Bilen kim? Biz mi yoksa uzay-zaman mı?

Metafizik? Pek çok bilim insanı, zihnin ve hafızanın kuantum doğası hakkındaki hipotezlerin, bu iyi bilinen bilim dışı alana ait olmasından korkar. Öte yandan, doğaüstü açıklamalar arayışı yerine, bilincin temeli olan kuantum da olsa fiziksel bir temel arayışı bilim değilse nedir?

1. Mikrotübüller - Görselleştirme

New Scientist dergisinin Aralık sayısından alıntı yapmak gerekirse, Arizona anestezi uzmanı Stuart Hameroff yıllardır şunu söylüyor: mikrotübüller - 20-27 nm çapında, tubulin proteininin polimerizasyonu sonucu oluşan ve bir sinir hücresi (1) dahil olmak üzere bir hücreyi oluşturan bir hücre iskeleti görevi gören lifli yapılar - içinde bulunur Kuantum "süperpozisyonlar"bu da aynı anda iki farklı forma sahip olmalarını sağlar. Bu formların her biri belirli bir miktarda bilgi ile ilişkilidir, kubitem, bu durumda, bu sistemin klasik anlayışından göründüğünden iki kat daha fazla veri depolamak. Buna fenomeni eklersek kübit dolanması, yani yakın olmayan parçacıkların etkileşimleri, gösterir beynin kuantum bilgisayar olarak işleyişinin modeliünlü fizikçi Roger Penrose tarafından tanımlanmıştır. Hameroff da onunla işbirliği yaparak beynin olağanüstü hızını, esnekliğini ve çok yönlülüğünü açıkladı.

2. Stuart Hameroff ve Roger Penrose

Planck'ın ölçümler dünyası

Kuantum zihin teorisinin destekçilerine göre, bilinç sorunu Planck ölçeğindeki uzay-zamanın yapısıyla bağlantılıdır. Bu, ilk kez yukarıda adı geçen bilim adamları - Penrose ve Hameroff (90) tarafından 2. yüzyılın başındaki çalışmalarında belirtilmiştir. Onlara göre, Kuantum bilinç teorisini kabul etmek istiyorsak, kuantum süreçlerinin yer aldığı uzayı seçmeliyiz. Bir beyin olabilir - kuantum teorisi açısından, 10-35 metre mertebesinde hayal edilemeyecek kadar küçük bir ölçekte kendi iç yapısına sahip dört boyutlu bir uzay-zaman. (Planck uzunluğu). Bu mesafelerde, uzay-zaman, kabarcıkları bir hacme sahip olan bir süngeri andırır.

10-105 m3 (bir atom uzaysal olarak neredeyse yüzde yüz kuantum vakumdan oluşur). Modern bilgiye göre, böyle bir boşluk atomların kararlılığını garanti eder. Eğer bilinç de kuantum boşluğuna dayanıyorsa, maddenin özelliklerini etkileyebilir.

Penrose-Hameroff hipotezinde mikrotübüllerin varlığı, uzay-zamanı yerel olarak değiştirir. O olduğumuzu "biliyor" ve mikrotübüllerdeki kuantum durumlarını değiştirerek bizi etkileyebilir. Bundan egzotik sonuçlar çıkarılabilir. Örneğin, öyle ki Uzay-zamanın bizim bölümümüzdeki, bilinç tarafından, zamanda herhangi bir gecikme olmaksızın üretilen maddenin yapısındaki tüm değişiklikler, teorik olarak uzay-zamanın herhangi bir bölümünde, örneğin başka bir galakside kaydedilebilir.

Hameroff birçok basın röportajında ​​yer alıyor. panpsişizm teorisietrafınızdaki her şeyde belirli bir farkındalık türü olduğu varsayımına dayalıdır. Bu, XNUMX. yüzyılda Spinoza tarafından restore edilen eski bir görünümdür. Bir başka türetilmiş kavram ise panprotopsişizm - Filozof David Chalmers tanıttı. Bunu, potansiyel olarak bilinçli, ancak yalnızca etkinleştirildiğinde veya bölündüğünde gerçekten bilinçli hale gelen "belirsiz" bir varlık olduğu kavramının adı olarak icat etti. Örneğin, protobilinçli varlıklar beyin tarafından etkinleştirildiğinde veya bunlara erişildiğinde, bilinçli hale gelirler ve sinirsel süreçleri deneyimle zenginleştirirler. Hameroff'a göre, panprotopsişik varlıklar bir gün evren için temel olan fizik terimleriyle tanımlanabilir (3).

Küçük ve büyük çöküşler

Roger Penrose ise, Kurt Gödel'in teorisine dayanarak, zihnin yaptığı bazı eylemlerin hesaplanamaz olduğunu kanıtlıyor. Belirtir insan düşüncesini algoritmik olarak açıklayamazsınız ve bu hesaplanamazlığı açıklamak için kuantum dalga fonksiyonunun ve kuantum yerçekiminin çöküşüne bakmanız gerekir. Birkaç yıl önce Penrose, yüklü veya boşalmış nöronların kuantum bir süperpozisyonu olup olmadığını merak etti. Nöronun, beyindeki kuantum bilgisayarla aynı seviyede olabileceğini düşündü. Klasik bir bilgisayardaki bitler her zaman "açık" veya "kapalı", "sıfır" veya "bir"dir. Öte yandan, kuantum bilgisayarlar, aynı anda "sıfır" ve "bir" süperpozisyonunda olabilen kübitlerle çalışır.

Penrose buna inanıyor kütle uzay-zamanın eğriliğine eşittir. Uzay-zamanı basitleştirilmiş bir biçimde iki boyutlu bir kağıt parçası olarak hayal etmek yeterlidir. Üç uzamsal boyutun tümü x ekseninde sıkıştırılırken zaman y ekseninde çizilir.Bir konumdaki kütle bir yönde eğri bir sayfadır ve başka bir konumdaki kütle diğer yönde eğridir. Sonuç olarak, bir kütle, konum veya durum, evreni çok küçük bir ölçekte karakterize eden uzay-zamanın temel geometrisindeki belirli bir eğriliğe karşılık gelir. Bu nedenle, süperpozisyondaki bir miktar kütle, aynı anda iki veya daha fazla yönde eğrilik anlamına gelir; bu, uzay-zaman geometrisinde bir kabarcık, şişkinlik veya ayrılmaya eşdeğerdir. Çoklu dünya teorisine göre, bu gerçekleştiğinde, tamamen yeni bir evren ortaya çıkabilir - uzay-zamanın sayfaları birbirinden ayrılır ve bireysel olarak açılır.

Penrose bu vizyona bir ölçüde katılıyor. Bununla birlikte, balonun kararsız olduğuna, yani belirli bir süre sonra, balonun ayrılma ölçeği veya balonun uzay-zamanının büyüklüğü ile bir ilişkisi olan şu ya da bu dünyaya çöktüğüne ikna olmuştur. Bu nedenle, birçok dünyayı kabul etmeye gerek yok, sadece evrenimizin parçalandığı küçük alanları kabul etmeye gerek yok. Fizikçi, belirsizlik ilkesini kullanarak, büyük bir ayrımın hızla, küçük bir ayrımın ise yavaş yavaş çökeceğini buldu. Böyle atom gibi küçük bir molekül, örneğin 10 milyon yıl gibi çok uzun bir süre süperpozisyonda kalabilir. Ancak bir kilogramlık kedi gibi büyük bir yaratık, yalnızca 10-37 saniye süperpozisyonda kalabilir, bu nedenle kedileri genellikle süperpozisyonda görmeyiz.

Beyin süreçlerinin onlarca ila yüzlerce milisaniye sürdüğünü biliyoruz. Örneğin, 40 Hz frekanslı salınımlarla süreleri, yani aralık 25 milisaniyedir. Elektroensefalogramdaki alfa ritmi 100 milisaniyedir. Bu zaman ölçeği, süperpozisyonda kütle nanogramları gerektirir. Süperpozisyondaki mikrotübüller durumunda 120 milyar tübül gerekir, yani sayıları 20 XNUMX'dir. psişik olaylar için uygun nöron sayısı olan nöronlar.

Bilim adamları, bilinçli bir olay sırasında varsayımsal olarak neler olabileceğini açıklar. Kuantum hesaplama, tübüllerde gerçekleşir ve Roger Penrose'un indirgeme modeline göre çökmeye yol açar. Her bir çöküş, sırayla tübülinlerin sinapslardaki hücresel fonksiyonları nasıl kontrol ettiğini belirleyen yeni bir tübülin konfigürasyonu modelinin temelini oluşturur. bu seviyede gömülü varlıklar.

Penrose ve Hameroff modellerini adlandırdı oluşan objektif azaltma (Orch-VEYA-) çünkü biyoloji ile kuantum dalgalanmalarının "uyum" veya "bileşimi" arasında bir geri besleme döngüsü vardır. Onların görüşüne göre, Yaklaşık olarak her 25 milisaniyede bir meydana gelen, mikrotübülleri çevreleyen sitoplazma içinde jelleşme durumları tarafından tanımlanan alternatif izolasyon ve iletişim aşamaları vardır. Bu "bilinçli olayların" sırası, bilinç akışımızın oluşumuna yol açar. Bir film sürekli gibi görünse de, bir dizi ayrı kare olarak kalsa da, onu bir süreklilik olarak deneyimliyoruz.

Ya da belki daha da düşük

Ancak fizikçiler kuantum beyin hipotezlerine şüpheyle yaklaşıyorlardı. Laboratuvar kriyojenik koşulları altında bile, kuantum durumlarının tutarlılığını bir saniyenin kesirlerinden daha uzun süre korumak büyük bir problemdir. Peki ya sıcak ve nemli beyin dokusu?

Hameroff, çevresel etkilerden kaynaklanan uyumsuzluğu önlemek için, kuantum süperpozisyonu izole kalmalıdır. İzolasyonun meydana gelme olasılığı daha yüksek görünüyor hücre içinde sitoplazmadaörneğin, mikrotübüllerin etrafındaki daha önce bahsedilen jelleşme onları koruyabilir. Ek olarak, mikrotübüller nöronlardan çok daha küçüktür ve yapısal olarak bir kristal gibi birbirine bağlıdır. Boyut ölçeği önemlidir, çünkü elektron gibi küçük bir parçacığın aynı anda iki yerde olabileceği varsayılır. Bir şey büyüdükçe, laboratuvarda aynı anda iki yerde çalışmasını sağlamak o kadar zorlaşıyor.

Ancak, aynı Aralık New Scientist makalesinde alıntılanan Santa Barbara'daki California Üniversitesi'nden Matthew Fisher'a göre, tutarlılık sorununu ancak o düzeye inersek çözme şansımız var. atomik dönüşler. Özellikle bu, beynin işleyişi için önemli olan kimyasal bileşiklerin moleküllerinde bulunan fosforun atom çekirdeğindeki dönüşü ifade eder. Fisher, beyinde teorik olarak dolaşık halde fosfat iyonları üreten belirli kimyasal reaksiyonları tanımladı. Roger Penrose, mikrotübül hipotezini hala desteklemesine rağmen, bu gözlemleri umut verici buldu.

4. Yapay zeka - vizyon

Bilincin kuantum temeline ilişkin hipotezlerin, yapay zekanın gelişimiyle ilgili beklentiler için ilginç çıkarımları vardır. Onlara göre klasik, silikon ve transistör teknolojisine dayalı gerçekten bilinçli bir AI (4) oluşturma şansımız yok. Yalnızca kuantum bilgisayarlar - şimdiki ve hatta gelecek nesil değil - "gerçek" veya bilinçli, sentetik bir beyne giden yolu açacaktır.