Ко је упознат? Ми или простор-време?

Метафизика? Многи научници страхују да хипотезе о квантној природи ума и памћења припадају овој добро познатој ненаучној области. С друге стране, шта је, ако не наука, потрага за физичком, иако квантном основом за свест, уместо потрага за натприродним објашњењима?

1. Микротубуле – Визуелизација

Да цитирам из децембарског издања Нев Сциентист-а, анестезиолог из Аризоне Стјуарт Хамероф је годинама говорио да микротубуле - влакнасте структуре пречника 20-27 нм, настале као резултат полимеризације протеина тубулина и које делују као цитоскелет који формира ћелију, укључујући и нервну ћелију (1) - постоје у Квантне "суперпозиције"што им омогућава да у исто време имају два различита облика. Сваки од ових облика је повезан са одређеном количином информација, кубитем, у овом случају складиштење дупло више података него што би изгледало из класичног схватања овог система. Ако овоме додамо и феномен заплетање кубита, односно интеракције честица које нису у непосредној близини, показује модел функционисања мозга као квантног компјутераописао познати физичар Роџер Пенроуз. Хамерофф је такође сарађивао са њим, објашњавајући тако изузетну брзину, флексибилност и свестраност мозга.

2. Стјуарт Хамероф и Роџер Пенроуз

Планков свет мерења

Према присталицама теорије квантног ума, проблем свести је повезан са структуром простор-времена на Планковој скали. На то су први пут указали поменути научници – Пенроуз и Хамероф (90) у својим радовима почетком 2. века. Према њима, ако желимо да прихватимо квантну теорију свести, онда морамо изабрати простор у коме се одвијају квантни процеси. То може бити мозак – са становишта квантне теорије, четвородимензионални простор-време који има своју унутрашњу структуру у незамисливо малој скали, реда величине 10-35 метара. (Планкова дужина). На таквим растојањима простор-време подсећа на сунђер, чији мехурићи имају запремину

10-105 м3 (атом се просторно састоји од скоро сто посто квантног вакуума). Према савременим сазнањима, такав вакуум гарантује стабилност атома. Ако се и свест заснива на квантном вакууму, то може утицати на својства материје.

Присуство микротубула у Пенросе-Хамерофф хипотези модификује простор-време локално. Она "зна" да јесмо и може да утиче на нас мењајући квантна стања у микротубулама. Из овога се могу извући егзотични закључци. На пример, такав да све промене у структури материје у нашем делу простор-времена, које производи свест, без икаквог одлагања у времену, теоретски се могу забележити у било ком делу простор-времена, на пример, у другој галаксији.

Хамерофф се појављује у многим интервјуима за штампу. теорија панпсихизмана основу претпоставке да у свему око вас постоји одређена врста свести. Ово је стари поглед који је у КСНУМКС веку обновио Спиноза. Други изведени концепт је панпротопсихизам – представио је филозоф Дејвид Чалмерс. Он га је сковао као назив за концепт да постоји "двосмислено" биће које је потенцијално свесно, али постаје истински свесно тек када се активира или подели. На пример, када се протосвесни ентитети активирају или им приступа мозак, они постају свесни и обогаћују неуронске процесе искуством. Према Хамероффу, панпротопсихички ентитети би се једног дана могли описати у терминима физике фундаменталне за универзум (3).

Мали и велики колапси

Роџер Пенроуз, заузврат, на основу теорије Курта Гедела, доказује да су неке радње које изводи ум непроцењиве. Указује на то не можете алгоритамски објаснити људску мисао, а да бисте објаснили ову неизрачунљивост, морате погледати колапс квантне таласне функције и квантне гравитације. Пре неколико година, Пенроуз се запитао да ли може постојати квантна суперпозиција наелектрисаних или испражњених неурона. Мислио је да би неурон могао бити у рангу са квантним компјутером у мозгу. Битови у класичном рачунару су увек "укључени" или "искључени", "нула" или "један". С друге стране, квантни рачунари раде са кубитима који могу истовремено бити у суперпозицији "нула" и "један".

Пенроуз верује у то маса је еквивалентна закривљености простор-времена. Довољно је замислити простор-време у поједностављеном облику као дводимензионални лист папира. Све три просторне димензије су компримоване на оси к, док је време уцртано на осу и. Маса у једној позицији је страница закривљена у једном правцу, а маса у другој позицији је закривљена у другом смеру. Суштина је да маса, положај или стање одговарају одређеној кривини у фундаменталној геометрији простор-времена која карактерише универзум на веома малој скали. Дакле, нека маса у суперпозицији значи закривљеност у два или више смерова у исто време, што је еквивалентно мехуру, испупчењу или раздвајању у геометрији простора-времена. Према теорији многих светова, када се то догоди, може настати цео нови универзум — странице простор-времена се разилазе и развијају појединачно.

Пенроуз се донекле слаже са овом визијом. Међутим, он је уверен да је мехур нестабилан, односно да се урушава у један или други свет после датог времена, што је у некој вези са размером раздвајања или величином простор-времена мехура. Дакле, нема потребе да прихватамо многе светове, већ само мале области у којима је наш универзум распарчан. Користећи принцип неизвесности, физичар је открио да ће се велика сепарација брзо срушити, а мала полако. Тако мали молекул, као што је атом, може остати у суперпозицији веома дуго, рецимо 10 милиона година. Али велико створење попут мачке од једног килограма може да остане у суперпозицији само 10-37 секунди, тако да не видимо често мачке у суперпозицији.

Знамо да мождани процеси трају од десетина до стотина милисекунди. На пример, код осцилација са фреквенцијом од 40 Хз, њихово трајање, односно интервал, је 25 милисекунди. Алфа ритам на електроенцефалограму је 100 милисекунди. Ова временска скала захтева нанограме масе у суперпозицији. У случају микротубула у суперпозицији, било би потребно 120 милијарди тубулина, односно њихов број је 20 КСНУМКС. неурона, што је одговарајући број неурона за психичке догађаје.

Научници описују шта би се хипотетички могло догодити у току свесног догађаја. Квантно рачунарство се одвија у тубулинама и доводи до колапса према редукционом моделу Роџера Пенроуза. Сваки колапс чини основу новог обрасца тубулинских конфигурација, које заузврат одређују како тубулини контролишу ћелијске функције на синапсама, итд. Али сваки колапс овог типа такође реорганизује основну геометрију простор-времена и отвара приступ или активацију ентитета уграђених на овом нивоу.

Пенроуз и Хамероф су именовали свој модел састављена објективна редукција (Орцх-ОР-) јер постоји повратна спрега између биологије и "хармоније" или "композиције" квантних флуктуација. по њиховом мишљењу, постоје алтернативне фазе изолације и комуникације дефинисане стањима гелирања унутар цитоплазме која окружује микротубуле, које се дешавају отприлике сваких 25 милисекунди. Редослед ових „свесних догађаја“ доводи до формирања нашег тока свести. Доживљавамо га као континуитет, као што се филм чини да је континуиран, иако остаје низ засебних кадрова.

Или можда чак ниже

Међутим, физичари су били скептични према хипотезама о квантном мозгу. Чак и под лабораторијским криогеним условима, одржавање кохерентности квантних стања дуже од делића секунде представља велики проблем. Шта је са топлим и влажним можданим ткивом?

Хамероф верује да би се избегла декохеренција услед утицаја околине, квантна суперпозиција мора остати изолована. Чини се вероватније да би могло доћи до изолације унутар ћелије у цитоплазмигде их, на пример, може заштитити већ поменута гелација око микротубула. Поред тога, микротубуле су много мање од неурона и структурно су повезане попут кристала. Скала величине је важна јер се претпоставља да мала честица, као што је електрон, може бити на два места у исто време. Што је нешто веће, то је теже у лабораторији навести да ради на два места у исто време.

Међутим, према Метјуу Фишеру са Универзитета Калифорније у Санта Барбари, цитираном у истом децембарском чланку Нев Сциентист-а, имамо шансу да решимо проблем кохерентности само ако се спустимо на ниво атомски спинови. Конкретно, то значи спин у атомским језгрима фосфора, који се налазе у молекулима хемијских једињења важних за функционисање мозга. Фишер је идентификовао одређене хемијске реакције у мозгу које теоретски производе фосфатне јоне у заплетеним стањима. Сам Роџер Пенроуз сматра да су ова запажања обећавајућа, иако и даље подржава хипотезу о микротубулама.

4. Вештачка интелигенција – визија

Хипотезе о квантној основи свести имају занимљиве импликације на изгледе за развој вештачке интелигенције. По њиховом мишљењу, немамо шансе да изградимо истински свесни АИ (4) заснован на класичној, силицијумској и транзисторској технологији. Само квантни компјутери - не садашња или чак следећа генерација - ће отворити пут ка "стварном", или свесном, синтетичком мозгу.