Quale hè in u sapè? Noi o u spaziu-tempu ?
Metafisica? Parechji scientisti temenu chì l'ipotesi nantu à a natura quantistica di a mente è a memoria appartenenu à stu campu pocu scientificu ben cunnisciutu. Per d 'altra banda, chì, se micca a scienza, hè a ricerca di una basa fisica, quantunque quantistica, per a cuscenza, invece di una ricerca di spiegazioni soprannaturali?
1. Microtubuli - Visualizazione
Per cità u numeru di dicembre di New Scientist, l'anestesista in Arizona Stuart Hameroff hà dettu dapoi anni chì microtubuli - strutture fibruse cù un diametru di 20-27 nm, formate com'è u risultatu di a polimerizazione di a proteina tubulina è chì agisce cum'è un citoscheletru chì forma una cellula, cumprese una cellula nervosa (1) - esiste in "superposizioni" quantistichechì li permette di avè duie forme diverse à u stessu tempu. Ciascuna di queste forme hè assuciata à una certa quantità di informazioni, kubitem, in questu casu, almacenà duie volte di dati quant'è pari da a cunniscenza classica di stu sistema. Si aghjunghje à questu u fenomenu entanglement qubit, vale à dì l'interazzione di particeddi micca in vicinu, mostra mudellu di u funziunamentu di u cervellu cum'è un computer quantumdescrittu da u famosu fisicu Roger Penrose. Hameroff hà ancu cullaburatu cun ellu, spieghendu cusì a straordinaria rapidità, flessibilità è versatilità di u cervellu.
2. Stuart Hameroff è Ruggeru Penrose
U mondu di e misurazioni di Planck
Sicondu i sustenituri di a teoria di a mente quantistica, u prublema di a cuscenza hè cunnessu cù a struttura di u spaziu-tempu nantu à a scala di Planck. Per a prima volta questu hè statu signalatu da i scientisti sopra citati - Penrose è Hameroff (90) in i so travaglii à u principiu di u 2u seculu. Sicondu elli, s'è no vulemu accettà a tiurìa quantum di a cuscenza, tandu ci vole à sceglie u spaziu in u quali prucessi quantum accadutu. Pò esse un cervellu - da u puntu di vista di a teoria quantistica, un spaziu-tempu di quattru dimensioni chì hà a so propria struttura interna in una scala inimaginable, di l'ordine di 10-35 metri. (Lunghezza di u pianu). À tali distanzi, u spaziu-tempu s'assumiglia à una spugna, chì e bolle anu un voluminu
10-105 m3 (un atomu spaziale hè custituitu di quasi centu per centu quantum vacuum). Sicondu a cunniscenza muderna, un tali vacuum guarantisci a stabilità di l'atomi. Se a cuscenza hè ancu basatu annantu à u vacuum quantum, pò influenzà e proprietà di a materia.
A prisenza di microtubuli in l'ipotesi di Penrose-Hameroff modifica u spaziu-tempu in u locu. Ella "sà" chì simu, è pò influenzallu cambiendu i stati quantum in i microtubuli. Da questu, cunclusioni esotiche ponu esse tirate. Per esempiu, cusì tutti i cambiamenti in a struttura di a materia in a nostra parte di u spaziu-tempu, pruduciutu da a cuscenza, senza ritardu in u tempu, pò teoricamente esse arregistratu in ogni parte di u spaziu-tempu, per esempiu, in una altra galaxia.
Hameroff appare in parechje interviste di stampa. teoria di panpsichismubasatu annantu à l'assunzione chì ci hè un certu tipu di cuscenza in tuttu ciò chì vi circundava. Questa hè una vechja vista restaurata in u seculu XNUMX da Spinoza. Un altru cuncettu derivatu hè panprotopsichizmu - Introduttu u filòsufu David Chalmers. L'hà inventatu cum'è u nome per u cuncettu chì ci hè un esse "ambiguu", potenzalmentu cuscente, ma diventendu veramente cuscente solu quandu hè attivatu o divisu. Per esempiu, quandu l'entità protoconsciente sò attivate o accede da u cervellu, diventanu cuscenti è arricchisce i prucessi neurali cù l'esperienza. Sicondu Hameroff, l'entità panprotopsichiche ponu esse descritte un ghjornu in termini di fisica fundamentale per l'universu (3).
Picculi è grandi collapses
Roger Penrose, à u turnu, basatu annantu à a teoria di Kurt Gödel, prova chì certi azzioni realizati da a mente sò incalculable. Indica chì ùn si pò spiegà u pensamentu umanu algorithmically, è à spiegà sta incomputability, vi tocca à guardà à u colapsu di a funzione d'onda quantum è gravità quantum. Qualchi anni fà, Penrose si dumandava s'ellu ci puderia esse una superposizione quantistica di neuroni carichi o scaricati. Hà pensatu chì u neurone puderia esse à parità cù l'urdinatore quantum in u cervellu. Bits in un computer classicu sò sempre "on" o "off", "zero" o "unu". Per d 'altra banda, l'informatica quantistica travaglia cù qubits chì ponu esse simultaneamente in una superposizione di "zero" è "unu".
Penrose crede chì a massa hè equivalente à a curvatura di u spaziu-tempu. Hè abbastanza per imaginà u spaziu-tempu in una forma simplificata cum'è un fogliu di carta bidimensionale. Tutti i trè dimensioni spaziali sò cumpressi nantu à l'assi X, mentre chì u tempu hè tracciatu nantu à l'assi Y. Una massa in una pusizioni hè una pagina curva in una direzzione, è una massa in una altra pusizioni hè curvata in l'altra direzione. U fondu hè chì una massa, pusizioni o statu currisponde à una certa curvatura in a geometria fundamentale di u spaziu-tempu chì carattirizza l'universu in una scala assai chjuca. Cusì, una certa massa in superposizione significa curvatura in duie o più direzzione à u stessu tempu, chì hè equivalente à una bolla, bulge, o separazione in geometria spaziu-tempu. Sicondu a tiurìa di u mondu, quandu questu succede, un universu sanu novu pò vene à esse - e pagine di u spaziu-tempu divergenu è si sviluppanu individualmente.
Penrose accunsente à una certa misura cù questa visione. In ogni casu, hè cunvinta chì a bolla hè inestabile, vale à dì, collapses in unu o un altru mondu dopu à un certu tempu, chì hè in una certa relazione cù a scala di siparazioni o a dimensione di u spaziu-tempu di a bolla. Per quessa, ùn ci hè bisognu di accettà parechji mondi, ma solu picculi spazii in quale u nostru universu hè strappatu. Utilizendu u principiu di incertezza, u fisicu hà truvatu chì una grande siparazione colapserà rapidamente, è una piccula lentamente. Allora una piccula molécula, cum'è un atomu, pò stà in superposizione per un tempu assai longu, dì 10 milioni d'anni. Ma una grande criatura cum'è un gattu di un chilogrammu pò stà solu in superposizione per 10-37 seconde, cusì ùn vedemu micca spessu i misgi in superposizione.
Sapemu chì i prucessi cerebrali duranu da decine à centinaie di millisecondi. Per esempiu, cù oscillazioni cù una freccia di 40 Hz, a so durata, vale à dì, l'intervallu, hè di 25 millisecondi. U ritmu alfa in un elettroencefalogramma hè 100 millisecondi. Questa scala di tempu richiede nanogrammi di massa in superposizione. In u casu di i microtubuli in superposition, 120 billion tubulins seranu richiesti, vale à dì u so numeru hè 20 XNUMX. neuroni, chì hè u numeru appropritatu di neuroni per avvenimenti psichichi.
I scientisti descrizanu ciò chì ipoteticamente puderia accade in u cursu di un avvenimentu cuscente. L'informatica quantistica si svolge in tubuline è porta à u colapsu secondu u mudellu di riduzzione di Roger Penrose. Ogni colapsu forma a basa di un novu mudellu di cunfigurazioni di tubulin, chì à u turnu determinanu cumu i tubulini cuntrollanu e funzioni cellulari in sinapsi, etc. Ma ogni colapsu di stu tipu riorganizeghja ancu a geometria fundamentale di u spaziu-tempu è apre l'accessu o l'attivazione di u spaziu-tempu. entità incrustate à stu livellu.
Penrose è Hameroff anu chjamatu u so mudellu riduzzione objetiva cumposta (Orch-OR-) perchè ci hè un loop di feedback trà a biologia è l'"armunia" o "composizione" di fluttuazioni quantum. In u so parè, Ci sò fasi alternative di isolamentu è cumunicazione definite da stati di gelazione in u citoplasma chì circundanu i microtubuli, chì si verificanu circa ogni 25 millisecondi. A sequenza di sti "avvenimenti cuscenti" porta à a furmazione di u nostru flussu di cuscenza. L'avemu sperienze cum'è una cuntinuità, cum'è un filmu pare esse cuntinuu, ancu s'ellu ferma una seria di fotogrammi separati.
O forse ancu più bassu
Tuttavia, i fisici eranu scettichi nantu à l'ipotesi di u cervellu quantisticu. Ancu in cundizioni criogeniche di u laboratoriu, mantene a coherenza di stati quantum per più di frazioni di seconda hè un grande prublema. E di u tessulu cerebrale caldu è umitu?
Hameroff crede chì per evità a decoerenza per l'influenzi ambientali, A superposizione quantistica deve esse isolata. Sembra più prubabile chì l'isolamentu puderia accade in a cellula in u citoplasmainduve, per esempiu, a gelazione digià citata intornu à i microtubuli pò prutege. Inoltre, i microtubuli sò assai più chjuchi di i neuroni è sò strutturalmente cunnessi cum'è un cristallu. A scala di grandezza hè impurtante perchè si assume chì una piccula particella, cum'è un elettroni, pò esse in dui posti à u stessu tempu. A più grande qualcosa diventa, u più difficiule hè in u laboratoriu per fà u travagliu in dui posti à u stessu tempu.
Tuttavia, sicondu Matthew Fisher di l'Università di California in Santa Barbara, citatu in u stessu articulu di u New Scientist di dicembre, avemu l'uppurtunità di risolve u prublema di coherenza solu s'è no falà à u livellu. spin atomichi. In particulare, questu significa u spin in i nuclei atomichi di fosforu, truvati in e molécule di composti chimichi impurtanti per u funziunamentu di u cervellu. Fisher hà identificatu certi reazzioni chimichi in u cervellu chì teoricamente pruducenu ioni fosfati in stati intricati. Roger Penrose stessu hà trovu queste osservazioni promettenti, ancu s'ellu favurisce sempre l'ipotesi di i microtubuli.
4. Intelligenza artificiale - visione
L'ipotesi nantu à a basa quantum di a cuscenza anu implicazioni interessanti per e prospettive per u sviluppu di l'intelligenza artificiale. In u so parè, ùn avemu micca a pussibilità di custruisce un AI veramente cuscente (4) basatu nantu à a tecnulugia classica, di siliciu è di transistor. Solu i computer quantistici - è micca l'attuale o ancu a prossima generazione - apriranu a strada à un cervellu "reale", o cuscente, sinteticu.
