все еще ожидать биологического развития современного человека и как будет происходить его интеллектуальное развитие.

Эта книга, несомненно, будет интересна и полезна самому широкому кругу читателей, поскольку в ней затрагиваются общечеловеческие и общефилософские вопросы, над которыми каждый из нас размышляет на протяжении всей своей жизни.

---

Ощущение цвета невозможно объяснить в рамках объективной картины волн света, имеющейся у физиков. А мог бы физиолог объяснить это, обладай он более полными знаниями о процессах, происходящих в сетчатке, и вызываемых ими нервных процессах в зрительных нервных узлах и мозге? Я так не думаю. В лучшем случае мы бы получили объективные знания о том, какие нервные волокна возбуждаются и в каком соотношении; вероятно, точно узнали бы процессы, которые они вызывают в определенных клетках мозга – в те моменты, когда наш разум регистрирует ощущение желтого цвета в определенном направлении или области нашего поля зрения. Но даже такое подробное знание ничего не расскажет нам об ощущении цвета, в частности желтого, в этом направлении – а ведь в ощущении сладкого вкуса или чего-либо еще, возможно, участвуют те же самые физиологические процессы. Все, что я хочу сказать – мы можем быть уверены, что не существует такого нервного процесса, объективное описание которого содержит характеристику «желтый цвет» или «сладкий вкус», точно так же, как объективное описание электромагнитных волн не содержит никакой из этих характеристик.

То же самое справедливо и в отношении других ощущений. Очень интересно сравнить восприятие цвета, которое мы только что рассмотрели, с восприятием звука. Звук передается нам посредством упругих волн сжатия и растяжения, распространяющихся в воздухе. Их длина – точнее, частота – определяет высоту слышимого звука. (N.B. К физиологии имеет отношение частота, а не длина волны, как и в случае света, хотя в случае света эти величины практически точно обратно пропорциональны, поскольку скорости распространения света в пустом пространстве и в воздухе отличаются неощутимо.) Нет нужды объяснять, что частотный диапазон «слышимого звука» сильно отличается от частотного диапазона «видимого света» – звуковой диапазон простирается от 12–16 до 20000–30000 колебаний в секунду, тогда как для света эти цифры имеют порядок сотен триллионов. Относительный диапазон, однако, шире в случае звука, он охватывает около десяти октав (против одной с натяжкой для «видимого света»); более того, эта величина индивидуальна и изменяется с возрастом: неуклонное снижение верхней границы диапазона достигает значительной величины. Но наиболее удивительным фактом, связанным со звуком, является то, что смесь нескольких различных частот не воспринимается как чистый тон промежуточной высоты. Наложенные тоны воспринимаются раздельно, хотя и одновременно, особенно людьми с музыкальным слухом. Подмешивание более высоких нот («обертонов»), обладающих разными качествами и амплитудами, придает звучанию то, что мы называем тембром (нем. Klangfarbe), благодаря которому мы отличаем звучание скрипки, горна, церковного колокола, пианино... по единственной сыгранной ноте. И даже шумы обладают тембром, благодаря чему мы делаем заключения о происходящем; даже моей собаке знаком особенный шум, возникающий при открытии банки, из которой ей иногда достается печенье. Во всех этих случаях первостепенное значение имеет соотношение частот. Если они изменяются с одним и тем же коэффициентом, как при ускоренном или замедленном проигрывании граммофонной пластинки, вы без труда разберетесь в ситуации. Хотя имеются различия, обусловленные именно абсолютными значениями частот определенных составляющих. При ускоренном проигрывании грамзаписи, содержащей голос человека, гласные заметно изменяются, в частности, «a» в слове «car» становится похожей на «а» в слове «care». Звук с непрерывным частотным диапазоном всегда вызывает неприятные ощущения, независимо от того, последовательно, как в случае сирены или орущего кота, или одновременно (что сложно реализовать, разве что с помощью сонма сирен или полка котов) он воспринимается. И снова разительное отличие от восприятия света. Все обычно воспринимаемые нами цвета представляют собой непрерывные смеси; при этом плавные цветовые переходы, встречающиеся на полотнах художников и в природе, часто придают изображению особенную прелесть.

Основные характеристики звукового восприятия понятны, поскольку о строении уха у нас имеются более детальные и достоверные знания, чем о химии сетчатки. Главным органом является улитка, спиралеобразная костная трубочка, внешне напоминающая раковину морской улитки: крохотная винтовая лестница, ширина которой уменьшается с высотой. Вместо ступенек (продолжая наше образное сравнение) у нее имеются натянутые эластичные волокна, образующие мембрану, ширина которой (длина отдельного волокна) постепенно уменьшается от основания к вершине. Таким образом, как струны арфы или пианино, волокна различной длины реагируют механически на колебания различной частоты. На определенную частоту реагирует небольшая область мембраны – не просто одно волокно, – на более высокую частоту – другая область, в которой волокна короче. Механические колебания определенной частоты должны возбуждать в каждой из групп нервных волокон хорошо известные нервные импульсы, которые распространяются в определенные области коры головного мозга. Нам в целом известно, что процессы проводимости в различных нервах очень похожи и изменяются лишь в зависимости от амплитуды возбуждения; последняя влияет на частоту импульсов, которую, конечно, не следует путать с частотой звука в нашем случае (эти две частоты совершенно не связаны друг с другом).

Картина не так проста, как хотелось бы. Если бы перед физиком стояла задача сконструировать ухо, обеспечивающее своему владельцу возможность невероятно точного определения высоты звука и тембра, как оно и есть на самом деле, его конструкция была бы отличной. Впрочем, возможно, в итоге он бы пришел к существующей. Было бы проще и красивее, если бы мы могли сказать, что каждая конкретная «струна» в улитке реагирует на одну, строго определенную, частоту поступающего колебания. Это не так. Но почему? Потому что колебания этих «струн» сильно задемпфированы. Это, при необходимости, расширяет их область резонанса. Наш физик, вероятно, создал бы конструкцию с минимально возможным затуханием. И это имело бы ужасные последствия: восприятие звука не прекращалось бы немедленно после затухания соответствующей волны; оно длилось бы еще некоторое время, пока слабо задемпфированный резонатор в улитке не остановился. Улучшение способности определения высоты звука достигается за счет ухудшения способности определения очередности близких во времени звуков. Удивительно, как реальный механизм умудряется примирять обе вещи таким совершенным образом.

Я решил, вдаваясь в подробности, дать вам возможность почувствовать, что ни описание физика, ни описание физиолога не содержат ни малейшего намека на ощущение звука. Любое описание подобного рода будет вынуждено заканчиваться фразой типа «эти нервные импульсы передаются в определенный участок мозга, где они регистрируются как последовательность звуков». Мы можем проследить за изменением давления воздуха, которое вызывает колебания барабанной перепонки, мы видим, каким образом это движение передается цепочкой крохотных косточек к другой мембране и, в конце концов, к частям мембраны, расположенным в улитке, состоящей из волокон различной длины, как было описано выше. Мы, возможно, поймем, каким образом колеблющееся волокно запускает электрохимический процесс проводимости в подсоединенном нервном волокне. Мы можем проследить распространение вплоть до коры головного мозга, и, может быть, даже получим объективные знания о происходящих в ней процессах. Но мы нигде не встретим «регистрацию звука», которая попросту не содержится в нашей научной картине, а существует лишь в разуме человека, об ухе и мозге которого мы ведем речь.

Таким же образом можно было бы обсудить ощущения прикосновения, тепла и холода, запаха и вкуса. Два последних ощущения – химические ощущения, как их иногда называют (обоняние дает нам возможность изучения газов, вкус – изучения жидкостей) – имеют одну общую черту со зрительным ощущением: на бесконечное множество всевозможных стимулов они реагируют ограниченным многообразием качеств; в случае вкуса это такие качества, как горький, сладкий, кислый, соленый и их смеси. Обоняние, как мне кажется, более разнообразно, нежели вкус; в частности, у отдельных животных оно развито сильнее, чем у человека. Те объективные особенности физического или химического стимула, которые заметно модифицируют ощущение, по-видимому, варьируются очень сильно в царстве животных. Пчелы, например, обладают цветовым зрением, причем одна из границ воспринимаемого ими диапазона находится далеко в ультрафиолетовой области; они являются истинными трихроматами, а не дихроматами, как было установлено в ходе более ранних экспериментов, в которых ультрафиолетовая область не принималась во внимание. Особенно интересно то, что пчелы, как недавно выяснил в Мюнхене фон Фриш, обладают чувствительностью к поляризации света; это позволяет им чрезвычайно уверенно ориентироваться по солнцу. Для человека даже полностью поляризованный свет неотличим от обычного, неполяризованного. Летучие мыши, как выяснилось, обладают чувствительностью к высокочастотным колебаниям («ультразвуку»), частота которых намного превосходит верхнюю границу слышимого человеком диапазона; летучие мыши сами генерируют эти высокочастотные колебания, действуя наподобие радара, что помогает им избегать препятствий. Присущее человеку ощущение холода и тепла проявляет интересное свойство «les extremes se touchent»: при нечаянном прикосновении к очень холодному объекту может показаться, что мы обожглись.