Quen está ao tanto? Nós ou espazo-tempo?
Metafísica? Moitos científicos temen que as hipóteses sobre a natureza cuántica da mente e a memoria pertenzan a esta coñecida área non científica. Por outra banda, que é, se non ciencia, a procura dunha base física, aínda que cuántica, para a conciencia, en lugar dunha busca de explicacións sobrenaturais?
1. Microtúbulos - Visualización
Para citar o número de decembro de New Scientist, o anestesista de Arizona Stuart Hameroff leva anos dicindo que microtúbulos - Estruturas fibrosas cun diámetro de 20-27 nm, formadas como resultado da polimerización da proteína tubulina e que actúan como un citoesqueleto que forma unha célula, incluída unha célula nerviosa (1). "Superposicións" cuánticaso que lles permite ter dúas formas diferentes ao mesmo tempo. Cada un destes formularios está asociado a unha determinada cantidade de información, kubitem, neste caso almacenando o dobre de datos do que parecería pola comprensión clásica deste sistema. Se a isto lle engadimos o fenómeno enredo de qubit, é dicir, interaccións de partículas non próximas, mostra modelo do funcionamento do cerebro como ordenador cuánticodescrito polo famoso físico Roger Penrose. Hameroff tamén colaborou con el, explicando así a extraordinaria velocidade, flexibilidade e versatilidade do cerebro.
2. Stuart Hameroff e Roger Penrose
O mundo das medidas de Planck
Segundo os partidarios da teoría da mente cuántica, o problema da conciencia está conectado coa estrutura do espazo-tempo na escala de Planck. Por primeira vez así o sinalaron os citados científicos -Penrose e Hameroff (90) nos seus traballos a principios do século II. Segundo eles, se queremos aceptar a teoría cuántica da conciencia, entón debemos escoller o espazo no que teñen lugar os procesos cuánticos. Pode ser un cerebro, desde o punto de vista da teoría cuántica, un espazo-tempo cuatridimensional que ten a súa propia estrutura interna a unha escala inimaxinablemente pequena, da orde de 10-35 metros. (Lonxitude de Planck). A tales distancias, o espazo-tempo aseméllase a unha esponxa, cuxas burbullas teñen un volume
10-105 m3 (un átomo consiste espacialmente en case o cento por cento de baleiro cuántico). Segundo o coñecemento moderno, tal baleiro garante a estabilidade dos átomos. Se a conciencia tamén se basea no baleiro cuántico, pode influír nas propiedades da materia.
A presenza de microtúbulos na hipótese de Penrose-Hameroff modifica o espazo-tempo localmente. Ela "sabe" que somos, e pode influír en nós cambiando os estados cuánticos dos microtúbulos. Diso pódense extraer conclusións exóticas. Por exemplo, tal que todos os cambios na estrutura da materia na nosa parte do espazo-tempo, producidos pola conciencia, sen ningún atraso no tempo, poden teoricamente rexistrarse en calquera parte do espazo-tempo, por exemplo, noutra galaxia.
Hameroff aparece en moitas entrevistas de prensa. teoría do panpsiquismobaseado na suposición de que hai un certo tipo de conciencia en todo o que te rodea. Esta é unha vista antiga restaurada no século XNUMX por Spinoza. Outro concepto derivado é panprotopsiquismo - Presentación do filósofo David Chalmers. El acuñouno como nome para o concepto de que hai un ser "ambiguo", potencialmente consciente, pero só se fai verdadeiramente consciente cando se activa ou se divide. Por exemplo, cando as entidades protoconscientes son activadas ou accedidas polo cerebro, vólvense conscientes e enriquecen os procesos neuronais coa experiencia. Segundo Hameroff, as entidades panprotopsíquicas poden ser descritas algún día en termos de física fundamental para o universo (3).
Colapsos pequenos e grandes
Roger Penrose, pola súa banda, baseándose na teoría de Kurt Gödel, demostra que algunhas accións realizadas pola mente son incalculables. Indica que non podes explicar algorítmicamente o pensamento humano, e para explicar esta incomputabilidade, tes que mirar o colapso da función de onda cuántica e da gravidade cuántica. Hai uns anos, Penrose preguntouse se podería haber unha superposición cuántica de neuronas cargadas ou descargadas. Pensou que a neurona podería estar á par coa computadora cuántica do cerebro. Os bits nun ordenador clásico sempre están "activados" ou "desactivados", "cero" ou "un". Por outra banda, as computadoras cuánticas traballan con qubits, que poden estar simultaneamente na superposición de "cero" e "un".
Penrose cre iso a masa é equivalente á curvatura do espazo-tempo. Abonda con imaxinar o espazo-tempo nunha forma simplificada como unha folla de papel bidimensional. As tres dimensións espaciais comprímense no eixe X, mentres que o tempo está representado no eixe Y. Unha masa nunha posición é unha páxina curva nunha dirección, e unha masa noutra posición está curvada na outra dirección. A conclusión é que unha masa, posición ou estado corresponde a unha certa curvatura na xeometría fundamental do espazo-tempo que caracteriza o universo a moi pequena escala. Así, algunha masa en superposición significa curvatura en dúas ou máis direccións ao mesmo tempo, o que equivale a unha burbulla, protuberancia ou separación na xeometría espazo-temporal. Segundo a teoría dos moitos mundos, cando isto ocorre, pode xurdir un universo completamente novo: as páxinas do espazo-tempo diverxen e desenvólvense individualmente.
Penrose está de acordo en certa medida con esta visión. Porén, está convencido de que a burbulla é inestable, é dicir, colapsa nun ou outro mundo despois dun tempo determinado, que está en certa relación coa escala de separación ou o tamaño do espazo-tempo da burbulla. Polo tanto, non hai que aceptar moitos mundos, senón só pequenas áreas nas que o noso universo está esgazado. Usando o principio de incerteza, o físico descubriu que unha gran separación colapsará rapidamente e outra pequena lentamente. Entón unha molécula pequena, como un átomo, pode permanecer en superposición durante moito tempo, digamos 10 millóns de anos. Pero unha criatura grande como un gato dun quilo só pode permanecer en superposición durante 10-37 segundos, polo que non adoitamos ver gatos en superposición.
Sabemos que os procesos cerebrais duran de decenas a centos de milisegundos. Por exemplo, con oscilacións cunha frecuencia de 40 Hz, a súa duración, é dicir, o intervalo, é de 25 milisegundos. O ritmo alfa nun electroencefalograma é de 100 milisegundos. Esta escala de tempo require nanogramos de masa en superposición. No caso dos microtúbulos en superposición, necesitaríanse 120 mil millóns de tubulinas, é dicir, o seu número é 20 XNUMX. neuronas, que é o número adecuado de neuronas para eventos psíquicos.
Os científicos describen o que hipotéticamente podería ocorrer no transcurso dun evento consciente. A computación cuántica ten lugar en tubulinas e leva ao colapso segundo o modelo de redución de Roger Penrose. Cada colapso constitúe a base dun novo patrón de configuracións da tubulina, que á súa vez determinan como as tubulinas controlan as funcións celulares nas sinapses, etc. Pero calquera colapso deste tipo tamén reorganiza a xeometría fundamental do espazo-tempo e abre o acceso ou a activación da mesma. entidades integradas a este nivel.
Penrose e Hameroff nomearon o seu modelo redución obxectiva composta (Orch-OR-) porque existe un bucle de retroalimentación entre a bioloxía e a "harmonía" ou "composición" das flutuacións cuánticas. Na súa opinión, existen fases alternativas de illamento e comunicación definidas por estados de xelación dentro do citoplasma que rodea os microtúbulos, que ocorren aproximadamente cada 25 milisegundos. A secuencia destes "eventos conscientes" leva á formación do noso fluxo de conciencia. Vivímola como unha continuidade, igual que unha película parece ser continua, aínda que segue sendo unha serie de fotogramas separados.
Ou quizais aínda máis baixo
Non obstante, os físicos eran escépticos sobre as hipóteses do cerebro cuántico. Mesmo en condicións crioxénicas de laboratorio, manter a coherencia dos estados cuánticos durante máis tempo que fraccións de segundo é un gran problema. E o tecido cerebral quente e húmido?
Hameroff considera que para evitar a decoherencia debido ás influencias ambientais, a superposición cuántica debe permanecer illada. Parece máis probable que se produza o illamento dentro da célula no citoplasmaonde, por exemplo, a xa mencionada xelación arredor dos microtúbulos pode protexelos. Ademais, os microtúbulos son moito máis pequenos que as neuronas e están conectados estruturalmente como un cristal. A escala de tamaño é importante porque se supón que unha pequena partícula, como un electrón, pode estar en dous lugares ao mesmo tempo. Canto máis grande se fai algo, máis difícil é no laboratorio facelo funcionar en dous lugares ao mesmo tempo.
Non obstante, segundo Matthew Fisher da Universidade de California en Santa Bárbara, citado no mesmo artigo de decembro de New Scientist, só temos a oportunidade de resolver o problema de coherencia se baixamos ao nivel. xiros atómicos. En particular, isto significa o xiro nos núcleos atómicos do fósforo, que se atopa nas moléculas de compostos químicos importantes para o funcionamento do cerebro. Fisher identificou certas reaccións químicas no cerebro que teoricamente producen ións fosfato en estados entrelazados. O propio Roger Penrose atopou estas observacións prometedoras, aínda que aínda favorece a hipótese dos microtúbulos.
4. Intelixencia artificial - visión
As hipóteses sobre a base cuántica da conciencia teñen implicacións interesantes para as perspectivas do desenvolvemento da intelixencia artificial. Na súa opinión, non temos ningunha posibilidade de construír unha IA verdadeiramente consciente (4) baseada na tecnoloxía clásica, de silicio e de transistores. Só os ordenadores cuánticos -e non os actuais nin sequera a seguinte xeración- abrirán o camiño a un cerebro sintético "real", ou consciente.
