ვინ იცის? ჩვენ თუ სივრცე-დრო?
მეტაფიზიკა? ბევრი მეცნიერი შიშობს, რომ ჰიპოთეზები გონებისა და მეხსიერების კვანტური ბუნების შესახებ ამ ცნობილ არამეცნიერულ სფეროს ეკუთვნის. მეორეს მხრივ, რა არის, თუ არა მეცნიერება, ფიზიკური, თუმცა კვანტური, ცნობიერების საფუძველი ზებუნებრივი ახსნა-განმარტებების ძიების ნაცვლად?
1. მიკროტუბულები - ვიზუალიზაცია
ციტატა New Scientist-ის დეკემბრის ნომრიდან, არიზონელი ანესთეტიკოსი სტიუარტ ჰამეროფი წლების განმავლობაში ამბობდა, რომ მიკროტუბულები - 20-27 ნმ დიამეტრის ბოჭკოვანი სტრუქტურები, რომლებიც წარმოიქმნება ტუბულინის ცილის პოლიმერიზაციის შედეგად და მოქმედებს როგორც ციტოჩონჩხი, რომელიც ქმნის უჯრედს, მათ შორის ნერვულ უჯრედს (1) - არსებობს კვანტური "სუპერპოზიციები"რაც მათ საშუალებას აძლევს ჰქონდეთ ერთდროულად ორი განსხვავებული ფორმა. თითოეული ეს ფორმა დაკავშირებულია გარკვეული რაოდენობის ინფორმაციასთან, კუბიტი, ამ შემთხვევაში ორჯერ მეტი მონაცემის შენახვა, ვიდრე ეს ამ სისტემის კლასიკური გაგებიდან ჩანს. ამას თუ დავამატებთ ფენომენს კუბიტის ჩახლართულობა, ე.ი. ნაწილაკების ურთიერთქმედება, რომლებიც ახლოს არ არიან, გვიჩვენებს ტვინის კვანტური კომპიუტერის ფუნქციონირების მოდელიაღწერილია ცნობილი ფიზიკოსის როჯერ პენროუზის მიერ. ჰამეროფი ასევე თანამშრომლობდა მასთან, რითაც ხსნიდა ტვინის არაჩვეულებრივ სიჩქარეს, მოქნილობას და მრავალმხრივობას.
2. სტიუარტ ჰამეროფი და როჯერ პენროუზი
პლანკის გაზომვების სამყარო
კვანტური გონების თეორიის მომხრეების აზრით, ცნობიერების პრობლემა დაკავშირებულია პლანკის შკალით სივრცე-დროის სტრუქტურასთან. პირველად ეს აღნიშნეს ზემოხსენებულმა მეცნიერებმა - პენროზმა და ჰამეროფმა (90) თავიანთ ნაშრომებში II საუკუნის დასაწყისში. მათი თქმით, თუ გვინდა მივიღოთ ცნობიერების კვანტური თეორია, მაშინ უნდა ავირჩიოთ სივრცე, რომელშიც მიმდინარეობს კვანტური პროცესები. ეს შეიძლება იყოს ტვინი - კვანტური თეორიის თვალსაზრისით, ოთხგანზომილებიანი სივრცე-დრო, რომელსაც აქვს საკუთარი შინაგანი სტრუქტურა წარმოუდგენლად მცირე მასშტაბით, 10-35 მეტრის რიგის. (პლანკის სიგრძე). ასეთ დისტანციებზე სივრცე-დრო სპონგს წააგავს, რომლის ბუშტებს აქვს მოცულობა
10-105 მ3 (ატომი სივრცით შედგება თითქმის ასი პროცენტით კვანტური ვაკუუმისგან). თანამედროვე ცოდნის მიხედვით, ასეთი ვაკუუმი უზრუნველყოფს ატომების სტაბილურობას. თუ ცნობიერება ასევე ეფუძნება კვანტურ ვაკუუმს, მას შეუძლია გავლენა მოახდინოს მატერიის თვისებებზე.
მიკროტუბულების არსებობა პენროზ-ჰამეროფის ჰიპოთეზაში ცვლის სივრცე-დროს ადგილობრივად. მან "იცის", რომ ჩვენ ვართ და შეუძლია გავლენა მოახდინოს ჩვენზე მიკროტუბულებში კვანტური მდგომარეობის შეცვლით. აქედან შეიძლება ეგზოტიკური დასკვნების გამოტანა. მაგალითად, ისეთი, რომ მატერიის სტრუქტურის ყველა ცვლილება სივრცე-დროის ჩვენს ნაწილში, წარმოქმნილი ცნობიერების მიერ, დროში ყოველგვარი შეფერხების გარეშე, თეორიულად შეიძლება დაფიქსირდეს სივრცე-დროის ნებისმიერ ნაწილში, მაგალითად, სხვა გალაქტიკაში.
ჰამეროფი ბევრ პრესის ინტერვიუში ჩნდება. პანფსიქიზმის თეორიაეფუძნება ვარაუდს, რომ არსებობს გარკვეული ტიპის ცნობიერება ყველაფერში, რაც თქვენს გარშემოა. ეს არის ძველი ხედი, რომელიც აღდგენილია XNUMX საუკუნეში სპინოზას მიერ. კიდევ ერთი მიღებული კონცეფცია არის პანპროტოფსიქიზმი – წარმოადგინა ფილოსოფოსმა დევიდ ჩალმერსმა. მან დაასახელა ის, როგორც კონცეფციის სახელწოდება, რომ არსებობს "ორაზროვანი" არსება, პოტენციურად ცნობიერი, მაგრამ მხოლოდ მაშინ ხდება ჭეშმარიტად ცნობიერი, როდესაც ის გააქტიურებულია ან იყოფა. მაგალითად, როდესაც პროტოცნობიერი ერთეულები გააქტიურებულია ან წვდება ტვინი, ისინი გახდებიან ცნობიერი და ამდიდრებენ ნერვულ პროცესებს გამოცდილებით. ჰამეროფის აზრით, პანპროტოფსიქიკური ერთეულები ერთ დღეს შეიძლება აღწერილი იყოს სამყაროს ფუნდამენტური ფიზიკის თვალსაზრისით (3).
მცირე და დიდი ნგრევა
თავის მხრივ, როჯერ პენროუზი, კურტ გოდელის თეორიაზე დაყრდნობით, ამტკიცებს, რომ გონების მიერ შესრულებული ზოგიერთი ქმედება გამოუთვლელია. მიუთითებს იმაზე თქვენ არ შეგიძლიათ ახსნათ ადამიანის აზროვნება ალგორითმულად და ამ გამოთვლების ასახსნელად, თქვენ უნდა შეხედოთ კვანტური ტალღის ფუნქციის და კვანტური გრავიტაციის კოლაფსს. რამდენიმე წლის წინ, პენროზს აინტერესებდა, შეიძლებოდა თუ არა დამუხტული ან განთავისუფლებული ნეირონების კვანტური სუპერპოზიცია. მას ეგონა, რომ ნეირონი შეიძლება იყოს თავის ტვინში არსებულ კვანტურ კომპიუტერთან. კლასიკურ კომპიუტერში ბიტები ყოველთვის არის "ჩართული" ან "გამორთული", "ნულოვანი" ან "ერთი". მეორეს მხრივ, კვანტური კომპიუტერები მუშაობენ კუბიტებთან, რომლებიც შეიძლება ერთდროულად იყვნენ "ნულოვანი" და "ერთის" სუპერპოზიციაში.
პენროუზი ამას სჯერა მასა სივრცის სიმრუდის ტოლფასია. საკმარისია წარმოვიდგინოთ სივრცე-დრო გამარტივებული სახით, როგორც ორგანზომილებიანი ფურცელი. სამივე სივრცითი განზომილება შეკუმშულია x ღერძზე, ხოლო დრო გამოსახულია y ღერძზე. მასა ერთ პოზიციაში არის გვერდი, რომელიც ერთი მიმართულებით არის მოხრილი, ხოლო მეორე პოზიციის მასა არის მრუდი მეორე მიმართულებით. საქმე იმაშია, რომ მასა, პოზიცია ან მდგომარეობა შეესაბამება გარკვეულ გამრუდებას სივრცე-დროის ფუნდამენტურ გეომეტრიაში, რომელიც ახასიათებს სამყაროს ძალიან მცირე მასშტაბით. ამრიგად, სუპერპოზიციაში გარკვეული მასა ნიშნავს გამრუდებას ერთდროულად ორი ან მეტი მიმართულებით, რაც უდრის ბუშტს, ამობურცულობას ან განცალკევებას სივრცე-დროის გეომეტრიაში. მრავალი სამყაროს თეორიის თანახმად, როდესაც ეს მოხდება, სრულიად ახალი სამყარო შეიძლება გაჩნდეს - სივრცე-დროის გვერდები ერთმანეთისგან განსხვავდება და იშლება ინდივიდუალურად.
პენროუზი გარკვეულწილად ეთანხმება ამ ხედვას. თუმცა, ის დარწმუნებულია, რომ ბუშტი არასტაბილურია, ანუ ის იშლება ამა თუ იმ სამყაროში მოცემული დროის შემდეგ, რაც გარკვეულ კავშირშია განცალკევების მასშტაბთან ან ბუშტის სივრცე-დროის ზომასთან. აქედან გამომდინარე, არ არის საჭირო მრავალი სამყაროს მიღება, არამედ მხოლოდ მცირე უბნები, რომლებშიც ჩვენი სამყარო იშლება. გაურკვევლობის პრინციპის გამოყენებით, ფიზიკოსმა აღმოაჩინა, რომ დიდი განცალკევება სწრაფად იშლება, ხოლო მცირე ნელა. Ისე პატარა მოლეკულა, როგორიცაა ატომი, შეიძლება დარჩეს სუპერპოზიციაში ძალიან დიდი ხნის განმავლობაში, ვთქვათ 10 მილიონი წლის განმავლობაში. მაგრამ ერთი კილოგრამიანი კატის მსგავსი დიდი არსება სუპერპოზიციაში მხოლოდ 10-37 წამის განმავლობაში რჩება, ამიტომ კატებს სუპერპოზიციაში ხშირად ვერ ვხედავთ.
ჩვენ ვიცით, რომ ტვინის პროცესები გრძელდება ათეულიდან ასობით მილიწამამდე. მაგალითად, რხევებით 40 ჰც სიხშირით, მათი ხანგრძლივობა, ანუ ინტერვალი არის 25 მილიწამი. ელექტროენცეფალოგრამაზე ალფა რიტმი 100 მილიწამია. ამ დროის მასშტაბი მოითხოვს მასის ნანოგრამებს სუპერპოზიციაში. სუპერპოზიციაში მიკროტუბულების შემთხვევაში საჭირო იქნება 120 მილიარდი ტუბულინი, ანუ მათი რიცხვი არის 20 XNUMX. ნეირონები, რაც არის ნეირონების შესაბამისი რაოდენობა ფსიქიკური მოვლენებისთვის.
მეცნიერები აღწერენ რა ჰიპოთეტურად შეიძლება მოხდეს ცნობიერი მოვლენის დროს. კვანტური გამოთვლა ხდება ტუბულინებში და იწვევს კოლაფსს როჯერ პენროუზის შემცირების მოდელის მიხედვით. ყოველი კოლაფსი ქმნის ტუბულინის კონფიგურაციის ახალ შაბლონს, რომელიც თავის მხრივ განსაზღვრავს, თუ როგორ აკონტროლებენ ტუბულინები უჯრედულ ფუნქციებს სინაფსებზე და ა.შ. მაგრამ ამ ტიპის ნებისმიერი კოლაფსი ასევე აწესრიგებს სივრცე-დროის ფუნდამენტურ გეომეტრიას და ხსნის წვდომას ან აქტივაციას. ერთეულები, რომლებიც ჩართულია ამ დონეზე.
პენროზმა და ჰამეროფმა დაასახელეს თავიანთი მოდელი შედგენილი ობიექტური შემცირება (Orch-OR-), რადგან არსებობს უკუკავშირის ციკლი ბიოლოგიასა და კვანტური რყევების „ჰარმონიას“ ან „შემადგენლობას“ შორის. მათი აზრით, არსებობს ალტერნატიული იზოლაციისა და კომუნიკაციის ფაზები, რომლებიც განისაზღვრება მიკროტუბულების მიმდებარე ციტოპლაზმის შიგნით გელაციის მდგომარეობებით, რაც ხდება დაახლოებით ყოველ 25 მილიწამში. ამ „ცნობიერი მოვლენების“ თანმიმდევრობა იწვევს ჩვენი ცნობიერების ნაკადის ფორმირებას. ჩვენ განვიცდით მას, როგორც უწყვეტობას, ისევე როგორც ფილმი, როგორც ჩანს, უწყვეტია, თუმცა ის რჩება ცალკეული კადრების სერიად.
ან იქნებ უფრო დაბალიც
თუმცა, ფიზიკოსები სკეპტიკურად უყურებდნენ ტვინის კვანტურ ჰიპოთეზებს. ლაბორატორიულ კრიოგენულ პირობებშიც კი, კვანტური მდგომარეობების თანმიმდევრულობის შენარჩუნება წამის ნაწილებზე მეტხანს დიდი პრობლემაა. რაც შეეხება ტვინის თბილ და ტენიან ქსოვილს?
ჰამეროფი თვლის, რომ გარემო ზემოქმედების გამო დეკოჰერანტობის თავიდან ასაცილებლად, კვანტური სუპერპოზიცია იზოლირებული უნდა დარჩეს. უფრო სავარაუდოა, რომ იზოლაცია შეიძლება მოხდეს უჯრედის შიგნით ციტოპლაზმაშისადაც, მაგალითად, მიკროტუბულების ირგვლივ უკვე ხსენებულმა ჟელაციამ შეიძლება მათი დაცვა. გარდა ამისა, მიკროტუბულები ნეირონებზე გაცილებით მცირეა და სტრუქტურულად დაკავშირებულია როგორც ბროლი. ზომის მასშტაბი მნიშვნელოვანია, რადგან ვარაუდობენ, რომ მცირე ნაწილაკი, როგორიცაა ელექტრონი, შეიძლება იყოს ერთდროულად ორ ადგილას. რაც უფრო დიდი ხდება რაღაც, მით უფრო რთულია ლაბორატორიაში მისი ერთდროულად მუშაობა ორ ადგილას.
თუმცა, მეთიუ ფიშერის თანახმად, სანტა ბარბარას კალიფორნიის უნივერსიტეტიდან, რომელიც ციტირებულია იმავე დეკემბრის New Scientist-ის სტატიაში, ჩვენ გვაქვს შესაძლებლობა გადავჭრათ თანმიმდევრობის პრობლემა მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ დონემდე ჩავალთ. ატომური ტრიალები. კერძოდ, ეს ნიშნავს ფოსფორის ატომურ ბირთვებში ტრიალს, რომელიც გვხვდება ტვინის ფუნქციონირებისთვის მნიშვნელოვანი ქიმიური ნაერთების მოლეკულებში. ფიშერმა გამოავლინა გარკვეული ქიმიური რეაქციები თავის ტვინში, რომლებიც თეორიულად წარმოქმნიან ფოსფატის იონებს ჩახლართულ მდგომარეობებში. თავად როჯერ პენროზმა ეს დაკვირვებები იმედისმომცემად მიიჩნია, თუმცა ის მაინც ემხრობა მიკროტუბულების ჰიპოთეზას.
4. ხელოვნური ინტელექტი – ხედვა
ჰიპოთეზები ცნობიერების კვანტური საფუძვლის შესახებ საინტერესო გავლენას ახდენს ხელოვნური ინტელექტის განვითარების პერსპექტივაზე. მათი აზრით, ჩვენ არ გვაქვს შანსი ავაშენოთ ჭეშმარიტად შეგნებული AI (4) კლასიკურ, სილიკონის და ტრანზისტორი ტექნოლოგიაზე დაფუძნებული. მხოლოდ კვანტური კომპიუტერები - არც ახლანდელი და არც მომავალი თაობა - გაუხსნის გზას "ნამდვილი", ანუ ცნობიერი, სინთეზური ტვინისკენ.
