Ki tud róla? Mi vagy a téridő?

Metafizika? Sok tudós attól tart, hogy az elme és az emlékezet kvantumtermészetére vonatkozó hipotézisek ehhez a jól ismert tudománytalan területhez tartoznak. Másrészt, mi, ha nem tudomány, a tudat fizikai, bár kvantum-alapjának keresése a természetfeletti magyarázatok keresése helyett?

1. Mikrotubulusok – Vizualizáció

A New Scientist decemberi számából idézve, Stuart Hameroff arizonai aneszteziológus évek óta azt mondja, mikrotubulusok - 20-27 nm átmérőjű rostos struktúrák, amelyek a tubulin fehérje polimerizációja eredményeként képződnek, és citoszkeletonként működnek, amely sejtet képez, beleértve az idegsejtet (1) - Kvantum "szuperpozíciók"amely lehetővé teszi számukra, hogy egyidejűleg két különböző formájuk legyen. Ezen űrlapok mindegyike bizonyos mennyiségű információhoz kapcsolódik, kubitem, ebben az esetben kétszer annyi adatot tárolunk, mint amennyi ennek a rendszernek a klasszikus felfogása szerint tűnik. Ha ehhez hozzávesszük azt a jelenséget qubit összefonódás, azaz a nem közeli részecskék kölcsönhatásait mutatja az agy mint kvantumszámítógép működésének modelljea híres fizikus, Roger Penrose írta le. Hameroff is együttműködött vele, ezzel magyarázva az agy rendkívüli sebességét, rugalmasságát és sokoldalúságát.

2. Stuart Hameroff és Roger Penrose

Planck mérési világa

A kvantumelme elméletének hívei szerint a tudat problémája a Planck-skála szerinti tér-idő szerkezetével függ össze. Erre először a fent említett tudósok – Penrose és Hameroff (90) mutattak rá a 2. század elején végzett munkáikban. Szerintük, ha el akarjuk fogadni a tudat kvantumelméletét, akkor ki kell választanunk azt a teret, amelyben a kvantumfolyamatok végbemennek. Ez lehet agy - kvantumelméleti szempontból egy négydimenziós téridő, amely elképzelhetetlenül kicsiny, 10-35 méteres nagyságrendű belső szerkezettel rendelkezik. (Plánk hossza). Ilyen távolságban a téridő egy szivacshoz hasonlít, amelynek buborékai térfogattal rendelkeznek

10-105 m3 (egy atom térben közel száz százalékban kvantumvákuumból áll). A modern ismeretek szerint egy ilyen vákuum garantálja az atomok stabilitását. Ha a tudat is a kvantumvákuumon alapul, az befolyásolhatja az anyag tulajdonságait.

A mikrotubulusok jelenléte a Penrose-Hameroff hipotézisben lokálisan módosítja a téridőt. Ő "tudja", hogy mi vagyunk, és befolyásolni tud minket a mikrotubulusok kvantumállapotainak megváltoztatásával. Ebből egzotikus következtetések vonhatók le. Például olyan, hogy A téridő részünkben az anyag szerkezetében bekövetkező minden változás, amelyet a tudat idéz elő, időbeli késleltetés nélkül, elméletileg a téridő bármely részében rögzíthető, például egy másik galaxisban.

Hameroff számos sajtóinterjúban szerepel. pánpszichizmus elméleteazon a feltételezésen alapul, hogy körülötted mindenben van egy bizonyos típusú tudatosság. Ez egy régi nézet, amelyet a XNUMX. században Spinoza restaurált. Egy másik származtatott fogalom az panprotopszichizmus - mutatta be David Chalmers filozófus. Úgy találta ki, mint annak a fogalomnak a nevét, hogy létezik egy „kétértelmű” lény, amely potenciálisan tudatos, de csak akkor válik igazán tudatossá, ha aktiválódik vagy megoszlik. Például amikor a prototudatos entitásokat aktiválja vagy az agy hozzáfér hozzá, tudatossá válnak, és tapasztalatokkal gazdagítják az idegi folyamatokat. Hameroff szerint a pánprotopszichikus entitásokat egy napon az univerzum alapvető fizika fogalmaival lehet leírni (3).

Kis és nagy összeomlások

Roger Penrose pedig Kurt Gödel elméletére alapozva bebizonyítja, hogy bizonyos elme által végrehajtott cselekvések kiszámíthatatlanok. Azt jelzi az emberi gondolkodást nem lehet algoritmikusan megmagyarázni, és ennek a kiszámíthatatlanságnak a magyarázatához meg kell nézni a kvantumhullámfüggvény és a kvantumgravitáció összeomlását. Néhány évvel ezelőtt Penrose azon töprengett, hogy létezhet-e töltött vagy kisült neuronok kvantum-szuperpozíciója. Úgy gondolta, hogy a neuron egyenrangú lehet az agy kvantumszámítógépével. A klasszikus számítógépekben a bitek mindig „be” vagy „kikapcsolva”, „nulla” vagy „egyes” állapotúak. Másrészt a kvantumszámítógépek olyan qubitekkel dolgoznak, amelyek egyszerre lehetnek „nulla” és „egy” szuperpozíciójában.

Penrose ezt hiszi a tömeg egyenértékű a téridő görbületével. Elég, ha a téridőt leegyszerűsített formában kétdimenziós papírlapként képzeljük el. Az x tengelyen mindhárom térdimenzió összenyomódik, míg az y tengelyen az időt ábrázoljuk.Az egyik pozícióban lévő tömeg az egyik irányba ívelt oldal, a másik pozícióban lévő tömeg pedig a másik irányba görbült. A lényeg az, hogy egy tömeg, helyzet vagy állapot a téridő alapvető geometriájában egy bizonyos görbületnek felel meg, amely nagyon kis léptékben jellemzi az univerzumot. Így a szuperpozícióban lévő tömeg egyidejűleg két vagy több irányú görbületet jelent, ami a tér-idő geometriában egy buborékkal, kidudorodással vagy szétválással egyenértékű. A sokvilág elmélete szerint, amikor ez megtörténik, egy teljesen új univerzum jöhet létre – a tér-idő lapjai külön-külön válnak szét és bontakoznak ki.

Penrose bizonyos mértékig egyetért ezzel az elképzeléssel. Meggyőződése azonban, hogy a buborék instabil, vagyis adott idő után beleesik egyik-másik világba, ami valamilyen viszonyban van az elkülönülés léptékével vagy a buborék téridejének nagyságával. Ezért nem kell sok világot elfogadni, hanem csak kis területeket, amelyekben univerzumunk szétszakad. A bizonytalanság elvét alkalmazva a fizikus megállapította, hogy egy nagy szétválás gyorsan összeomlik, a kicsi pedig lassan. Így egy kis molekula, például egy atom, nagyon hosszú ideig, mondjuk 10 millió évig szuperpozícióban tud maradni. De egy olyan nagy lény, mint az egy kilogrammos macska, csak 10-37 másodpercig tud szuperpozícióban maradni, így nem gyakran látunk macskákat szuperpozícióban.

Tudjuk, hogy az agyi folyamatok több tíztől száz milliszekundumig tartanak. Például 40 Hz frekvenciájú rezgések esetén az időtartamuk, azaz az intervallum 25 ezredmásodperc. Az elektroencefalogramon az alfa-ritmus 100 milliszekundum. Ez az időskála tömeg nanogrammokat igényel szuperpozícióban. A szuperpozícióban lévő mikrotubulusok esetén 120 milliárd tubulinra lenne szükség, azaz számuk 20 XNUMX. neuronok, ami a pszichés eseményekhez megfelelő számú neuron.

A tudósok leírják, mi történhet elméletileg egy tudatos esemény során. A kvantumszámítás tubulinokban zajlik, és Roger Penrose redukciós modellje szerint összeomláshoz vezet. Minden egyes összeomlás a tubulin konfigurációk új mintázatának alapját képezi, amely viszont meghatározza, hogy a tubulinok hogyan szabályozzák a sejtfunkciókat a szinapszisokban stb. De minden ilyen típusú összeomlás átszervezi a téridő alapvető geometriáját, és megnyitja a hozzáférést vagy aktiválást a téridőhöz. ezen a szinten beágyazott entitások.

Penrose és Hameroff nevezték el modelljüket objektív redukcióból áll (Orch-OR-), mert van egy visszacsatolási hurok a biológia és a kvantumfluktuációk "harmóniája" vagy "összetétele" között. Véleményük szerint Vannak alternatív izolációs és kommunikációs fázisok, amelyeket a mikrotubulusokat körülvevő citoplazmában lévő gélesedési állapotok határoznak meg, amelyek körülbelül 25 ezredmásodpercenként fordulnak elő. Ezeknek a "tudatos eseményeknek" a sorrendje tudatfolyamunk kialakulásához vezet. Folytonosságként éljük meg, ahogy egy film is folyamatosnak tűnik, bár különálló képkockák sorozata marad.

Vagy talán még lejjebb

A fizikusok azonban szkeptikusak voltak a kvantum agyi hipotézisekkel kapcsolatban. Még laboratóriumi kriogén körülmények között is nagy probléma a kvantumállapotok koherenciájának megőrzése a másodperc töredékénél tovább. Mi a helyzet a meleg és nedves agyszövettel?

Hameroff úgy véli, hogy a környezeti hatások miatti dekoherencia elkerülése érdekében a kvantum-szuperpozíciónak izoláltnak kell maradnia. Valószínűbbnek tűnik, hogy bekövetkezhet az elszigetelődés a sejt belsejében a citoplazmábanahol például a már említett gélesedés a mikrotubulusok körül megvédheti őket. Ezenkívül a mikrotubulusok sokkal kisebbek, mint a neuronok, és szerkezetileg kristályszerűen kapcsolódnak egymáshoz. A méretskála azért fontos, mert feltételezzük, hogy egy kis részecske, például egy elektron, egyszerre két helyen is lehet. Minél nagyobb valami, annál nehezebb a laborban egyszerre két helyen működésre bírni.

Matthew Fisher, a Santa Barbara-i Kaliforniai Egyetem munkatársa szerint azonban, akit ugyanabban a decemberi New Scientist cikkben idézünk, csak akkor van esélyünk megoldani a koherencia problémát, ha lemegy a szintre. atomi forog. Ez különösen az agy működéséhez fontos kémiai vegyületek molekuláiban található foszfor atommagjaiban lévő spint jelenti. Fisher bizonyos kémiai reakciókat azonosított az agyban, amelyek elméletileg összegabalyodott állapotban foszfátionokat termelnek. Roger Penrose maga is ígéretesnek találta ezeket a megfigyeléseket, bár továbbra is támogatja a mikrotubulus-hipotézist.

4. Mesterséges intelligencia – látás

A tudat kvantumbázisára vonatkozó hipotéziseknek érdekes következményei vannak a mesterséges intelligencia fejlődési kilátásaira nézve. Szerintük esélyünk sincs egy igazán tudatos, klasszikus, szilícium és tranzisztoros technológiára épülő AI (4) felépítésére. Csak a kvantumszámítógépek – és nem a jelenlegi vagy akár a következő generáció – nyitják meg az utat a „valódi” vagy tudatos, szintetikus agyhoz.