Saha anu terang? Urang atawa spasi-waktu?
Métafisika? Seueur élmuwan sieun yén hipotesis ngeunaan sifat kuantum pikiran sareng mémori kalebet kana daérah anu teu ilmiah ieu. Di sisi anu sanés, naon, upami sanés élmu, milarian dasar fisik, sanaos kuantum, pikeun kasadaran, sanés milarian katerangan gaib?
1. Microtubules - Visualisasi
Pikeun cutatan tina édisi Désémber New Scientist, ahli bius Arizona Stuart Hameroff parantos nyarios mangtaun-taun yén mikrotubulus - struktur serat kalayan diaméter 20-27 nm, kabentuk salaku hasil tina polimérisasi protéin tubulin sarta meta salaku sitoskeleton nu ngabentuk sél, kaasup sél saraf (1) - aya dina Kuantum "superpositions"anu ngamungkinkeun aranjeunna gaduh dua bentuk anu béda dina waktos anu sami. Masing-masing bentuk ieu pakait sareng jumlah inpormasi anu tangtu, kubitem, Dina hal ieu nyimpen dua kali loba data sakumaha eta bakal sigana ti pamahaman klasik tina sistem ieu. Upami urang nambihan fenomena ieu qubit entanglement, nyaéta interaksi partikel teu deukeut, nempokeun model fungsi otak salaku komputer kuantumdigambarkeun ku fisikawan kawentar Roger Penrose. Hameroff ogé gawé bareng anjeunna, sahingga ngajelaskeun speed rongkah, kalenturan sarta versatility otak.
2. Stuart Hameroff jeung Roger Penrose
Dunya pangukuran Planck
Numutkeun pendukung téori pikiran kuantum, masalah kasadaran disambungkeun jeung struktur spasi-waktu dina skala Planck. Pikeun kahiji kalina ieu nunjuk kaluar ku élmuwan luhur-disebutkeun - Penrose na Hameroff (90) dina karya maranéhanana dina awal abad ka-2. Numutkeun aranjeunna, upami urang hoyong nampi téori kuantum kasadaran, maka urang kedah milih rohangan dimana prosés kuantum lumangsung. Bisa jadi otak - tina sudut pandang téori kuantum, opat diménsi spasi-waktu nu boga struktur internal sorangan dina skala unimaginably leutik, tina urutan 10-35 méter. (Panjang Planck). Dina jarak sapertos kitu, rohangan-waktos nyarupaan bolu, gelembung anu gaduh volume
10-105 m3 (atom sacara spasial diwangun ku ampir saratus persén vakum kuantum). Numutkeun pangaweruh modern, vakum sapertos ngajamin stabilitas atom. Lamun kasadaran ogé dumasar kana vakum kuantum, éta bisa mangaruhan sipat zat.
Ayana mikrotubulus dina hipotésis Penrose-Hameroff ngarobih rohangan-waktos sacara lokal. Anjeunna "nyaho" yén kami, sareng tiasa mangaruhan urang ku cara ngarobih kaayaan kuantum dina mikrotubulus. Ti ieu, conclusions aheng bisa dicokot. Contona, misalna sagala parobahan dina struktur materi dina bagian urang tina spasi-waktu, dihasilkeun ku eling, tanpa reureuh waktu, sacara téoritis bisa dirékam dina sagala bagian tina spasi-waktu, contona, dina galaksi sejen.
Hameroff muncul dina seueur wawancara pers. téori panpsychismdumasar kana anggapan yen aya tipe tangtu kasadaran dina sagalana sabudeureun anjeun. Ieu mangrupikeun pandangan lami anu disimpen deui dina abad ka-XNUMX ku Spinoza. Konsep turunan sejen nyaeta panprotopsychizm - Filsuf David Chalmers diwanohkeun. Anjeunna diciptakeun salaku nami konsép yén aya mahluk "ambigu", berpotensi sadar, tapi ngan ukur janten sadar nalika diaktipkeun atanapi dibagi. Salaku conto, nalika éntitas protosadar diaktipkeun atanapi diaksés ku otak, aranjeunna janten sadar sareng ngabeungharan prosés saraf ku pangalaman. Numutkeun Hameroff, éntitas panprotopsychic bisa hiji poé digambarkeun dina watesan fisika dasar pikeun jagat raya (3).
Leutik jeung gedé rubuh
Roger Penrose, dina gilirannana, dumasar kana téori Kurt Gödel, ngabuktikeun yén sababaraha lampah dipigawé ku pikiran téh incalculable. Nunjukkeun éta Anjeun teu tiasa ngajelaskeun pamikiran manusa sacara algoritmik, sareng pikeun ngajelaskeun incomputability ieu, anjeun kedah ningali runtuhna fungsi gelombang kuantum sareng gravitasi kuantum. Sababaraha taun ka pengker, Penrose wondered lamun aya bisa jadi superposition kuantum neuron muatan atawa discharged. Anjeunna ngira yén neuron tiasa sami sareng komputer kuantum dina uteuk. Bit dina komputer klasik sok "on" atawa "pareum", "nol" atawa "hiji". Di sisi anu sanés, komputer kuantum tiasa dianggo sareng qubit, anu tiasa sakaligus dina superposisi "enol" sareng "hiji".
Penrose percaya éta massa sarua jeung curvature of spacetime. Cukup ngabayangkeun rohangan-waktos dina bentuk saderhana salaku lambar kertas dua diménsi. Katiluna dimensi spasial dikomprés dina sumbu-x, sedengkeun waktu keur plotted dina sumbu-y. Massa dina hiji posisi nyaéta kaca melengkung dina hiji arah, sarta massa dina posisi séjén melengkung ka arah séjén. Garis handap nyaéta yén hiji massa, posisi, atawa kaayaan pakait jeung curvature tangtu dina géométri dasar spasi-waktu nu characterizes alam semesta dina skala leutik pisan. Ku kituna, sababaraha massa dina superposisi hartina curvature dina dua atawa leuwih arah dina waktos anu sareng, nu sarua jeung gelembung, nonjol, atawa separation dina spasi-waktu géométri. Numutkeun téori seueur-dunya, nalika ieu kajantenan, jagat raya anu énggal tiasa janten - halaman-halaman ruang-waktu diverge sareng bentang masing-masing.
Penrose satuju kana sababaraha visi ieu. Sanajan kitu, anjeunna yakin yén gelembung teu stabil, nyaeta, collapses kana hiji atawa dunya sejen sanggeus waktu nu tangtu, nu aya hubunganana jeung skala separation atawa ukuran spasi-waktu gelembung. Ku alatan éta, teu kudu narima loba dunya, tapi ngan wewengkon leutik nu alam semesta urang torn eta. Ngagunakeun prinsip kateupastian, fisikawan manggihan yén separation badag bakal ambruk gancang, sarta leutik lalaunan. Janten molekul leutik, misalna hiji atom, bisa tetep dina superposition pikeun waktu anu pohara lila, sebutkeun 10 juta taun. Tapi mahluk badag kawas ucing sakilogram ngan bisa cicing di superposisi pikeun 10-37 detik, jadi urang teu mindeng ningali ucing dina superposition.
Urang terang yén prosés otak lumangsung ti puluhan dugi ka ratusan milidetik. Salaku conto, kalayan osilasi kalayan frékuénsi 40 Hz, durasina, nyaéta, interval, nyaéta 25 milidetik. Wirahma alfa dina electroencephalogram nyaéta 100 milidetik. Skala waktos ieu merlukeun nanograms massa dina superposition. Dina kasus mikrotubulus dina superposisi, 120 milyar tubulin bakal diperyogikeun, nyaéta jumlahna 20 XNUMX. neuron, nyaéta jumlah neuron anu pas pikeun kajadian psikis.
Élmuwan ngajelaskeun naon hypothetically bisa lumangsung dina kursus acara sadar. Komputasi kuantum lumangsung dina tubulin sarta ngabalukarkeun runtuhna nurutkeun modél réduksi Roger Penrose. Unggal runtuhna ngabentuk dasar pola anyar konfigurasi tubulin, anu dina gilirannana nangtukeun kumaha tubulin ngadalikeun pungsi sélular dina synapses, jsb. éntitas anu dipasang dina tingkat ieu.
Penrose sareng Hameroff namina modélna réduksi obyektif diwangun (Orch-OR-) sabab aya loop eupan balik antara biologi jeung "harmoni" atawa "komposisi" fluctuations kuantum. Dina pamadegan maranéhna, Aya alternatif fase isolasi jeung komunikasi nu ditetepkeun ku kaayaan gelation dina sitoplasma sabudeureun microtubulus, lumangsung kira unggal 25 milidetik. Runtuyan "kajadian sadar" ieu ngakibatkeun formasi aliran eling urang. Urang ngalaman eta salaku continuity a, sagampil film sigana kontinyu, sanajan tetep runtuyan pigura misah.
Atawa meureun malah leuwih handap
Sanajan kitu, fisikawan éta skeptis ngeunaan hipotesis otak kuantum. Malah dina kaayaan cryogenic laboratorium, ngajaga kohérénsi kaayaan kuantum pikeun leuwih panjang batan fraksi sadetik masalah badag. Kumaha upami jaringan otak anu haneut sareng beueus?
Hameroff percaya yén pikeun nyegah dekohérénsi kusabab pangaruh lingkungan, superposisi kuantum kedah tetep terasing. Sigana leuwih kamungkinan yén isolasi bisa lumangsung jero sél dina sitoplasmadimana, contona, gelation geus disebutkeun sabudeureun microtubules bisa ngajaga aranjeunna. Salaku tambahan, mikrotubulus langkung alit tibatan neuron sareng sacara stuktur nyambung sapertos kristal. Skala ukuran penting sabab dianggap yén partikel leutik, kayaning éléktron, bisa aya dina dua tempat dina waktos anu sareng. Nu leuwih badag hal meunang, nu harder éta di lab pikeun meunangkeun eta dianggo di dua tempat dina waktos anu sareng.
Nanging, nurutkeun Matthew Fisher ti Universitas California di Santa Barbara, dikutip dina artikel Ilmuwan Anyar Désémber anu sami, urang gaduh kasempetan pikeun ngabéréskeun masalah kohérénsi ngan upami urang turun ka tingkat. spin atom. Khususna, ieu hartosna spin dina inti atom fosfor, kapanggih dina molekul sanyawa kimia penting pikeun fungsi otak. Fisher ngaidentipikasi réaksi kimiawi tangtu dina uteuk nu sacara téoritis ngahasilkeun ion fosfat dina kaayaan kabeungkeut. Roger Penrose nyalira mendakan observasi ieu ngajangjikeun, sanaos anjeunna tetep resep kana hipotésis mikrotubulus.
4. kecerdasan jieunan - visi
Hipotesis ngeunaan dasar kuantum kasadaran boga implikasi metot pikeun prospek pikeun ngembangkeun kecerdasan jieunan. Dina pamadegan maranéhna, urang teu boga kasempetan pikeun ngawangun AI sabenerna sadar (4) dumasar kana téhnologi klasik, silikon jeung transistor. Ngan komputer kuantum - teu ayeuna atawa malah generasi saterusna - bakal muka jalan ka "nyata", atawa sadar, otak sintétik.
