Min hu fl-għarfien? Aħna jew l-ispazju-ħin?
Metafiżika? Ħafna xjenzati jibżgħu li l-ipoteżi dwar in-natura kwantistika tal-moħħ u l-memorja jappartjenu għal dan il-qasam mhux xjentifiku magħruf. Min-naħa l-oħra, x'inhi, jekk mhux ix-xjenza, it-tfittxija għal bażi fiżika, għalkemm quantum, għall-kuxjenza, minflok tfittxija għal spjegazzjonijiet sopranaturali?
1. Mikrotubuli - Viżwalizzazzjoni
Biex nikkwota mill-ħarġa ta’ Diċembru ta’ New Scientist, l-anestetista ta’ Arizona Stuart Hameroff ilu snin jgħid li mikrotubuli - strutturi fibrużi b'dijametru ta' 20-27 nm, iffurmati bħala riżultat tal-polimerizzazzjoni tal-proteina tubulina u li jaġixxu bħala ċitoskeletru li jifforma ċellula, inkluża ċellula tan-nervituri (1) - jeżistu f' "Suprapożizzjonijiet" kwantiċili jippermettilhom li jkollhom żewġ forom differenti fl-istess ħin. Kull waħda minn dawn il-formoli hija assoċjata ma 'ċertu ammont ta' informazzjoni, kubitu, f'dan il-każ jaħżnu d-doppju tad-dejta milli jidher mill-fehim klassiku ta 'din is-sistema. Jekk ma’ dan inżidu l-fenomenu tħabbil qubit, jiġifieri interazzjonijiet ta 'partiċelli mhux fil-viċin, juri mudell tal-funzjonament tal-moħħ bħala kompjuter quantumdeskritt mill-fi]iku famu] Roger Penrose. Hameroff ikkollabora miegħu wkoll, u b’hekk spjega l-veloċità straordinarja, il-flessibbiltà u l-versatilità tal-moħħ.
2. Stuart Hameroff u Roger Penrose
Id-dinja tal-kejl ta' Planck
Skont il-partitarji tat-teorija tal-moħħ quantum, il-problema tas-sensi hija konnessa mal-istruttura tal-ispazju-ħin fuq l-iskala Planck. Għall-ewwel darba dan ġie indikat mix-xjenzati msemmija hawn fuq - Penrose u Hameroff (90) fix-xogħlijiet tagħhom fil-bidu tat-2 seklu. Skonthom, jekk irridu naċċettaw it-teorija quantum tas-sensi, allura rridu nagħżlu l-ispazju li fih iseħħu l-proċessi quantum. Jista 'jkun moħħ - mil-lat tat-teorija tal-kwantistika, spazju-ħin erba' dimensjonijiet li għandu l-istruttura interna tiegħu stess fuq skala żgħira inkonċepibbli, ta 'l-ordni ta' 10-35 metru. (Tul tal-Planck). F'distanzi bħal dawn, l-ispazju-ħin jixbaħ sponża, li l-bżieżaq tagħha għandhom volum
10-105 m3 (atomu spazjalment jikkonsisti fi kważi mija fil-mija vakwu quantum). Skont l-għarfien modern, tali vakwu jiggarantixxi l-istabbiltà tal-atomi. Jekk is-sensi hija bbażata wkoll fuq il-vakwu quantum, tista 'tinfluwenza l-proprjetajiet tal-materja.
Il-preżenza ta 'mikrotubuli fl-ipoteżi Penrose-Hameroff timmodifika l-ispazju-ħin lokalment. Hija "taf" li aħna, u tista 'tinfluwenzana billi tbiddel l-istati quantum fil-mikrotubuli. Minn dan, jistgħu jittieħdu konklużjonijiet eżotiċi. Per eżempju, tali li il-bidliet kollha fl-istruttura tal-materja fil-parti tagħna tal-ispazju-ħin, prodotti mill-kuxjenza, mingħajr ebda dewmien fil-ħin, teoretikament jistgħu jiġu rreġistrati fi kwalunkwe parti tal-ispazju-ħin, pereżempju, f'galaxie oħra.
Hameroff jidher f'ħafna intervisti tal-istampa. teorija tal-panpsikiżmuibbażat fuq is-suppożizzjoni li hemm ċertu tip ta’ għarfien f’dak kollu li hemm madwarek. Din hija veduta antika restawrata fis-seklu XNUMX minn Spinoza. Kunċett ieħor derivat huwa panprotopsikizm - Introduċa l-filosfu David Chalmers. Huwa daħħalha bħala l-isem għall-kunċett li hemm bniedem "ambigu", potenzjalment konxju, iżda li jsir verament konxju biss meta jiġi attivat jew maqsum. Pereżempju, meta l-entitajiet protokonxji jiġu attivati jew aċċessati mill-moħħ, isiru konxji u jarrikkixxu l-proċessi newrali bl-esperjenza. Skont Hameroff, entitajiet panprotopsikiċi jistgħu xi darba jiġu deskritti f'termini ta 'fiżika fundamentali għall-univers (3).
Kollass żgħar u kbar
Roger Penrose, min-naħa tiegħu, ibbażat fuq it-teorija ta’ Kurt Gödel, jipprova li xi azzjonijiet imwettqa mill-moħħ huma inkalkulabbli. Tindika li ma tistax tispjega l-ħsieb tal-bniedem b'mod algoritmiku, u biex tispjega din l-inkomputabbiltà, trid tħares lejn il-kollass tal-funzjoni tal-mewġ quantum u l-gravità quantum. Ftit snin ilu, Penrose staqsiet jekk jistax ikun hemm superpożizzjoni quantum ta 'newroni ċċarġjati jew skarikati. Huwa ħaseb li n-newron jista 'jkun ugwali mal-kompjuter quantum fil-moħħ. Bits f'kompjuter klassiku huma dejjem "on" jew "off", "żero" jew "one". Min-naħa l-oħra, il-kompjuters quantum jaħdmu ma 'qubits li jistgħu simultanjament ikunu f'superpożizzjoni ta' "żero" u "wieħed".
Penrose jemmen li massa hija ekwivalenti għall-kurvatura ta 'spazju-ħin. Huwa biżżejjed li wieħed jimmaġina l-ispazju-ħin f'forma simplifikata bħala folja ta 'karta bidimensjonali. It-tliet dimensjonijiet spazjali huma kkompressati fuq l-assi X, filwaqt li l-ħin huwa mpinġi fuq l-assi Y. Massa f'pożizzjoni waħda hija paġna mgħawġa f'direzzjoni waħda, u massa f'pożizzjoni oħra hija mgħawġa fid-direzzjoni l-oħra. L-aħħar linja hija li massa, pożizzjoni, jew stat jikkorrispondi għal ċerta kurvatura fil-ġeometrija fundamentali tal-ispazju-ħin li tikkaratterizza l-univers fuq skala żgħira ħafna. Għalhekk, xi massa f'superpożizzjoni tfisser kurvatura f'żewġ direzzjonijiet jew aktar fl-istess ħin, li hija ekwivalenti għal bużżieqa, nefħa, jew separazzjoni fil-ġeometrija tal-ispazju-ħin. Skont it-teorija tal-ħafna dinja, meta jiġri dan, univers ġdid sħiħ jista 'jibda—il-paġni tal-ispazju-ħin jiddiverġu u jiżvolġu individwalment.
Penrose jaqbel sa ċertu punt ma’ din il-viżjoni. Madankollu, huwa konvint li l-bużżieqa hija instabbli, jiġifieri, tiġġarraf f'dinja waħda jew oħra wara żmien partikolari, li huwa f'xi relazzjoni mal-iskala tas-separazzjoni jew id-daqs tal-ispazju-ħin tal-bużżieqa. Għalhekk, m'hemmx bżonn li naċċettaw ħafna dinjiet, iżda biss żoni żgħar li fihom l-univers tagħna huwa mqatta '. Bl-użu tal-prinċipju tal-inċertezza, il-fiżiku sab li separazzjoni kbira se tikkollassa malajr, u waħda żgħira bil-mod. Allura molekula żgħira, bħal atomu, tista 'tibqa' f'superpożizzjoni għal żmien twil ħafna, ngħidu aħna 10 miljun sena. Imma ħlejqa kbira bħal qattus ta 'kilogramma tista' tibqa 'biss f'superpożizzjoni għal 10-37 sekonda, għalhekk ma narawx qtates ta' spiss f'superpożizzjoni.
Nafu li l-proċessi tal-moħħ idumu minn għexieren sa mijiet ta’ millisekondi. Pereżempju, b'oxxillazzjonijiet bi frekwenza ta '40 Hz, it-tul tagħhom, jiġifieri, l-intervall, huwa ta' 25 millisekondi. Ir-ritmu alfa fuq elettroenċefalogramma huwa 100 millisekondi. Din l-iskala ta 'żmien teħtieġ nanogrammi tal-massa f'superpożizzjoni. Fil-każ ta 'mikrotubuli f'superpożizzjoni, 120 biljun tubulini jkunu meħtieġa, jiġifieri n-numru tagħhom huwa 20 XNUMX. newroni, li huwa n-numru xieraq ta 'newroni għal avvenimenti psikiċi.
Ix-xjentisti jiddeskrivu dak li ipotetikament jista 'jiġri fil-kors ta' avveniment konxju. Quantum computing iseħħ fit-tubulini u jwassal għal kollass skont il-mudell ta 'tnaqqis ta' Roger Penrose. Kull kollass jifforma l-bażi ta 'mudell ġdid ta' konfigurazzjonijiet tat-tubulina, li mbagħad jiddeterminaw kif it-tubulini jikkontrollaw il-funzjonijiet ċellulari fis-sinapsi, eċċ. Iżda kwalunkwe kollass ta 'dan it-tip jorganizza wkoll mill-ġdid il-ġeometrija fundamentali tal-ispazju-ħin u jiftaħ aċċess għal jew attivazzjoni tal- entitajiet inkorporati f'dan il-livell.
Penrose u Hameroff semmew il-mudell tagħhom tnaqqis oġġettiv kompost (Orch-OR-) minħabba li hemm feedback loop bejn il-bijoloġija u l-"armonija" jew il-"kompożizzjoni" tal-varjazzjonijiet tal-quantum. Fl-opinjoni tagħhom, hemm fażijiet alternattivi ta' iżolament u komunikazzjoni definiti minn stati ta' ġelazzjoni fi ħdan iċ-ċitoplażma ta' madwar il-mikrotubuli, li jseħħu bejn wieħed u ieħor kull 25 millisekondi. Is-sekwenza ta 'dawn l-"avvenimenti konxji" twassal għall-formazzjoni tal-fluss tas-sensi tagħna. Nesperjenzawh bħala kontinwità, bħalma film jidher li jkun kontinwu, għalkemm jibqa’ sensiela ta’ frames separati.
Jew forsi saħansitra aktar baxxi
Madankollu, il-fiżiċi kienu xettiċi dwar l-ipoteżi tal-moħħ quantum. Anke taħt kundizzjonijiet krijoġeniċi tal-laboratorju, iż-żamma tal-koerenza tal-istati quantum għal aktar minn frazzjonijiet ta 'sekonda hija problema kbira. Xi ngħidu dwar it-tessut tal-moħħ sħun u niedi?
Hameroff jemmen li sabiex tiġi evitata d-dekoerenza minħabba influwenzi ambjentali, is-superpożizzjoni kwantika trid tibqa' iżolata. Jidher aktar probabbli li jista 'jseħħ iżolament ġewwa ċ-ċellula fiċ-ċitoplasmafejn, pereżempju, il-ġelazzjoni diġà msemmija madwar il-mikrotubuli jistgħu jipproteġuhom. Barra minn hekk, il-mikrotubuli huma ħafna iżgħar min-newroni u huma strutturalment konnessi bħal kristall. L-iskala tad-daqs hija importanti għaliex huwa preżunt li partiċella żgħira, bħal elettron, tista 'tkun f'żewġ postijiet fl-istess ħin. Iktar ma ssir xi ħaġa akbar, iktar ikun diffiċli fil-laboratorju biex taħdem f'żewġ postijiet fl-istess ħin.
Madankollu, skont Matthew Fisher tal-Università ta’ California f’Santa Barbara, ikkwotat fl-istess artiklu ta’ Diċembru New Scientist, għandna ċ-ċans li nsolvu l-problema tal-koerenza biss jekk ninżlu għal-livell. spins atomiċi. B'mod partikolari, dan ifisser l-ispin fin-nuklei atomiċi tal-fosfru, misjuba fil-molekuli ta 'komposti kimiċi importanti għall-funzjonament tal-moħħ. Fisher identifika ċerti reazzjonijiet kimiċi fil-moħħ li teoretikament jipproduċu joni tal-fosfat fi stati mħabblin. Roger Penrose innifsu sab dawn l-osservazzjonijiet promettenti, għalkemm għadu jiffavorixxi l-ipoteżi tal-mikrotubuli.
4. Intelliġenza artifiċjali - viżjoni
Ipotesi dwar il-bażi quantum tas-sensi għandhom implikazzjonijiet interessanti għall-prospetti għall-iżvilupp tal-intelliġenza artifiċjali. Fl-opinjoni tagħhom, m'għandna l-ebda ċans li nibnu AI tassew konxja (4) ibbażata fuq teknoloġija klassika, silikon u transistor. Il-kompjuters quantum biss - u mhux il-ġenerazzjoni attwali jew saħansitra l-ġenerazzjoni li jmiss - se jiftħu t-triq għal moħħ sintetiku "reali", jew konxju.
