누가 알고 있습니까? 우리 아니면 시공간?
형이상학? 많은 과학자들은 마음과 기억의 양자적 성질에 대한 가설이 이 잘 알려진 비과학적인 영역에 속한다고 두려워합니다. 다른 한편으로, 과학이 아니라면 초자연적 설명을 찾는 대신에 의식의 기초인, 비록 양자적이지만 물리적인 탐구는 무엇입니까?
1. 미세소관 - 시각화
뉴 사이언티스트 XNUMX월호에서 인용하자면, 애리조나 주 마취의인 스튜어트 해머로프는 수년 동안 다음과 같이 말했습니다. 미세소관 - 직경 20~27nm의 섬유상 구조로 튜불린 단백질의 중합으로 형성되어 신경세포를 포함한 세포를 형성하는 세포골격 역할을 함(1) - 안에 존재 양자 "중첩"동시에 두 가지 다른 형태를 가질 수 있습니다. 이러한 각 양식은 일정량의 정보와 연결되어 있습니다. 큐빗, 이 경우 이 시스템에 대한 고전적인 이해에서 보이는 것보다 두 배 많은 데이터를 저장합니다. 여기에 현상을 더하면 큐비트 얽힘, 즉 근접하지 않은 입자의 상호 작용은 다음을 보여줍니다. 양자 컴퓨터로서의 뇌 기능 모델유명한 물리학자 로저 펜로즈가 설명했습니다. Hameroff는 또한 그와 협력하여 뇌의 놀라운 속도, 유연성 및 다용성을 설명했습니다.
2. 스튜어트 해머로프와 로저 펜로즈
플랑크의 측정 세계
양자 마음 이론의 지지자들에 따르면 의식의 문제는 플랑크 규모의 시공간 구조와 관련이 있습니다. 위에서 언급한 과학자인 펜로즈와 해머로프(90)는 2세기 초에 그들의 작업에서 처음으로 이것을 지적했습니다. 그들에 따르면, 양자 의식 이론을 받아들이고 싶다면 양자 과정이 일어나는 공간을 선택해야 합니다. 뇌가 될 수 있습니다. 양자 이론의 관점에서 볼 때 10-35m 정도의 상상할 수 없을 정도로 작은 규모의 자체 내부 구조를 가진 XNUMX차원 시공간입니다. (플랭크 길이). 그러한 거리에서 시공은 스펀지와 비슷하며 거품의 부피는
10-105 m3(원자는 공간적으로 거의 XNUMX% 양자 진공으로 구성됨). 현대 지식에 따르면 이러한 진공은 원자의 안정성을 보장합니다. 의식도 양자 진공을 기반으로 한다면 물질의 속성에 영향을 미칠 수 있습니다.
Penrose-Hameroff 가설에서 미세소관의 존재는 시공간을 국부적으로 수정합니다. 그녀는 우리가 존재한다는 것을 "알고" 있으며 미세소관의 양자 상태를 변화시켜 우리에게 영향을 줄 수 있습니다. 이로부터 이국적인 결론을 도출할 수 있습니다. 예를 들어, 시간의 지연 없이 의식에 의해 생성된 시공간의 모든 물질 구조의 변화는 이론적으로 다른 은하와 같은 시공간의 모든 부분에서 기록될 수 있습니다.
Hameroff는 많은 언론 인터뷰에 등장합니다. 범심론 이론주변의 모든 것에는 특정한 유형의 인식이 있다는 가정에 근거합니다. 이것은 Spinoza에 의해 XNUMX 세기에 복원 된 오래된 견해입니다. 또 다른 파생 개념은 범신론 -철학자 데이비드 차머스 소개. 그는 잠재적으로 의식이 있는 "모호한" 존재가 있지만 그것이 활성화되거나 분할될 때만 진정한 의식이 된다는 개념의 이름으로 그것을 만들었습니다. 예를 들어, 원시의식 실체가 뇌에 의해 활성화되거나 접근될 때, 그들은 의식이 되고 경험을 통해 신경 과정을 풍부하게 합니다. 해머로프에 따르면 범원심적 실체는 언젠가는 우주의 근본이 되는 물리학의 관점에서 설명될 것입니다(3).
크고 작은 붕괴
Roger Penrose는 Kurt Gödel의 이론에 기초하여 마음이 수행하는 일부 행동이 계산할 수 없음을 증명합니다. 다음을 나타냅니다. 인간의 생각을 알고리즘적으로 설명할 수 없고, 이 계산 불가능성을 설명하려면 양자파동 함수와 양자 중력의 붕괴를 봐야 합니다. 몇 년 전 펜로즈는 전하를 띤 뉴런이나 방전된 뉴런이 양자 중첩될 수 있는지 궁금해했습니다. 그는 뉴런이 뇌의 양자 컴퓨터와 동등할 수 있다고 생각했습니다. 고전적인 컴퓨터의 비트는 항상 "켜짐" 또는 "꺼짐", "XNUMX" 또는 "XNUMX"입니다. 반면에 양자 컴퓨터는 "XNUMX"과 "XNUMX"이 동시에 중첩될 수 있는 큐비트로 작동합니다.
펜로즈는 믿는다 질량은 시공간의 곡률과 같다. 단순한 형태의 시공간을 XNUMX차원 종이로 상상하면 충분하다. 세 가지 공간 차원은 모두 x축에 압축되어 있고 시간은 y축에 표시됩니다. 한 위치의 질량은 한 방향으로 구부러진 페이지이고 다른 위치의 질량은 다른 방향으로 구부러져 있습니다. 결론은 질량, 위치 또는 상태가 아주 작은 규모로 우주를 특징짓는 시공간의 기본 기하학의 특정 곡률에 해당한다는 것입니다. 따라서 중첩의 일부 질량은 동시에 XNUMX개 이상의 방향으로 곡률을 의미하며, 이는 시공간 기하학의 기포, 팽창 또는 분리와 동일합니다. 다세계 이론에 따르면, 이것이 일어날 때 시공간의 페이지가 개별적으로 갈라지고 펼쳐지는 완전히 새로운 우주가 탄생할 수 있습니다.
Penrose는 이 비전에 어느 정도 동의합니다. 그러나 그는 거품이 불안정하다는 것, 즉 주어진 시간이 지나면 하나 또는 다른 세계로 붕괴되며, 이는 분리의 규모 또는 거품의 시공간의 크기와 어떤 관련이 있다고 확신합니다. 그러므로 많은 세계를 받아들일 필요가 없고 우리 우주가 찢겨진 작은 영역만 받아들여야 합니다. 불확정성 원리를 사용하여 물리학자는 큰 분리는 빠르게 붕괴되고 작은 분리는 천천히 붕괴된다는 것을 발견했습니다. 그래서 원자와 같은 작은 분자는 10천만 년이라는 매우 오랜 시간 동안 중첩 상태로 남아 있을 수 있습니다. 그러나 10kg의 고양이와 같은 큰 생물은 37-XNUMX초 동안만 중첩되어 있을 수 있으므로 중첩된 고양이를 자주 볼 수 없습니다.
우리는 뇌 과정이 수십에서 수백 밀리초 동안 지속된다는 것을 알고 있습니다. 예를 들어 주파수가 40Hz인 진동의 경우 지속 시간, 즉 간격은 25밀리초입니다. 뇌파도의 알파 리듬은 100밀리초입니다. 이 시간 척도는 중첩된 질량 나노그램이 필요합니다. 중첩된 미세소관의 경우 120억 개의 튜불린이 필요합니다. 즉, 그 수는 20 XNUMX입니다. 심리적 사건에 대한 적절한 수의 뉴런입니다.
과학자들은 의식적인 사건의 과정에서 가상적으로 일어날 수 있는 일을 설명합니다. 양자 컴퓨팅은 튜불린에서 발생하며 Roger Penrose의 축소 모델에 따라 붕괴로 이어집니다. 각 붕괴는 튜불린 구성의 새로운 패턴의 기초를 형성하며, 이는 차례로 튜불린이 시냅스 등에서 세포 기능을 제어하는 방법을 결정합니다. 그러나 이러한 유형의 붕괴는 또한 시공간의 기본 기하학을 재구성하고 이 수준에 포함된 엔터티.
Penrose와 Hameroff는 모델 이름을 지정했습니다. 합성 객관적 감소 (Orch-OR-) 생물학과 양자 변동의 "조화" 또는 "구성" 사이에 피드백 루프가 있기 때문입니다. 그들의 의견으로는, 약 25밀리초마다 발생하는 미세소관을 둘러싸고 있는 세포질 내의 겔화 상태에 의해 정의되는 대안적인 분리 및 통신 단계가 있습니다. 이러한 "의식적 사건"의 순서는 의식의 흐름을 형성합니다. 우리는 영화가 연속적인 것처럼 보이지만 연속적으로 분리된 프레임으로 남아 있는 것처럼 그것을 연속성으로 경험합니다.
아니면 더 낮을 수도
그러나 물리학자들은 양자 뇌 가설에 대해 회의적이었습니다. 실험실 극저온 조건에서도 XNUMX초 미만 동안 양자 상태의 일관성을 유지하는 것은 큰 문제입니다. 따뜻하고 촉촉한 뇌 조직은 어떻습니까?
Hameroff는 환경 영향으로 인한 결맞음(decoherence)을 피하기 위해, 양자 중첩은 격리된 상태로 유지되어야 합니다.. 고립이 일어날 가능성이 높아 보인다. 세포질의 세포 내부예를 들어, 미세소관 주위에 이미 언급된 겔화는 미세소관을 보호할 수 있습니다. 또한 미세소관은 뉴런보다 훨씬 작고 구조적으로 결정체처럼 연결되어 있습니다. 크기 척도는 전자와 같은 작은 입자가 동시에 두 위치에 있을 수 있다고 가정하기 때문에 중요합니다. 무언가가 커질수록 실험실에서 동시에 두 곳에서 작동하도록 하는 것이 더 어려워집니다.
그러나 같은 XNUMX월 New Scientific 기사에서 인용한 Santa Barbara 캘리포니아 대학의 Matthew Fisher에 따르면, 우리는 다음 수준으로 내려갈 때만 일관성 문제를 해결할 기회가 있습니다. 원자 스핀. 특히 이것은 뇌의 기능에 중요한 화합물 분자에서 발견되는 인 원자핵의 스핀을 의미합니다. Fisher는 이론적으로 얽힌 상태에서 인산염 이온을 생성하는 뇌의 특정 화학 반응을 확인했습니다. Roger Penrose 자신은 여전히 미세소관 가설을 지지하지만 이러한 관찰이 유망하다는 것을 발견했습니다.
4. 인공 지능 - 비전
의식의 양자 기반에 대한 가설은 인공 지능의 발전 전망에 흥미로운 의미를 갖습니다. 그들의 의견으로는 우리는 고전, 실리콘 및 트랜지스터 기술을 기반으로 진정으로 의식이 있는 AI(4)를 구축할 기회가 없습니다. 현재 또는 다음 세대가 아닌 양자 컴퓨터만이 "실제" 또는 의식이 있는 합성 뇌로 가는 길을 열 것입니다.
