Umysł kwantowy - Quantum mind

Umysł kwantowa lub kwantowa świadomość to grupa hipotez proponujących że mechanika klasyczna nie może wyjaśnić przytomność . Zakłada, że zjawiska mechaniki kwantowej , takie jak splątanie i superpozycja , mogą odgrywać ważną rolę w funkcjonowaniu mózgu i wyjaśniać świadomość.

Hipotezy zakładają, że świadomość jest w jakiś sposób kwantowo-mechaniczna i może pokrywać się z mistycyzmem kwantowym , pseudonaukowym ruchem, który przypisuje nadprzyrodzone cechy różnym zjawiskom kwantowym, takim jak nielokalność i efekt obserwatora .

Historia

Eugene Wigner rozwinął ideę, że mechanika kwantowa ma coś wspólnego z działaniem umysłu. Zaproponował, że funkcja falowa załamuje się z powodu jej interakcji ze świadomością. Freeman Dyson twierdził, że „umysł, przejawiający się zdolnością dokonywania wyborów, jest do pewnego stopnia nieodłączny od każdego elektronu”.

Inni współcześni fizycy i filozofowie uważali te argumenty za nieprzekonujące. Victor Stenger scharakteryzował świadomość kwantową jako „mit” nie mający „podstawy naukowej”, który „powinien zająć swoje miejsce wraz z bogami, jednorożcami i smokami”.

David Chalmers sprzeciwia się świadomości kwantowej. Zamiast tego omawia, w jaki sposób mechanika kwantowa może odnosić się do dualistycznej świadomości . Chalmers jest sceptyczny, czy jakakolwiek nowa fizyka może rozwiązać trudny problem świadomości .

Podejścia

Bohm

David Bohm postrzegał teorię kwantową i teorię względności jako sprzeczne, co implikowało bardziej fundamentalny poziom we wszechświecie. Twierdził, że zarówno teoria kwantowa, jak i teoria względności wskazywały na tę głębszą teorię, którą sformułował jako kwantową teorię pola. Zaproponowano, że ten bardziej podstawowy poziom reprezentuje niepodzielną całość i ukryty porządek , z którego wyłania się wyraźny porządek wszechświata, jakiego doświadczamy.

Zaproponowany przez Bohma porządek dotyczy zarówno materii, jak i świadomości. Zasugerował, że może to wyjaśnić związek między nimi. Widział umysł i materię jako projekcje na nasz jawny porządek z ukrytego ukrytego porządku. Bohm twierdził, że kiedy patrzymy na materię, nie widzimy niczego, co pomaga nam zrozumieć świadomość.

Bohm omówił doświadczenie słuchania muzyki. Wierzył, że poczucie ruchu i zmiany, które składają się na nasze doświadczenie muzyczne, wywodzi się z utrzymywania razem najbliższej przeszłości i teraźniejszości w mózgu. Nuty z przeszłości to raczej transformacje niż wspomnienia. Notatki, które były wplątane w najbliższą przeszłość, wyjaśniają się w teraźniejszości. Bohm postrzegał to jako świadomość wyłaniającą się z ukrytego porządku.

Bohm postrzegał ruch, zmianę lub przepływ oraz spójność doświadczeń, takich jak słuchanie muzyki, jako przejaw ukrytego porządku. Twierdził, że wywodzi na to dowody z pracy Jeana Piageta na temat niemowląt. Przeprowadził te badania, aby pokazać, że małe dzieci uczą się o czasie i przestrzeni, ponieważ mają „opracowane” zrozumienie ruchu jako części ukrytego porządku. Porównał to na stałe do teorii Chomsky'ego, że gramatyka jest na stałe wpisana w ludzkie mózgi.

Bohm nigdy nie zaproponował konkretnych środków, za pomocą których jego propozycja mogłaby zostać sfalsyfikowana, ani mechanizmu neuronowego, dzięki któremu jego „ukryty porządek” mógłby wyłonić się w sposób istotny dla świadomości. Później współpracował przy Karl Pribram „s holonomic teorii mózgu jako model świadomości kwantowej.

Według filozofa Paavo Pylkkänena sugestia Bohma „prowadzi w sposób naturalny do założenia, że ​​fizyczny korelat logicznego procesu myślenia znajduje się na klasycznie opisywanym poziomie mózgu, podczas gdy podstawowy proces myślenia jest na poziomie kwantowo-teoretycznie możliwym do opisania”.

Penrose i Hameroff

Fizyk teoretyczny Roger Penrose i anestezjolog Stuart Hameroff współpracowali, aby stworzyć teorię znaną jako „ orkiestrowana obiektywna redukcja ” (Orch-OR). Penrose i Hameroff początkowo rozwijali swoje pomysły osobno, a później współpracowali przy produkcji Orch-OR na początku lat 90-tych. Przejrzeli i zaktualizowali swoją teorię w 2013 roku.

Argument Penrose'a wywodził się z twierdzeń Gödla o niezupełności . W swojej pierwszej książce o świadomości, The Emperor's New Mind (1989), przekonywał, że chociaż system formalny nie może udowodnić swojej własnej spójności, to wyniki, których nie można udowodnić, są w stanie udowodnić ludzkim matematykom. Penrose przyjął to w ten sposób, że ludzcy matematycy nie są formalnymi systemami dowodowymi i nie obsługują algorytmów obliczeniowych. Według Bringsjorda i Xiao ten tok rozumowania opiera się na błędnym zaprzeczeniu znaczenia obliczeń. W tej samej książce Penrose napisał: „Można jednak spekulować, że gdzieś głęboko w mózgu znajdują się komórki o pojedynczej wrażliwości kwantowej. Jeśli tak się stanie, mechanika kwantowa będzie miała znaczący udział w aktywności mózgu ”.

Penrose ustalił, że załamanie funkcji falowej było jedyną możliwą fizyczną podstawą dla nieobliczalnego procesu. Niezadowolony z jej losowości, zaproponował nową formę załamania funkcji falowej, która występuje w izolacji i nazwał ją redukcją obiektywną . Zasugerował, że każda kwantowa superpozycja ma swój własny fragment krzywizny czasoprzestrzeni i że gdy zostaną one oddzielone więcej niż jedną długością Plancka , stają się niestabilne i zapadają się. Penrose zasugerował, że obiektywna redukcja nie reprezentuje ani losowości, ani przetwarzania algorytmicznego, ale zamiast tego nieobliczalny wpływ na geometrię czasoprzestrzeni, z której wywodzi się rozumienie matematyczne, a później świadomość.

Hameroff przedstawił hipotezę, że mikrotubule byłyby odpowiednimi gospodarzami dla zachowania kwantowego. Mikrotubule składają się z podjednostek dimeru białka tubuliny . Każdy z dimerów ma kieszenie hydrofobowe oddalone od siebie o 8 nm i może zawierać zdelokalizowane elektrony π . Tubuliny mają inne mniejsze regiony niepolarne, które zawierają bogate w π-elektrony pierścienie indolowe oddzielone od siebie o około 2 nm. Hameroff zasugerował, że te elektrony są wystarczająco blisko, aby się splątać. Pierwotnie sugerował, że elektrony podjednostki tubuliny tworzą kondensat Bosego-Einsteina , ale zostało to zdyskredytowane. Następnie zaproponował kondensat Frohlicha, hipotetyczną koherentną oscylację cząsteczek dipolarnych, ale to również zostało eksperymentalnie zdyskredytowane.

Orch-OR dokonał wielu fałszywych prognoz biologicznych i nie jest akceptowanym modelem fizjologii mózgu. Innymi słowy, brakuje ogniwa między fizyką a neuronauką. Na przykład proponowana przewaga mikrotubul sieci A, bardziej odpowiednich do przetwarzania informacji, została sfalsyfikowana przez Kikkawę i in. , który wykazał, że wszystkie mikrotubule in vivo mają siatkę B i szew. Proponowane istnienie połączeń szczelinowych między neuronami a komórkami glejowymi również zostało sfałszowane. Orch-OR przewidział, że koherencja mikrotubul dociera do synaps przez dendrytyczne ciałka blaszkowate (DLB), ale De Zeeuw i in. udowodnił to niemożliwe, pokazując, że DLB są oddalone o mikrometry od połączeń szczelinowych.

W 2014 r. Hameroff i Penrose twierdzili, że odkrycie drgań kwantowych w mikrotubulach przez Anirbana Bandyopadhyaya z Narodowego Instytutu Nauki o Materiałach w Japonii w marcu 2013 r. potwierdza teorię Orch-OR.

Chociaż teorie te są sformułowane w ramach naukowych, trudno je oddzielić od osobistych opinii naukowców. Opinie są często oparte na intuicji lub subiektywnych wyobrażeniach na temat natury świadomości. Na przykład Penrose napisał:

Mój własny punkt widzenia mówi, że nie można nawet symulować świadomej aktywności. To, co dzieje się w świadomym myśleniu, jest czymś, czego w ogóle nie można właściwie naśladować przez komputer… Jeśli coś zachowuje się tak, jakby było świadome, czy mówisz, że jest świadome? Ludzie kłócą się o to bez końca. Niektórzy powiedzieliby: „Cóż, musisz przyjąć operacyjny punkt widzenia; nie wiemy, czym jest świadomość. Jak oceniasz, czy dana osoba jest świadoma, czy nie? kryterium komputera lub robota sterowanego komputerowo." Inni ludzie powiedzieliby: „Nie, nie możesz powiedzieć, że coś czuje tylko dlatego, że zachowuje się tak, jakby coś czuł”. Mój pogląd różni się od obu tych poglądów. Robot nie zachowywałby się nawet przekonująco, jakby był świadomy, gdyby nie był naprawdę – co, jak mówię, nie mogłoby być, gdyby był całkowicie kontrolowany komputerowo.

Penrose kontynuuje:

Wiele z tego, co robi mózg, możesz zrobić na komputerze. Nie mówię, że wszystkie działania mózgu są zupełnie inne od tego, co robisz na komputerze. Twierdzę, że działania świadomości są czymś innym. Nie mówię też, że świadomość jest poza fizyką — chociaż mówię, że jest poza fizyką, którą znamy teraz… Twierdzę, że w fizyce musi być coś, czego jeszcze nie rozumiemy, co jest bardzo ważne i nie ma charakteru obliczeniowego. To nie jest specyficzne dla naszych mózgów; jest tam, w fizycznym świecie. Ale zwykle odgrywa zupełnie nieistotną rolę. Musiałby być pomostem między kwantowym a klasycznym poziomem zachowania – czyli tam, gdzie wkracza pomiar kwantowy.

W. Daniel Hillis odpowiedział: „Penrose popełnił klasyczny błąd, umieszczając ludzi w centrum wszechświata. Jego argumentem jest zasadniczo to, że nie może sobie wyobrazić, jak umysł może być tak skomplikowany bez wniesienia jakiegoś magicznego eliksiru z jakiejś nowej zasady fizyki, więc musi to obejmować. To porażka wyobraźni Penrose'a... To prawda, że ​​istnieją rzeczy niewytłumaczalne, nieobliczalne, ale nie ma żadnego powodu, by sądzić, że złożone zachowanie, które obserwujemy u ludzi, jest w jakikolwiek sposób związany z nieobliczalnymi, niewytłumaczalnymi rzeczami”.

Lawrence Krauss również bez ogródek krytykuje pomysły Penrose'a. Powiedział: „Roger Penrose dał wiele amunicji new-age, sugerując, że w jakiejś fundamentalnej skali mechanika kwantowa może mieć znaczenie dla świadomości. Kiedy słyszysz termin „świadomość kwantowa”, powinieneś być podejrzliwy… Wiele osób wątpi, czy sugestie Penrose'a są uzasadnione, ponieważ mózg nie jest izolowanym systemem kwantowo-mechanicznym”.

Umezawa, Vitiello, Freeman

Hiroomi Umezawa i współpracownicy zaproponowali kwantową teorię pola przechowywania pamięci. Giuseppe Vitiello i Walter Freeman zaproponowali dialogowy model umysłu. Ten dialog odbywa się między klasyczną a kwantową częścią mózgu. Ich modele dynamiki mózgu oparte na kwantowej teorii pola różnią się zasadniczo od teorii Penrose'a-Hameroffa.

Pribram, Bohm, Kak

Karl Pribram „s holonomic teoria mózgu (quantum holografia) wywołany mechaniki kwantowej do wyjaśnienia przetwarzanie wyższego rzędu przez umysł. Twierdził, że jego holonomiczny model rozwiązał problem wiążący . Pribram współpracował z Bohmem w jego pracy nad kwantowymi podejściami do umysłu i dostarczył dowodów na to, jak wiele przetwarzania w mózgu odbywało się w całości. Zaproponował, że uporządkowana woda na powierzchniach błon dendrytycznych może działać poprzez strukturyzację kondensacji Bosego-Einsteina wspierającą dynamikę kwantową.

Stapp

Henry Stapp zaproponował, że fale kwantowe są redukowane tylko wtedy, gdy wchodzą w interakcję ze świadomością. Twierdzi on na podstawie ortodoksyjnej mechaniki kwantowej Johna von Neumanna, że stan kwantowy załamuje się, gdy obserwator wybierze jedną z alternatywnych możliwości kwantowych jako podstawę przyszłych działań. Upadek następuje zatem w oczekiwaniu, że obserwator kojarzy się z państwem. Prace Stappa spotkały się z krytyką naukowców, takich jak David Bourget i Danko Georgiev. Georgiev skrytykował model Stappa pod dwoma względami:

  • Umysł Stappa nie posiada własnej funkcji falowej ani macierzy gęstości , ale mimo to może oddziaływać na mózg za pomocą operatorów projekcji . Takie użycie nie jest zgodne ze standardową mechaniką kwantową, ponieważ można dołączyć dowolną liczbę upiornych umysłów do dowolnego punktu w przestrzeni, które działają na fizyczne systemy kwantowe z dowolnymi operatorami projekcji. Model Stappa neguje zatem „obowiązujące zasady fizyki”.
  • Twierdzenie Stappa, że kwantowy efekt Zenona jest odporny na dekoherencję środowiskową, bezpośrednio przeczy podstawowemu twierdzeniu w kwantowej teorii informacji : że działanie z operatorami projekcji na macierz gęstości układu kwantowego może tylko zwiększyć entropię von Neumanna tego układu .

Stapp odpowiedział na oba zarzuty Georgiewa.

David Pearce

Brytyjski filozof David Pearce broni tego, co nazywa idealizmem fizykalistycznym („niematerialistyczny fizykalista twierdzi, że rzeczywistość jest zasadniczo empiryczna i że świat przyrody jest wyczerpująco opisany przez równania fizyki i ich rozwiązania”) i przypuszcza, że ​​jednolite świadome umysły są fizyczne. stany koherencji kwantowej (superpozycje neuronowe). Hipoteza ta jest według Pearce, podatne na fałszowanie, w przeciwieństwie do większości teorii świadomości i Pearce przedstawiono protokół eksperymentalny opis sposobu hipoteza mogą być badane przy użyciu względu fali interferometrii wykryć nieklasyczne wzorów interferencyjnych z neuronów superpozycji na początku cieplnej dekoherencja . Pearce przyznaje, że jego pomysły są „wysoce spekulacyjne”, „przeciwintuicyjne” i „niewiarygodne”.

Krytyka

Te hipotezy umysłu kwantowego pozostają hipotetyczną spekulacją, jak przyznają w swoich dyskusjach Penrose i Pearce. Dopóki nie dokonają prognozy, która zostanie przetestowana eksperymentalnie, hipotezy nie są oparte na dowodach empirycznych. Według Kraussa: „To prawda, że ​​mechanika kwantowa jest niezwykle dziwna i w bardzo małych skalach przez krótki czas dzieją się różnego rodzaju dziwne rzeczy. I w rzeczywistości możemy powodować dziwne zjawiska kwantowe. Zmiana we wszechświecie polega na tym, że jeśli chcesz coś zmienić, nadal musisz coś zrobić. Nie możesz zmienić świata, myśląc o tym.

Proces testowania hipotez za pomocą eksperymentów jest obarczony problemami koncepcyjnymi/teoretycznymi, praktycznymi i etycznymi.

Problemy koncepcyjne

Pomysł, że efekt kwantowy jest niezbędny do funkcjonowania świadomości, nadal pozostaje w sferze filozofii. Penrose sugeruje, że jest to konieczne, ale inne teorie świadomości nie wskazują, że jest to potrzebne. Na przykład Daniel Dennett zaproponował teorię zwaną modelem wielu szkiców , która nie wskazuje, że efekty kwantowe są potrzebne, w swojej książce z 1991 r. Consciousness Explained . Argument filozoficzny po obu stronach nie jest dowodem naukowym, chociaż analiza filozoficzna może wskazać kluczowe różnice w typach modeli i pokazać, jaki rodzaj różnic eksperymentalnych można zaobserwować. Ale ponieważ nie ma wyraźnego konsensusu wśród filozofów, nie jest to konceptualne wsparcie, że teoria umysłu kwantowego jest potrzebna.

Istnieją komputery zaprojektowane specjalnie do obliczeń przy użyciu efektów kwantowo-mechanicznych. Obliczenia kwantowe to obliczenia wykorzystujące zjawiska mechaniki kwantowej , takie jak superpozycja i splątanie . Różnią się one od binarnych cyfrowych komputerów elektronicznych opartych na tranzystorach . Podczas gdy powszechne obliczenia cyfrowe wymagają zakodowania danych w postaci cyfr binarnych ( bitów ), z których każdy znajduje się zawsze w jednym z dwóch określonych stanów (0 lub 1), obliczenia kwantowe wykorzystują bity kwantowe , które mogą znajdować się w superpozycji stanów. Jednym z największych wyzwań jest kontrolowanie lub usuwanie dekoherencji kwantowej . Zwykle oznacza to odizolowanie systemu od jego otoczenia, ponieważ interakcje ze światem zewnętrznym powodują dekoherencję systemu. Niektóre komputery kwantowe wymagają chłodzenia kubitów do 20 milikelwinów, aby zapobiec znacznej dekoherencji. W rezultacie czasochłonne zadania mogą uniemożliwić działanie niektórych algorytmów kwantowych, ponieważ utrzymywanie stanu kubitów wystarczająco długo ostatecznie uszkadza superpozycje. Nie ma żadnych oczywistych analogii między funkcjonowaniem komputerów kwantowych a ludzkim mózgiem. Niektóre hipotetyczne modele umysłu kwantowego zaproponowały mechanizmy utrzymywania kwantowej koherencji w mózgu, ale nie wykazano ich działania.

Splątanie kwantowe to zjawisko fizyczne często przywoływane w modelach umysłu kwantowego. Efekt ten występuje, gdy pary lub grupy cząstek oddziałują, tak że stan kwantowy każdej cząstki nie może być opisany niezależnie od innych, nawet jeśli cząstki są oddzielone dużą odległością. Zamiast tego należy opisać stan kwantowy dla całego układu. Stwierdzono, że pomiary właściwości fizycznych, takich jak położenie , pęd , spin i polaryzacja , wykonywane na splątanych cząstkach, są ze sobą skorelowane . Jeśli mierzy się jedną cząstkę, ta sama właściwość drugiej cząstki natychmiast dostosowuje się, aby zachować zachowanie zjawiska fizycznego. Zgodnie z formalizmem teorii kwantowej efekt pomiaru zachodzi natychmiast, bez względu na odległość między cząstkami. Nie jest możliwe wykorzystanie tego efektu do przesyłania klasycznych informacji z prędkością większą od światła (patrz Szybciej od światła § Mechanika kwantowa ). Splątanie zostaje przerwane, gdy splątane cząstki dekoherują się poprzez interakcję z otoczeniem — na przykład, gdy dokonuje się pomiaru lub cząstki przechodzą losowe kolizje lub interakcje. Według Pearce'a: „W sieciach neuronowych rozpraszanie jon-jon, zderzenia jon-woda i dalekosiężne oddziaływania kulombowskie z pobliskich jonów przyczyniają się do szybkiego czasu dekoherencji; ale dekoherencja indukowana termicznie jest jeszcze trudniejsza do kontrolowania eksperymentalnie niż dekoherencja kolizyjna”. Przewidywał, że efekty kwantowe będą musiały być mierzone w femtosekundach, bilion razy szybciej niż tempo funkcjonowania neuronów (milisekundy).

Innym możliwym podejściem koncepcyjnym jest wykorzystanie mechaniki kwantowej jako analogii do zrozumienia innej dziedziny nauki, takiej jak świadomość, bez oczekiwania, że ​​będą miały zastosowanie prawa fizyki kwantowej. Przykładem takiego podejścia jest idea kota Schrödingera . Erwin Schrödinger opisał, w jaki sposób można w zasadzie stworzyć splątanie wielkoskalowego systemu, uzależniając go od cząstki elementarnej w superpozycji. Zaproponował scenariusz z kotem w zamkniętej stalowej komorze, w którym przetrwanie kota zależało od stanu radioaktywnego atomu — czy uległ rozkładowi i wyemitował promieniowanie. Według Schrödingera interpretacja kopenhaska sugeruje, że kot jest żywy i martwy, dopóki stan nie zostanie zaobserwowany. Schrödinger nie chciał promować idei martwych i żywych kotów jako poważnej możliwości; chciał, aby przykład zilustrował absurdalność istniejącego poglądu na mechanikę kwantową. Ale od czasów Schrödingera fizycy przedstawili inne interpretacje matematyki mechaniki kwantowej , z których niektóre uważają superpozycję „żywego i martwego” kota za całkiem realną. Słynny eksperyment myślowy Schrödingera stawia pytanie: „ kiedy system kwantowy przestaje istnieć jako superpozycja stanów i staje się jednym lub drugim?” W ten sam sposób można zapytać, czy podejmowanie decyzji jest analogiczne do superpozycji stanów dwóch wyników decyzji, tak że podjęcie decyzji oznacza „otwarcie pudełka” w celu zredukowania mózgu z kombinacji stanów do jednego. stan. Ta analogia do podejmowania decyzji wykorzystuje formalizm wywodzący się z mechaniki kwantowej, ale nie wskazuje faktycznego mechanizmu podejmowania decyzji. W ten sposób idea jest podobna do poznania kwantowego . Pole to wyraźnie odróżnia się od umysłu kwantowego, ponieważ nie opiera się na hipotezie, że w mózgu jest coś mikrofizycznego, kwantowo-mechanicznego. Poznanie kwantowe opiera się na paradygmacie podobnym do kwantowego, uogólnionym paradygmacie kwantowym lub paradygmacie struktury kwantowej, w którym przetwarzanie informacji przez złożone systemy, takie jak mózg, można matematycznie opisać w ramach informacji kwantowej i kwantowej teorii prawdopodobieństwa. Model ten wykorzystuje mechanikę kwantową tylko jako analogię, ale nie sugeruje, że mechanika kwantowa jest mechanizmem fizycznym, za pomocą którego działa. Na przykład poznanie kwantowe sugeruje, że niektóre decyzje można analizować tak, jakby zachodziła interferencja między dwiema alternatywami, ale nie jest to fizyczny efekt interferencji kwantowej.

Problemy praktyczne

Konieczne jest zademonstrowanie efektu umysłu kwantowego za pomocą eksperymentu. Czy istnieje sposób na pokazanie, że świadomość jest niemożliwa bez efektu kwantowego? Czy można wykazać, że wystarczająco złożony komputer cyfrowy, niekwantowy, jest niezdolny do świadomości? Być może komputer kwantowy pokaże, że potrzebne są efekty kwantowe. W każdym razie można budować złożone komputery, które są komputerami cyfrowymi lub kwantowymi. Mogą one zademonstrować, jaki typ komputera jest zdolny do świadomego, intencjonalnego myślenia. Ale one jeszcze nie istnieją i nie zademonstrowano żadnego eksperymentalnego testu.

Mechanika kwantowa to model matematyczny, który może dostarczyć niezwykle dokładnych prognoz numerycznych. Richard Feynman nazywa elektrodynamiki kwantowej, w oparciu o formalizm mechaniki kwantowej, „klejnotem fizyki” dla jego niezwykle dokładnych przewidywań ilości takich jak nietypowe momentu magnetycznego elektronu i przesunięcia Lamb z poziomów energetycznych z wodorem . Nie jest więc niemożliwe, aby model mógł dostarczyć dokładnej prognozy dotyczącej świadomości, która potwierdzałaby, że w grę wchodzi efekt kwantowy. Jeśli umysł polega na efektach mechaniki kwantowej, prawdziwym dowodem jest znalezienie eksperymentu, który dostarczy obliczeń, które można porównać z pomiarami eksperymentalnymi. Musi wykazywać mierzalną różnicę między klasycznym wynikiem obliczeń w mózgu a wynikiem obejmującym efekty kwantowe.

Głównym argumentem teoretycznym przeciwko hipotezie umysłu kwantowego jest twierdzenie, że stany kwantowe w mózgu stracą spójność, zanim osiągną skalę, na której mogą być przydatne w przetwarzaniu neuronowym. Przypuszczenie to rozwinął Max Tegmark . Jego obliczenia wskazują, że układy kwantowe w mózgu ulegają dekoherencji w skali czasowej poniżej pikosekundy. Żadna odpowiedź mózgu nie wykazała wyników obliczeniowych ani reakcji w tak krótkim czasie. Typowe reakcje są rzędu milisekund, biliony razy dłuższe niż skale czasowe poniżej pikosekundy.

Daniel Dennett używa wynik eksperymentalny na poparcie wielu Robocze modelu z złudzenie optyczne , co dzieje się w skali czasowej mniej niż sekundę lub tak. W tym eksperymencie, dwa różnokolorowe światła, z odstępem kątowym o kilka stopni w oku, migają kolejno. Jeśli odstęp między błyskami jest krótszy niż sekunda, pierwsze migające światło wydaje się przesuwać w poprzek do pozycji drugiego światła. Co więcej, światło wydaje się zmieniać kolor, gdy porusza się w polu widzenia. Pojawi się zielone światło, które zmieni kolor na czerwony, gdy wydaje się przesuwać do pozycji czerwonego światła. Dennett pyta, w jaki sposób mogliśmy zobaczyć, jak światło zmienia kolor przed zaobserwowaniem drugiego światła. Velmans twierdzi, że iluzja skórna królika , inna iluzja, która pojawia się w ciągu około sekundy, pokazuje, że istnieje opóźnienie podczas modelowania w mózgu i że opóźnienie to zostało odkryte przez Libeta . Te powolne iluzje, które pojawiają się w czasie krótszym niż sekunda, nie wspierają twierdzenia, że ​​mózg funkcjonuje w pikosekundowej skali czasu.

Według Davida Pearce, demonstracja efektów pikosekundowych jest „piekielnie trudną częścią – wykonalną w zasadzie, ale wyzwaniem eksperymentalnym wciąż poza zasięgiem współczesnej interferometrii materii molekularnej z falami. […] Przypuszczenie przewiduje, że odkryjemy sygnatura interferencji sub-femtosekundowych makrosuperpozycji."

Penrose mówi:

Problem z próbą wykorzystania mechaniki kwantowej w działaniu mózgu polega na tym, że gdyby była to kwestia kwantowych sygnałów nerwowych, te sygnały nerwowe zakłóciłyby resztę materiału w mózgu do tego stopnia, że ​​zanikłaby kwantowa koherencja bardzo szybko. Nie można nawet próbować zbudować komputera kwantowego ze zwykłych sygnałów nerwowych, ponieważ są po prostu za duże i znajdują się w zbyt zdezorganizowanym środowisku. Zwykłe sygnały nerwowe należy traktować klasycznie. Ale jeśli zejdziesz do poziomu mikrotubul, to jest bardzo duża szansa, że ​​możesz uzyskać w nich aktywność na poziomie kwantowym.

Dla mojego obrazu potrzebuję tej aktywności na poziomie kwantowym w mikrotubulach; aktywność musi być czymś na dużą skalę, która nie przechodzi tylko od jednej mikrotubuli do drugiej, ale od jednej komórki nerwowej do drugiej, przez duże obszary mózgu. Potrzebujemy pewnego rodzaju spójnej aktywności o charakterze kwantowym, która jest słabo powiązana z aktywnością obliczeniową, która, jak twierdzi Hameroff, zachodzi wzdłuż mikrotubul.

Istnieją różne drogi ataku. Jeden dotyczy bezpośrednio fizyki, teorii kwantowej i istnieją pewne eksperymenty, które ludzie zaczynają wykonywać, oraz różne schematy modyfikacji mechaniki kwantowej. Nie sądzę, aby eksperymenty były wystarczająco czułe, aby przetestować wiele z tych konkretnych pomysłów. Można sobie wyobrazić eksperymenty, które mogłyby przetestować te rzeczy, ale byłyby bardzo trudne do przeprowadzenia.

Demonstracja efektu kwantowego w mózgu musi wyjaśnić ten problem lub wyjaśnić, dlaczego nie jest on istotny lub że mózg w jakiś sposób omija problem utraty spójności kwantowej w temperaturze ciała. Jak sugeruje Penrose, może to wymagać nowego rodzaju teorii fizycznej.

Problemy etyczne

Według Lawrence'a Kraussa „Powinieneś być ostrożny, gdy słyszysz coś takiego jak »Mechanika kwantowa łączy cię ze wszechświatem«… lub »Mechanika kwantowa jednoczy cię ze wszystkim innym«. wykorzystać mechanikę kwantową do fundamentalnego argumentowania, że ​​można zmienić świat, myśląc o nim”. Subiektywne odczucie nie wystarczy, aby to określić. Ludzie nie mają wiarygodnego, subiektywnego wyczucia tego, jak wykonujemy wiele funkcji. Według Daniela Dennetta: „W tym temacie każdy jest ekspertem… ale myślą, że mają szczególny osobisty autorytet w zakresie natury ich własnych świadomych doświadczeń, który może przebić każdą hipotezę, którą uznają za nie do przyjęcia”.

Ponieważ ludzie są jedynymi zwierzętami, które mogą werbalnie komunikować swoje świadome doświadczenia, przeprowadzanie eksperymentów w celu wykazania efektów kwantowych w świadomości wymaga eksperymentów na żywym ludzkim mózgu. Nie jest to automatycznie wykluczone lub niemożliwe, ale poważnie ogranicza rodzaje eksperymentów, które można przeprowadzić. Badania nad etyką badań mózgu są aktywnie prowadzone przez Inicjatywę BRAIN , sfinansowaną przez rząd federalny USA próbę udokumentowania połączeń neuronów w mózgu.

Praktyka etycznie niedopuszczalna przez zwolenników teorii umysłu kwantowego obejmuje praktykę używania terminów mechaniki kwantowej w celu uczynienia argumentu bardziej imponującym, nawet jeśli wiedzą, że te terminy są nieistotne. Dale DeBakcsy zauważa, że ​​„modni parapsychologowie, relatywiści akademiccy, a nawet Dalajlama , wszyscy przyjęli swoją kolej, by pozbawić współczesną fizykę kilku dobrze brzmiących fraz i wysunąć je daleko poza ich pierwotny zakres w celu nadania naukowego znaczenia różnym teoriom domowym. ”. Zwolennicy ci muszą przynajmniej jasno stwierdzić, czy formalizm kwantowy jest używany jako analogia, czy jako rzeczywisty mechanizm fizyczny i jakich dowodów używają na poparcie. Wypowiedź etyczna badacza powinna określać, jaki związek ma jego hipoteza z prawami fizycznymi.

Tego typu mylące stwierdzenia podał np. Deepak Chopra . Chopra często odnosił się do tematów takich jak uzdrawianie kwantowe lub kwantowe efekty świadomości. Widząc ludzkie ciało jako podszyte „ciałem kwantowo-mechanicznym” złożonym nie z materii, ale z energii i informacji, wierzy, że „starzenie się człowieka jest płynne i zmienne; może przyspieszać, zwalniać, zatrzymać się na jakiś czas i nawet się odwrócić”, zgodnie z własnym stanem umysłu. Robert Carroll twierdzi, że Chopra próbuje zintegrować Ajurwedę z mechaniką kwantową, aby uzasadnić swoje nauki. Chopra twierdzi, że to, co nazywa „uzdrawianiem kwantowym”, leczy wszelkiego rodzaju dolegliwości, w tym raka, poprzez efekty, które, jak twierdzi, są dosłownie oparte na tych samych zasadach, co mechanika kwantowa. Doprowadziło to fizyków do sprzeciwu wobec używania przez niego terminu kwant w odniesieniu do schorzeń i ludzkiego ciała. Chopra powiedział: „Myślę, że teoria kwantów ma wiele do powiedzenia na temat efektu obserwatora , nielokalności, korelacji. Myślę więc, że istnieje szkoła fizyków, którzy wierzą, że świadomość musi być zrównana, a przynajmniej równanie w zrozumieniu mechaniki kwantowej”. Z drugiej strony twierdzi również, że „[efekty kwantowe są] tylko metaforą. Tak jak elektron lub foton jest niepodzielną jednostką informacji i energii, myśl jest niepodzielną jednostką świadomości”. W swojej książce Uzdrawianie kwantowe Chopra wysunął wniosek, że splątanie kwantowe łączy wszystko we Wszechświecie i dlatego musi tworzyć świadomość. W obu przypadkach odniesienia do słowa „kwant” nie oznaczają tego, co twierdziłby fizyk, a argumenty używające słowa „kwant” nie powinny być uważane za naukowo udowodnione.

Chris Carter zawarł w swojej książce Science and Psychic Phenomena cytaty z fizyków kwantowych na poparcie zjawisk psychicznych. W recenzji książki Benjamin Radford napisał, że Carter użył takich odniesień do „fizyki kwantowej, o której nic nie wie i którą on (i ludzie tacy jak Deepak Chopra) uwielbia cytować i odwoływać się, ponieważ brzmi to tajemniczo i paranormalnie… Prawdziwi, prawdziwi fizycy, z którymi rozmawiałem, żeby wybuchnąć śmiechem z tego gówna… Jeśli Carter chce założyć, że fizyka kwantowa zapewnia wiarygodny mechanizm dla psi, to jego obowiązkiem jest wykazanie tego i najwyraźniej tego nie robi. ”. Sharon Hill badała amatorskie grupy badawcze zajmujące się zjawiskami paranormalnymi, które lubią używać „niejasnego i mylącego języka: duchy 'używają energii', składają się z 'pola magnetycznego' lub są związane ze 'stanem kwantowym ' ”.

Takie stwierdzenia na temat mechaniki kwantowej wskazują na pokusę błędnej interpretacji technicznych, matematycznych terminów, takich jak uwikłanie, w kategoriach mistycznych uczuć. Takie podejście można interpretować jako rodzaj scjentyzmu , używając języka i autorytetu nauki, gdy naukowe koncepcje nie mają zastosowania.

Być może ostatnie pytanie brzmi: jaka to różnica, jeśli efekty kwantowe są zaangażowane w obliczenia w mózgu? Wiadomo już, że mechanika kwantowa odgrywa rolę w mózgu, ponieważ mechanika kwantowa określa kształty i właściwości cząsteczek, takich jak neuroprzekaźniki i białka , a te cząsteczki wpływają na pracę mózgu. To jest powód, dla którego leki takie jak morfina wpływają na świadomość. Jak powiedział Daniel Dennett, „efekty kwantowe są w twoim samochodzie, zegarku i komputerze. Ale większość rzeczy – większość obiektów makroskopowych – jest jakby nieświadoma efektów kwantowych. Nie wzmacniają ich; nie zależy od nich." Lawrence Krauss powiedział: „Jesteśmy również połączeni ze wszechświatem grawitacją, a z planetami jesteśmy połączeni grawitacją. Ale to nie znaczy, że astrologia jest prawdziwa… Często ludzie, którzy próbują sprzedać cokolwiek to oni próbują sprzedać spróbuj uzasadnić to na podstawie nauki.Wszyscy wiedzą, że mechanika kwantowa jest dziwna, więc dlaczego nie użyć tego do usprawiedliwienia?... Nie wiem ile razy słyszałem ludzi powiedzieć: „Och, kocham mechanikę kwantową, ponieważ naprawdę interesuję się medytacją, albo uwielbiam duchowe korzyści, jakie mi przynosi”. Ale mechanika kwantowa, na dobre lub na złe, nie przynosi więcej duchowych korzyści niż grawitacja”.

Zobacz też

Bibliografia

Dalsza lektura

}}

Zewnętrzne linki