”The hard problem”

Per Snapruds artikel publicerades först i Modern Psykologi: Hjärnan (7/2015).

Hur kommer det sig att hjärnan skapar subjektiva upplevelser? Den frågan utnämnde filosofen David Chalmers för mer än tjugo år sedan till the hard problem. Nu söker han ett samband mellan medvetandet och kvantmekaniken.

Det finns en ofta berättad historia om hur det hela började. Det var en morgon i april år 1994. På den tiden ansåg många att medvetandet låg en bra bit bortom gränsen för vad en seriös naturvetare kan ägna sig åt.
Visserligen hade Francis Crick, en av dna-spiralens upptäckare, länge argumenterat för att det borde finnas en vetenskap om medvetandet. Men som Nobelpristagare kunde han ju ta sig vissa friheter. För andra forskare ansågs ett dokumenterat intresse för medvetandet, själen och liknande flum vara skadligt för karriären.
Trots det hade Stuart Hameroff vid University of Arizona i USA vågat sig på att anordna en vetenskaplig konferens om med­vetandet. Intresset blev större än väntat. Drygt trehundra deltagare bänkade sig i en hörsal den där morgonen.
Inledningen blev dålig. Den förste talaren var en filosof som läste innantill ur ett manuskript fullt av facktermer. Näste man mumlade på i samma spår.
– Folk blev rastlösa, himlade med ögonen och somnade, säger Stuart Hameroff, som med getskägg och rakad skalle lätt skulle kunna tas för motorcykelentusiast snarare än narkosläkare och medvetandeforskare.
Den tredje talaren var David Chalmers, en då okänd 27-årig filosof från Australien med hår ner till midjan.
– Han struttade runt på podiet som Mick Jagger, säger Stuart Hameroff, numera chef för Center for consciousness studies vid University of Arizona.
Åhörarna kvicknade till av ett budskap som David Chalmers uppfattade som en fullständig självklarhet: det finns två olika slags frågor om medvetandet – enkla och svåra. De enkla handlar om att ta reda på hur nervsystemet sköter uppgifter som att lagra minnen, fokusera uppmärksamheten och reagera på olika saker i omgivningen. Den svåra frågan, däremot, gäller hur det kommer sig att vi har subjektiva upplevelser över huvud taget.
Ta smärta som exempel. Om man träffar tummen med en hammare börjar signaler flöda mot hjärnan genom en viss typ av nervtrådar. I hjärnan ökar aktiviteten i olika områden. Så långt är allt enkelt och klart. Sedan kommer smärtan. På något vis hänger mätbara förändringar i nervsystemet samman med något som bara går att uppleva från insidan: en känsla. Hur?
– Under kaffepausen efteråt gick jag runt som en pjäsförfattare på premiärkvällen och lyssnade på folks reaktioner. Överallt hördes ”the hard problem, javisst!” säger Stuart Hameroff.
Konferensen blev en framgång. Den har upprepats varje år sedan starten, jämna år i Arizona och udda år någon annanstans i världen, och lockar alltid med en spretig blandning av hård vetenskap och spekulativa idéer. 2015 års upplaga av Toward a science of consciousness håller till i Helsingfors universitets pelarprydda huvudbyggnad mitt emot domkyrkan.

Numera är David Chalmers en världsauktoritet inom sitt ämne, och professor i filosofi vid både Australian national university och New York university. Hans föreläsningar på nätet når en miljonpublik. Det är nästan omöjligt att läsa en bok om medvetandet utan att stöta på hänvisningar till hans teorier. Tidigare i år satte National theatre i London upp den nyskrivna pjäsen The hard problem. Huvudpersonen Hillary, en ung forskare vid ett neurobiologiskt institut, frågar sig varifrån medvetandet kommer om materia är det enda som finns.
– Det var en intressant pjäs, men den handlar mer om moralfrågor än om medvetandet i sig, säger David Chalmers.
Han är kortklippt, lite grånad och några kilo tyngre än under Mick Jagger-tiden. Men han klär sig fortfarande i svart skinnjacka och jeans, och har kvar sin förmåga att trollbinda en publik genom att beskriva invecklade argument på ett slagkraftigt sätt. Han är här i Helsingfors för att presentera en teori om hur medvetandet skulle kunna passa in i matematiska formler, som beskriver en viss tolkning av kvant­mekaniken.
Meningarna är minst sagt delade i frågan om hur medvetandet och materien hänger ihop. Bland mötets 600 filo­sofer, hjärnforskare, psykologer, fysiker och medvetande­entusiaster av skilda slag förekommer radikalt olika synsätt. Den mest extrema hållningen har Deepak Chopra, läkare, storsäljande författare och entreprenör i andlighet. Han menar att verkligheten enbart består av medvetna upplevelser.
– Kosmos konstrueras och upplevs i människans med­vetande, säger han.
Han har två och en halv miljon följare på Twitter, men knappast någon etablerad forskare delar hans världsbild.

För några år sedan gjorde David Chalmers och en kollega en enkätundersökning som besvarades av drygt tre­tusen professionella filosofer, huvudsakligen i Nordamerika och Europa. Inom den gruppen tror 56 procent att medvetandet enbart handlar om fysiska processer i hjärnan.
En dryg fjärdedel av filosoferna menar att det behövs något mer. Till den gruppen hör David Chalmers. Han lutar åt att det mentala och det fysiska i princip är två olika saker.
Men han har också utforskat så kallad panpsykism, en tanke på att medvetande är en grundläggande egenskap hos materia, ungefär som massa eller laddning. Om medvetande i någon primitiv form skulle vara inbyggt i exempelvis kvarkar och fotoner behövs förstås ingen förklaring till hur det uppstår ur materia. Det bara finns i hela universum.
Det kan låta galet, men panpsykismen diskuteras på allvar. Den trollar onekligen bort vissa svåra frågor. Samtidigt uppstår nya. Den svåraste gäller hur hjärnan bär sig åt för att kombinera de enskilda partiklarnas eventuella medvetandetillstånd till vad vi upplever som en inre subjektiv värld.
– Vi befinner oss i ett tidigt stadium. Om ett par hundra år kanske vi kan se tillbaka på den här tiden och säga att det fanns några intressanta idéer, men att det hela var lite som biologin före Darwin, säger David Chalmers.
Än så länge har ingen kläckt en specifik idé som får allt att falla på plats. Men det finns många försök att formulera teorier som i bästa fall går att testa med experiment. En av de mest omtalade just nu kommer från hjärnforskaren Giulio Tononi vid University of Wisconsin-Madison i USA.
Han bygger sitt resonemang på informationsteori, en vetenskap med rötter i forskning om datorer och telekommunikation. Han anger ett värde, Φ (fi), för alla system som hanterar information. Om systemet innehåller många sinsemellan olika delar samordnade i en helhet blir värdet högt, vilket är samma sak som en hög grad av medvetande.

Enligt teorin kan systemet förlora delar som liknar varandra utan att Φ minskar. På motsvarande vis kan en människa ha en stor skada i lillhjärnan – som är uppbyggd av likartade moduler – utan att medvetandet sviktar.
Ett annat förslag kallas global workspace theory och beskriver medvetandet som en samordnare av processer utspridda i olika delar av hjärnan. Det mesta sker utanför medvetandets snäva ljuskägla. Bara det som i ett visst ögonblick flödar genom ett nätverk med lång räckvidd motsvarar en medveten upplevelse.
På listan över teoretiska modeller finns också en rad försök att härleda medvetandet ut kvantmekaniken. Stuart Hamer­off har tillsammans med Sir Roger Penrose, matematisk fysiker vid universitetet i Oxford, snickrat ihop en teori som kopplar medvetandet till kvantfysiska processer i ett slags rörformade strukturer som kallas mikrotubuli. De bildar skelettet i alla slags celler, och ingår i nervcellernas transportsystem för proteiner och andra molekyler.
– Mikrotubuli hanterar enorma mängder information, säger Stuart Hameroff.

Han missar aldrig en chans att argumentera för att medvetandet är ett resultat av kvantfysiska processer i cellernas skelett. Trots det har hans teori relativt få anhängare. Kvantfysiska spekulationer får visserligen stort utrymme här på konferensen, men många forskare är skeptiska mot försöken att spåra medvetandet i kvantfysiken.
Delvis kan det bero på att sådana tankar drogs in i new age-rörelsen i slutet av 1970-talet via böcker som Fysikens Tao av Fritjof Capra och De dansande Wu Li-mästarna av Gary Zukav. Dessutom är flertalet fysiker tillfreds med tolkningar av kvantmekaniken som beskriver världen utan att släppa in människans medvetande i ekvationerna.
David Chalmers skrev sarkastiskt i början av sin karriär att ”lockelsen att utveckla kvantfysiska teorier om medvetandet kan bygga på Lagen om mysteriernas minimerande: medvetandet är mystiskt och kvantmekaniken är mystisk, så kanske de två mysterierna har ett gemensamt ursprung.”
En teori som inbegriper båda skulle alltså slå två flugor i en smäll. Simsalabim – av två mysterier återstår bara ett.
Nu är David Chalmers själv redo att presentera en sådan teori. Han har arbetat med den i tre år tillsammans med den australiensiske filosofen och fysikern Kelvin McQueen.
Förväntningarna är stora när det blir dags för hans föreläsning. Salen är fullsatt. Paavo Pylkkänen, lektor i teoretisk filosofi vid Högskolan i Skövde och Helsingfors universitet, inledningstalar om att David Chalmers kan vara den nu levande filosof som andra filosofer skriver mest om.
David Chalmers gör vad han kan för att tona ner förväntningarna:
– Det här är ett välvilligt försök att klargöra ett synsätt. Jag kan inte säga att det här är något jag tror på eller accepterar. Det är en av många teorier. Om allt går bra så kanske tron kommer senare.
Han börjar med att beskriva att kvantfysiken innebär att partiklar kan befinna sig i flera tillstånd samtidigt. Det är svårt att begripa, men relativt lätt att beskriva matematiskt med en så kallad vågfunktion.

Att mäta alla tillstånd samtidigt går inte. Själva mätningen innebär att vågfunktionen kollapsar så att bara ett tillstånd blir kvar. Fysikern Erwin Schrödinger illustrerade den skenbara paradoxen med ett berömt tankeexperiment: En katt är instängd i en låda tillsammans med en radioaktiv atomkärna. När atomkärnan sönderfaller öppnas en ampull med giftig gas. Enligt kvant­fysiken kan sönderfallet både ha inträffat och inte inträffat tills en mätning är gjord. Alltså är katten både död och levande – tills någon tittar efter. Då är den antingen död eller levande. Mätningen gör att vågfunktionen kollapsar.
– Ingen vet vad en mätning egentligen är, men det finns en gammal idé om att det är samma sak som en observation av ett medvetande, säger David Chalmers.
Tillsammans med Kelvin McQueen har han analyserat följderna av det antagandet mycket noga. Deras teori ger medvetandet en tydlig roll i den fysiska verkligheten: att göra så att vågfunktionen kollapsar. En farhåga är att ekvationerna kan tolkas på ett sätt som betyder att den första gnuttan medvetande som uppstår i universum omedelbart skulle släcka ut sig själv.
David Chalmers och Kelvin McQueen arbetar med att lösa problemen, och räknar med att redogöra för alla detaljerna i sin teori i en vetenskaplig uppsats senare i år.
– Det är intressant att David Chalmers tar upp de här frågorna. Han har en stark position. Nu kanske fler uppmuntras att göra kvantmekaniska tolkningar av medvetandet, säger Paavo Pylkkänen, som själv arbetar med att förena medvetandets filosofi med kvantfysikens världsbild.

Följande kväll har David Chalmers huvudrollen igen, men på ett helt annat sätt. Efter fem intensiva konferensdagar har deltagarna avslutat en bankettmiddag vid långbord under kristallkronorna i Helsingfors universitets studentpalats. Stämningen är uppsluppen.
När klockan närmar sig midnatt hugger David Chalmers tag i en mikrofon och svingar sig upp på en scen i änden av salen. En pianist spelar tunga bluesackord. Det är dags för Zombie blues, ett internt skämt bland medvetandeforskare.
Låten handlar inte om skräckfilmsmonster, utan om filosofiska zombier – varelser som vi, men utan medvetande. David Chalmers vrålsjunger om hur bittert det känns att vara en zombie som aldrig får uppleva några känslor.
– I’ve got the zombie bluuuuues!
Publiken jublar.
Neurofilosofen Patricia Churchland har hört låten många gånger förut. Det långt ifrån tonsäkra framförandet har hon inget emot, eller artisten som person. Men hon avskyr hans filosofiska zombier.
– De är bara slöseri med tid, säger Patricia Churchland, pensionerad professor vid University of California San Diego i USA.
Hon började skriva böcker om medvetandets filosofi när David Chalmers fortfarande var en fjunig student. Hennes senaste bok Min hjärna och jag (Fri tanke) kom ut på svenska tidigare i år. Till skillnad från de flesta andra medvetande­filosofer följer hon utvecklingen inom hjärnforskningen mycket noga, och föredrar att grunda sin filosofi på kända fakta om hjärnan snarare än på fantasier om varelser utan medvetande.

Zombier spelade en central roll i David Chalmers doktorsavhandling, och har genom åren spökat i många olika diskussioner om medvetandet. De förekommer i tankeexperiment som ska visa att medvetandet inte kan vara identiskt med en fysisk process i hjärnan. Och den svåra frågan om medvetandet – the hard problem – kan illustreras med en enkel fråga: Varför är vi inte zombier?
Patricia Churchland är långt ifrån övertygad om att det verkligen finns något hard problem om vad medvetandet är. Hon drar en parallell till frågan om vad liv är. I biologins historia har det varit en vanlig uppfattning att levande organismer förutsätter att det finns något slags speciell livskraft.
– Jag hade en biologilärare som tänkte så. Han brukade säga: ”Det går inte att föreställa sig att livet självt bara skulle vara en massa döda molekyler!”
I själva verket går det alldeles utmärkt. Biologer har sakta men säkert kartlagt mekanismer bakom funktioner som ämnesomsättning, beteenden, reproduktion och ärftlighet. Det har lett till att det biologiska livets stora mysterium gradvis har försvunnit. Patricia Churchland föreställer sig att det kommer att bli likadant med medvetandet.
David Chalmers påpekar att forskarna bara beskriver fysikaliska processer. Det räckte gott för att avmystifiera det biologiska livets gåta. Och det kommer att räcka för att lösa de så kallat enkla frågorna om medvetandet. Men han anser att det krävs något mer för att förklara subjektiva upp­levelser.

Patricia Churchland ler. Hon satt i publiken den där aprilmorgonen för över tjugo år sedan när en ung och långhårig David Chalmers lanserade the hard problem. Redan då hörde hon till dem som tror att hjärnforskarna har goda chanser att förklara vad medvetandet är, genom att helt enkelt fortsätta kartlägga hur nervsystemet är uppbyggt och fungerar.
– Jag vet inte hur en förklaring kommer att se ut. Men om det är någon slutsats vi kan dra av vetenskapens historia så är det att den är full av överraskningar, säger hon.

Per Snaprud är redaktör på Forskning & Framsteg. Den här artikeln publicerades först i Modern Psykologi: Hjärnan 7/2015: Pappersutgåva | För skärm (Google play) | För skärm (Itunes)