Первая моя работа в области экспериментальной биологии открыла кодирование в нервной системе. Потом я изучал механизмы генерации и передачи от клетки к клетке нервного импульса. Вместе с В. П. Скулачевым экспериментально доказал, что энергетика всего живого — электрическая и продемонстрировал работу молекулярного трансформатора электричества, работающего с одиночными электронами. Это привело меня к идее о том, что живые клетки управляются молекулярными компьютерами.

Мне удалось экспериментально доказать, что молекулярные вычислительные машины нейронов управляют изнутри генерацией нервных импульсов и, следовательно, принимают участие в работе мозга. Изучая внутринейронную переработку информации, я пришел к выводу, что молекулярный компьютер использует для вычисления квантово-волновые свойства материи. Таким образом возникло представление о квантовом регуляторе. Более эффективные управляющие и вычисляющие устройства создать, по-видимому, невозможно. Если компьютер клетки квантовый, становится ясным, что попытка проследить за процессом принятия клеткой решений неминуемо приведет к изменению самого решения. Я назвал это свойство «внутренней точкой» зрения. Именно наличие «внутренней точки зрения», как мне кажется, лежит в основании того, что Вы называете рефлексивными событиями.

________________________________

Из статьи: Зеэв Шарон «Если нет человека, нет мира»

Следующая область, которой стал заниматься профессор Либерман — источники энергии живой клетки. Он сумел доказать, что внутри клетки существует нечто вроде электрического генератора, действующего по принципу электрической батареи, и именно этот генератор создает электрический потенциал клетки. <…> В 1972 году профессор Либерман начал заниматься проблемой, каким образом клетка использует информацию, уже находящуюся в ней и поступающую к ней. Эта область исследования получила название «молекулярный компьютинг». Либерман обнаружил, что «компьютер», присутствующий внутри клетки, получает информацию, когда определенные химические вещества поступают на внешнюю клеточную мембрану. В результате этого клеточный компьютер «вычисляет», как отреагировать на этот сигнал, и делает это путем разрезания и повторного склеивания частей ДНК, находящихся в ядре. Иными словами, действует точно так же, как и обычный компьютер, то есть на основе инструкций (команд) и их исполнения.

Когда процесс разрезания и склеивания завершается, клетка синтезирует белок, который инициирует последующую ответную реакцию. Описанное действие сейчас широко известно, и на этом принципе основана, по сути, генетическая инженерия. Идея, которая до сих пор не доказана, и которой сейчас занимается профессор Либерман, связана с предположением, что клетка содержит в себе физическую информацию об окружающем нас мире. То есть в момент рождения человека в его генетическом коде записаны законы, в соответствии с которыми функционирует окружающий нас реальный мир. К примеру, когда в человека бросают мяч, он знает, как надо остановить его и как бросить мяч в нужное место. Ясно, что речь не идет о записи в генетическом коде законов Ньютона или теории относительности Эйнштейна, а о том, что в молекуле ДНК закодированы законы реального мира, а человек действует в соответствии с информацией, заключенной внутри него самого. Эта область исследований находится сейчас на передовом крае современной науки.

Следующий шаг, предлагаемый профессор Либерманом: клетки человеческого мозга действуют наподобие гигантской телефонной станции, работающей по принципу аналогового компьютера. В любой клетке определенная информация начинает «работать», когда получает извне необходимые данные. Белки, находящиеся в клетке, реагируют в соответствии с их специфическим строением. На этом уровне «компьютер» работает по квантовым принципам. Особенностью описываемой теории является то, что способ работы подобного «компьютера» невозможно точно проанализировать. Не может этого сделать ни обычная, ни квантовая физика. Причина в том, что в момент, когда мы пытаемся «проверить» или «измерить» его состояние, мы оказываем на него влияние и тем самым изменяем его работу. В ньютоновской физике вмешательство измерительного прибора не влияет на результат измерения. Но в квантовой физике, как известно, невозможно получить абсолютно точный результат измерения. Как было сказано, факт вмешательства проверяющего (или измерительного прибора) влияет на результат проверки (измерения).

Либерман утверждает, что человеческие клетки находятся не в пассивном, а в активном состоянии. Поскольку речь идет о живой клетке, то она фактически имеет свою собственную позицию, свое «мнение». То есть у клетки есть своего рода воля, и благодаря ей клетка принимает решение, как отреагировать. Все это выглядит совершенно фантастически, однако Либерман считает, что исследования в этой области — необходимый этап на пути к новой науке. Подобное случилось уже в свое время с законами физики Ньютона, так как в его теории пространство и время были постоянными и не подверженными изменению. Противоречия, обнаруженные в этой теории, которые невозможно было разрешить, получили объяснение в рамках теории относительности Эйнштейна. Последняя выглядела тоже совершенно фантастической: пространство и время меняются, то есть не абсолютны, а относительны. И по сей день многим непросто это понять.

«Сейчас необходимо достроить еще один этаж», — уверенно заявляет Либерман, называя этот «этаж» «химической математикой». По его мнению, выдвигаемые им принципы помогут объяснить трудноразрешимые проблемы теории относительности Эйнштейна. Хотя он не может представить готовый математический аппарат, но основополагающие принципы можно сформулировать уже сейчас. В новой науке законы базируются не на формулах, а на законах сохранения. Это законы, ограничивающие то, что происходит в действительности. «До формул, по которым производятся вычисления, еще далеко», — поясняет профессор. Результаты своих исследований Либерман опубликовал в научном журнале «Biosystems». Оказывается, что если до недавнего времени основными законами, управляющими миром, были законы физики, а биология занимала, так сказать, второстепенное положение, то сейчас необходимо объединить эти две области.

Более того, невозможно больше объяснять физический мир, не учитывая мир живого, так как ни одна реальность не существует без сознания. Законы мира раскрываются нам через ощущения, встроенные в код ДНК. А поскольку это так, они определяют способ поведения окружающего нас мира. Получается, что законы мира, постигаемые нашими органами чувств, действуют только тогда, когда есть осознающая себя действительность. Иными словами, если нет человека — нет и мира. Такие термины, как позиция, воля, решение, выбор проникают, в соответствии с теорией Либермана, в область физики. По его словам, «отныне больше нет возможности существования мира без божественного вмешательства». Редакторы «Biosystems» согласились опубликовать его статьи только в том случае, если он вычеркнет из них упоминание о «божественном вмешательстве». Не имея иного выбора, он согласился, однако, по его мнению, мы больше не сможем формулировать физические законы, если будем пренебрегать миром духовным.

_____________________________

Из статьи Е.А. Либермана и С.В. Мининой «Биофизико-математические принципы и биологическая информация».

В основу науки объединяющей физику, математику и биологию положены 4 принципа: наименьшей цены действия за вычисление и измерение, оптимальной предсказуемости, минимальной необратимости, и принцип причинности в новой формулировке. Что есть жизнь, может ли описать ее биофизика и что такое биологическая информация? В настоящей статье мы хотим попробовать дать неожиданный ответ на эти вопросы. Утверждение сводится к тому, что мир сделан квантовым и волновым для того, чтобы сделать живые существа минимально влияющими на будущее измерением и вычислением. В то же время, с этой новой точки зрения, без живых существ, способных измерять и предсказывать на основе измерения и вычисления будущее состояние окружающего мира, физических законов вообще не существует.

Понять потребность в таком подходе можно, если принять во внимание не только влияние измерения на состояние квантовой системы, но и влияние вычисления с помощью предельных вычисляющих систем. Предельные вычисляющие системы должны иметь элементы минимального размера и затрачивать на производство элементарной операции минимум свободной энергии и времени. Поскольку энергия и время не квантуются, было предположено, что минимизируется затрачиваемое действие (произведение энергии на время), и эта величина названа ценою действия. Первым пределом минимального размера вычисляющих элементов являются молекулярные размеры. Было предположено, что управляющая система живой клетки является молекулярным компьютером, а молекулярные тексты ДНК и РНК преобразуются с использованием молекулярных адресов.

Эксперименты полностью подтвердили эти гипотезы. На каждое преобразование молекулярного текста в живой клетке затрачивается порядка 10 kT свободной энергии и время порядка 0,1 секунды. Цена действия в 1 kTceк = 1013 h далека от предела. В предельном квантовом регуляторе эта величина должна быть порядка одной постоянной Планка. Если молекулярный компьютер живой клетки действительно управляет квантовым регулятором, он должен использовать высокочастотные механические колебания. Действительно, электромагнитные волны с длиной волны порядка молекулярных размеров разрушают молекулярные структуры и поэтому не могут быть эффективно использованы для управления живой клеткой. Механические же колебания распространяются со значительно меньшей скоростью и при длине волны в 10–1000 Å не разрушают предельно малые элементы. В принципе такие колебания могли бы быть использованы в предельном молекулярном квантовом регуляторе. Более эффективные управляющие и вычисляющие устройства создать, по-видимому, не возможно.

Кажется, построение новой науки, включающей описание живого, полезно начать с формулировки ее основных принципов. Было предположено, что в нашем мире действует не принцип наименьшего действия, а принцип наименьшей цены действия за вычисление. Физика рассматривает только случаи, когда влияние вычисления не существенно. Тогда верен принцип наименьшего действия, который, как показал Фейнман, может быть положен в основу релятивистской квантовой механики. Для живого же всегда необходимо учитывать влияние вычисления, поскольку молекулярный квантовый компьютер находится внутри клетки. Для внутренних задач, которые решает живая клетка, влияние измерения и вычисления, которое происходит внутри нее, существенно, поскольку цена действия одиночной операции квантового регулятора не может быть меньше постоянной Планка h. Не ясно, может ли быть достигнут этот предел в молекулярных регуляторах, использующих тепловое движение и поэтому работающих при температурах далеких от 0 К. Может быть, этот предел достигается только в предельных квантовых регуляторах, имеющих физический предел малости размера элементов.

Принцип наименьшей цены действия правильнее формулировать как принцип наименьшей цены действия за измерение и вычесление. В отсутствии влияния вычисления и использовании макроскопических приборов для которых нет влияния измерения на прибор этот принцип приводит к квантовой механике. Если учитовать оба влияния принцип наименьшей цены действия за измерение и вычесление постулирует существование предельных оптимальных квантовых регуляторов, способных осуществлять предельно эффективное вычисление и управление физическим миром. Наличие таких объектов требует определенной связи основных физических констант с числами. Точные законы природы — это не математические формулы, в которых не содержится указание, на каких устройствах осуществляется счет. Точные законы — это молекулярный текст ДНК для предельных молекулярных управляющих систем. Второй принцип природоведения — принцип оптимальности или точнее принцип оптимальной предсказуемости. В отсутствии влияния измерения и моделирования на предсказываемый результат из него вытекает принцип относительности Эйнштейна.

Для решения тех задач механики, для которых не существенно влияние измерения и вычисления, принцип оптимальной предсказуемости ведет к равноправию всех систем координат. Это позволяет живым существам моделировать свои движения в системе координат, связанной с неподвижными стенами дома или вагона поезда. Однако, когда человек достаточно быстро вращается, его мозг автоматически переходит в систему координат, связанную с телом, так как задача поддержания равновесия тела становится такой сложной, что не может быть решена в системе неподвижных стен на предельных молекулярных компьютерах нейронов мозга из-за влияния измерения и моделирования. Другое оправдание названия «оптимальной предсказуемости» связано с тем, что для создания оптимальных живых систем и определяющих их существование и развитие молекулярных текстов и белковых предельно эффективных измеряющих и действующих устройств необходимо существование стабильных атомов и молекул.

Наличие Бозе-частиц обеспечивает минимальное влияние измерения и связь между Ферми-частицами для образования различных атомов и молекул, позволяющих написать молекулярные тексты определяющие структуру белков. А следовательно, такие свойства как электрический заряд и спин электрона следуют из релятивистской квантовой механики, к которой сводятся первые два принципа природоведения при отсутствии влияния вычисления. Благодаря наличию волновых свойств, единичного заряда и спина у электронов возможно образование стабильных атомов, молекул и макромолекул, молекулярных текстов ДНК и РНК. В результате написания Творцом подходящих текстов существуют молекулярные квантовые компьютеры живого. Без живого нет измерения и вычисления и нет реальных законов у реальной природы. Закон природы не формула, в которой не содержится указания, на чем ее вычислять, а молекулярный текст для молекулярных квантовых компьютеров живых клеток.

Третий принцип природоведения должен объяснить явную необратимость законов термодинамики при явной обратимости основных законов. Это принцип минимальной необратимости, который гласит, что необратимость законов природы во времени связана только с необратимой затратой «цены действия» на измерение и вычисление с помощью оптимальных (молекулярных) измерительных и вычислительных устройств. Для задач, для которых эти необратимые потери не существенны, законы природы обратимы, как это наблюдается в опытах с элементарными частицами. Подлежит также экспериментальной проверке гипотеза о наличии в реальном мире новых источников свободной энергии помимо созданных при сотворении Вселенной. Четвертым принципом природоведения является принцип причинности. Физике пришлось с сожалением отказаться от этого принципа в связи с открытием квантовой механики, согласно которой измерение, произведенное, например, в Санкт-Петербурге, в тот же момент времени меняетпси-функцию в Москве, в то время как физические поля не распространяются быстрее скорости света. Природоведение восстанавливает принцип причинности в новом совершенно непривычном для старой науки виде.

Принцип причинности утверждает, что причина всегда предшествует следствию, поскольку причиной регулярных событий в нашем управляемом мире всегда является решение управляющей системы — квантового компьютера. Для внешней системы, не знающей о решении управляющего данным процессом квантового компьютера, принципа причинности — возможности предсказания его будущих действий нет. Природоведение должно отказаться от девиза королевского общества Великобритании — verba et nula — слова ничего не значат.

_________________________________

Из статьи Е. А. Либермана, С. В. Мининой, Н. Е. Шкловского-Корди «Хаиматика: Необходимость новой науки для описания живого»

Мы много лет занимались изучением живого, стараясь описать его с помощью методов и идей физики, химии и математики, и, казалось, имели на этом пути заметные успехи. Первая работа — о том, как кодируется информация в нервной системе лягушки, была опубликована на два года раньше похожей но неточной работы, за которую дали Нобелевскую премию. Потом удалось доказать, что вся энергетика живого электрическая. Был измерен мембранный потенциал митохондрий и фотосинтезирующих частиц. В процессе создания этой разности электрических потенциалов участвуют одиночные электроны. Тогда возникла идея о предельных вычислительных машинах, лучше которых нет в этом мире. Оказалось, что вычислительную машину на одиночных электронах сделать нельзя, и молекулярный компьютер в клетке работает с системой ДНК, РНК и адресных белковых операторов, используя в процессе вычисления тепловое броуновское движение этих молекулярных структур.

Было обращено внимание на физические ограничения вычислительного процесса в молекулярном компьютере и на не учитываемое квантовой механикой влияние процесса измерения на молекулярные измерительные приборы в живых клетках. Развитие генной инженерии показало, что именно такой молекулярный компьютер управляет живыми клетками.

Мы же вернулись обратно к нервным клеткам и доказали, что мозг работает на внутринейронных молекулярных шумовых компьютерах. Однако, молекулярный компьютер нейронов медленный и мало подходит для решения физических задач, стоящих перед живым существом. Такие задачи мог бы решать аналоговый волновой регулятор в теле нейронов, использующий цитоскелет в качестве вычисляющей среды. Поскольку элементы внутриклеточной вычисляющей среды имеют молекулярные размеры, электромагнитные волны не годятся, так как волны с длиной волны порядка100–1000 Å разрушают молекулярные структуры. Единственным подходящим носителем является гиперзвук с частотой 109–1011 Гц. Однако доказать, что внутри нейрона есть такой квантовый молекулярный регулятор, еще не удалось. Это можно в принципе сделать с помощью экспериментов, в которых модулированные гиперзвуковой частотой лазерные пучки освещают нейрон. Мы предполагаем, что возникающие при этом гиперзвуковые волны будут распространяться по цитоскелету нейрона и управлять выходными ионными каналами, чувствительными к цАМФ.

Эксперименты с внутринейронной инъекцией цАМФ показали, что задачи мозга решаются на шумовых компьютерах, а поскольку внутри личного самосознания шума нет, приходится думать, что оно находится вне мозга. Мы предположили, что это предельный квантовый регулятор, в котором достигается физический предел минимального размера вычисляющих элементов. Так постепенно, становилось ясным, что живое невозможно описать, не изменив основания физики и математики. Дело в том, что физика и математика являются науками про один и тот же реальный мир, но эти две науки об одном мире говорят противоположные вещи. Физика, в том числе и квантовая механика, утверждают, что прошлое состояние мира определяет его будущее, в то время как в реальном мире существуют живые управляющие системы, способные менять будущее мира. В то же время математика (не только кибернетика, но и вся математика) является наукой об управлении, причем обычно математика не рассматривает реальных физических ограничений управления, которые существенны при описании живого.

Для описания передаваемого сообщения был введен термин «многомерная информация». Чтобы понять, что мы сегодня подразумеваем под термином «многомерная информация», надо сначала договориться о том, что такое информация? Основной научный смысл прост. Если мы передаем сообщения, то эти сообщения можно кодировать. Процесс кодирования подразумевает наличие передающего и воспринимающего субъектов, которые договорились о том, какой код имеет каждое сообщение. Кодировать можно потому, что субъект способен в любом порядке расставлять макроскопические объекты в пространстве и времени по своему усмотрению. Это же относится и к расположению во времени нервных импульсов. Предполагается, что молекулярный квантовый регулятор (МКР) расставляет нервные импульсы во времени, управляя в соответствии со своими решениями выходными каналами мембраны нейрона. Квантовый регулятор — система с внутренней точкой зрения. Именно поэтому он способен кодировать. Так мы предлагаем решить древнюю проблему о свободе воли.

Возможность по своему произволу переставлять предметы значки или нервные импульсы связана с их макроскопическими размерами. Внутри КМР такой возможности нет. Там элементарные квазичастицы могут рождаться и исчезать независимо от внешнего наблюдателя. Поэтому, понятие информации относится обязательно к макроскопическим предметам и сигналам. Понятие «количество информации» — чисто математическое. В физике ничего подобного нет. Физика предполагает, что будущее системы зависит отнюдь не от наших желаний, а только от прошлого состояния системы. В физике было много попыток связать понятие информации с термодинамическими характеристиками. Множество работ по этому поводу, сделанных и до и после Бриллюена, не имели никакого реального научного результата. Дело в том, что сходство в формулах, описывающих количество информации и энтропию, чисто внешнее.

Понятие «количество информации» имеет строгое определение. Величина эта говорит о длине кода. А поскольку в коде могут использоваться всевозможные перестановки, то, если число передаваемых сообщений N, длина кода — logaN, где a — количество разных символов, используемых при кодировании. Так что появление lg в формуле, определяющей количество информации не случайно.

Создатель теории информации Шеннон был инженером. То, что длина кода — логарифм, было известно задолго до него. Основная идея Шеннона была проста. Сообщение, которое передаешь часто, надо кодировать коротко, а то, что редко — длинно. Тогда в среднем линия будет загружена меньше. Отсюда знаменитая формула количества информации, похожая на формулу для энтропии. В термодинамике же вероятность состояния физической системы имеет совсем другой смысл. Это состояние большого количества частиц, движение которых подчиняется законам физики. Теория информации и теория кодирования — это совсем не физика. Эти науки основаны на идеях чистой математики. Можно создать любой код, можно расположить в любом порядке буквы текста, то есть можно произвольно перемещать в пространстве или во времени макроскопические предметы в полном противоречии с тем, что утверждает физика. Это противоречие удается разрешить, только описав живые системы — квантовые регуляторы способные производить кодирование по своему произволу.

Возникает вопрос, можно ли указать, в каких задачах, решаемых молекулярным компьютером живой клетки, существенно влияние вычисления на задачу. Ясно, что такого влияния нет для задач поведения организма, решаемых нервными клетками. Влияние вычисления существенно для внутренних задач живых клеток. До сих пор его не удалось продемонстрировать ярким экспериментом именно из-за того, что природа устроена по принципу минимального влияния измерения и вычисления. Влияние измерения также обнаружили сравнительно недавно из-за малой величины постоянной Планка.

Живые существа только потому способны управлять реальным миром, поскольку физический и духовный мир имеют общую природу. Мы думаем, что именно здесь разумно понятие многомерной информации. Современная физическая теория элементарных частиц говорит о цветных кварках, причем цвет является внутренним свойством: цветных частиц наблюдать нельзя. Точно так же чувство цвета не связано непосредственно с длиной волны света, а является внутренним свойством личного самосознания. Согласно нашей гипотезе личное самосознание находится вне мозга, и дает каждому из нас возможность взглянуть на физический мир изнутри.

Современная физическая теория пытается описать наш мир в рамках многомерной геометрической теории. Причем наряду с тремя протяженными пространственными измерениями рассматриваются непротяженные, связанные с искривлением пространства. Такого типа измерения описывают цвет кварков. В нашем личном самосознании мы наблюдаем многомерный мир, похожий на тот, о котором говорит современная теоретическая физика. Мы видим трехмерное пространство, каждая точка которого может быть окрашена в три основных цвета и антицвета, из каждой точки может идти звук разной частоты и громкости (еще два измерения). С учетом координаты измерения — времени — получается десятимерный мир. Остальные измерения легко отнести за счет запаха, вкуса и фактуры (какое тактильное ощущение вызывает данная точка мира в личном самосознании). В такой интерпретации физический мир достаточно прост для понимания — все объясняется искривлением пространства. Чем больше искривление в измерении, которое условно обозначим цифрой 6, тем ярче красный цвет. И число измерений не слишком велико. В рамках этой гипотезы для описания ощущения цвета подходящим является термин «многомерная информация».

Несмотря на всю фантастичность гипотезы, мы пытались проверить ее экспериментально. Проверялось, может ли человек ощутить интенсивный импульсный пучок нейтрино. Такой пучок генерируют ускорители, в которых с мишенью сталкиваются очень быстрые протоны. Мы пользовались ускорителем Института физики высоких энергий (Протвино). За время эксперимента в человеческом теле не поглощается ни одного нейтрино. Проверялось, не поглощаются ли нейтрино в предельном квантовом регуляторе личного самосознания человека. Сведения о том, что импульс нейтрино возник, мы получали от счетчика нейтрино. Загоралась лампочка, и испытуемый пытался понять, возникают ли у него в этот моменткакие-либо ощущения. Е. А. Либерману казалось, что иногда возникает необычное ощущение. Однако это происходило отнюдь не на каждый импульс, и статистика была такова, что надеяться на достоверную регистрацию импульсов нейтрино, не пользуясь счетчиком, было невозможно.

Кроме ускорителя Института физики высоких энергий в мире в настоящее время есть два места, в которых интенсивность импульсов пучка нейтрино значительно выше. По нашему мнению, имеет смысл повторить опыты на большом количестве насекомых в одном из этих институтов. Успех этого опыта позволил бы сразу популяризировать новую науку, в которой нет мира независящего от наблюдателя, производящего измерения и предвычисление. Если эти измерительные установки велики как ускорители которые мы хотим использовать они заметно меняют ландшафт. Цена нашего эксперимента сравнительно невелика. Если этот опыт не даст результата, предстоит кропотливая работа по проверке четырех принципов новой науки другими экспериментами, цена которых в долларах значительно выше. Например, совсем не просто показать, что на ДНК действительно записаны законы природы, которые сводятся к законам физики, когда влиянием вычисления можно пренебречь.

Источник