Siapa yang tahu? Kita atau ruang-masa?

Metafizik? Ramai saintis takut bahawa hipotesis tentang sifat kuantum minda dan ingatan tergolong dalam bidang tidak saintifik yang terkenal ini. Sebaliknya, apakah, jika bukan sains, pencarian fizikal, walaupun kuantum, asas kesedaran, bukannya pencarian penjelasan ghaib?

1. Microtubules - Visualisasi

Memetik daripada terbitan Disember New Scientist, pakar bius Arizona Stuart Hameroff telah berkata selama bertahun-tahun bahawa mikrotubul - struktur berserabut dengan diameter 20-27 nm, terbentuk hasil pempolimeran protein tubulin dan bertindak sebagai sitoskeleton yang membentuk sel, termasuk sel saraf (1) - wujud dalam "superposisi" kuantumyang membolehkan mereka mempunyai dua bentuk berbeza pada masa yang sama. Setiap borang ini dikaitkan dengan jumlah maklumat tertentu, kubitem, dalam kes ini menyimpan dua kali lebih banyak data daripada yang kelihatan daripada pemahaman klasik sistem ini. Jika kita menambah fenomena ini kekusutan qubit, iaitu interaksi zarah yang tidak berdekatan, menunjukkan model fungsi otak sebagai komputer kuantumdigambarkan oleh ahli fizik terkenal Roger Penrose. Hameroff turut bekerjasama dengannya, sekali gus menjelaskan kelajuan, fleksibiliti dan serba boleh otak yang luar biasa.

2. Stuart Hameroff dan Roger Penrose

Dunia pengukuran Planck

Menurut penyokong teori minda kuantum, masalah kesedaran berkaitan dengan struktur ruang-masa pada skala Planck. Buat pertama kalinya ini ditunjukkan oleh saintis yang disebutkan di atas - Penrose dan Hameroff (90) dalam karya mereka pada awal abad ke-2. Menurut mereka, jika kita ingin menerima teori kuantum kesedaran, maka kita mesti memilih ruang di mana proses kuantum berlaku. Ia boleh menjadi otak - dari sudut pandangan teori kuantum, ruang-masa empat dimensi yang mempunyai struktur dalamannya sendiri pada skala kecil yang tidak dapat dibayangkan, dalam susunan 10-35 meter. (Panjang planck). Pada jarak sedemikian, ruang-masa menyerupai span, yang buihnya mempunyai isipadu

10-105 m3 (sebuah atom secara spatial terdiri daripada hampir seratus peratus vakum kuantum). Menurut pengetahuan moden, vakum sedemikian menjamin kestabilan atom. Jika kesedaran juga berdasarkan vakum kuantum, ia boleh mempengaruhi sifat jirim.

Kehadiran mikrotubul dalam hipotesis Penrose-Hameroff mengubah suai ruang-masa secara tempatan. Dia "tahu" bahawa kita adalah, dan boleh mempengaruhi kita dengan mengubah keadaan kuantum dalam mikrotubulus. Daripada ini, kesimpulan eksotik boleh dibuat. Sebagai contoh, seperti itu semua perubahan dalam struktur jirim di bahagian ruang-masa kita, yang dihasilkan oleh kesedaran, tanpa sebarang kelewatan masa, secara teorinya boleh direkodkan di mana-mana bahagian ruang-masa, contohnya, di galaksi lain.

Hameroff muncul dalam banyak wawancara akhbar. teori panpsychismberdasarkan andaian bahawa terdapat jenis kesedaran tertentu dalam segala-galanya di sekeliling anda. Ini adalah pemandangan lama yang dipulihkan pada abad ke-XNUMX oleh Spinoza. Satu lagi konsep terbitan ialah panprotopsychizm - Ahli falsafah David Chalmers diperkenalkan. Dia menciptanya sebagai nama untuk konsep bahawa terdapat makhluk "samar-samar", berpotensi sedar, tetapi hanya menjadi benar-benar sedar apabila ia diaktifkan atau dibahagikan. Sebagai contoh, apabila entiti protosedar diaktifkan atau diakses oleh otak, mereka menjadi sedar dan memperkayakan proses saraf dengan pengalaman. Menurut Hameroff, entiti panprotopsychic mungkin suatu hari nanti diterangkan dari segi asas fizik kepada alam semesta (3).

Kecil dan besar runtuh

Roger Penrose pula, berdasarkan teori Kurt Gödel, membuktikan bahawa beberapa tindakan yang dilakukan oleh minda tidak dapat dikira. Menunjukkan bahawa anda tidak boleh menerangkan pemikiran manusia secara algoritma, dan untuk menjelaskan ketidakbolehkiraan ini, anda perlu melihat keruntuhan fungsi gelombang kuantum dan graviti kuantum. Beberapa tahun yang lalu, Penrose tertanya-tanya sama ada terdapat superposisi kuantum neuron bercas atau dinyahcas. Dia berpendapat bahawa neuron itu boleh setanding dengan komputer kuantum di dalam otak. Bit dalam komputer klasik sentiasa "hidup" atau "mati", "sifar" atau "satu". Sebaliknya, komputer kuantum berfungsi dengan qubit yang secara serentak boleh berada dalam superposisi "sifar" dan "satu".

Penrose percaya itu jisim adalah bersamaan dengan kelengkungan ruang masa. Ia cukup untuk membayangkan ruang-masa dalam bentuk yang dipermudahkan sebagai helaian kertas dua dimensi. Ketiga-tiga dimensi ruang dimampatkan pada paksi-x, manakala masa diplot pada paksi-y. Jisim dalam satu kedudukan ialah halaman melengkung ke satu arah, dan jisim dalam kedudukan lain melengkung ke arah yang lain. Intinya ialah jisim, kedudukan, atau keadaan sepadan dengan kelengkungan tertentu dalam geometri asas ruang-masa yang mencirikan alam semesta pada skala yang sangat kecil. Oleh itu, sesetengah jisim dalam superposisi bermaksud kelengkungan dalam dua atau lebih arah pada masa yang sama, yang bersamaan dengan gelembung, bonjolan, atau pemisahan dalam geometri ruang-masa. Menurut teori banyak dunia, apabila ini berlaku, alam semesta yang baru boleh wujud-halaman ruang-masa bercapah dan terbentang secara individu.

Penrose bersetuju sedikit sebanyak dengan visi ini. Walau bagaimanapun, dia yakin bahawa gelembung itu tidak stabil, iaitu, ia runtuh ke satu atau dunia lain selepas masa tertentu, yang dalam beberapa hubungan dengan skala pemisahan atau saiz ruang-masa gelembung. Oleh itu, tidak perlu menerima banyak dunia, tetapi hanya kawasan kecil di mana alam semesta kita terkoyak. Menggunakan prinsip ketidakpastian, ahli fizik mendapati bahawa pemisahan yang besar akan runtuh dengan cepat, dan yang kecil perlahan-lahan. Jadi molekul kecil, seperti atom, boleh kekal dalam superposisi untuk masa yang sangat lama, katakan 10 juta tahun. Tetapi makhluk besar seperti kucing sekilogram hanya boleh kekal dalam superposisi selama 10-37 saat, jadi kita jarang melihat kucing dalam superposisi.

Kita tahu bahawa proses otak berlangsung dari puluhan hingga ratusan milisaat. Sebagai contoh, dengan ayunan dengan frekuensi 40 Hz, tempohnya, iaitu, selang, ialah 25 milisaat. Irama alfa pada elektroensefalogram ialah 100 milisaat. Skala masa ini memerlukan nanogram jisim dalam superposisi. Dalam kes mikrotubul dalam superposisi, 120 bilion tubulin diperlukan, iaitu bilangannya ialah 20 XNUMX. neuron, iaitu bilangan neuron yang sesuai untuk kejadian psikik.

Para saintis menerangkan apa yang secara hipotesis boleh berlaku dalam perjalanan peristiwa sedar. Pengkomputeran kuantum berlaku dalam tubulin dan membawa kepada keruntuhan mengikut model pengurangan Roger Penrose. Setiap keruntuhan membentuk asas kepada corak baru konfigurasi tubulin, yang seterusnya menentukan cara tubulin mengawal fungsi selular pada sinaps, dsb. Tetapi sebarang keruntuhan jenis ini juga menyusun semula geometri asas ruang-masa dan membuka akses kepada atau pengaktifan entiti yang tertanam pada tahap ini.

Penrose dan Hameroff menamakan model mereka pengurangan objektif terdiri (Orch-OR-) kerana terdapat gelung maklum balas antara biologi dan "harmoni" atau "komposisi" turun naik kuantum. Pada pendapat mereka, terdapat fasa pengasingan dan komunikasi alternatif yang ditakrifkan oleh keadaan geli dalam sitoplasma yang mengelilingi mikrotubul, berlaku kira-kira setiap 25 milisaat. Urutan "peristiwa sedar" ini membawa kepada pembentukan aliran kesedaran kita. Kami mengalaminya sebagai kesinambungan, sama seperti filem kelihatan berterusan, walaupun ia kekal sebagai satu siri bingkai yang berasingan.

Atau mungkin lebih rendah

Walau bagaimanapun, ahli fizik ragu-ragu tentang hipotesis otak kuantum. Walaupun dalam keadaan kriogenik makmal, mengekalkan keselarasan keadaan kuantum lebih lama daripada pecahan sesaat adalah masalah besar. Bagaimana dengan tisu otak yang hangat dan lembap?

Hameroff percaya bahawa untuk mengelakkan dekoheren akibat pengaruh persekitaran, superposisi kuantum mesti kekal terpencil. Nampaknya lebih berkemungkinan pengasingan boleh berlaku di dalam sel dalam sitoplasmadi mana, sebagai contoh, penggelapan yang telah disebutkan di sekeliling mikrotubulus boleh melindunginya. Di samping itu, mikrotubul jauh lebih kecil daripada neuron dan disambungkan secara struktur seperti kristal. Skala saiz adalah penting kerana diandaikan bahawa zarah kecil, seperti elektron, boleh berada di dua tempat pada masa yang sama. Semakin besar sesuatu, semakin sukar di makmal untuk membuatnya berfungsi di dua tempat pada masa yang sama.

Walau bagaimanapun, menurut Matthew Fisher dari University of California di Santa Barbara, yang dipetik dalam artikel New Scientist Disember yang sama, kita mempunyai peluang untuk menyelesaikan masalah koheren hanya jika kita turun ke tahap putaran atom. Khususnya, ini bermakna putaran dalam nukleus atom fosforus, yang terdapat dalam molekul sebatian kimia yang penting untuk fungsi otak. Fisher mengenal pasti tindak balas kimia tertentu dalam otak yang secara teorinya menghasilkan ion fosfat dalam keadaan terikat. Roger Penrose sendiri mendapati pemerhatian ini menjanjikan, walaupun dia masih memihak kepada hipotesis mikrotubulus.

4. Kecerdasan buatan - penglihatan

Hipotesis tentang asas kuantum kesedaran mempunyai implikasi yang menarik untuk prospek pembangunan kecerdasan buatan. Pada pendapat mereka, kami tidak mempunyai peluang untuk membina AI (4) yang benar-benar sedar berdasarkan teknologi klasik, silikon dan transistor. Hanya komputer kuantum - dan bukan semasa atau bahkan generasi akan datang - akan membuka jalan kepada otak sintetik "sebenar", atau sedar.