Kas žino? Mes ar erdvėlaikis?

Metafizika? Daugelis mokslininkų baiminasi, kad hipotezės apie proto ir atminties kvantinę prigimtį priklauso šiai gerai žinomai nemokslinei sričiai. Kita vertus, kas, jei ne mokslas, yra fizinio, nors ir kvantinio, sąmonės pagrindo, o ne antgamtinių paaiškinimų ieškojimas?

1. Mikrovamzdeliai – vizualizacija

Cituodamas iš „New Scientist“ gruodžio mėnesio numerio, Arizonos anesteziologas Stuartas Hameroffas daugelį metų sakė, kad mikrovamzdeliai - pluoštinės struktūros, kurių skersmuo 20-27 nm, susidariusios dėl tubulino baltymo polimerizacijos ir veikiančios kaip citoskeletas, sudarantis ląstelę, įskaitant nervinę ląstelę (1) - egzistuoja Kvantinės „superpozicijos“kuri leidžia jiems vienu metu turėti dvi skirtingas formas. Kiekviena iš šių formų yra susijusi su tam tikru informacijos kiekiu, uolektį, šiuo atveju saugoma dvigubai daugiau duomenų, nei atrodo pagal klasikinį šios sistemos supratimą. Jei prie to pridėtume reiškinį kubitų susipynimas, t. y. dalelių, esančių ne arti, sąveiką, rodo Smegenų, kaip kvantinio kompiuterio, veikimo modelisaprašė garsus fizikas Rogeris Penrose'as. Su juo bendradarbiavo ir Hameroffas, taip paaiškindamas nepaprastą smegenų greitį, lankstumą ir universalumą.

2. Stuartas Hameroffas ir Rogeris Penrose'as

Plancko matavimų pasaulis

Anot kvantinio proto teorijos šalininkų, sąmonės problema yra susijusi su erdvės-laiko struktūra Plancko skalėje. Pirmą kartą tai atkreipė dėmesį minėti mokslininkai - Penrose'as ir Hameroffas (90) savo darbuose II amžiaus pradžioje. Pagal juos, jei norime priimti kvantinę sąmonės teoriją, tuomet turime pasirinkti erdvę, kurioje vyksta kvantiniai procesai. Tai gali būti smegenys – kvantinės teorijos požiūriu, keturių dimensijų erdvėlaikis, turintis savo vidinę struktūrą neįsivaizduojamai mažu, 10–35 metrų masteliu. (Planos ilgis). Tokiais atstumais erdvė-laikas primena kempinę, kurios burbuliukai turi tūrį

10-105 m3 (atomas erdviškai susideda iš beveik šimto procentų kvantinio vakuumo). Remiantis šiuolaikinėmis žiniomis, toks vakuumas garantuoja atomų stabilumą. Jei sąmonė taip pat remiasi kvantiniu vakuumu, ji gali turėti įtakos materijos savybėms.

Mikrotubulių buvimas pagal Penrose-Hameroff hipotezę keičia erdvės laiką lokaliai. Ji „žino“, kad mes esame, ir gali mums daryti įtaką, keisdama kvantines būsenas mikrotubuliuose. Iš to galima padaryti egzotiškų išvadų. Pavyzdžiui, toks visi materijos struktūros pokyčiai mūsų erdvėlaikio dalyje, kuriuos sukelia sąmonė, be jokio delsimo laike teoriškai gali būti užfiksuoti bet kurioje erdvės laiko dalyje, pavyzdžiui, kitoje galaktikoje.

Hameroffas pasirodo daugelyje interviu spaudai. panpsichizmo teorijaremiantis prielaida, kad viskas, kas jus supa, yra tam tikro tipo sąmoningumas. Tai senas vaizdas, kurį XNUMX amžiuje atkūrė Spinoza. Kita išvestinė sąvoka yra panprotopsichizmas – pristatė filosofas Davidas Chalmersas. Jis sugalvojo kaip pavadinimą sąvokai, kad egzistuoja „dviprasmiška“ būtybė, potencialiai sąmoninga, tačiau iš tikrųjų sąmoninga tampa tik tada, kai ji suaktyvinama arba padalyta. Pavyzdžiui, kai smegenys suaktyvina arba pasiekia protosąmonės esybes, jos tampa sąmoningos ir praturtina neuroninius procesus patirtimi. Anot Hameroffo, panprotopsichinės būtybės vieną dieną gali būti apibūdintos remiantis visatos pagrindine fizika (3).

Maži ir dideli griūva

Rogeris Penrose'as, savo ruožtu, remdamasis Kurto Gödelio teorija, įrodo, kad kai kurie proto atliekami veiksmai yra neapskaičiuojami. Nurodo, kad Jūs negalite paaiškinti žmogaus mąstymo algoritmiškai, o norėdami paaiškinti tą neapskaičiuojamumą, turite pažvelgti į kvantinės bangos funkcijos ir kvantinės gravitacijos žlugimą. Prieš kelerius metus Penrose'as susimąstė, ar gali būti įkrautų ar išsikrovusių neuronų kvantinė superpozicija. Jis manė, kad neuronas gali prilygti kvantiniam kompiuteriui smegenyse. Klasikinio kompiuterio bitai visada yra „įjungti“ arba „išjungti“, „nulis“ arba „vienas“. Kita vertus, kvantiniai kompiuteriai dirba su kubitais, kurie vienu metu gali būti „nulio“ ir „vieno“ superpozicijoje.

Penrose'as tuo tiki masė lygi erdvėlaikio kreivumui. Pakanka įsivaizduoti erdvėlaikį supaprastinta forma kaip dvimatį popieriaus lapą. Visi trys erdviniai matmenys yra suspausti x ašyje, o laikas – y ašyje. Vienoje padėtyje esanti masė yra viena kryptimi išlenktas puslapis, o kitoje padėtyje esanti masė – kita kryptimi. Esmė ta, kad masė, padėtis ar būsena atitinka tam tikrą kreivumą pagrindinėje erdvės ir laiko geometrijoje, kuri apibūdina Visatą labai mažu mastu. Taigi, tam tikra masė superpozicijoje reiškia išlinkimą dviem ar daugiau krypčių tuo pačiu metu, o tai prilygsta burbului, išsipūtimui arba atsiskyrimui erdvės ir laiko geometrijoje. Remiantis daugelio pasaulių teorija, kai tai įvyksta, gali atsirasti visiškai nauja visata – erdvės-laiko puslapiai skiriasi ir atsiskleidžia atskirai.

Penrose'as tam tikru mastu sutinka su šia vizija. Tačiau jis įsitikinęs, kad burbulas yra nestabilus, tai yra, po tam tikro laiko subyra į vieną ar kitą pasaulį, kuris tam tikra prasme yra susijęs su atsiskyrimo mastu ar burbulo erdvės-laiko dydžiu. Todėl nereikia priimti daug pasaulių, o tik mažas sritis, kuriose mūsų visata yra suskaidyta. Naudodamas neapibrėžtumo principą, fizikas nustatė, kad didelis atskyrimas greitai žlugs, o mažas - lėtai. Taigi maža molekulė, pavyzdžiui, atomas, gali išlikti superpozicijoje labai ilgai, tarkime, 10 milijonų metų. Tačiau toks didelis padaras, kaip vieno kilogramo katė, superpozicijoje gali išbūti tik 10–37 sekundes, todėl kačių superpozicijoje matome nedažnai.

Žinome, kad smegenų procesai trunka nuo dešimčių iki šimtų milisekundžių. Pavyzdžiui, su svyravimais, kurių dažnis yra 40 Hz, jų trukmė, ty intervalas, yra 25 milisekundės. Alfa ritmas elektroencefalogramoje yra 100 milisekundžių. Šiai laiko skalei superpozicijoje reikia masės nanogramų. Superpozicijoje esančių mikrotubulių atveju reikėtų 120 milijardų tubulinų, ty jų skaičius yra 20 XNUMX. neuronų, o tai yra tinkamas neuronų skaičius psichiniams įvykiams.

Mokslininkai aprašo, kas hipotetiškai gali nutikti sąmoningo įvykio metu. Kvantinis skaičiavimas vyksta tubulinuose ir veda prie žlugimo pagal Rogerio Penrose'o redukcijos modelį. Kiekvienas kolapsas sudaro naujo tubulino konfigūracijų modelio pagrindą, kuris savo ruožtu lemia, kaip tubulinai kontroliuoja ląstelių funkcijas sinapsėse ir pan. Tačiau bet koks tokio tipo žlugimas taip pat pertvarko pagrindinę erdvės ir laiko geometriją ir atveria prieigą prie arba aktyvuoja šiame lygyje įterptus subjektus.

Penrose'as ir Hameroffas pavadino savo modelį sudarytas objektyvus sumažinimas (Orch-OR-), nes egzistuoja grįžtamasis ryšys tarp biologijos ir kvantinių svyravimų „harmonijos“ arba „kompozicijos“. Jų nuomone, Yra alternatyvių izoliavimo ir ryšio fazių, apibrėžtų geliacijos būsenomis citoplazmoje, supančioje mikrovamzdelius, vykstančias maždaug kas 25 milisekundes. Šių „sąmoningų įvykių“ seka veda į mūsų sąmonės srauto formavimąsi. Mes tai išgyvename kaip tęstinumą, kaip atrodo, kad filmas yra tęstinis, nors ir lieka atskirų kadrų serija.

O gal net žemiau

Tačiau fizikai skeptiškai vertino kvantines smegenų hipotezes. Netgi laboratorinėmis kriogeninėmis sąlygomis kvantinių būsenų darnos palaikymas ilgiau nei sekundės dalis yra didelė problema. Ką apie šiltą ir drėgną smegenų audinį?

Hameroffas mano, kad siekiant išvengti dekoherencijos dėl aplinkos poveikio, kvantinė superpozicija turi likti izoliuota. Labiau tikėtina, kad atsiras izoliacija ląstelės viduje citoplazmojekur, pavyzdžiui, jau minėta želė aplink mikrovamzdelius gali juos apsaugoti. Be to, mikrovamzdeliai yra daug mažesni už neuronus ir struktūriškai sujungti kaip kristalas. Dydžio skalė yra svarbi, nes daroma prielaida, kad maža dalelė, pavyzdžiui, elektronas, vienu metu gali būti dviejose vietose. Kuo kažkas didesnis, tuo sunkiau laboratorijoje priversti jį veikti dviejose vietose vienu metu.

Tačiau, pasak Matthew Fisherio iš Kalifornijos universiteto Santa Barbaroje, cituoto tame pačiame gruodžio mėnesio New Scientist straipsnyje, mes turime galimybę išspręsti darnos problemą tik tada, kai nusileisime iki tokio lygio. atominiai sukimai. Visų pirma, tai reiškia fosforo atominių branduolių sukimąsi, randamą smegenų veiklai svarbių cheminių junginių molekulėse. Fisheris nustatė tam tikras chemines reakcijas smegenyse, kurios teoriškai gamina fosfato jonus susipynusiose būsenose. Pats Rogeris Penrose'as manė, kad šie stebėjimai yra daug žadantys, nors jis vis dar palaiko mikrotubulų hipotezę.

4. Dirbtinis intelektas – regėjimas

Hipotezės apie kvantinį sąmonės pagrindą turi įdomių pasekmių dirbtinio intelekto vystymosi perspektyvoms. Jų nuomone, mes neturime jokių šansų sukurti tikrai sąmoningą AI (4), pagrįstą klasikine, silicio ir tranzistorių technologija. Tik kvantiniai kompiuteriai – ne dabartinė ar net naujos kartos – atvers kelią į „tikras“, arba sąmoningas, sintetines smegenis.