Kim biladi? Bizmi yoki fazo-vaqtmi?
Metafizika? Ko'pgina olimlar aql va xotiraning kvant tabiati haqidagi gipotezalarning ushbu taniqli ilmiy bo'lmagan sohaga tegishli ekanligidan qo'rqishadi. Boshqa tomondan, fan bo'lmasa, g'ayritabiiy tushuntirishlarni izlash o'rniga ong uchun kvant bo'lsa ham jismoniy asosni izlash nima?
1. Mikrotubulalar - Vizualizatsiya
New Scientist jurnalining dekabr sonidan iqtibos keltirish uchun, Arizonalik anestezist Styuart Hameroff yillar davomida shunday dedi: mikronaychalar - tubulin oqsilining polimerizatsiyasi natijasida hosil bo'lgan va hujayra, shu jumladan nerv hujayrasini (20) hosil qiluvchi sitoskeletning rolini o'ynaydigan diametri 27-1 nm bo'lgan tolali tuzilmalar - mavjud. Kvant "superpozitsiyalari"bu ularga bir vaqtning o'zida ikki xil shaklga ega bo'lish imkonini beradi. Ushbu shakllarning har biri ma'lum miqdordagi ma'lumotlar bilan bog'liq, bir tirsak, bu holda ushbu tizimning klassik tushunchasidan ko'rinadiganidan ikki baravar ko'p ma'lumotlarni saqlash. Agar bu hodisani qo'shsak qubit chalkashlik, ya'ni zarrachalarning yaqin bo'lmagan o'zaro ta'sirini ko'rsatadi miyaning kvant kompyuteri sifatida ishlashi modelimashhur fizik Rojer Penrose tomonidan tasvirlangan. Hameroff ham u bilan hamkorlik qilib, miyaning ajoyib tezligi, moslashuvchanligi va ko'p qirraliligini tushuntirdi.
2. Styuart Hameroff va Rojer Penrouz
Plankning o'lchovlar dunyosi
Kvant ong nazariyasi tarafdorlarining fikriga ko'ra, ong muammosi Plank shkalasi bo'yicha fazo-vaqt tuzilishi bilan bog'liq. Buni birinchi marta yuqorida tilga olingan olimlar - Penrose va Hameroff (90) 2-asr boshlarida oʻz ishlarida taʼkidlaganlar. Ularning fikricha, agar biz ongning kvant nazariyasini qabul qilmoqchi bo'lsak, unda kvant jarayonlari sodir bo'ladigan makonni tanlashimiz kerak. Bu miya bo'lishi mumkin - kvant nazariyasi nuqtai nazaridan, 10-35 metrgacha bo'lgan, tasavvur qilib bo'lmaydigan darajada kichik miqyosda o'zining ichki tuzilishiga ega bo'lgan to'rt o'lchovli fazo-vaqt. (Plank uzunligi). Bunday masofalarda fazo-vaqt pufakchalari hajmga ega bo'lgan shimgichga o'xshaydi
10-105 m3 (atom fazoviy jihatdan deyarli yuz foiz kvant vakuumidan iborat). Zamonaviy bilimlarga ko'ra, bunday vakuum atomlarning barqarorligini kafolatlaydi. Agar ong ham kvant vakuumiga asoslangan bo'lsa, u materiyaning xususiyatlariga ta'sir qilishi mumkin.
Penrose-Hameroff gipotezasida mikrotubulalar mavjudligi makon vaqtini mahalliy darajada o'zgartiradi. U biz borligimizni "biladi" va mikronaychalardagi kvant holatlarini o'zgartirish orqali bizga ta'sir qilishi mumkin. Bundan ekzotik xulosalar chiqarish mumkin. Masalan, shunday Bizning fazo-vaqt qismidagi materiya tuzilishidagi ong tomonidan ishlab chiqarilgan barcha o'zgarishlar vaqtni kechiktirmasdan, nazariy jihatdan fazo-vaqtning istalgan qismida, masalan, boshqa galaktikada qayd etilishi mumkin.
Hameroff ko'plab matbuot intervyularida paydo bo'ladi. panpsixizm nazariyasiatrofingizdagi hamma narsada ma'lum bir ong turi mavjud degan taxminga asoslanadi. Bu XNUMX asrda Spinoza tomonidan tiklangan eski ko'rinish. Yana bir lotin tushunchasi panprotopsixizm – deb tanishtirdi faylasuf Devid Chalmers. U buni "noaniq" mavjudot borligi, potentsial ongli, lekin u faollashganda yoki bo'linganda haqiqiy ongga aylanadi, degan tushunchaning nomi sifatida ishlab chiqdi. Masalan, protoongli mavjudotlar miya tomonidan faollashtirilganda yoki ularga kirishda ular ongli bo'lib, asabiy jarayonlarni tajriba bilan boyitadi. Hameroffning so'zlariga ko'ra, panprotopsixik mavjudotlar bir kun kelib koinot uchun asosiy fizika nuqtai nazaridan tasvirlanishi mumkin (3).
Kichik va katta qulashlar
Rojer Penrouz, o'z navbatida, Kurt Gödel nazariyasiga asoslanib, aql tomonidan bajariladigan ba'zi harakatlar behisob ekanligini isbotlaydi. Bunga ishora qiladi inson tafakkurini algoritmik tarzda tushuntirib bera olmaysiz va bu hisoblanmaslikni tushuntirish uchun kvant toʻlqin funksiyasi va kvant tortishish kuchining qulashiga qarashingiz kerak. Bir necha yil oldin Penrose zaryadlangan yoki zaryadsizlangan neyronlarning kvant superpozitsiyasi bo'lishi mumkinmi, deb qiziqdi. U neyron miyadagi kvant kompyuteri bilan teng bo'lishi mumkin deb o'ylagan. Klassik kompyuterdagi bitlar har doim "yoqilgan" yoki "o'chirilgan", "nol" yoki "bir" bo'ladi. Boshqa tomondan, kvant kompyuterlari bir vaqtning o'zida "nol" va "bir" superpozitsiyasida bo'lishi mumkin bo'lgan kubitlar bilan ishlaydi.
Penrose bunga ishonadi massa fazo-vaqt egriligiga ekvivalent. Fazo-vaqtni soddalashtirilgan shaklda ikki o'lchovli qog'oz varag'i sifatida tasavvur qilish kifoya. Barcha uch fazoviy o'lchamlar x o'qida siqilgan, vaqt esa y o'qi bo'yicha.Bir pozitsiyadagi massa bir yo'nalishda egri chiziqli sahifadir va boshqa holatda bo'lgan massa boshqa yo'nalishda qiyshiq. Gap shundaki, massa, pozitsiya yoki holat koinotni juda kichik miqyosda tavsiflovchi fazo-vaqtning asosiy geometriyasidagi ma'lum bir egrilikka mos keladi. Shunday qilib, superpozitsiyadagi ba'zi massa bir vaqtning o'zida ikki yoki undan ortiq yo'nalishda egrilikni anglatadi, bu esa fazo-vaqt geometriyasida qabariq, bo'rtiq yoki ajralishga teng. Ko'p dunyo nazariyasiga ko'ra, bu sodir bo'lganda, butunlay yangi koinot paydo bo'lishi mumkin - fazo-vaqt sahifalari alohida-alohida ajralib chiqadi va ochiladi.
Penrose bu qarashga ma'lum darajada rozi. Biroq, u pufakning beqaror ekanligiga, ya'ni ma'lum vaqtdan keyin u yoki bu dunyoga qulab tushishiga ishonch hosil qiladi, bu esa qabariqning ajralish ko'lami yoki fazo-vaqt hajmi bilan qandaydir bog'liqdir. Shuning uchun, ko'p olamlarni qabul qilishning hojati yo'q, faqat bizning koinotimiz parchalanib ketgan kichik joylar. Noaniqlik printsipidan foydalangan holda, fizik katta ajralish tez va kichik sekin ajralishini aniqladi. Shunday qilib kichik molekula, masalan, atom, superpozitsiyada juda uzoq vaqt, aytaylik, 10 million yil qolishi mumkin. Ammo bir kilogrammli mushuk kabi katta jonzot superpozitsiyada atigi 10-37 soniya turishi mumkin, shuning uchun biz mushuklarni superpozitsiyada tez-tez uchratmaymiz.
Biz bilamizki, miya jarayonlari o'ndan yuzlab millisekundgacha davom etadi. Masalan, 40 Hz chastotali tebranishlar bilan ularning davomiyligi, ya'ni interval 25 millisekundni tashkil qiladi. Elektroansefalogrammadagi alfa ritmi 100 millisekundni tashkil qiladi. Bu vaqt shkalasi superpozitsiyada ommaviy nanogrammalarni talab qiladi. Superpozitsiyadagi mikrotubulalar bo'lsa, 120 milliard tubulin kerak bo'ladi, ya'ni ularning soni 20 XNUMX. neyronlar, bu psixik hodisalar uchun neyronlarning tegishli soni.
Olimlar ongli hodisa jarayonida gipotetik ravishda nima sodir bo'lishi mumkinligini tasvirlaydilar. Kvant hisoblash tubulinlarda sodir bo'ladi va Rojer Penrozning qisqartirish modeliga ko'ra qulashga olib keladi. Har bir kollaps tubulin konfiguratsiyasining yangi namunasining asosini tashkil qiladi, bu esa tubulinlarning sinapslardagi hujayra funktsiyalarini qanday boshqarishini va hokazolarni belgilaydi. Ammo bu turdagi har qanday kollaps, shuningdek, fazo-vaqtning asosiy geometriyasini qayta tashkil qiladi va unga kirish yoki faollashtirishni ochadi. ushbu darajaga kiritilgan ob'ektlar.
Penrose va Hameroff o'zlarining modellarini nomlashdi ob'ektiv qisqarishdan iborat (Orch-OR-), chunki biologiya va kvant tebranishlarining "uyg'unligi" yoki "tarkibi" o'rtasida teskari aloqa zanjiri mavjud. Ularning fikricha, Taxminan har 25 millisekundda sodir bo'ladigan mikronaychalarni o'rab turgan sitoplazmadagi gellanish holatlari bilan belgilanadigan muqobil izolyatsiya va aloqa fazalari mavjud. Ushbu "ongli hodisalar" ning ketma-ketligi bizning ongimiz oqimining shakllanishiga olib keladi. Biz uni davomiylik sifatida boshdan kechiramiz, xuddi kino uzluksiz bo'lib ko'rinadigan bo'lsa-da, u bir qator alohida kadrlar bo'lib qolmoqda.
Yoki undan ham pastroq
Biroq, fiziklar kvant miya gipotezalariga shubha bilan qarashgan. Laboratoriya kriogen sharoitida ham, kvant holatlarining kogerentligini soniyaning fraktsiyalaridan ko'proq vaqt davomida saqlab turish katta muammodir. Issiq va nam miya to'qimalari haqida nima deyish mumkin?
Hameroffning fikriga ko'ra, atrof-muhit ta'siridan kelib chiqadigan dekogeratsiyani oldini olish uchun, kvant superpozitsiyasi izolyatsiya qilingan holda qolishi kerak. Izolyatsiya sodir bo'lishi ehtimoli ko'proq ko'rinadi sitoplazmadagi hujayra ichidabu erda, masalan, mikrotubulalar atrofida yuqorida aytib o'tilgan jelatsiya ularni himoya qilishi mumkin. Bundan tashqari, mikrotubulalar neyronlarga qaraganda ancha kichikroq va kristall kabi tizimli ravishda bog'langan. O'lcham shkalasi muhim ahamiyatga ega, chunki elektron kabi kichik zarracha bir vaqtning o'zida ikkita joyda bo'lishi mumkin deb taxmin qilinadi. Biror narsa qanchalik katta bo'lsa, laboratoriyada uni bir vaqtning o'zida ikkita joyda ishlashga majbur qilish shunchalik qiyin bo'ladi.
Biroq, Santa-Barbaradagi Kaliforniya universitetidan Metyu Fisherning o'sha dekabrdagi New Scientist maqolasida keltirgan so'zlariga ko'ra, bizda kogerentlik muammosini faqat darajaga tushsakgina hal qilish imkoniyati bor. atom spinlari. Xususan, bu miyaning ishlashi uchun muhim bo'lgan kimyoviy birikmalar molekulalarida joylashgan fosforning atom yadrolarida aylanishni anglatadi. Fisher miyada nazariy jihatdan chigal holatda fosfat ionlarini ishlab chiqaradigan ba'zi kimyoviy reaktsiyalarni aniqladi. Rojer Penrouzning o'zi bu kuzatuvlarni istiqbolli deb topdi, garchi u hali ham mikrotubula gipotezasini yoqlaydi.
4. Sun'iy intellekt - ko'rish
Ongning kvant asoslari haqidagi farazlar sun'iy intellektning rivojlanish istiqbollari uchun qiziqarli ma'lumotlarga ega. Ularning fikriga ko'ra, klassik, kremniy va tranzistor texnologiyasiga asoslangan chinakam ongli sun'iy intellektni (4) yaratish imkoniyati yo'q. Faqat kvant kompyuterlari - hozirgi va hatto keyingi avlod ham emas - "haqiqiy" yoki ongli, sintetik miyaga yo'l ochadi.
