La question est-elle raisonnable: pourquoi le principal problème de la neurobiologie se reflète-t-il en physique?

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La nature de la conscience est un mystère unique parmi tous les secrets de la science. Les neuroscientifiques ne peuvent pas simplement fournir une explication fondamentale de la façon dont il émerge des états physiques du cerveau - nous ne sommes même pas sûrs de pouvoir jamais l'expliquer. Les astronomes s'intéressent à ce qu'est la matière noire, les géologues recherchent les origines de la vie, les biologistes tentent de comprendre le cancer - et cela, bien sûr, est une tâche difficile, mais au moins nous imaginons plus ou moins dans quelle direction nous devons creuser, et nous il y a des concepts grossiers sur la façon dont leurs décisions devraient ressembler. Et notre propre «je», en revanche, dépasse les frontières des méthodes scientifiques traditionnelles. À la suite du philosophe David Chalmers , nous l'appelons le « problème difficile de la conscience ».

Mais peut-être que la conscience n'est pas une tâche unique de cette complexité. Les philosophes des sciences, Gottfried Leibniz et Immanuel Kant , ne se sont pas battus avec un personnage aussi connu, mais avec la même tâche difficile que la matière. Qu'est-ce que la matière physique par essence, si nous ignorons les structures mathématiques décrites par la physique? Et ce problème, apparemment, se situe au-delà des limites des méthodes scientifiques traditionnelles, car nous ne pouvons observer que l'effet de la matière, mais pas son essence - le «logiciel» de l'Univers, mais pas son «fer». À première vue, ces problèmes semblent complètement distincts. Mais si vous regardez attentivement, il s'avère qu'ils sont profondément interconnectés.

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La conscience est un phénomène multiforme, mais la perception subjective est son aspect le plus étonnant. Notre cerveau ne se contente pas de collecter et de traiter des informations. Dans ce document, les processus biochimiques ne se déroulent pas simplement. Il crée une série vive de sentiments et de sensations, par exemple, un regard de couleur rouge, un sentiment de faim, une surprise de la philosophie. Vous êtes vous-même et personne d'autre ne pourra reconnaître directement cette sensation.

Notre conscience comprend un ensemble complexe de sensations, d'émotions, de désirs et de pensées. Mais en principe, les sensations de conscience peuvent être très simples. Un animal qui ressent de la douleur ou une envie instinctive, même sans y penser, a toujours conscience. Notre conscience réalise également quelque chose tout le temps - elle pense aux objets du monde, aux idées abstraites, à elle-même. Mais même celui qui dort et voit un rêve incohérent ou qui hallucine aura toujours la conscience dans le sens de la présence d'une expérience subjective, même s'il n'est au courant de rien de spécifique.

D'où vient la conscience dans ce sens le plus général? La science moderne nous donne des raisons de croire que notre conscience se développe à partir de la physique et de la chimie du cerveau, et non à partir de quelque chose d'intangible et de transcendantal. Pour obtenir un système conscient, nous n'avons besoin que de matière physique. Collectez-le de la bonne manière, sous la forme d'un cerveau, et la conscience apparaîtra. Mais comment et pourquoi la conscience peut-elle apparaître à cause d'une sorte de matière collectée, initialement sans conscience?

Le problème est difficile du fait que sa solution ne peut être décrite par l'expérience et les observations. Grâce à des expériences de plus en plus sophistiquées et à des technologies d'imagerie avancées, la neurobiologie nous donne des diagrammes de plus en plus détaillés de ce que la conscience ressent en fonction des conditions physiques du cerveau. La neurobiologie pourra peut-être un jour nous dire ce que tous nos états cérébraux conscients ont en commun: par exemple, ils ont tous des niveaux élevés d'informations intégrées (comme dans la théorie de l'information intégrée de Giulio Tonioni ) dans lesquels ils diffusent des messages cerveau (comme dans The Theory of Global Workspace de Bernard Bars ), ou qu'ils créent des oscillations à une fréquence de 40 Hz (comme suggéré par Francis Crick et Christoph Koch ). Mais toutes ces théories ont toujours un problème difficile. Comment et pourquoi un système qui intègre des informations, diffuse des messages ou oscille à une fréquence de 40 Hz ressent-il de la douleur ou de la joie? L'émergence de la conscience d'une simple complexité physique semble également mystérieuse, quelle que soit la forme que prend cette complexité.

Et, semble-t-il, la découverte de détails biochimiques spécifiques et, par conséquent, physiques qui sous-tendent ces difficultés ne nous sera d'aucune utilité . Quelle que soit la précision avec laquelle nous décrivons les mécanismes sous-jacents, par exemple, la sensation et la reconnaissance des tomates, nous pouvons toujours nous demander: pourquoi ce processus s'accompagne-t-il d'une sensation de rouge ou de tout autre? Pourquoi ne pouvez-vous pas rendre le processus physique inconscient?

D'autres phénomènes naturels, de la matière noire à la vie, bien que mystérieux, ne semblent pas si insolubles. En principe, nous pouvons accepter que pour leur compréhension, il suffit de collecter plus de détails physiques: pour construire les meilleurs télescopes et autres instruments, pour développer de meilleures expériences, pour remarquer de nouvelles lois et modèles dans les données existantes. Si nous prenions soudainement connaissance de tous les détails physiques et des lois de l'Univers, ces problèmes devraient disparaître. Ils auraient disparu juste au moment où le problème de l'hérédité disparaissait après la découverte des aspects physiques de l'ADN. Mais le problème difficile de la conscience demeure, même en présence de la connaissance de tous les aspects physiques imaginables.

En ce sens, la nature profonde de la conscience semble dépasser les possibilités scientifiques. Mais en même temps, nous pensons que la physique, en principe, peut tout nous dire sur la nature de la matière physique. Les physiciens nous disent que la matière est constituée de particules et de champs qui ont des propriétés telles que la masse, l'énergie, la charge, le spin. Les physiciens n'ont pas encore pu découvrir toutes les propriétés fondamentales de la matière, mais ils s'en approchent.

Mais il y a des raisons de croire que la matière est quelque chose de plus que ce que la physique nous dit. La physique, en général, nous dit ce que font les particules fondamentales ou comment elles sont liées à d'autres choses, mais rien de ce qu'elles sont elles-mêmes, indépendamment de tout le reste.

Par exemple, une charge est une propriété de repousser d'autres particules avec la même charge et d'attirer des particules avec une charge opposée. En d'autres termes, la charge est un moyen de traiter avec d'autres particules. De même, la masse est la propriété de répondre aux forces appliquées et à l'attraction gravitationnelle d'autres particules avec la masse, qui peut être décrite comme une courbure de l'espace-temps ou une interaction avec le champ de Higgs. Il y a aussi d'autres choses que font les particules et la façon dont elles sont associées à d'autres particules et à l'espace-temps.

En général, il semble que toutes les propriétés physiques fondamentales puissent être décrites mathématiquement. Galileo, le père de la science moderne, a déclaré un jour que le livre de la nature est écrit dans le langage des mathématiques. Mais les mathématiques sont un langage avec des limites claires. Il ne peut décrire que des structures et des connexions abstraites. Par exemple, nous ne connaissons que les nombres, comment ils sont liés à d'autres nombres et à d'autres objets mathématiques - c'est-à-dire ce qu'ils «font», les règles qu'ils suivent lors de l'ajout, de la multiplication, etc. De la même manière, nous connaissons les propriétés d'un objet géométrique, tel qu'un nœud de graphe, par sa relation avec d'autres nœuds. De même, la physique purement mathématique ne peut nous renseigner que sur les relations des entités physiques et les règles régissant leur comportement.

On peut se demander ce que sont les particules physiques, indépendamment de ce qu'elles font, ou comment elles se rapportent à d'autres choses. Quelles sont les entités physiques en elles-mêmes, quelles propriétés leur sont inhérentes? Certains soutiennent que les particules ne s'expriment que par leur relation les unes avec les autres, mais l'intuition se rebelle contre de telles affirmations. Une relation nécessite l'existence de deux choses qui ont une relation l'une avec l'autre. Sinon, cette attitude est vide - une performance sans acteurs, un château vu des airs. En d'autres termes, la structure physique doit être réalisée ou constituée d'une substance ou d'une substance qui, en soi, n'est pas une structure vide. Sinon, il n'y aura pas de différence entre la structure physique et mathématique, entre l'univers tangible et l'abstraction. Mais quelle est cette substance qui met en œuvre la structure physique et quelles sont les propriétés internes non structurelles qui la décrivent? Ce problème est un proche parent du problème classique de Kant concernant une chose en soi . Le philosophe Galen Strawson l' appelle le «problème difficile de la matière».

Il y a de l'ironie, car nous imaginons généralement la physique comme une science qui décrit le «matériel» de l'Univers - des choses réelles et concrètes. Mais en fait, la matière physique (au moins ces aspects dont la physique nous parle) ressemble plus à un logiciel: une structure logique et mathématique. Selon le problème difficile de la matière, ce logiciel a besoin de matériel pour fonctionner. Les physiciens ont brillamment procédé à une ingénierie inverse des algorithmes - ou code source - de l'Univers, mais ont exclu une implémentation spécifique.

Le problème difficile de la matière est différent des autres problèmes d'interprétation de la physique. La physique moderne nous donne des énigmes comme: comment la matière peut-elle être à la fois une particule et une onde? Qu'est-ce que l'effondrement d'une fonction d'onde quantique? Qu'est-ce qui est des champs continus plus fondamentaux ou des particules individuelles? Mais toutes ces questions sont de savoir comment comprendre correctement la structure de la réalité. Un problème difficile de la matière apparaîtrait même si nous avions des réponses à toutes les questions sur la structure. Quelles que soient les structures dont nous parlons, des plus étranges et des plus insolites aux plus intuitives, la question se posera: comment sont-elles mises en œuvre non pas d'un point de vue purement structurel.

Un tel problème apparaît même en physique newtonienne, qui décrit la structure de la réalité à un niveau intuitif simple. En gros, la physique newtonienne dit que la matière est constituée de particules solides interagissant soit par une collision, soit par une attraction gravitationnelle. Mais quelle est la nature interne d'une substance qui se comporte de manière aussi simple et intuitive? Quel est le matériel sur lequel le logiciel des équations de Newton est implémenté? Quelqu'un peut décider que la réponse est simple: elle est réalisée à travers des particules solides. Mais la dureté est un comportement qui provient de particules qui résistent à la pénétration d'autres particules et se chevauchent partiellement - c'est en fait une autre relation avec d'autres particules dans l'espace. Le problème difficile de la matière se pose avec toute description structurelle de la réalité, indépendamment de sa qualité et de son intuition.

Tout comme le problème difficile de la conscience, le problème difficile de la matière ne peut pas être résolu par des expériences et des observations, ou par la collecte de détails physiques supplémentaires. Ils nous montreront simplement encore plus de structures - du moins tant que la physique restera une discipline dédiée à la description de la réalité à travers les mathématiques.

Le problème difficile de la conscience et le problème difficile de la matière peuvent-ils être liés? En physique, il existe déjà une tradition de combiner les problèmes de physique et les problèmes de conscience, par exemple, dans les théories quantiques de la conscience. Ces théories sont souvent dépréciées en raison de leurs fausses conclusions selon lesquelles si la physique quantique et la conscience sont des choses mystérieuses, les croiser deviendra en quelque sorte moins mystérieux. L'idée de lier le problème difficile de la conscience au problème difficile de la matière peut être critiquée sur la même base. Mais si vous regardez attentivement, ces deux problèmes se complètent à un niveau plus profond et plus spécifique. L'un des premiers philosophes à remarquer cette connexion a été Leibniz à la fin du XVIIe siècle, mais Bertrand Russell a formulé la version moderne exacte de l'idée. Les philosophes modernes, dont Chalmers et Strawson, ont redécouvert ce lien. Il est décrit comme suit.

Le problème difficile de la matière nécessite de trouver des propriétés non structurelles, et la conscience est un phénomène qui peut satisfaire ces exigences. La conscience est pleine de propriétés qualitatives, de la rougeur du rouge et de l'inconfort de la faim à la phénoménologie des pensées. De telles expériences, ou qualia , peuvent avoir une structure interne, mais il y a autre chose que la structure en elles. Nous savons quelque chose sur l'essence et les propriétés internes des sensations, sur ce qu'elles sont en elles-mêmes, et pas seulement sur leur fonctionnement et leur relation avec d'autres propriétés.

Par exemple, imaginez une personne qui n'a jamais vu d'objets rouges et qui n'a jamais entendu parler de l'existence du rouge. Il ne sait rien de la façon dont la «rougeur» est associée aux conditions cérébrales, aux objets physiques comme les tomates ou à une longueur d'onde, ni de la façon dont elle est associée à d'autres couleurs (par exemple, elle ressemble à l'orange, mais très différente du vert). ) Et une fois, dans une hallucination, il a vu une grosse tache rouge. Apparemment, une personne après cela découvre qu'il y a une rougeur, bien qu'elle ne sache rien de ses liens avec d'autres choses. La connaissance qu'il a reçue sera une connaissance sans relations, une connaissance de ce qu'est la rougeur en soi.

Il en résulte que la conscience sous une forme rudimentaire primitive est le «fer» sur lequel travaille le «logiciel» décrit par les physiciens. Le monde physique peut être perçu comme une structure de sensations conscientes. Nos propres sensations réalisent les connexions physiques qui composent notre cerveau. Certaines formes de sensations simples et élémentaires réalisent les liaisons qui composent les particules fondamentales. Prenez un électron. Un électron attire, repousse et est en quelque sorte corrélé avec d'autres entités conformément aux équations physiques fondamentales. Ce qui constitue son comportement peut être représenté comme un flux de minuscules sensations d'électrons. Les électrons et autres particules peuvent être considérés comme des êtres mentaux dotés de capacités physiques; comme des flux de sensations qui sont en relation physique avec d'autres flux de sensations.

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Cette idée peut sembler étrange et même mystique, mais elle est née d'une réflexion approfondie sur les limites de la science. Leibniz et Russell étaient des rationalistes scientifiques - comme en témoignent leurs contributions immortelles à la physique, à la logique et aux mathématiques - mais ils étaient également profondément dévoués à la réalité et à l'unicité de la conscience. Ils ont conclu que pour rendre hommage aux deux phénomènes, il est nécessaire de changer radicalement de pensée.

Et c'est vraiment un changement radical. Les philosophes et les neuroscientifiques imaginent souvent la conscience sous forme de logiciel et le cerveau sous forme de «fer». Cette hypothèse la bouleverse. Si vous regardez ce que la physique dit du cerveau, ce sera, en fait, un logiciel - un ensemble pur de relations - aux niveaux les plus bas. Et la conscience ressemble davantage au fer, car ses propriétés sont qualitatives et non structurelles. Par conséquent, les expériences conscientes peuvent simplement être celle dont la structure est la structure physique.

Si le problème difficile de la matière est résolu de cette manière, le problème difficile de la conscience disparaît de lui-même. Il n'y a plus de question sur la façon dont la conscience naît de la matière sans conscience, puisque toute matière est essentiellement consciente. Il n'y a pas de questions sur la dépendance de la conscience à l'égard de la matière, car c'est la matière qui dépend de la conscience - tout comme la relation dépend des membres qui entrent dans cette relation, la structure dépend donc de l'implémenteur, le logiciel fonctionnant sur le matériel.

On peut affirmer qu'il s'agit d'un pur anthropomorphisme - une réflexion injustifiée des propriétés humaines sur les phénomènes naturels. Qu'est-ce qui nous fait penser que la structure physique a besoin d'une sorte d'implémenteurs internes? Est-ce parce que notre cerveau a des propriétés internes et conscientes, et que nous sommes habitués à penser à la nature en termes familiers? Mais cette objection peut être réfutée. L'idée que des propriétés internes sont nécessaires pour distinguer les vraies choses concrètes des structures abstraites n'a rien à voir avec la conscience. De plus, l'accusation d'anthropomorphisme peut être réfutée par une contre-accusation d'exclusivité humaine. Si le cerveau est entièrement matériel, pourquoi devrait-il être différent du reste de la matière en termes de propriétés intrinsèques?

Ce point de vue, sur la réalité physique sous-jacente de la conscience, est appelé différemment, mais l'un des noms les plus appropriés est la « théorie de la conscience à deux volets» ou « monisme à deux volets». Le monisme contraste avec le dualisme , qui dit que la conscience et la matière sont fondamentalement des substances ou des types de choses complètement différents. Le dualisme est considéré comme non fondé scientifiquement, car la science ne montre aucune preuve de la présence de forces non physiques qui affectent le cerveau.

Le monisme prétend que toute réalité est faite de la même substance. Il se présente sous plusieurs formes. Le point de vue moniste le plus courant est le physicalisme (également connu sous le nom de matérialisme ), qui postule que tout est constitué de substance physique avec un seul aspect décrit par la physique. Aujourd'hui, ce point de vue est généralement accepté par les philosophes et les scientifiques. Selon le physicalisme, une description complète et purement physique de la réalité ne manque de rien. Mais selon le difficile problème de la conscience, toute description purement physique du système conscient, par exemple le cerveau, à première vue, manque néanmoins quelque chose. Il ne peut pas décrire complètement ce que signifie être un tel système. On peut dire qu'il décrit les aspects objectifs, mais non subjectifs de la conscience: le travail du cerveau, mais pas notre vie intérieure intelligente.

Le monisme bipartite de Russell essaie de combler cette lacune. Il prend le point de vue du cerveau comme un système matériel qui se comporte conformément aux lois de la physique.Mais il ajoute un autre aspect interne à la matière, caché du point de vue externe de la physique, qui ne peut être défini par aucune description purement physique. Mais, bien que cet aspect interne ne se prête pas aux théories physiques, il se prête à notre observation intérieure. Notre conscience constitue cet aspect interne du cerveau, et c'est notre clé pour l'aspect interne d'autres choses physiques. Pour paraphraser la réponse laconique d' Arthur Schopenhauer Kant: nous pouvons être conscients d'une chose en nous-mêmes parce que nous la sommes.

Le monisme à deux volets est modéré et radical. Les versions modérées prétendent que l'aspect interne de la matière consiste en ce que l'on appelle protocole ou propriétés «neutres»: propriétés inconnues de la science, mais différentes de la conscience. La nature de ces propriétés ni conscientes ni physiques semble plutôt mystérieuse. Comme les théories quantiques de la conscience mentionnées précédemment, le monisme modéré à deux volets peut être blâmé pour avoir simplement ajouté une énigme à une autre, dans l'espoir qu'ils seront mutuellement détruits.

La version la plus radicale du monisme bipartite prétend que l'aspect interne de la réalité consiste directement en la conscience. Bien sûr, ce n'est pas la même chose que l' affirme l'idéalisme subjectif ., qui dit que le monde physique n'est rien de plus qu'une structure vivant dans l'esprit humain, et que le monde extérieur est, en un sens, une illusion. Selon le monisme à deux volets, le monde extérieur existe indépendamment de la conscience humaine. Mais il n'existerait pas indépendamment de tout type de conscience, puisque toutes les choses physiques sont associées à une certaine forme de leur conscience inhérente, à leur propre réalisateur interne, ou «fer».

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En tant que solution au problème difficile de la conscience, le monisme à deux volets lui-même est confronté à des objections. Le plus commun d'entre eux est que le panpsychisme en découle., une idée de l'animation universelle de la nature. Les critiques considèrent la présence de conscience dans les particules fondamentales peu probable. Il faut vraiment s’habituer à cette idée. Mais regardons les alternatives. Le dualisme semble impossible du point de vue de la science. Le physicalisme accepte que l'aspect objectif et scientifiquement justifié de la réalité est toute réalité, ce qui implique que l'aspect subjectif de la conscience est une illusion. Peut-être - mais ne devrions-nous pas être plus confiants d'avoir la conscience que les particules n'en ont pas?

La deuxième objection importante est la soi-disant problème de combinaison. Comment et pourquoi la conscience complexe et intégrée de notre cerveau apparaît-elle en raison de la création d'une structure de particules à conscience simple? Cette question ressemble étrangement au problème d'origine. Avec d'autres partisans du panpsychisme, je soutiens que le problème de la combinaison n'est plus aussi complexe que le problème difficile d'origine. À certains égards, il est plus facile de comprendre comment passer d’une forme de conscience (un ensemble de particules intelligentes) à une autre (cerveau intelligent) que de passer d’une matière déraisonnable à une matière rationnelle. Beaucoup de gens trouvent cela peu convaincant. Ce n'est peut-être qu'une question de temps. Les philosophes réfléchissent depuis des siècles au problème difficile d'origine, sous quelque forme que ce soit. Le problème de combinaison n'est pas si bien connu qu'il laisse espérer l'apparition d'une solution non détectée.

La possibilité que la conscience soit un aspect réel et concret de la réalité, un «matériel» fondamental qui permet au «logiciel» de nos théories physiques de fonctionner, est une idée radicale. Cela déforme complètement notre idée habituelle de la réalité, et une telle idée est assez difficile à percevoir. Mais il peut résoudre à la fois les deux problèmes les plus difficiles de la science et de la philosophie.

Source: https://habr.com/ru/post/fr403253/


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