Wien ass am Wëssen? Mir oder Raumzäit?
Metaphysik? Vill Wëssenschaftler fäerten datt Hypothesen iwwer d'Quantenatur vum Geescht an Erënnerung zu dësem bekannten onwëssenschaftleche Gebitt gehéieren. Op der anerer Säit, wat, wann net Wëssenschaft, ass d'Sich no enger kierperlecher, wann och quantum, Basis fir Bewosstsinn, amplaz vun enger Sich no iwwernatierlechen Erklärungen?
1. Microtubules - Visualiséierung
Fir aus der Dezember Ausgab vum New Scientist ze zitéieren, seet den Arizona Anästhesist Stuart Hameroff zënter Joeren datt microtubules - fibrous Strukturen mat engem Duerchmiesser vun 20-27 nm, geformt als Resultat vun der Polymeriséierung vum Tubulinprotein an handelen als Zytoskelett, deen eng Zell bildt, dorënner eng Nerve Zell (1) - existéieren an Quantephysik "Superpositions"wat hinnen erlaabt zwou verschidde Formen zur selwechter Zäit ze hunn. Jiddereng vun dëse Formen ass mat enger gewësser Quantitéit un Informatioun assoziéiert, kubitem, an dësem Fall duebel sou vill Daten ze späicheren wéi et aus dem klassesche Verständnis vun dësem System schéngt. Wa mir dozou de Phänomen addéieren qubit Entanglement, dh Interaktioune vu Partikelen net an der Noperschaft, weist Modell vum Fonctionnement vum Gehir als Quantecomputervum berühmte Physiker Roger Penrose beschriwwen. Den Hameroff huet och mat him zesummegeschafft, an domat déi aussergewéinlech Geschwindegkeet, Flexibilitéit a Villsäitegkeet vum Gehir erkläert.
2. Stuart Hameroff a Roger Penrose
Planck senger Welt vu Miessunge
No Unhänger vun der Theorie vum Quantephysik ass de Problem vum Bewosstsinn mat der Struktur vun der Raumzäit op der Planck Skala verbonnen. Fir d'éischte Kéier gouf dat vun den uewe genannte Wëssenschaftler - Penrose an Hameroff (90) an hire Wierker am Ufank vum 2. Joerhonnert opmierksam gemaach. Laut hinnen, wa mir d'Quantetheorie vum Bewosstsinn akzeptéiere wëllen, da musse mir de Raum wielen an deem Quanteprozesser stattfannen. Et kann e Gehir sinn - aus der Siicht vun der Quantetheorie, eng véierdimensional Raumzäit, déi seng eege intern Struktur op onvirstellbar klenger Skala huet, vun der Uerdnung vun 10-35 Meter. (Planck Längt). Op esou Distanzen gläicht Raumzäit e Schwamm, deen d'Blasen e Volume hunn
10-105 m3 (en Atom besteet raimlech aus bal honnert Prozent Quantevakuum). No modern Wëssen, esou e Vakuum garantéiert d'Stabilitéit vun den Atomer. Wann d'Bewosstsinn och um Quantevakuum baséiert, kann et d'Eegeschafte vun der Matière beaflossen.
D'Präsenz vu Mikrotubulen an der Penrose-Hameroff Hypothese verännert Raumzäit lokal. Si "wësst" datt mir sinn, a kann eis beaflossen andeems d'Quantezoustand an de Mikrotubulen geännert gëtt. Doraus kënnen exotesch Conclusiounen gezunn ginn. Zum Beispill, esou datt all Verännerungen an der Struktur vun der Matière an eisem Deel vun der Raumzäit, produzéiert vum Bewosstsinn, ouni Zäitverzögerung, kënnen theoretesch an all Deel vun der Raumzäit opgeholl ginn, zum Beispill an enger anerer Galaxis.
Den Hameroff erschéngt a ville Presseinterviews. Theorie vum Panpsychismusbaséiert op der Virgab datt et eng gewëssen Aart vu Bewosstsinn an alles ronderëm Iech ass. Dëst ass eng al Vue, déi am XNUMXth Joerhonnert vum Spinoza restauréiert gouf. En anert ofgeleet Konzept ass Panprotopsychismus - Philosoph David Chalmers agefouert. Hien huet et als den Numm fir d'Konzept geprägt datt et en "zweidegäit" Wiesen ass, potenziell bewosst, awer nëmme wierklech bewosst gëtt wann et aktivéiert oder opgedeelt ass. Zum Beispill, wann protobewosst Entitéite vum Gehir aktivéiert oder zougänglech sinn, ginn se bewosst a beräichert neurale Prozesser mat Erfahrung. Laut Hameroff kënnen panprotopsychesch Entitéite enges Daags a punkto Physik fundamental fir den Universum beschriwwe ginn (3).
Kleng a grouss Zesummebroch
De Roger Penrose, am Tour, baséiert op der Theorie vum Kurt Gödel, beweist datt e puer Handlungen vum Geescht onberechenbar sinn. Beweist dat Dir kënnt de mënschleche Gedanken net algorithmesch erklären, a fir dës Onberechenbarkeet z'erklären, musst Dir den Zesummebroch vun der Quantewellefunktioun an der Quanteschwéierkraaft kucken. Virun e puer Joer huet de Penrose sech gefrot ob et eng Quantesuperpositioun vu gelueden oder entlaaschte Neuronen kéint ginn. Hien huet geduecht datt den Neuron par par mam Quantecomputer am Gehir kéint sinn. Bits an engem klassesche Computer sinn ëmmer "on" oder "off", "null" oder "eent". Op der anerer Säit schaffen Quantecomputer mat Qubits déi gläichzäiteg an enger Superpositioun vu "Null" an "Een" kënne sinn.
Penrose mengt dat Mass entsprécht der Krümmung vun der Raumzäit. Et geet duer, Raumzäit an enger vereinfachter Form als zweedimensional Blat Pabeier virzestellen. All dräi raimlech Dimensiounen sinn op der x-Achs kompriméiert, während Zäit op der Y-Achs geplot ass. Eng Mass an enger Positioun ass eng Säit an eng Richtung gekréint, an eng Mass an enger anerer Positioun ass an déi aner Richtung kromme. Déi ënnescht Linn ass datt eng Mass, Positioun oder Staat enger bestëmmter Krümmung an der fundamentaler Geometrie vun der Raumzäit entsprécht, déi den Universum op enger ganz klenger Skala charakteriséiert. Also, eng Mass an der Superpositioun bedeit Krümmung an zwou oder méi Richtungen zur selwechter Zäit, wat gläichwäerteg ass mat enger Bubble, Ausbultung oder Trennung an der Raumzäitgeometrie. No der Vill-Welt-Theorie, wann dat geschitt, kann e ganz neien Universum entstoen - d'Säite vun der Raumzäit divergen an sech individuell entfalen.
Penrose averstanen zu engem gewësse Mooss mat dëser Visioun. Hien ass awer iwwerzeegt, datt d'Bubble onbestänneg ass, dat heescht, datt se no enger bestëmmter Zäit an déi eng oder aner Welt kollapst, wat an iergendenger Relatioun zu der Trennungsskala oder der Gréisst vun der Raumzäit vun der Bubble ass. Dofir ass et net néideg vill Welten ze akzeptéieren, awer nëmme kleng Beräicher, an deenen eist Universum auserneen gerappt ass. Mat der Onsécherheetsprinzip huet de Physiker festgestallt datt eng grouss Trennung séier zesummebréngt, an eng kleng lues. Also e klengt Molekül, wéi en Atom, ka ganz laang an der Superpositioun bleiwen, soen 10 Millioune Joer. Awer eng grouss Kreatur wéi eng Kaz vun engem Kilogramm kann nëmmen 10-37 Sekonnen an der Superpositioun bleiwen, sou datt mir net dacks Kazen an der Superpositioun gesinn.
Mir wëssen datt Gehirprozesser vun Zénger bis Honnerte vu Millisekonnen daueren. Zum Beispill, mat Schwéngungen mat enger Frequenz vu 40 Hz, ass hir Dauer, dh den Intervall, 25 Millisekonnen. Den Alpha-Rhythmus op engem Elektroencephalogramm ass 100 Millisekonnen. Dës Zäitskala erfuerdert Mass Nanogramm an der Superpositioun. Am Fall vu Mikrotubulen an der Superpositioun wäerte 120 Milliarden Tubulinen erfuerderlech sinn, dh hir Zuel ass 20 XNUMX. Neuronen, dat ass déi entspriechend Unzuel vun Neuronen fir psychesch Eventer.
Wëssenschaftler beschreiwen wat hypothetesch am Laf vun engem bewosst Event geschéie kéint. Quanteberechenung fënnt an Tubulinen statt a féiert zum Zesummebroch no dem Reduktiounsmodell vum Roger Penrose. All Zesummebroch bildt d'Basis vun engem neie Muster vun Tubulin Konfiguratiounen, déi am Tour bestëmmen wéi Tubulins Zell Funktiounen bei Synapses Kontroll, etc. Mä all Zesummebroch vun dësem Typ reorganiséiert och déi fundamental Geometrie vun Raum-Zäit an mécht Zougang zu oder Aktivatioun vun der Entitéiten op dësem Niveau agebonnen.
Penrose an Hameroff hunn hire Modell genannt komponéiert objektiv Reduktioun (Orch-OR-) well et e Feedbackschleife tëscht Biologie an der "Harmonie" oder "Zesummesetzung" vu Quanteschwankungen ass. Hirer Meenung no, Et ginn alternativ Isolatiouns- a Kommunikatiounsphasen definéiert duerch Geléierungszoustand am Zytoplasma ronderëm d'Mikrotubulen, déi ongeféier all 25 Millisekonnen optrieden. D'Sequenz vun dësen "bewosst Eventer" féiert zur Bildung vun eisem Bewosstsinnstroum. Mir erliewen et als Kontinuitéit, sou wéi e Film kontinuéierlech schéngt, obwuel et eng Serie vu separate Frames bleift.
Oder vläicht souguer méi niddereg
Wéi och ëmmer, Physiker ware skeptesch iwwer d'Quantegehirhypothesen. Och ënner Laboratoiren kryogene Bedéngungen ass d'Erhalen vun der Kohärenz vu Quantestate méi laang wéi Fraktiounen vun enger Sekonn e grousse Problem. Wat iwwer waarm a feucht Gehirgewebe?
Den Hameroff mengt datt fir Dekohärenz duerch Ëmweltinflëss ze vermeiden, Quantesuperpositioun muss isoléiert bleiwen. Et schéngt méi wahrscheinlech datt Isolatioun kéint optrieden bannent der Zell am Zytoplasmawou, zum Beispill, déi schonn ernimmt gelation ronderëm microtubules hinnen schützen kann. Zousätzlech si Mikrotubule vill méi kleng wéi Neuronen a si strukturell verbonne wéi e Kristall. D'Gréisstskala ass wichteg, well et gëtt ugeholl datt e klenge Partikel, wéi en Elektron, op zwou Plazen zur selwechter Zäit ka sinn. Wat méi grouss eppes gëtt, dest méi schwéier ass et am Labo fir et op zwou Plazen zur selwechter Zäit ze schaffen.
Wéi och ëmmer, laut Matthew Fisher vun der University of California zu Santa Barbara, zitéiert am selwechten Dezember New Scientist Artikel, hu mir d'Chance de Kohärenzproblem nëmmen ze léisen wa mir op den Niveau erofgoen. atomarer spin. Besonnesch heescht dat de Spin an den Atomkäre vu Phosphor, déi an de Molekülle vu chemesche Verbindunge fonnt ginn, déi wichteg sinn fir de Fonctionnement vum Gehir. De Fisher identifizéiert gewësse chemesch Reaktiounen am Gehir, déi theoretesch Phosphat-Ionen a verwéckelte Staaten produzéieren. De Roger Penrose selwer huet dës Observatioune villverspriechend fonnt, obwuel hien nach ëmmer d'Mikrotubulehypothese favoriséiert.
4. Kënschtlech Intelligenz - Visioun
Hypothesen iwwer d'Quantebasis vum Bewosstsinn hunn interessant Implikatioune fir d'Perspektive fir d'Entwécklung vu kënschtlecher Intelligenz. Hirer Meenung no hu mir keng Chance fir e wierklech bewosst AI (4) ze bauen baséiert op klassesch, Silizium an Transistor Technologie. Nëmme Quantecomputer - an net déi aktuell oder souguer déi nächst Generatioun - wäerten de Wee op e "richtegt", oder bewosst, synthetescht Gehir opmaachen.
