Кој е запознаен? Ние или простор-време?

Метафизика? Многу научници стравуваат дека хипотезите за квантната природа на умот и меморијата припаѓаат на оваа добро позната ненаучна област. Од друга страна, што е, ако не наука, потрагата по физичка, иако квантна, основа за свест, наместо потрага по натприродни објаснувања?

1. Микротубули - Визуелизација

Да цитирам од декемвриското издание на New Scientist, анестезиологот од Аризона Стјуарт Хамероф со години вели дека микротубули - влакнести структури со дијаметар од 20-27 nm, формирани како резултат на полимеризација на тубулинскиот протеин и делуваат како цитоскелет кој формира клетка, вклучително и нервна клетка (1) - постојат во Квантни „суперпозиции“што им овозможува да имаат две различни форми во исто време. Секоја од овие форми е поврзана со одредена количина на информации, лакот, во овој случај складирање двојно повеќе податоци отколку што би изгледало од класичното разбирање на овој систем. Ако на ова се додаде и феноменот кјубитна испреплетеност, т.е. интеракции на честички кои не се во непосредна близина, покажува модел на функционирање на мозокот како квантен компјутеропишан од познатиот физичар Роџер Пенроуз. Со него соработувал и Хамероф и на тој начин ја објаснил извонредната брзина, флексибилност и разновидност на мозокот.

2. Стјуарт Хамероф и Роџер Пенроуз

Планковиот свет на мерења

Според поддржувачите на теоријата на квантниот ум, проблемот на свеста е поврзан со структурата на простор-времето на Планковата скала. За прв пат тоа го истакнаа гореспоменатите научници - Пенроуз и Хамероф (90) во своите дела на почетокот на II век. Според нив, ако сакаме да ја прифатиме квантната теорија на свеста, тогаш мора да го избереме просторот во кој се одвиваат квантните процеси. Тоа може да биде мозок - од гледна точка на квантната теорија, четиридимензионален простор-време кој има своја внатрешна структура во незамисливо мал размер, од редот на 10-35 метри. (Должина на Планк). На такви растојанија, време-просторот наликува на сунѓер, чии меурчиња имаат волумен

10-105 m3 (атом просторно се состои од речиси сто проценти квантен вакуум). Според современите сознанија, таквиот вакуум ја гарантира стабилноста на атомите. Ако свеста се заснова и на квантниот вакуум, таа може да влијае на својствата на материјата.

Присуството на микротубули во хипотезата Пенроуз-Хамероф го модифицира простор-времето локално. Таа „знае“ дека сме и може да влијае на нас со менување на квантните состојби во микротубулите. Од ова може да се извлечат егзотични заклучоци. На пример, такво што сите промени во структурата на материјата во нашиот дел од простор-времето, произведени од свеста, без никакво одложување во времето, теоретски може да се забележат во кој било дел од простор-времето, на пример, во друга галаксија.

Хамероф се појавува во многу интервјуа за печатот. теорија на панпсихизамврз основа на претпоставката дека постои одреден тип на свесност во сè околу вас. Ова е стар поглед обновен во XNUMX век од Спиноза. Друг изведен концепт е панпротопсихизам – претстави филозофот Дејвид Чалмерс. Тој го измислил како име за концептот дека постои „двосмислено“ суштество, потенцијално свесно, но станува вистински свесно само кога е активирано или поделено. На пример, кога мозокот ги активира протосвесните ентитети или им пристапува, тие стануваат свесни и ги збогатуваат нервните процеси со искуство. Според Хамероф, панпротопсихичките ентитети еден ден може да се опишат во смисла на физиката фундаментална за универзумот (3).

Мали и големи колабирања

Роџер Пенроуз, пак, врз основа на теоријата на Курт Гедел, докажува дека некои дејства што ги врши умот се непроценливи. Укажува на тоа не можете да ја објасните човечката мисла алгоритамски, а за да ја објасните таа непресметливост, треба да го погледнете колапсот на функцијата на квантниот бран и квантната гравитација. Пред неколку години, Пенроуз се прашуваше дали може да има квантна суперпозиција на наелектризирани или испразнети неврони. Тој мислеше дека невронот може да биде на исто ниво со квантниот компјутер во мозокот. Битови во класичниот компјутер се секогаш „вклучени“ или „исклучени“, „нула“ или „еден“. Од друга страна, квантните компјутери работат со кјубити кои истовремено можат да бидат во суперпозиција од „нула“ и „еден“.

Пенроуз верува во тоа масата е еквивалентна на кривината на време-просторот. Доволно е да се замисли простор-време во поедноставена форма како дводимензионален лист хартија. Сите три просторни димензии се компресирани на оската x, додека времето е исцртано на оската y. Масата во една позиција е страница закривена во една насока, а масата во друга позиција е искривена во другата насока. Поентата е дека масата, положбата или состојбата одговараат на одредена кривина во фундаменталната геометрија на простор-времето што го карактеризира универзумот во многу мал обем. Така, одредена маса во суперпозиција значи искривување во две или повеќе насоки во исто време, што е еквивалентно на меур, испакнатост или одвојување во геометријата на простор-времето. Според теоријата на многу светови, кога тоа ќе се случи, може да настане сосема нов универзум - страниците на простор-времето се разминуваат и се развиваат поединечно.

Пенроуз до одреден степен се согласува со оваа визија. Сепак, тој е убеден дека меурот е нестабилен, односно се урива во еден или друг свет по дадено време, што е во одредена врска со скалата на одвојување или големината на простор-времето на меурот. Затоа, нема потреба да се прифаќаат многу светови, туку само мали области во кои нашиот универзум е растргнат. Користејќи го принципот на несигурност, физичарот открил дека големото раздвојување брзо ќе се сруши, а малото полека. Значи мала молекула, како што е атом, може да остане во суперпозиција многу долго време, да речеме 10 милиони години. Но, големо суштество како мачка од еден килограм може да остане во суперпозиција само 10-37 секунди, така што не гледаме често мачки во суперпозиција.

Знаеме дека мозочните процеси траат од десетици до стотици милисекунди. На пример, со осцилации со фреквенција од 40 Hz, нивното времетраење, односно интервалот е 25 милисекунди. Алфа ритамот на електроенцефалограмот е 100 милисекунди. Оваа временска скала бара масовни нанограми во суперпозиција. Во случај на микротубули во суперпозиција, ќе бидат потребни 120 милијарди тубулини, односно нивниот број е 20 XNUMX. неврони, што е соодветен број на неврони за психички настани.

Научниците опишуваат што хипотетички би можело да се случи во текот на свесен настан. Квантното пресметување се одвива во тубулини и доведува до колапс според моделот на редукција на Роџер Пенроуз. Секој колапс ја формира основата на нова шема на конфигурации на тубулини, кои пак одредуваат како тубулините ги контролираат клеточните функции на синапсите итн. ентитети вградени на ова ниво.

Пенроуз и Хамероф го именуваа својот модел составен објективно намалување (Orch-OR-) затоа што постои повратна врска помеѓу биологијата и „хармонијата“ или „составот“ на квантните флуктуации. Според нивното мислење, постојат алтернативни фази на изолација и комуникација дефинирани со состојби на гелација во цитоплазмата што ги опкружува микротубулите, кои се случуваат приближно на секои 25 милисекунди. Редоследот на овие „свесни настани“ води до формирање на нашиот поток на свеста. Ние го доживуваме како континуитет, исто како што изгледа дека филмот е континуиран, иако останува серија од посебни кадри.

Или можеби дури и пониско

Сепак, физичарите беа скептични за квантните мозочни хипотези. Дури и во лабораториски криогени услови, одржувањето на кохерентноста на квантните состојби подолго од делови од секундата е голем проблем. Што е со топло и влажно мозочно ткиво?

Хамероф смета дека за да се избегне декохерентност поради влијанија од околината, квантната суперпозиција мора да остане изолирана. Се чини поверојатно дека може да дојде до изолација внатре во клетката во цитоплазматакаде што, на пример, веќе споменатата гелација околу микротубулите може да ги заштити. Покрај тоа, микротубулите се многу помали од невроните и се структурно поврзани како кристал. Скалата на големината е важна затоа што се претпоставува дека мала честичка, како што е електрон, може да биде на две места истовремено. Колку нешто станува поголемо, толку е потешко во лабораторијата да се натера да работи на две места истовремено.

Меѓутоа, според Метју Фишер од Универзитетот во Калифорнија во Санта Барбара, цитиран во истиот напис на Декемвриски New Scientist, имаме шанса да го решиме проблемот со кохерентноста само ако се спуштиме на ниво атомски врти. Ова особено значи спин во атомските јадра на фосфор, кој се наоѓа во молекулите на хемиските соединенија важни за функционирањето на мозокот. Фишер идентификувал одредени хемиски реакции во мозокот кои теоретски произведуваат фосфатни јони во заплеткани состојби. Самиот Роџер Пенроуз смета дека овие набљудувања се ветувачки, иако тој сè уште ја фаворизира хипотезата за микротубулите.

4. Вештачка интелигенција - визија

Хипотезите за квантната основа на свеста имаат интересни импликации за изгледите за развој на вештачката интелигенција. Според нивното мислење, немаме шанси да изградиме навистина свесна вештачка интелигенција (4) заснована на класична, силициумска и транзисториска технологија. Само квантните компјутери - не сегашната, па дури и следната генерација - ќе го отворат патот кон „вистинскиот“, или свесен, синтетички мозок.