Kto to vie? My alebo časopriestor?

Metafyzika? Mnohí vedci sa obávajú, že hypotézy o kvantovej povahe mysle a pamäti patria do tejto dobre známej nevedeckej oblasti. Na druhej strane, čo, ak nie veda, je hľadanie fyzikálneho, hoci kvantového základu vedomia, namiesto hľadania nadprirodzených vysvetlení?

1. Mikrotubuly - Vizualizácia

Aby som citoval z decembrového vydania New Scientist, arizonský anestéziológ Stuart Hameroff už roky hovorí, že mikrotubuly - vláknité štruktúry s priemerom 20-27 nm, vznikajúce ako výsledok polymerizácie tubulínového proteínu a pôsobiace ako cytoskelet tvoriaci bunku vrátane nervovej bunky (1) - existujú v kvantové "superpozície"čo im umožňuje mať súčasne dve rôzne podoby. Každá z týchto foriem je spojená s určitým množstvom informácií, kubitem, v tomto prípade uloženia dvojnásobného množstva dát, ako by sa zdalo z klasického chápania tohto systému. Ak k tomu pridáme fenomén qubit entanglement, teda interakcie častíc nie v tesnej blízkosti, ukazuje model fungovania mozgu ako kvantového počítačaopísal slávny fyzik Roger Penrose. Spolupracoval s ním aj Hameroff, čím vysvetlil mimoriadnu rýchlosť, flexibilitu a všestrannosť mozgu.

2. Stuart Hameroff a Roger Penrose

Planckov svet meraní

Podľa zástancov teórie kvantovej mysle je problém vedomia spojený so štruktúrou časopriestoru na Planckovej stupnici. Prvýkrát na to poukázali už spomínaní vedci - Penrose a Hameroff (90) vo svojich prácach začiatkom 2. storočia. Podľa nich, ak chceme prijať kvantovú teóriu vedomia, tak si musíme vybrať priestor, v ktorom prebiehajú kvantové procesy. Môže to byť mozog – z pohľadu kvantovej teórie štvorrozmerný časopriestor, ktorý má svoju vnútornú štruktúru v nepredstaviteľne malom meradle, rádovo 10-35 metrov. (Planckova dĺžka). V takýchto vzdialenostiach sa časopriestor podobá špongii, ktorej bubliny majú objem

10-105 m3 (atóm priestorovo tvorí takmer stopercentne kvantové vákuum). Podľa moderných poznatkov takéto vákuum zaručuje stabilitu atómov. Ak je vedomie založené aj na kvantovom vákuu, môže ovplyvniť vlastnosti hmoty.

Prítomnosť mikrotubulov v Penrose-Hameroffovej hypotéze lokálne modifikuje časopriestor. Ona „vie“, že sme, a môže nás ovplyvniť zmenou kvantových stavov v mikrotubuloch. Z toho možno vyvodiť exotické závery. Napríklad taký, že všetky zmeny v štruktúre hmoty v našej časti časopriestoru, produkované vedomím, bez akéhokoľvek oneskorenia v čase, môžu byť teoreticky zaznamenané v ktorejkoľvek časti časopriestoru, napríklad v inej galaxii.

Hameroff sa objavuje v mnohých rozhovoroch pre tlač. teória panpsychizmuna základe predpokladu, že vo všetkom okolo vás existuje určitý typ uvedomenia. Toto je starý pohľad obnovený v XNUMX storočí Spinozom. Ďalším odvodeným konceptom je panprotopsychizmus - predstavil sa filozof David Chalmers. Vymyslel to ako názov pre koncept, že existuje „nejednoznačná“ bytosť, ktorá je potenciálne vedomá, ale skutočne vedomá sa stáva až vtedy, keď je aktivovaná alebo rozdelená. Napríklad, keď sú protovedomé entity aktivované alebo prístupné mozgom, stanú sa vedomými a obohatia nervové procesy skúsenosťami. Podľa Hameroffa možno panprotopsychické entity jedného dňa popísať z hľadiska fyziky, ktorá je základom vesmíru (3).

Malé a veľké kolapsy

Roger Penrose zase na základe teórie Kurta Gödela dokazuje, že niektoré činy vykonávané mysľou sú nevyčísliteľné. To naznačuje nemôžete vysvetliť ľudské myslenie algoritmicky a na vysvetlenie tejto nevyčísliteľnosti sa musíte pozrieť na kolaps kvantovej vlnovej funkcie a kvantovej gravitácie. Pred niekoľkými rokmi Penrose uvažoval, či by mohla existovať kvantová superpozícia nabitých alebo vybitých neurónov. Myslel si, že neurón by mohol byť na rovnakej úrovni ako kvantový počítač v mozgu. Bity v klasickom počítači sú vždy „zapnuté“ alebo „vypnuté“, „nula“ alebo „jedna“. Na druhej strane kvantové počítače pracujú s qubitmi, ktoré môžu byť súčasne v superpozícii „nula“ a „jedna“.

Penrose tomu verí hmotnosť je ekvivalentná zakriveniu časopriestoru. Časopriestor si stačí predstaviť v zjednodušenej forme ako dvojrozmerný list papiera. Všetky tri priestorové dimenzie sú stlačené na osi x, zatiaľ čo čas je vynesený na osi y. Hmota v jednej polohe je strana zakrivená v jednom smere a hmota v inej polohe je zakrivená v druhom smere. Pointa je, že hmotnosť, poloha alebo stav zodpovedá určitému zakriveniu základnej geometrie časopriestoru, ktorá charakterizuje vesmír vo veľmi malom meradle. Takže nejaká hmotnosť v superpozícii znamená zakrivenie v dvoch alebo viacerých smeroch súčasne, čo je ekvivalentné bubline, vydutiu alebo oddeleniu v geometrii časopriestoru. Podľa teórie mnohých svetov, keď sa to stane, môže vzniknúť úplne nový vesmír – stránky časopriestoru sa rozchádzajú a odvíjajú sa jednotlivo.

Penrose s touto víziou do určitej miery súhlasí. Je však presvedčený, že bublina je nestabilná, to znamená, že sa po určitom čase zrúti do jedného alebo druhého sveta, čo je v určitej súvislosti s mierou oddelenia alebo s veľkosťou časopriestoru bubliny. Netreba preto akceptovať veľa svetov, ale len malé oblasti, v ktorých je náš vesmír roztrhaný. Pomocou princípu neurčitosti fyzik zistil, že veľké oddelenie sa zrúti rýchlo a malé pomaly. Takže malá molekula, napríklad atóm, môže zostať v superpozícii veľmi dlho, povedzme 10 miliónov rokov. Ale veľké stvorenie, ako je jednokilogramová mačka, môže zostať v superpozícii iba 10-37 sekúnd, takže mačky v superpozícii často nevidíme.

Vieme, že mozgové procesy trvajú desiatky až stovky milisekúnd. Napríklad pri kmitoch s frekvenciou 40 Hz je ich trvanie, teda interval, 25 milisekúnd. Alfa rytmus na elektroencefalograme je 100 milisekúnd. Táto časová škála vyžaduje nanogramy hmoty v superpozícii. V prípade mikrotubulov v superpozícii by bolo potrebných 120 miliárd tubulínov, t.j. ich počet je 20 XNUMX. neuróny, čo je príslušný počet neurónov pre psychické deje.

Vedci opisujú, čo by sa hypoteticky mohlo stať v priebehu vedomej udalosti. Kvantové výpočty prebiehajú v tubuloch a vedú ku kolapsu podľa redukčného modelu Rogera Penrosa. Každý kolaps tvorí základ nového vzoru tubulínových konfigurácií, ktoré zase určujú, ako tubulíny riadia bunkové funkcie na synapsiách atď. Ale akýkoľvek kolaps tohto typu tiež reorganizuje základnú geometriu časopriestoru a otvára prístup alebo aktiváciu entity vložené na tejto úrovni.

Penrose a Hameroff pomenovali svoj model zložené objektívne zníženie (Orch-OR-), pretože medzi biológiou a „harmóniou“ alebo „zložením“ kvantových fluktuácií existuje spätná väzba. Podľa ich názoru existujú alternatívne fázy izolácie a komunikácie definované stavmi gélovatenia v cytoplazme obklopujúcej mikrotubuly, ktoré sa vyskytujú približne každých 25 milisekúnd. Postupnosť týchto „vedomých udalostí“ vedie k vytvoreniu nášho prúdu vedomia. Prežívame to ako súvislosť, rovnako ako sa zdá, že film je súvislý, hoci zostáva sériou samostatných políčok.

Alebo možno ešte nižšie

Fyzici však boli skeptickí voči hypotézam o kvantovom mozgu. Dokonca aj v laboratórnych kryogénnych podmienkach je udržanie koherencie kvantových stavov dlhšie ako zlomky sekundy veľkým problémom. A čo teplé a vlhké mozgové tkanivo?

Hameroff verí, že aby sa predišlo dekoherencii v dôsledku vplyvov prostredia, kvantová superpozícia musí zostať izolovaná. Zdá sa pravdepodobnejšie, že môže dôjsť k izolácii vnútri bunky v cytoplazmekde ich môže ochrániť napríklad už spomínaná gelácia okolo mikrotubulov. Okrem toho sú mikrotubuly oveľa menšie ako neuróny a sú štrukturálne spojené ako kryštál. Veľkosť je dôležitá, pretože sa predpokladá, že malá častica, napríklad elektrón, môže byť na dvoch miestach súčasne. Čím je niečo väčšie, tým ťažšie je v laboratóriu, aby to fungovalo na dvoch miestach súčasne.

Podľa Matthewa Fishera z Kalifornskej univerzity v Santa Barbare, citovaného v rovnakom decembrovom článku New Scientist, však máme šancu vyriešiť problém súdržnosti iba vtedy, ak zostúpime na úroveň atómové spiny. Konkrétne to znamená rotáciu v atómových jadrách fosforu, ktorý sa nachádza v molekulách chemických zlúčenín dôležitých pre fungovanie mozgu. Fisher identifikoval určité chemické reakcie v mozgu, ktoré teoreticky produkujú fosfátové ióny v zamotaných stavoch. Sám Roger Penrose považoval tieto pozorovania za sľubné, hoci stále uprednostňuje hypotézu mikrotubulov.

4. Umelá inteligencia – vízia

Hypotézy o kvantovom základe vedomia majú zaujímavé dôsledky pre vyhliadky rozvoja umelej inteligencie. Podľa ich názoru nemáme šancu vybudovať skutočne uvedomelú AI (4) založenú na klasickej, kremíkovej a tranzistorovej technológii. Iba kvantové počítače – a nie súčasná či dokonca ďalšia generácia – otvoria cestu k „skutočnému“, čiže vedomému, syntetickému mozgu.