Kim bilir? Biz yoxsa məkan-zaman?

Metafizika? Bir çox alimlər ağıl və yaddaşın kvant təbiəti ilə bağlı fərziyyələrin bu məşhur qeyri-elmi sahəyə aid olmasından qorxurlar. Digər tərəfdən, fövqəltəbii izahlar axtarmaq əvəzinə, şüur ​​üçün kvant da olsa, fiziki əsas axtarmaq, elm deyilsə, nədir?

1. Mikrotubullar - Vizuallaşdırma

New Scientist-in dekabr sayından sitat gətirmək üçün Arizona anestezioloqu Stuart Hameroff illərdir deyir ki, mikrotubullar - tubulin zülalının polimerləşməsi nəticəsində əmələ gələn və hüceyrə, o cümlədən sinir hüceyrəsi (20) əmələ gətirən sitoskelet rolunu oynayan diametri 27-1 nm olan lifli strukturlar - mövcuddur. Kvant "superpozisiyaları"bu da onlara eyni zamanda iki müxtəlif formaya sahib olmağa imkan verir. Bu formaların hər biri müəyyən miqdarda məlumatla əlaqələndirilir, kubitem, bu halda bu sistemin klassik anlayışından göründüyündən iki dəfə çox məlumatın saxlanması. Bu fenomeni əlavə etsək qubit dolaşıqlığı, yəni yaxınlıqda olmayan hissəciklərin qarşılıqlı təsirini göstərir beynin kvant kompüteri kimi işləməsi modeliməşhur fizik Rocer Penrose tərəfindən təsvir edilmişdir. Hameroff da onunla əməkdaşlıq edərək beynin qeyri-adi sürətini, çevikliyini və çox yönlülüyünü izah etdi.

2. Stuart Hameroff və Roger Penrose

Plankın ölçülər dünyası

Kvant ağıl nəzəriyyəsinin tərəfdarlarının fikrincə, şüur ​​problemi Plank şkalası üzrə məkan-zamanın strukturu ilə bağlıdır. İlk dəfə bunu yuxarıda adı çəkilən alimlər - Penrose və Hameroff (90) II əsrin əvvəllərində öz əsərlərində qeyd etmişlər. Onların fikrincə, şüurun kvant nəzəriyyəsini qəbul etmək istəyiriksə, onda kvant proseslərinin baş verdiyi məkanı seçməliyik. Bu, beyin ola bilər - kvant nəzəriyyəsi nöqteyi-nəzərindən, ağlasığmaz dərəcədə kiçik miqyasda öz daxili quruluşuna malik, 10-35 metrlik dördölçülü məkan-zaman. (Plank uzunluğu). Belə məsafələrdə məkan-zaman qabarcıqlarının həcmi olan süngərə bənzəyir

10-105 m3 (bir atom fəza baxımından demək olar ki, yüz faiz kvant vakuumundan ibarətdir). Müasir biliklərə görə, belə bir vakuum atomların sabitliyinə zəmanət verir. Şüur da kvant vakuumuna əsaslanırsa, o, maddənin xüsusiyyətlərinə təsir göstərə bilər.

Penrose-Hameroff fərziyyəsində mikrotubulların olması məkan-zamanı yerli olaraq dəyişdirir. O, bizim olduğumuzu "bilir" və mikrotubullardakı kvant vəziyyətlərini dəyişdirərək bizə təsir edə bilər. Buradan ekzotik nəticələr çıxarmaq olar. Məsələn, belə şüur tərəfindən istehsal edilən, zamanın məkan-zamanın bizim hissəmizdə maddənin strukturunda baş verən bütün dəyişikliklər nəzəri olaraq zamanın istənilən hissəsində, məsələn, başqa qalaktikada qeydə alına bilər.

Hameroff bir çox mətbuata müsahibələrində görünür. panpsixizm nəzəriyyəsiətrafınızdakı hər şeydə müəyyən bir şüur ​​növü olduğu fərziyyəsinə əsaslanır. Bu, XNUMX əsrdə Spinoza tərəfindən bərpa edilmiş köhnə görünüşdür. Başqa bir törəmə anlayışdır panprotopsixizm - Filosof David Chalmers təqdim etdi. O, bunu "qeyri-müəyyən" bir varlığın, potensial şüurlu, ancaq aktivləşdirildikdə və ya bölündükdə həqiqətən şüurlu olması konsepsiyasının adı kimi istifadə etdi. Məsələn, protoşüurlu varlıqlar beyin tərəfindən aktivləşdirildikdə və ya onlara daxil olduqda, şüurlu olurlar və sinir proseslərini təcrübə ilə zənginləşdirirlər. Hameroffa görə, panprotopsixik varlıqlar bir gün kainat üçün əsas olan fizika baxımından təsvir edilə bilər (3).

Kiçik və böyük çökmələr

Rocer Penrose, öz növbəsində, Kurt Gödelin nəzəriyyəsinə əsaslanaraq, ağılın yerinə yetirdiyi bəzi hərəkətlərin saysız-hesabsız olduğunu sübut edir. Bunu göstərir insan düşüncəsini alqoritmik şəkildə izah edə bilməzsiniz və bu hesablamazlığı izah etmək üçün kvant dalğası funksiyasının və kvant cazibəsinin çöküşünə baxmaq lazımdır. Bir neçə il əvvəl Penrose yüklənmiş və ya boşalmış neyronların kvant superpozisiyasının ola biləcəyi ilə maraqlanırdı. O, neyronun beyindəki kvant kompüteri ilə bərabər ola biləcəyini düşünürdü. Klassik kompüterdə bitlər həmişə "on" və ya "off", "sıfır" və ya "bir" olur. Digər tərəfdən, kvant kompüterləri eyni vaxtda "sıfır" və "bir" superpozisiyasında ola bilən kubitlərlə işləyir.

Penrose buna inanır kütlə fəza zamanının əyriliyinə bərabərdir. Məkan-zamanı sadələşdirilmiş formada iki ölçülü kağız vərəqi kimi təsəvvür etmək kifayətdir. Hər üç fəza ölçüsü x oxunda sıxılır, zaman isə y oxunda çəkilir.Bir mövqedə olan kütlə bir istiqamətdə əyilmiş səhifədir, digər mövqedə olan kütlə isə digər istiqamətdə əyilmişdir. Məsələ ondadır ki, kütlə, mövqe və ya vəziyyət kainatı çox kiçik miqyasda xarakterizə edən fəza-zamanın əsas həndəsəsində müəyyən əyriliyə uyğun gəlir. Beləliklə, superpozisiyada bəzi kütlə eyni vaxtda iki və ya daha çox istiqamətdə əyrilik deməkdir ki, bu da məkan-zaman həndəsəsində qabarcığa, qabarıqlığa və ya ayrılmağa bərabərdir. Çox dünya nəzəriyyəsinə görə, bu baş verdikdə, tamamilə yeni bir kainat yarana bilər - məkan-zamanın səhifələri ayrı-ayrılıqda ayrılır və açılır.

Penrose bu baxışla müəyyən qədər razıdır. Bununla belə, o, əmindir ki, qabarcıq qeyri-sabitdir, yəni müəyyən vaxtdan sonra bu və ya digər dünyaya dağılır ki, bu da qabarcığın ayrılma miqyası və ya məkan zamanının ölçüsü ilə müəyyən dərəcədə bağlıdır. Buna görə də çoxlu dünyaları qəbul etməyə ehtiyac yoxdur, ancaq kainatımızın parçalandığı kiçik sahələri qəbul etmək lazımdır. Qeyri-müəyyənlik prinsipindən istifadə edərək, fizik böyük bir ayrılığın tez, kiçik bir ayrılığın isə yavaş-yavaş dağılacağını tapdı. Belə ki atom kimi kiçik bir molekul çox uzun müddət, məsələn, 10 milyon il superpozisiyada qala bilər. Ancaq bir kiloqramlıq pişik kimi böyük bir canlı yalnız 10-37 saniyə superpozisiyada qala bilər, buna görə də biz pişikləri çox vaxt superpozisiyada görmürük.

Biz bilirik ki, beyin prosesləri onlarla millisaniyədən yüzlərlə millisaniyə qədər davam edir. Məsələn, 40 Hz tezliyi olan salınımlarla onların müddəti, yəni interval 25 millisaniyədir. Elektroensefaloqrammada alfa ritmi 100 millisaniyədir. Bu zaman şkalası superpozisiyada kütləvi nanoqramları tələb edir. Superpozisiyada olan mikrotubullar vəziyyətində 120 milyard tubulin tələb olunacaq, yəni onların sayı 20 XNUMX-dir. psixi hadisələr üçün uyğun neyron sayı olan neyronlar.

Alimlər şüurlu bir hadisənin gedişində hipotetik olaraq nələrin baş verə biləcəyini təsvir edirlər. Kvant hesablamaları tubulinlərdə baş verir və Roger Penrose-un reduksiya modelinə görə çökməyə gətirib çıxarır. Hər bir çökmə tubulin konfiqurasiyalarının yeni modelinin əsasını təşkil edir ki, bu da öz növbəsində tubulinlərin sinapslarda hüceyrə funksiyalarını necə idarə etdiyini və s. müəyyən edir. Lakin bu tipli hər hansı çökmə eyni zamanda məkan-zamanın əsas həndəsəsini yenidən təşkil edir və ona giriş və ya aktivləşməni açır. bu səviyyədə daxil edilmiş qurumlar.

Penrose və Hameroff modellərini adlandırdılar obyektiv azalmadan ibarətdir (Orch-OR-) çünki biologiya ilə kvant dalğalanmalarının "harmoniyası" və ya "tərkibi" arasında əks əlaqə var. Onların fikrincə, mikrotubulları əhatə edən sitoplazma daxilində təxminən hər 25 millisaniyədən bir baş verən gelləşmə halları ilə müəyyən edilən alternativ izolyasiya və əlaqə mərhələləri var. Bu “şüurlu hadisələrin” ardıcıllığı bizim şüur ​​axınımızın formalaşmasına gətirib çıxarır. Filmin davamlı göründüyü kimi, ayrı-ayrı kadrlar silsiləsi olaraq qalmasına baxmayaraq, biz bunu davamlılıq kimi yaşayırıq.

Və ya bəlkə daha aşağı

Bununla belə, fiziklər kvant beyin fərziyyələrinə şübhə ilə yanaşırdılar. Laboratoriya kriogen şəraitində belə, kvant vəziyyətlərinin uyğunluğunu saniyənin fraksiyalarından daha uzun müddətə saxlamaq böyük problemdir. Bəs isti və nəm beyin toxuması haqqında nə demək olar?

Hameroff hesab edir ki, ətraf mühitin təsiri nəticəsində koherensiyanın qarşısını almaq üçün, kvant superpozisiyası təcrid olunmuş vəziyyətdə qalmalıdır. İzolyasiyanın baş vermə ehtimalı daha yüksəkdir sitoplazmada hüceyrə daxilindəburada, məsələn, mikrotubulların ətrafında artıq qeyd olunan gelləşmə onları qoruya bilər. Bundan əlavə, mikrotubullar neyronlardan çox kiçikdir və struktur olaraq kristal kimi bağlanır. Ölçü miqyası vacibdir, çünki elektron kimi kiçik bir hissəciyin eyni anda iki yerdə ola biləcəyi güman edilir. Bir şey nə qədər böyük olarsa, laboratoriyada onu eyni anda iki yerdə işə salmaq bir o qədər çətindir.

Bununla belə, Santa Barbaradakı Kaliforniya Universitetindən Metyu Fişerin eyni dekabr ayında New Scientist məqaləsində sitat gətirdiyinə görə, koherens problemini yalnız səviyyəyə endiyimiz halda həll etmək şansımız var. atom spinləri. Xüsusilə, bu, beynin işləməsi üçün vacib olan kimyəvi birləşmələrin molekullarında olan fosforun atom nüvələrində spin deməkdir. Fisher beyində nəzəri olaraq dolaşıq vəziyyətdə fosfat ionları istehsal edən müəyyən kimyəvi reaksiyaları müəyyən etdi. Rocer Penrose özü hələ də mikrotubul fərziyyəsinə üstünlük versə də, bu müşahidələri ümidverici hesab etdi.

4. Süni intellekt - görmə

Şüurun kvant əsasları ilə bağlı fərziyyələr süni intellektin inkişaf perspektivləri üçün maraqlı nəticələrə malikdir. Onların fikrincə, klassik, silikon və tranzistor texnologiyasına əsaslanan həqiqi şüurlu AI (4) qurmaq şansımız yoxdur. Yalnız kvant kompüterləri - indiki və hətta gələcək nəsil deyil - "real" və ya şüurlu, sintetik beyinə yol açacaq.