Kdo to ví? My nebo časoprostor?

Metafyzika? Mnoho vědců se obává, že hypotézy o kvantové povaze mysli a paměti patří do této dobře známé nevědecké oblasti. Na druhou stranu, co, když ne věda, je hledání fyzického, byť kvantového základu vědomí, namísto hledání nadpřirozených vysvětlení?

1. Mikrotubuly - Vizualizace

Abychom citovali z prosincového vydání New Scientist, arizonský anesteziolog Stuart Hameroff léta říká, že mikrotubuly - vláknité struktury o průměru 20-27 nm, vzniklé jako výsledek polymerace tubulinového proteinu a fungující jako cytoskelet tvořící buňku včetně nervové buňky (1) - existují v kvantové "superpozice"což jim umožňuje mít dvě různé podoby zároveň. Každá z těchto forem je spojena s určitým množstvím informací, kubitem, v tomto případě ukládat dvakrát více dat, než by se zdálo z klasického chápání tohoto systému. Přidáme-li k tomu jev qubit entanglement, tj. interakce částic, které nejsou v těsné blízkosti, ukazuje model fungování mozku jako kvantového počítačepopsal slavný fyzik Roger Penrose. Spolupracoval s ním i Hameroff a vysvětlil tak mimořádnou rychlost, flexibilitu a všestrannost mozku.

2. Stuart Hameroff a Roger Penrose

Planckův svět měření

Podle zastánců teorie kvantové mysli je problém vědomí spojen se strukturou časoprostoru na Planckově stupnici. Poprvé na to poukázali výše zmínění vědci - Penrose a Hameroff (90) ve svých dílech na počátku 2. století. Podle nich, pokud chceme přijmout kvantovou teorii vědomí, pak musíme zvolit prostor, ve kterém probíhají kvantové procesy. Může to být mozek – z pohledu kvantové teorie čtyřrozměrný časoprostor, který má svou vnitřní strukturu v nepředstavitelně malém měřítku, řádově 10-35 metrů. (Planckova délka). V takových vzdálenostech se časoprostor podobá houbě, jejíž bubliny mají objem

10-105 m3 (atom prostorově tvoří téměř stoprocentně kvantové vakuum). Podle moderních poznatků takové vakuum zaručuje stabilitu atomů. Pokud je vědomí také založeno na kvantovém vakuu, může ovlivnit vlastnosti hmoty.

Přítomnost mikrotubulů v Penrose-Hameroffově hypotéze lokálně modifikuje časoprostor. "Ví", že jsme, a může nás ovlivnit změnou kvantových stavů v mikrotubulech. Z toho lze vyvodit exotické závěry. Například takový, že všechny změny ve struktuře hmoty v naší části časoprostoru, produkované vědomím, bez jakéhokoli zpoždění v čase, lze teoreticky zaznamenat v jakékoli části časoprostoru, například v jiné galaxii.

Hameroff se objevuje v mnoha rozhovorech pro tisk. teorie panpsychismuna základě předpokladu, že ve všem kolem vás existuje určitý typ vědomí. Toto je starý pohled obnovený v XNUMX. století Spinozou. Dalším odvozeným konceptem je panprotopsychismus - Představil se filozof David Chalmers. Vymyslel to jako název pro koncept, že existuje „nejednoznačná“ bytost, potenciálně vědomá, ale skutečně vědomá se stává teprve tehdy, když je aktivována nebo rozdělena. Například, když jsou protovědomé entity aktivovány nebo k nim přistupuje mozek, stávají se vědomými a obohacují nervové procesy zkušenostmi. Podle Hameroffa mohou být panprotopsychické entity jednoho dne popsány z hlediska fyziky, která je pro vesmír zásadní (3).

Malé i velké kolapsy

Roger Penrose zase na základě teorie Kurta Gödela dokazuje, že některé činnosti prováděné myslí jsou nevyčíslitelné. To naznačuje nemůžete vysvětlit lidské myšlení algoritmicky, a abyste vysvětlili tuto nevyčíslitelnost, musíte se podívat na kolaps kvantové vlnové funkce a kvantové gravitace. Před několika lety Penrose uvažoval, zda by mohla existovat kvantová superpozice nabitých nebo vybitých neuronů. Myslel si, že neuron by mohl být na stejné úrovni jako kvantový počítač v mozku. Bity v klasickém počítači jsou vždy "on" nebo "off", "nula" nebo "jedna". Na druhou stranu kvantové počítače pracují s qubity, které mohou být současně v superpozici „nuly“ a „jedničky“.

Penrose tomu věří hmotnost je ekvivalentní zakřivení časoprostoru. Časoprostor si stačí představit ve zjednodušené podobě jako dvourozměrný list papíru. Všechny tři prostorové rozměry jsou stlačeny na ose x, zatímco čas je vykreslen na ose y. Hmota v jedné poloze je stránka zakřivená v jednom směru a hmota v jiné poloze je zakřivená v druhém směru. Jde o to, že hmota, poloha nebo stav odpovídá určitému zakřivení základní geometrie časoprostoru, které charakterizuje vesmír ve velmi malém měřítku. Nějaká hmota v superpozici tedy znamená zakřivení ve dvou nebo více směrech současně, což je ekvivalentní bublině, vyboulení nebo oddělení v geometrii časoprostoru. Podle teorie mnoha světů, když k tomu dojde, může vzniknout celý nový vesmír – stránky časoprostoru se rozcházejí a rozvíjejí se jednotlivě.

Penrose s touto vizí do jisté míry souhlasí. Je však přesvědčen, že bublina je nestabilní, to znamená, že se po určité době zhroutí do toho či onoho světa, což je v nějakém vztahu k měřítku separace nebo velikosti časoprostoru bubliny. Proto není potřeba přijímat mnoho světů, ale pouze malé oblasti, ve kterých je náš vesmír rozerván. Pomocí principu neurčitosti fyzik zjistil, že velká separace se zhroutí rychle a malá pomalu. Tak malá molekula, jako je atom, může zůstat v superpozici po velmi dlouhou dobu, řekněme 10 milionů let. Ale velký tvor, jako je jednokilogramová kočka, může zůstat v superpozici pouze 10-37 sekund, takže kočky v superpozici často nevidíme.

Víme, že mozkové procesy trvají desítky až stovky milisekund. Například u kmitů s frekvencí 40 Hz je jejich trvání, tedy interval, 25 milisekund. Alfa rytmus na elektroencefalogramu je 100 milisekund. Toto časové měřítko vyžaduje hmotnostní nanogramy v superpozici. V případě mikrotubulů v superpozici by bylo potřeba 120 miliard tubulinů, tj. jejich počet je 20 XNUMX. neuronů, což je příslušný počet neuronů pro psychické děje.

Vědci popisují, co by se hypoteticky mohlo stát v průběhu vědomé události. Kvantové počítání probíhá v tubulinech a vede ke kolapsu podle redukčního modelu Rogera Penrose. Každý kolaps tvoří základ nového vzoru tubulinových konfigurací, které zase určují, jak tubuliny řídí buněčné funkce na synapsích atd. Ale jakýkoli kolaps tohoto typu také reorganizuje základní geometrii časoprostoru a otevírá přístup nebo aktivaci entity vložené na této úrovni.

Penrose a Hameroff pojmenovali svůj model složená objektivní redukce (Orch-OR-), protože existuje zpětná vazba mezi biologií a „harmonií“ nebo „složením“ kvantových fluktuací. podle jejich názoru existují alternativní izolační a komunikační fáze definované stavy gelovatění v cytoplazmě obklopující mikrotubuly, ke kterým dochází přibližně každých 25 milisekund. Sled těchto „vědomých událostí“ vede k vytvoření našeho proudu vědomí. Prožíváme to jako spojitost, stejně jako se film zdá být spojitý, i když zůstává sérií samostatných snímků.

Nebo možná ještě nižší

Fyzikové však byli k hypotézám o kvantovém mozku skeptičtí. I v laboratorních kryogenních podmínkách je velkým problémem udržení koherence kvantových stavů po dobu delší než zlomky sekundy. A co teplá a vlhká mozková tkáň?

Hameroff věří, že aby se zabránilo dekoherenci vlivem okolních vlivů, kvantová superpozice musí zůstat izolovaná. Zdá se pravděpodobnější, že by mohlo dojít k izolaci uvnitř buňky v cytoplazměkde je může ochránit např. již zmíněná gelace kolem mikrotubulů. Kromě toho jsou mikrotubuly mnohem menší než neurony a jsou strukturálně spojeny jako krystal. Velikostní měřítko je důležité, protože se předpokládá, že malá částice, jako je elektron, může být na dvou místech současně. Čím větší je něco, tím těžší je v laboratoři přimět to, aby to fungovalo na dvou místech současně.

Nicméně podle Matthewa Fishera z Kalifornské univerzity v Santa Barbaře, citovaného ve stejném prosincovém článku New Scientist, máme šanci vyřešit problém koherence pouze tehdy, pokud půjdeme dolů na úroveň atomové spiny. Konkrétně to znamená spin v atomových jádrech fosforu, který se nachází v molekulách chemických sloučenin důležitých pro fungování mozku. Fisher identifikoval určité chemické reakce v mozku, které teoreticky produkují fosfátové ionty ve spletených stavech. Sám Roger Penrose považoval tato pozorování za slibná, i když stále upřednostňuje hypotézu mikrotubulů.

4. Umělá inteligence - vidění

Hypotézy o kvantovém základu vědomí mají zajímavé důsledky pro vyhlídky rozvoje umělé inteligence. Podle jejich názoru nemáme šanci vybudovat skutečně vědomou AI (4) založenou na klasické, křemíkové a tranzistorové technologii. Pouze kvantové počítače - ne současná nebo dokonce příští generace - otevřou cestu ke "skutečnému" nebo vědomému syntetickému mozku.