Ai là người biết? Chúng ta hay không-thời gian?
Siêu hình học? Nhiều nhà khoa học lo ngại rằng các giả thuyết về bản chất lượng tử của tâm trí và trí nhớ thuộc về lĩnh vực phi khoa học nổi tiếng này. Mặt khác, nếu không phải là khoa học, thì việc tìm kiếm một cơ sở vật chất, mặc dù là lượng tử, là cơ sở cho ý thức, thay vì tìm kiếm những giải thích siêu nhiên?
1. Vi ống - Trực quan
Để trích dẫn từ số tháng XNUMX của New Scientist, bác sĩ gây mê Stuart Hameroff của Arizona trong nhiều năm đã nói rằng vi ống - cấu trúc dạng sợi có đường kính 20-27 nm, được hình thành do quá trình trùng hợp protein tubulin và đóng vai trò là khung tế bào hình thành nên tế bào, bao gồm cả tế bào thần kinh (1) - tồn tại ở Lượng tử "chồng chất"điều này cho phép họ có hai hình thức khác nhau cùng một lúc. Mỗi biểu mẫu này được liên kết với một lượng thông tin nhất định, kubitem, trong trường hợp này, lưu trữ dữ liệu nhiều gấp đôi so với cách hiểu cổ điển về hệ thống này. Nếu chúng ta thêm vào hiện tượng này vướng víu qubit, tức là tương tác của các hạt không ở gần nhau, cho thấy mô hình hoạt động của bộ não như một máy tính lượng tửđược mô tả bởi nhà vật lý nổi tiếng Roger Penrose. Hameroff cũng hợp tác với anh ta, do đó giải thích được tốc độ phi thường, sự linh hoạt và tính linh hoạt của bộ não.
2. Stuart Hameroff và Roger Penrose
Thế giới đo lường của Planck
Theo những người ủng hộ thuyết tâm trí lượng tử, vấn đề ý thức có liên quan đến cấu trúc của không-thời gian trên thang đo Planck. Lần đầu tiên điều này được chỉ ra bởi các nhà khoa học nói trên - Penrose và Hameroff (90) trong các công trình của họ vào đầu thế kỷ thứ 2. Theo họ, nếu chúng ta muốn chấp nhận thuyết lượng tử của ý thức, thì chúng ta phải chọn không gian trong đó các quá trình lượng tử diễn ra. Nó có thể là một bộ não - theo quan điểm của thuyết lượng tử, một không-thời gian bốn chiều có cấu trúc bên trong của riêng nó ở quy mô nhỏ không thể tưởng tượng được, cỡ 10-35 mét. (Chiều dài số Planck). Ở những khoảng cách như vậy, không-thời gian giống như một miếng bọt biển, các bong bóng trong đó có thể tích
10-105 m3 (một nguyên tử trong không gian bao gồm gần một trăm phần trăm chân không lượng tử). Theo kiến thức hiện đại, chân không như vậy đảm bảo sự ổn định của các nguyên tử. Nếu ý thức cũng dựa trên chân không lượng tử, nó có thể ảnh hưởng đến các thuộc tính của vật chất.
Sự hiện diện của các vi ống trong giả thuyết Penrose-Hameroff làm thay đổi cục bộ không-thời gian. Cô ấy "biết" rằng chúng ta đang có, và có thể ảnh hưởng đến chúng ta bằng cách thay đổi trạng thái lượng tử trong các vi ống. Từ đó có thể rút ra những kết luận kỳ lạ. Ví dụ, như vậy Tất cả những thay đổi trong cấu trúc của vật chất trong phần không-thời gian của chúng ta, được tạo ra bởi ý thức, không có bất kỳ sự chậm trễ nào về mặt thời gian, về mặt lý thuyết có thể được ghi lại trong bất kỳ phần nào của không-thời gian, ví dụ, trong một thiên hà khác.
Hameroff xuất hiện trong nhiều cuộc phỏng vấn báo chí. lý thuyết về panpsychismdựa trên giả định rằng có một loại nhận thức nhất định trong mọi thứ xung quanh bạn. Đây là một quan điểm cũ được phục hồi vào thế kỷ XNUMX bởi Spinoza. Một khái niệm dẫn xuất khác là panprotopsychizm - Triết gia David Chalmers giới thiệu. Ông đặt nó làm tên cho khái niệm rằng có một sinh vật "mơ hồ", có khả năng nhận thức, nhưng chỉ trở nên thực sự nhận thức khi nó được kích hoạt hoặc phân chia. Ví dụ, khi các thực thể tiền ý thức được kích hoạt hoặc truy cập bởi bộ não, chúng trở nên có ý thức và làm phong phú các quá trình thần kinh bằng kinh nghiệm. Theo Hameroff, một ngày nào đó các thực thể toàn tâm linh có thể được mô tả dưới dạng vật lý cơ bản của vũ trụ (3).
Sập nhỏ và lớn
Đến lượt mình, Roger Penrose, dựa trên lý thuyết của Kurt Gödel, chứng minh rằng một số hành động được thực hiện bởi tâm trí là không thể tính toán được. Chỉ ra rằng bạn không thể giải thích suy nghĩ của con người theo thuật toán, và để giải thích sự không thể thay đổi này, bạn phải nhìn vào sự sụp đổ của hàm sóng lượng tử và lực hấp dẫn lượng tử. Vài năm trước, Penrose tự hỏi liệu có thể có sự chồng chất lượng tử của các nơ-ron tích điện hoặc phóng điện hay không. Ông cho rằng tế bào thần kinh có thể ngang hàng với máy tính lượng tử trong não. Các bit trong máy tính cổ điển luôn ở trạng thái "bật" hoặc "tắt", "không" hoặc "một". Mặt khác, máy tính lượng tử làm việc với các qubit có thể đồng thời nằm trong chồng chất của "không" và "một".
Penrose tin rằng khối lượng tương đương với độ cong của không thời gian. Có thể hình dung không-thời gian ở dạng đơn giản như một tờ giấy hai chiều. Cả ba kích thước không gian đều được nén trên trục x, trong khi thời gian được vẽ trên trục Y. Một khối lượng ở một vị trí là trang cong theo một hướng và khối lượng ở vị trí khác sẽ cong theo hướng khác. Điểm mấu chốt là khối lượng, vị trí hoặc trạng thái tương ứng với một độ cong nhất định trong hình học cơ bản của không-thời gian đặc trưng cho vũ trụ ở quy mô rất nhỏ. Do đó, một số khối lượng ở dạng chồng chất có nghĩa là độ cong theo hai hoặc nhiều hướng cùng một lúc, tương đương với bong bóng, phồng lên hoặc sự phân tách trong hình học không-thời gian. Theo lý thuyết nhiều thế giới, khi điều này xảy ra, một vũ trụ hoàn toàn mới có thể ra đời — các trang phân kỳ không-thời gian và mở ra riêng lẻ.
Penrose đồng ý ở một mức độ nào đó với tầm nhìn này. Tuy nhiên, ông tin rằng bong bóng không ổn định, nghĩa là nó sụp đổ vào thế giới này hoặc thế giới khác sau một thời gian nhất định, điều này liên quan đến quy mô phân tách hoặc kích thước không-thời gian của bong bóng. Vì vậy, không cần thiết phải chấp nhận nhiều thế giới, mà chỉ là những khu vực nhỏ mà vũ trụ của chúng ta bị xé toạc. Sử dụng nguyên lý bất định, nhà vật lý nhận thấy rằng một khoảng cách lớn sẽ nhanh chóng sụp đổ, và một phần nhỏ từ từ. Cho nên một phân tử nhỏ, chẳng hạn như một nguyên tử, có thể ở trạng thái chồng chất trong một thời gian rất dài, chẳng hạn như 10 triệu năm. Nhưng một sinh vật lớn như mèo nặng 10 kg chỉ có thể ở trạng thái chồng chất trong 37-XNUMX giây, vì vậy chúng ta không thường thấy mèo ở trạng thái chồng chất.
Chúng ta biết rằng các quá trình của não kéo dài từ hàng chục đến hàng trăm mili giây. Ví dụ: với các dao động có tần số 40 Hz, thời lượng của chúng, tức là khoảng thời gian, là 25 mili giây. Nhịp điệu alpha trên điện não đồ là 100 mili giây. Thang đo thời gian này yêu cầu khối lượng nanogram ở dạng chồng chất. Trong trường hợp các vi ống ở dạng chồng chất, sẽ cần đến 120 tỷ tubulin, tức là số lượng của chúng là 20 XNUMX. tế bào thần kinh, là số lượng tế bào thần kinh thích hợp cho các sự kiện tâm linh.
Các nhà khoa học mô tả những gì theo giả thuyết có thể xảy ra trong quá trình của một sự kiện có ý thức. Tính toán lượng tử diễn ra trong các ống dẫn và dẫn đến sự sụp đổ theo mô hình thu gọn của Roger Penrose. Mỗi lần thu gọn tạo thành cơ sở của một mẫu cấu hình tubulin mới, từ đó xác định cách các tubulin kiểm soát các chức năng của tế bào tại các khớp thần kinh, v.v. Nhưng bất kỳ sự thu gọn nào thuộc loại này cũng tổ chức lại hình học cơ bản của không-thời gian và mở ra quyền truy cập hoặc kích hoạt các thực thể được nhúng ở cấp độ này.
Penrose và Hameroff đặt tên cho mô hình của họ giảm mục tiêu sáng tác (Orch-OR-) bởi vì có một vòng phản hồi giữa sinh học và "sự hài hòa" hoặc "thành phần" của các dao động lượng tử. Theo ý kiến của họ, có các giai đoạn phân lập và giao tiếp thay thế được xác định bởi các trạng thái hồ hóa bên trong tế bào chất xung quanh các vi ống, xảy ra khoảng 25 mili giây một lần. Chuỗi của những "sự kiện có ý thức" này dẫn đến sự hình thành dòng ý thức của chúng ta. Chúng ta trải nghiệm nó như một sự liên tục, giống như một bộ phim dường như là liên tục, mặc dù nó vẫn là một chuỗi các khung hình riêng biệt.
Hoặc thậm chí có thể thấp hơn
Tuy nhiên, các nhà vật lý tỏ ra nghi ngờ về các giả thuyết của não lượng tử. Ngay cả trong điều kiện đông lạnh trong phòng thí nghiệm, việc duy trì sự liên kết của các trạng thái lượng tử lâu hơn phần giây là một vấn đề lớn. Còn mô não ấm và ẩm thì sao?
Hameroff tin rằng để tránh sự rời rạc do ảnh hưởng của môi trường, chất chồng lượng tử phải vẫn bị cô lập. Có vẻ như có nhiều khả năng xảy ra sự cô lập bên trong tế bào trong tế bào chấttrong đó, ví dụ, sự gel hóa đã được đề cập xung quanh các vi ống có thể bảo vệ chúng. Ngoài ra, các vi ống nhỏ hơn nhiều so với tế bào thần kinh và được kết nối về cấu trúc giống như một tinh thể. Quy mô kích thước rất quan trọng vì người ta cho rằng một hạt nhỏ, chẳng hạn như electron, có thể ở hai nơi cùng một lúc. Thứ gì đó càng lớn thì càng khó trong phòng thí nghiệm để làm cho nó hoạt động ở hai nơi cùng một lúc.
Tuy nhiên, theo Matthew Fisher của Đại học California tại Santa Barbara, được trích dẫn trong cùng một bài báo của New Scientist vào tháng XNUMX, chúng ta có cơ hội giải quyết vấn đề mạch lạc chỉ khi chúng ta đi xuống mức độ vòng quay nguyên tử. Đặc biệt, điều này có nghĩa là spin trong hạt nhân nguyên tử của phốt pho, được tìm thấy trong các phân tử của các hợp chất hóa học quan trọng đối với hoạt động của não. Fisher đã xác định một số phản ứng hóa học trong não về mặt lý thuyết tạo ra các ion photphat ở trạng thái vướng víu. Bản thân Roger Penrose nhận thấy những quan sát này đầy hứa hẹn, mặc dù ông vẫn ủng hộ giả thuyết vi ống.
4. Trí tuệ nhân tạo - tầm nhìn
Các giả thuyết về cơ sở lượng tử của ý thức có ý nghĩa thú vị đối với triển vọng phát triển trí tuệ nhân tạo. Theo ý kiến của họ, chúng ta không có cơ hội xây dựng một AI (4) thực sự có ý thức dựa trên công nghệ cổ điển, silicon và bóng bán dẫn. Chỉ có máy tính lượng tử - chứ không phải hiện tại hay thậm chí là thế hệ tiếp theo - mới mở ra con đường dẫn đến một bộ não tổng hợp "thực", hay có ý thức.
