Может ли что-то снизу дотянуться до мысли

Эта книга началась не с частиц и не с атомов, а с вопроса, который неловко задавать вслух. Я материалист в самом скучном смысле слова. Я думаю, что мысль — это сигналы между нейронами, электричество и химия в килограмме с лишним мокрой ткани, и ничего сверх того. Но у каждого бывают минуты, когда ответ приходит раньше доводов: ты не можешь объяснить, почему не хочешь подписывать эту бумагу или сворачивать на эту улицу, а потом выясняется, что не зря. Однажды я поставил себе вопрос, который звучал как фантастика, но был сформулирован честно. Если мысль — это сигналы, их можно подтолкнуть. Физики всерьёз обсуждают измерения, скрытые от нас. Могло бы что-то оттуда подталкивать ионы в моих нейронах и всплывать в голове как интуиция?

Я решил не верить и не отмахиваться, а посчитать. Вышло интереснее, чем простое «да» или простое «нет».

Тень пятого измерения

Скрытым измерениям больше ста лет. В 1919 году математик из Кёнигсберга Теодор Калуца послал Эйнштейну статью. Он взял теорию тяготения, в которой гравитация — это изгиб пространства и времени, и переписал её для пяти измерений вместо четырёх. Потом посмотрел, как такой мир выглядел бы для того, кто различает только четыре. Получилась обычная гравитация и вдобавок уравнения электричества и магнетизма, те самые, что Максвелл вывел за полвека до этого. Электромагнетизм оказался тенью, которую пятимерное тяготение отбрасывает на наш мир. Это не сравнение, а точный математический результат. Эйнштейн думал над статьёй два года и в 1921-м помог её напечатать.

Почему пятого измерения не видно, объяснил в 1926 году швед Оскар Клейн: оно свёрнуто в колечко ничтожного размера. Садовый шланг издалека кажется линией, у которой есть только длина. Муравей на шланге знает, что у него есть ещё и обхват, по которому можно ходить кругами. Если обхват измерения меньше всего, что способны прощупать наши приборы, мы живём как наблюдатель издалека.

В 1981 году Эдвард Виттен посчитал, сколько свёрнутых измерений нужно, чтобы тенью оказались и обе ядерные силы. Вышло не меньше семи лишних, всего одиннадцать. То же число потом стало числом измерений М-теории, которую Виттен в 1995 году предложил как общий корень всех теорий струн. У смутной догадки «силы связаны через скрытое измерение» есть точная версия, и кто-то вычислил, сколько измерений ей нужно.

Описанием нашего мира эта линия так и не стала. Из пятимерной теории вместе с электромагнетизмом выходило ещё одно поле, которое должно было слегка менять силу тяготения, а точные измерения, вплоть до радиосигналов зонда «Кассини», прошедших рядом с Солнцем, такой примеси не нашли. Сам Виттен показал и вторую загвоздку: в таком мире не получаются частицы, которые отличают левое от правого, а слабая ядерная сила их отличает. Проверенной теории, в которой все силы сходятся в одном скрытом измерении, нет до сих пор.

В конце девяностых появилась другая картина. Наш мир может оказаться плёнкой, физики говорят «браной», в пространстве большего числа измерений. Вещество и свет прилипли к плёнке, и только тяготение просачивается наружу. Это объяснило бы, почему гравитация так слаба. Магнит на холодильнике удерживает скрепку, хотя вниз её тянет вся Земля. Если тяготение растекается по лишним измерениям, его слабость — вопрос геометрии.

Самая живая версия этих лет — «тёмное измерение», которое предложила группа Кумруна Вафы в Гарварде. Одно лишнее измерение размером около микрона, в сотню раз тоньше волоса. В нём живут только гравитоны, частицы тяготения, а их собратья, которые движутся поперёк этого измерения и оттого кажутся нам тяжёлыми, могли бы оказаться тёмной материей. Размер выбран с расчётом: крутильные весы в Сиэтле проверили закон тяготения до расстояний примерно в половину толщины волоса и отклонений не нашли, а микрон лежит ниже этой границы. Проверить идею может только следующий, более тонкий опыт.

Большие лишние измерения при этом уже проверены. В 2017 году слились две нейтронные звезды, и до Земли дошли и гравитационные волны, и свет. По свету узнали расстояние, по волнам — насколько они ослабли в пути. Если бы часть волн утекала в лишние измерения, они пришли бы слабее. Они пришли такими, какими должны прийти в четырёхмерном мире, с точностью в несколько процентов. Крошечные свёрнутые измерения этот опыт не задевает: он закрывает только такие, в которые тяготение утекало бы по дороге между галактиками.

Физика не запрещает скрытые измерения. На этом звене моя гипотеза устояла.

Сколько нужно, чтобы толкнуть нейрон

Нейрон в коре — клетка в оболочке, по разные стороны которой лежат разные ионы: натрий, калий, хлор. Внутри напряжение около минус семидесяти милливольт. Если поднять его на пятнадцать, до порога, клетка выстрелит импульсом, и этот импульс станет частью мысли. Для этого через оболочку должны перейти около десяти миллионов зарядов. Это немного для клетки, но это не один ион, а население большого города.

Теперь тепло. При температуре тела всё вокруг толкается, и напряжение на оболочке дрожит само по себе. Если учитывать только это тепловое дрожание, его обычный размах — несколько миллионных долей вольта, и порог отстоит от него на две с лишним тысячи таких размахов. Настоящий живой нейрон шумит сильнее: поры в его оболочке случайно открываются и закрываются, соседи непрерывно шлют ему сигналы, и реальный шум доходит до милливольта. Но и тогда порог выше шума больше чем в десять раз. Нейрон устроен так, чтобы одиночные мелкие события его не трогали. Он собирает каждое решение из тысяч открытий пор, и высокий порог нужен ровно для того, чтобы шум не становился мыслью.

Сколько даёт скрытое тяготение

Возьмём самый щедрый для гипотезы случай. Пусть микронное измерение существует, и на расстояниях меньше микрона тяготение сильнее обычного, потому что растекается уже по пяти измерениям. Между двумя ионами натрия на расстоянии нанометра это даёт усиление в тысячу раз. Звучит солидно. Но сила всё равно меньше нужной примерно во столько раз, сколько атомов в теле взрослого человека. И это уже с подарком от геометрии.

Хуже величины — характер силы. Тяготение тянет всё одинаково: натрий, калий, хлор и воду. А нейрон живёт разницей, зарядом по одну сторону оболочки против заряда по другую. Сила, которая толкает всех одинаково, похожа на поворот вагона, в котором все пассажиры качнулись вместе и никто не пересел. Как это выглядит на деле, видно по самому сильному тяготению, какое есть рядом. Каждый наш нейрон тянет вся Земля, несравнимо сильнее всего, что могло бы прийти из микронного измерения, и это притяжение наводит на клетке напряжение около десяти триллионных долей вольта, почти в миллион раз меньше теплового дрожания. Земля целиком не делает с нейроном ничего электрического. Так что гипотезе мало найти недостающую силу. Эту силу надо ещё научить отличать плюс от минуса, а тяготение этого не умеет: для него существует только масса.

Мозг, возразят мне, работает на грани, и крошечный толчок в нём разрастается, как лавина от камешка. Но лавина усиливает любой камешек. Если толчок из пятого измерения способен изменить судьбу импульса, её так же меняет каждая тепловая встряска и каждая частица космических лучей, пролетевшая через голову. На выходе получится не сообщение, а бросок монеты. Никакая обработка не добавляет сведений о камешке сверх тех, что были на входе, а на входе он тонет в тепле. К тому же учёные до сих пор спорят, живёт ли кора на такой грани вообще.

Я посчитал и так, как считает инженер связи. Пусть передатчиком будет целый мозг, который своим тяготением сигналит нейрону в десяти сантиметрах, пусть канал будет идеальным, а мешает только тепло. Один бит, одно «да» или «нет», проходит по такому каналу примерно за сто миллионов возрастов Вселенной. За всю человеческую жизнь набегает ничтожная доля одного бита, и сложение по миллиардам нейронов этого не меняет: расчёт его уже учитывает.

Это не невезение. В 1975 году физики Аппельквист и Карацоне доказали, что влияние процессов на самых малых расстояниях на то, что происходит на больших, подавлено, и тем сильнее, чем глубже уровень. Поэтому химику не нужны массы кварков, а инженеру, считающему трубу, — кислород в воде. Я начинал с надежды, что глубокий уровень дотягивается наверх и рулит. Оказалось наоборот. Этажи, из которых сложена эта книга, существуют как раз потому, что глубокие уровни наверх почти не дотягиваются. Без этого не было бы отдельной химии, отдельной биологии и лестницы из шестидесяти порядков.

Можно, но руками

Сама форма моего вопроса была верной. Внешнее поле может менять работу нейронов и вместе с ней мысли, и это делают в клиниках каждый день. К голове прикладывают катушку, пропускают через неё короткий сильный импульс тока, меняющееся магнитное поле наводит в коре электрическое, и у человека дёргается палец. Поле в коре при этом около ста вольт на метр. Слабые токи через кожу головы, в сотни раз слабее, уже спорный случай: учёные до сих пор выясняют, действуют ли они на ритмы мозга вообще. Вопрос не в том, можно ли повлиять снаружи, а в том, сколько для этого нужно. Скрытому тяготению не хватает не чуть-чуть.

Птица, которая видит поле

Слабое место в моём расчёте всё же нашлось, и показала его птица. Малиновка, маленькая певчая птица с рыжей грудкой, осенью летит на юг ночами. В шестидесятые годы Вольфганг Вильчко во Франкфурте показал, что малиновки в клетке в сезон перелёта рвутся в определённую сторону, а если катушками повернуть магнитное поле вокруг клетки, поворачивается и направление. Птицы чувствуют магнитное поле Земли. А энергия, которую это поле может сообщить одному электрону, в несколько миллионов раз меньше тепловой. По моей логике «слабее тепла — значит, утонет в шуме» малиновка ориентироваться не могла бы. Она ориентируется.

Разгадка в том, что поле здесь не толкает, а подправляет выбор. У электрона есть спин, свойство, из-за которого каждый электрон ведёт себя как крошечный магнитик со стрелкой. В глазу птицы есть белок криптохром. Когда в него попадает свет, электрон перескакивает с одной части молекулы на другую, и получается пара, у каждой половины которой по одинокому электрону. Их стрелки связаны. Пока пара живёт, от миллионной до десятитысячной доли секунды, слабое внешнее поле понемногу поворачивает их друг относительно друга. А дальше работает правило отбора: от взаимного положения стрелок зависит, во что превратится пара, в одно вещество или в другое. Поле почти не добавляет энергии. Оно меняет шансы, какой дорогой пойдёт реакция, и сравнивать его с теплом бессмысленно: за время жизни пары тепло не успевает перемешать стрелки.

В 2021 году криптохром малиновки, полученный в пробирке, показал химию, зависящую от магнитного поля. А ещё раньше, в 2014-м, биологи из Ольденбурга на севере Германии разобрались, почему их малиновки в деревянных домиках на университетском кампусе не могли выбрать направление. Когда домики обшили алюминием и заземлили его, птицы снова стали ориентироваться. Им мешал слабый электромагнитный шум города, от которого сбивался птичий компас.

Это ровно то, что искала гипотеза: настоящий, опубликованный механизм, в котором исчезающе слабое поле даёт определённый биологический результат. Но посмотрим на цену. Нужен приёмник, который эволюция настраивала именно для этой задачи, и нужны стрелки, которые различают поле. Тяготение из лишнего измерения тянет всё одинаково и стрелок не различает. Лазейка работает, когда сигнал в миллионы раз слабее тепла, а гипотезе нужно во столько раз, сколько атомов в теле, и растянуть её нельзя: спин защищён только короткое время и только внутри специального белка. Выход — один бит, «поле направлено так или иначе», за мгновение короче тысячной доли секунды, прямо на месте. И поле, с которым она работает, — обычный магнетизм. Собственное магнитное поле мозга у кожи головы в сотни миллионов раз слабее земного и быстро гаснет с расстоянием.

Механизм подарен, дальность отобрана. Теории квантового мозга, о которых много пишут, стоят ещё скромнее: они не опровергнуты, но сильно ограничены, их собственные предсказания пока не сбывались, и даже в лучшей форме они описывают то, что происходит внутри одной головы, а не между двумя.

Что тогда такое предчувствие

У явления, которое я пытался объяснить, есть объяснение попроще и, что важнее, лучше проверяемое. Мозг не ждёт, пока мир сообщит ему новости. Он всё время угадывает следующее мгновение и сверяет догадку с тем, что приходит от глаз и ушей. Догадки лежат этажами: внизу — каким будет следующий звук, наверху — чем кончится разговор. В этой картине предчувствие — уверенная догадка верхнего этажа, записанная не словами. Ты знаешь, но не можешь сказать, потому что сказать — значит перевести знание в другой формат, а этого перевода нет.

Такое знание можно получить, не заметив. В опытах американского психолога Артура Ребера люди разглядывали цепочки букв, составленные по скрытым правилам. Потом они отличали правильные цепочки от неправильных заметно лучше случайного, но не могли назвать ни одного правила.

Психолог Гэри Кляйн годами расспрашивал пожарных. Один лейтенант вошёл с командой в дом, где горела кухня. Вода не сбивала огонь, было слишком жарко и слишком тихо, и он, сам не зная почему, приказал всем выйти. Вскоре пол, на котором они стояли, провалился: горел подвал. Лейтенант говорил о шестом чувстве. Кляйн разобрал случай и нашёл сигналы: жар не по размеру огня, тишина не по размеру пожара. Опыт прежних пожаров узнал несходство раньше, чем сознание его назвало.

Даниэль Канеман полжизни показывал, как интуиция ошибается. Кляйн полжизни показывал, как она спасает. В 2009 году они написали статью вместе, ожидая спора, и назвали её «несогласием, которого не вышло». Они сошлись на двух условиях, при которых интуиции можно верить. Мир вокруг должен быть достаточно устойчивым, чтобы в нём было что выучить. И у человека должна быть возможность учиться с обратной связью, быстро узнавая, прав он или нет. Шахматист и пожарный подходят. Человек, выбирающий акции, — нет: рынок почти не повторяется, а ответ приходит поздно и в шуме.

То же с чувством, что понимаешь другого без слов. Для этого не нужен скрытый канал: обычные чувства несут огромный поток данных, от мимики и интонации до позы, пауз и запаха. Ощущение, что ты угадал, — работающий вывод из множества сведений, которые ты не успел заметить.

Опыт, который проверил сам себя

В 2011 году психолог Дэрил Бем из Корнеллского университета напечатал в одном из лучших журналов по психологии девять опытов, в которых участвовало больше тысячи человек. В одном из них на экране висели две занавески, и нужно было угадать, за какой спрятана картинка. Компьютер решал, где она будет, уже после ответа. Когда картинка была эротической, люди угадывали в 53 случаях из ста вместо 50. Статья прошла рецензирование.

Потом её стали повторять. Стюарт Ричи, Ричард Уайзман и Кристофер Френч трижды воспроизвели один из опытов Бема и получили ноль. Другие группы тоже получили ноль. Тогда встал вопрос неприятнее самого предвидения: исследование, сделанное по всем принятым правилам, нашло то, чего нет. Причину нашли в самих правилах. Они оставляли исследователю слишком много свободы: когда остановить набор участников, какие данные считать главными, каким способом их обрабатывать. Каждое такое решение по отдельности невинно, но вместе они позволяют найти узор в шуме.

Лекарство называется предрегистрацией. Учёный до начала опыта записывает в открытый реестр, что именно будет измерять, сколько людей наберёт и как станет считать. Отступить от плана потом можно, но это увидят все. Случай Бема стал одной из главных причин, по которым предрегистрация стала нормой. Вопрос о предвидении взяли всерьёз, проверили, получили ноль и попутно починили методы целой науки. С идеей, которая не подтвердилась, редко случается что-то лучше.

Тетрадь на выходные

Одну часть этого расследования можно повторить самому, и для неё не нужен ни ускоритель, ни лаборатория. Заведи тетрадь или заметку в телефоне. Каждое предчувствие записывай сразу и с числом: насколько ты уверен, в процентах. «Встречу перенесут, семьдесят». «Автобус придёт раньше расписания, шестьдесят». «Посылку привезут до обеда, восемьдесят». За выходные набирается несколько десятков таких мелочей, если не отбирать их, а записывать все подряд.

Потом отметь, что сбылось, и разложи записи по кучкам. Из тех, где стояло «семьдесят», должно сбыться около семи из десяти, из тех, где «девяносто», — девять. Если сбывается меньше, ты уверен сильнее, чем знаешь. Если столько же, у тебя хорошая калибровка, и это настоящее умение, которое мозг собрал из тысяч прошлых случаев. Нескольких десятков записей мало для точного ответа, но грубый перекос виден и на них. Обычно калибровка бывает хорошей в одних областях и плохой в других, и узнать, где какая, полезнее, чем узнать про себя что-нибудь лестное.

Последняя проверка самая простая. Перед тем как открыть тетрадь, попробуй вспомнить, какая доля предчувствий сбылась. Потом посчитай по записям. Если по памяти выходит больше, разница между двумя числами — прямое измерение того, как память оставляет себе попадания и тихо теряет промахи. Её не видно изнутри, и тетрадь на выходные показывает её лучше любой теории: два столбца, «что я чувствовал» и «что случилось», и расстояние между ними, которое наконец можно измерить.