Ո՞վ է տեղյակ: Մե՞նք, թե՞ տարածություն-ժամանակ։
Մետաֆիզիկա? Շատ գիտնականներ վախենում են, որ մտքի և հիշողության քվանտային բնույթի վարկածները պատկանում են այս հայտնի ոչ գիտական ոլորտին: Մյուս կողմից, ո՞րն է, եթե ոչ գիտությունը, ֆիզիկական, թեկուզ քվանտային, գիտակցության հիմքը գերբնական բացատրությունների որոնման փոխարեն:
1. Microtubules - Վիզուալիզացիա
Մեջբերելով New Scientist-ի դեկտեմբերյան համարից, Արիզոնայի անեսթեզիոլոգ Ստյուարտ Համերոֆը տարիներ շարունակ ասում է. միկրոխողովակներ - 20-27 նմ տրամագծով թելքավոր կառուցվածքներ, որոնք ձևավորվել են տուբուլինի սպիտակուցի պոլիմերացման արդյունքում և գործում են որպես բջիջ, ներառյալ նյարդային բջիջը (1) ձևավորող բջջային կմախք: Քվանտային «գերդիրքեր»ինչը նրանց թույլ է տալիս միաժամանակ երկու տարբեր ձևեր ունենալ: Այս ձևերից յուրաքանչյուրը կապված է որոշակի քանակությամբ տեղեկատվության հետ, մի կանգուն, այս դեպքում երկու անգամ ավելի շատ տվյալներ են պահում, քան թվում է այս համակարգի դասական հասկացությունից: Եթե սրան ավելացնենք երեւույթը qubit խճճվածություն, այսինքն՝ մասնիկների փոխազդեցությունները ոչ մերձակայքում, ցույց է տալիս ուղեղի աշխատանքի մոդելը որպես քվանտային համակարգիչնկարագրել է հայտնի ֆիզիկոս Ռոջեր Պենրոուզը։ Համերոֆը նույնպես համագործակցել է նրա հետ՝ դրանով բացատրելով ուղեղի արտասովոր արագությունը, ճկունությունն ու բազմակողմանիությունը։
2. Ստյուարտ Համերոֆ և Ռոջեր Պենրոուզ
Պլանկի չափումների աշխարհը
Քվանտային մտքի տեսության կողմնակիցների կարծիքով՝ գիտակցության խնդիրը կապված է Պլանկի սանդղակի տարածություն-ժամանակի կառուցվածքի հետ։ Առաջին անգամ դա մատնանշել են վերոհիշյալ գիտնականները՝ Պենրոուզը և Համերոֆը (90) 2-րդ դարի սկզբի իրենց աշխատություններում։ Նրանց խոսքով, եթե մենք ուզում ենք ընդունել գիտակցության քվանտային տեսությունը, ապա պետք է ընտրենք այն տարածությունը, որտեղ տեղի են ունենում քվանտային գործընթացները։ Դա կարող է լինել ուղեղ՝ քվանտային տեսության տեսանկյունից՝ քառաչափ տարածություն-ժամանակ, որն ունի իր ներքին կառուցվածքը աներևակայելի փոքր մասշտաբով՝ 10-35 մետրի կարգի։ (Պլանկի երկարությունը): Այդպիսի հեռավորությունների վրա տարածություն-ժամանակը սպունգի է հիշեցնում, որի փուչիկները ծավալ ունեն
10-105 մ3 (ատոմը տարածականորեն բաղկացած է գրեթե հարյուր տոկոս քվանտային վակուումից): Ժամանակակից գիտելիքների համաձայն՝ նման վակուումը երաշխավորում է ատոմների կայունությունը։ Եթե գիտակցությունը նույնպես հիմնված է քվանտային վակուումի վրա, այն կարող է ազդել նյութի հատկությունների վրա։
Պենրոուզ-Համերոֆի հիպոթեզում միկրոխողովակների առկայությունը լոկալ փոփոխում է տարածություն-ժամանակը։ Նա «գիտի», որ մենք ենք, և կարող է ազդել մեզ վրա՝ փոխելով միկրոխողովակներում քվանտային վիճակները: Այստեղից կարելի է էկզոտիկ եզրակացություններ անել. Օրինակ, այնպիսին, որ Տիեզերական ժամանակի մեր մասում մատերիայի կառուցվածքի բոլոր փոփոխությունները, որոնք առաջացել են գիտակցության կողմից, առանց ժամանակի հետաձգման, տեսականորեն կարելի է գրանցել տարածություն-ժամանակի ցանկացած մասում, օրինակ՝ մեկ այլ գալակտիկայում:
Համերոֆը հանդես է գալիս բազմաթիվ մամուլի հարցազրույցներում։ պանհոգեբանական տեսությունհիմնված այն ենթադրության վրա, որ ձեր շուրջը գտնվող ամեն ինչում կա որոշակի տեսակի գիտակցություն: Սա հին տեսարան է, որը վերականգնվել է XNUMX-րդ դարում Սպինոզայի կողմից: Մեկ այլ ածանցյալ հասկացություն է panprotopsychism – ներկայացրեց փիլիսոփա Դեյվիդ Չալմերսը: Նա հորինեց այն որպես այն հայեցակարգի անուն, որ կա «երկիմաստ» էակ, որը պոտենցիալ գիտակից է, բայց դառնում է իսկապես գիտակից, երբ այն ակտիվանում կամ բաժանվում է: Օրինակ, երբ նախագիտակցական սուբյեկտները ակտիվանում կամ հասանելի են ուղեղի կողմից, նրանք դառնում են գիտակցված և հարստացնում են նյարդային գործընթացները փորձով: Համերոֆի կարծիքով, պանպրոտոպսիխիկ սուբյեկտները մի օր կարող են նկարագրվել տիեզերքի համար հիմնարար ֆիզիկայի տեսանկյունից (3):
Փոքր ու մեծ փլուզումներ
Ռոջեր Պենրոուզը, իր հերթին, հիմնվելով Կուրտ Գյոդելի տեսության վրա, ապացուցում է, որ մտքի կատարած որոշ գործողություններ անհաշվելի են։ Ցույց է տալիս, որ դուք չեք կարող բացատրել մարդկային միտքը ալգորիթմորեն, և այդ անհաշվելիությունը բացատրելու համար պետք է դիտարկել քվանտային ալիքի ֆունկցիայի և քվանտային գրավիտացիայի փլուզումը: Մի քանի տարի առաջ Փենրոուզը մտածում էր, թե արդյոք կարող է լինել լիցքավորված կամ լիցքաթափված նեյրոնների քվանտային սուպերպոզիցիա: Նա կարծում էր, որ նեյրոնը կարող է համարժեք լինել ուղեղի քվանտային համակարգչին: Դասական համակարգչի բիթերը միշտ «միացված» են կամ «անջատված», «զրո» կամ «մեկ»: Մյուս կողմից, քվանտային համակարգիչներն աշխատում են քյուբիթներով, որոնք կարող են միաժամանակ լինել «զրոյի» և «մեկ»-ի սուպերպոզիցիայով։
Փենրոուզը հավատում է դրան զանգվածը համարժեք է տարածաժամանակի կորությանը. Բավական է պատկերացնել տարածություն-ժամանակը պարզեցված տեսքով որպես երկչափ թղթի թերթ։ Բոլոր երեք տարածական չափերը սեղմված են x առանցքի վրա, մինչդեռ ժամանակը գծագրվում է y առանցքի վրա: Մի դիրքում զանգվածը մի ուղղությամբ կորացած էջ է, իսկ մյուս դիրքի զանգվածը կոր է մյուս ուղղությամբ: Բանն այն է, որ զանգվածը, դիրքը կամ վիճակը համապատասխանում է տիեզերքը շատ փոքր մասշտաբով բնութագրող տարածություն-ժամանակի հիմնարար երկրաչափության որոշակի կորության: Այսպիսով, սուպերպոզիցիայի մեջ որոշ զանգված նշանակում է կորություն երկու կամ ավելի ուղղություններով միաժամանակ, ինչը համարժեք է պղպջակի, ուռուցիկության կամ տարանջատման տարածություն-ժամանակի երկրաչափության մեջ։ Բազմաշխարհի տեսության համաձայն, երբ դա տեղի ունենա, կարող է առաջանալ մի ամբողջ նոր տիեզերք՝ տարածություն-ժամանակի էջերը տարբերվում են և բացվում առանձին։
Փենրոուզը որոշ չափով համաձայն է այս տեսլականի հետ։ Այնուամենայնիվ, նա համոզված է, որ պղպջակը անկայուն է, այսինքն՝ այն փլուզվում է այս կամ այն աշխարհի մեջ որոշակի ժամանակ անց, ինչը որոշակի առնչություն ունի բաժանման մասշտաբի կամ պղպջակի տարածության ժամանակի չափի հետ։ Ուստի կարիք չկա ընդունել բազմաթիվ աշխարհներ, այլ միայն փոքր տարածքներ, որոնցում մեր տիեզերքը պատռված է: Օգտագործելով անորոշության սկզբունքը՝ ֆիզիկոսը պարզել է, որ մեծ տարանջատումը արագ կփլուզվի, իսկ փոքրը՝ դանդաղ։ Այսպիսով փոքր մոլեկուլը, ինչպիսին ատոմն է, կարող է մնալ սուպերպոզիցիային շատ երկար ժամանակ, ասենք 10 միլիոն տարի: Սակայն մեկ կիլոգրամանոց կատվի նման մեծ արարածը կարող է սուպերպոզիցիոն վիճակում մնալ միայն 10-37 վայրկյան, ուստի մենք հաճախ չենք տեսնում կատուների սուպերպոզիցիայով:
Մենք գիտենք, որ ուղեղի գործընթացները տևում են տասնյակից մինչև հարյուրավոր միլիվայրկյաններ: Օրինակ, 40 Հց հաճախականությամբ տատանումների դեպքում դրանց տևողությունը, այսինքն՝ միջակայքը, 25 միլիվայրկյան է։ Էլեկտրաէնցեֆալոգրամի վրա ալֆա ռիթմը 100 միլիվայրկյան է: Այս ժամանակային սանդղակը պահանջում է զանգվածային նանոգրամներ սուպերպոզիցիայով: Սուպերպոզիցիոն միկրոխողովակների դեպքում կպահանջվի 120 միլիարդ տուբուլին, այսինքն՝ դրանց թիվը 20 XNUMX է: նեյրոններ, որը հոգեկան իրադարձությունների համար նեյրոնների համապատասխան քանակն է։
Գիտնականները նկարագրում են, թե հիպոթետիկորեն ինչ կարող է տեղի ունենալ գիտակցված իրադարձության ընթացքում: Քվանտային հաշվարկը տեղի է ունենում տուբուլիններում և հանգեցնում է փլուզման՝ համաձայն Ռոջեր Պենրոուզի կրճատման մոդելի: Յուրաքանչյուր փլուզում հիմք է հանդիսանում տուբուլինի կոնֆիգուրացիաների նոր օրինաչափության, որն իր հերթին որոշում է, թե ինչպես են տուբուլինները վերահսկում բջջային ֆունկցիաները սինապսներում և այլն: Բայց այս տեսակի ցանկացած փլուզում նաև վերակազմավորում է տարածություն-ժամանակի հիմնարար երկրաչափությունը և բացում մուտքը դեպի կամ ակտիվացումը: սուբյեկտներ, որոնք ներկառուցված են այս մակարդակում:
Փենրոուզը և Համերոֆը անվանել են իրենց մոդելը կազմված օբյեկտիվ կրճատում (Orch-OR-), քանի որ կենսաբանության և քվանտային տատանումների «ներդաշնակության» կամ «կազմության» միջև կա հետադարձ կապ: Նրանց կարծիքով. Կան այլընտրանքային մեկուսացման և հաղորդակցման փուլեր, որոնք սահմանվում են միկրոխողովակները շրջապատող ցիտոպլազմայի ներսում ժելացիոն վիճակներով, որոնք տեղի են ունենում մոտավորապես 25 միլիվայրկյան անգամ: Այս «գիտակցական իրադարձությունների» հաջորդականությունը հանգեցնում է մեր գիտակցության հոսքի ձևավորմանը: Մենք դա զգում ենք որպես շարունակականություն, ինչպես որ ֆիլմը կարծես շարունակական է, թեև այն մնում է առանձին կադրերի շարան։
Կամ գուցե նույնիսկ ավելի ցածր
Այնուամենայնիվ, ֆիզիկոսները թերահավատորեն էին վերաբերվում ուղեղի քվանտային վարկածներին: Նույնիսկ լաբորատոր կրիոգեն պայմաններում քվանտային վիճակների համահունչությունը վայրկյանի կոտորակներից ավելի երկար պահպանելը մեծ խնդիր է: Ինչ վերաբերում է տաք և խոնավ ուղեղի հյուսվածքին:
Համերոֆը կարծում է, որ շրջակա միջավայրի ազդեցության հետևանքով դեկոերենտից խուսափելու համար, քվանտային սուպերպոզիցիան պետք է մեկուսացված մնա. Ավելի հավանական է թվում, որ մեկուսացումը կարող է տեղի ունենալ բջիջի ներսում ցիտոպլազմայի մեջորտեղ, օրինակ, միկրոխողովակների շուրջ արդեն նշված գելացումը կարող է պաշտպանել դրանք: Բացի այդ, միկրոխողովակները շատ ավելի փոքր են, քան նեյրոնները և կառուցվածքով կապված են բյուրեղի նման: Չափի սանդղակը կարևոր է, քանի որ ենթադրվում է, որ փոքր մասնիկը, ինչպիսին էլեկտրոնն է, կարող է միաժամանակ երկու տեղում լինել: Ինչքան ինչ-որ բան մեծանում է, այնքան լաբորատորիայում դժվարանում է այն միաժամանակ երկու տեղում աշխատել:
Այնուամենայնիվ, ըստ Մեթյու Ֆիշերի Սանտա Բարբարայի Կալիֆոռնիայի համալսարանից, որը մեջբերված է նույն դեկտեմբերին New Scientist հոդվածում, մենք հնարավորություն ունենք լուծելու համահունչության խնդիրը միայն այն դեպքում, եթե իջնենք մակարդակի. ատոմային պտույտներ. Մասնավորապես, դա նշանակում է ֆոսֆորի ատոմային միջուկներում պտույտ, որը հայտնաբերված է ուղեղի աշխատանքի համար կարևոր քիմիական միացությունների մոլեկուլներում: Ֆիշերը հայտնաբերել է որոշ քիմիական ռեակցիաներ ուղեղում, որոնք տեսականորեն խճճված վիճակում արտադրում են ֆոսֆատ իոններ: Ինքը՝ Ռոջեր Փենրոուզը, այս դիտարկումները խոստումնալից է համարել, թեև նա դեռ կողմ է միկրոխողովակային հիպոթեզին:
4. Արհեստական ինտելեկտ՝ տեսլական
Գիտակցության քվանտային հիմքի մասին վարկածները հետաքրքիր ենթատեքստ ունեն արհեստական ինտելեկտի զարգացման հեռանկարների վրա։ Նրանց կարծիքով, մենք հնարավորություն չունենք կառուցելու իսկապես գիտակից AI (4)՝ հիմնված դասական, սիլիկոնային և տրանզիստորային տեխնոլոգիաների վրա։ Միայն քվանտային համակարգիչները, ոչ ներկայիս կամ նույնիսկ հաջորդ սերունդը, ճանապարհ կբացեն դեպի «իրական», կամ գիտակից, սինթետիկ ուղեղ:
