誰知道？ 我們還是時空？
形而上學？ 許多科學家擔心，關於心靈和記憶的量子本質的假設屬於這個眾所周知的不科學領域。 另一方面，如果科學不是尋找意識的物理（儘管是量子）基礎，而不是尋找超自然的解釋呢？
1. 微管 - 可視化
引用《新科學家》雜誌 XNUMX 月號：亞利桑那州麻醉師 Stuart Hameroff 多年來一直說 微管 - 直徑為 20-27 nm 的纖維結構，由於微管蛋白聚合而形成，並充當形成細胞（包括神經細胞）的細胞骨架 (1) - 存在於 量子“疊加”這使得它們可以同時擁有兩種不同的形式。 每一種形式都與一定量的信息相關聯， 一肘，在這種情況下，儲存的資料量是該系統的經典理解中出現的資料量的兩倍。 如果我們加入這個現象 量子位元糾纏，即不靠近的粒子的相互作用，顯示 大腦作為量子電腦的功能模型著名物理學家羅傑·彭羅斯描述過。 哈默洛夫也與他合作，從而解釋了大腦非凡的速度、靈活性和多功能性。
2. 史都華‧哈默洛夫和羅傑‧彭羅斯
普朗克的測量世界
根據量子思維理論的支持者，意識問題與普朗克尺度上的時空結構有關。 上述科學家彭羅斯和哈默羅夫 (90) 在 2 世紀初的著作中首次指出了這一點。 根據他們， 如果我們想接受意識的量子理論，那麼我們必須選擇發生量子過程的空間。 它可以是一個大腦——從量子理論的角度來看，一個四維時空在難以想像的小尺度上擁有自己的內部結構，大約 10-35 米。 （普朗克長度）。 在這樣的距離下，時空就像一塊海綿，其氣泡的體積為
10-105 m3（原子在空間上幾乎由百分之百的量子真空組成）。 根據現代知識，這樣的真空保證了原子的穩定性。 如果意識也基於量子真空，它就可以影響物質的性質。
彭羅斯-哈默洛夫假說中微管的存在局部改變了時空。 它「知道」我們的存在，並且可以透過改變微管中的量子態來影響我們。 由此可以得出奇異的結論。 例如，這樣 我們所在時空部分的物質結構的所有變化，由意識產生，沒有任何時間延遲，理論上可以記錄在時空的任何部分，例如另一個星系。
哈默洛夫出現在許多媒體採訪中。 泛心論基於這樣的假設，即您周圍的一切事物都有某種類型的意識。 這是二十世紀斯賓諾莎復原的舊景。 另一個派生概念是 泛原心學 ——哲學家大衛·查默斯介紹。 他創造了這個概念的名稱，即存在一個“模棱兩可”的存在，可能有意識，但只有在它被激活或分裂時才會真正有意識。 例如，當原始意識實體被大腦激活或訪問時，它們就會變得有意識並通過經驗豐富神經過程。 根據 Hameroff 的說法，泛原心實體有一天可能會根據宇宙的基礎物理學來描述 (3)。
小塌陷和大塌陷
反過來，羅傑·彭羅斯根據庫爾特·哥德爾的理論，證明了心靈執行的某些行為是不可計算的。 表明 你無法用演算法來解釋人類思想，為了解釋這種不可計算性，你需要訴諸量子波函數和量子重力的崩潰。 幾年前，彭羅斯想知道帶電或放電的神經元是否可能有量子疊加。 他認為神經元可以與大腦中的量子電腦相提並論。 經典計算機中的位元總是「開」或「關」、「零」或「一」。 另一方面，量子電腦使用量子位元，量子位元可以同時處於「零」和「一」的疊加狀態。
彭羅斯認為 質量相當於時空曲率。 將時空想像成一張二維紙的簡化形式就足夠了。 所有三個空間維度都沿著 X 軸壓縮，時間沿著 Y 軸繪製。一個位置的質量是向一個方向彎曲的頁面，而另一個位置的質量是向不同方向彎曲的。 這個想法是，質量、位置或狀態對應於時空基本幾何中的特定曲率，該曲率在很小的尺度上表徵了宇宙。 因此，疊加的某些質量意味著同時在兩個或多個方向上彎曲，這相當於時空幾何中的氣泡、凸起或分裂。 根據多世界理論，當這種情況發生時，一個全新的宇宙就會出現——時空的頁面會分開並單獨展開。
彭羅斯在某種程度上同意這個願景。 然而，他確信氣泡是不穩定的，即在給定時間後它會塌縮成一個世界或另一個世界，這與分離的規模或氣泡時空的大小有某種關係。 因此，沒有必要接受許多世界，而只接受我們的宇宙破碎的小區域。 利用測不準原理，物理學家發現大的分離會快速坍縮，而小的分離會緩慢坍縮。 所以 像原子這樣的小分子可以在很長一段時間內保持疊加狀態，例如一千萬年。 但像一磅重的貓這樣的大型生物只能保持疊加狀態10-10秒，所以我們不常看到貓處於疊加狀態。
我們知道大腦的處理過程持續數十到數百毫秒。 例如，對於頻率為 40 Hz 的振盪，其持續時間（即間隔）為 25 毫秒。 腦電圖上的α節律是100毫秒。 這個時間尺度需要疊加納克質量。 在微管疊加的情況下，需要120億個微管蛋白，即有20億個微管蛋白。 神經元，這是精神事件的適當神經元數量。
科學家描述了在有意識的事件期間假設可能發生的情況。 根據羅傑·彭羅斯的簡化模型，量子計算發生在微管蛋白中並導致崩潰。 每一次崩潰都形成了新的微管蛋白配置模式的基礎，而微管蛋白配置又決定了微管蛋白如何控制突觸等處的細胞功能。但是這種類型的任何崩潰也會重新組織時空的基本幾何結構，並允許存取或啟動嵌入的該層級的實體。
彭羅斯和哈默洛夫為他們的模型命名 編譯目標縮寫 （Orch-OR-）因為生物學與量子振動的「和諧」或「組成」之間存在著回饋迴路。 在他們看來， 存在由微管周圍細胞質內的凝膠狀態決定的隔離和通訊的替代階段，大約每 25 毫秒發生一次。 這些「意識事件」的順序導致了我們意識流的形成。 我們將其視為一個連續體，就像一部電影看起來是連續的，儘管它仍然是一系列單獨的幀。
或者甚至更低
然而，物理學家對有關大腦的量子假說持懷疑態度。 即使在實驗室低溫條件下，維持量子態的相干性超過幾分之一秒也是一個巨大的挑戰。 溫暖濕潤的腦組織又如何呢？
Hameroff認為，為了避免因環境影響而出現退相干， 量子疊加必須保持孤立。 看來隔離的可能性更大 細胞內部的細胞質例如，已經提到的微管周圍的凝膠可以保護它們。 此外，微管比神經元小得多，並且在結構上相互連接，就像晶體一樣。 尺寸尺度很重要，因為它假設電子等小粒子可以同時出現在兩個位置。 東西越大，在實驗室裡讓它同時在兩個地方工作就越困難。
然而，根據加州大學聖塔芭芭拉分校的馬修費雪(Matthew Fisher) 在《新科學家》同一篇XNUMX 月文章中的說法，只有當我們深入到以下水平時，我們才有機會解決相干性問題： 原子自旋。 特別是，這意味著磷原子核的自旋，磷原子核存在於對大腦功能很重要的化合物分子中。 費雪發現大腦中的某些化學反應理論上會產生糾纏態的磷酸根離子。 羅傑·彭羅斯本人發現這些觀察結果很有希望，儘管他仍然更喜歡微管假說。
4. 人工智慧-視覺
關於意識的量子基礎的假設對人工智慧的發展前景有有趣的影響。 根據他們的說法，我們沒有機會基於經典、矽和電晶體技術來建構真正有意識的人工智慧 (4)。 只有量子電腦（不是當前一代，甚至下一代）才能開闢通往「真實」或有意識的合成大腦的道路。
