Квантовая физика и человеческое сознание

Квантовая физика и человеческое сознание Что более фундаментально, разум

Что более фундаментально, разум или материя? Можно подумать, что в нашу ультраматериалистическую эпоху этот спор будет урегулирован. Но удивительное количество философов и ученых все еще сопротивляется идее, что разум - это всего лишь запоздалое размышление о материи. Один из них - Бернардо Каструп, компьютерный инженер и автор нескольких книг, в том числе Почему материализм - это вздор.

В статье «Должны ли квантовые аномалии заставить нас переосмыслить реальность?», Недавно опубликованной Scientific American, Каструп утверждает, что квантовая механика, а также когнитивная наука, которая предполагает, что умы конструируют, а не пассивно отражают реальность, подрывают предположение о том, что физический мир существует независимо от наших наблюдений. Он призывает к новой парадигме, которая делает разум «сущностью - когнитивно, но также и физически - того, что мы воспринимаем, когда смотрим на мир вокруг себя».

В Twitter физик Шон Кэрролл раскритиковал «плохую статью о квантовой механике» Каструпа, а научный журналист Майкл Мойер назвал ее «вуду». Это немного сурово. Интерпретация квантовой механики Каструпом напоминает мне интерпретацию великого физика Джона Уиллера. Десятилетия назад Уиллер указал на глубокий резонанс между квантовой механикой и теорией информации. Электрон ведет себя как частица или волна в зависимости от того, как мы его исследуем. Теория информации также утверждает, что все сообщения могут быть сведены к «двоичным единицам» или битам, которые являются ответами на вопросы «да» или «нет».

Уилер предложил переформулировать физику в терминах теории информации, и эту идею он сформулировал во фразе «все из бита». В 1989 году он постулировал, что «каждое оно - каждая частица, каждое силовое поле, даже сам пространственно-временной континуум - полностью получает свою функцию, свой смысл, само свое существование - даже если в некоторых контекстах косвенно - от аппарата - выявлял ответы на вопросы типа "да" или "нет", двоичные варианты выбора, биты ". Мы живем во «совместной вселенной», предположил Уиллер, которая возникает из взаимодействия сознания и физической реальности, субъективной и объективной сфер.

Ученые и философы выдвинули множество других гипотез, бросающих вызов строгому материализму. Они включают «организованную объективную редукцию», квантовую теорию сознания, изобретенную физиком Роджером Пенроузом и анестезиологом Стюартом Хамероффом; интегрированная теория информации, которая подразумевает, что сознание пронизывает космос и рекламируется нейробиологом Кристофом Кохом; гипотеза реальности как симуляции, выдвинутая Нилом деГрассом Тайсоном; и антропный принцип, который поддерживает Шон Кэрролл.

Попытки объяснить, откуда берутся субъективные переживания, похоже, имеют мало общего с физикой. Некоторые ученые, однако, предположили, что, возможно, самые глубокие уровни теоретической физики содержат идеи, необходимые для освещения этого вопроса, предполагая, что квантовая физика может использоваться для объяснения самого существования сознания.

Сознание и квантовая физика

Один из первых способов соединения сознания и квантовой физики - это копенгагенская интерпретация квантовой физики. В этой теории квантовая волновая функция коллапсирует из-за того, что сознательный наблюдатель производит измерение физической системы. Это интерпретация квантовой физики, которая вызвала мысленный эксперимент Шредингера с кошкой, демонстрируя некоторый уровень абсурдности такого образа мышления, за исключением того, что он полностью соответствует свидетельствам того, что ученые наблюдают на квантовом уровне.

Одна крайняя версия Копенгагенской интерпретации была предложена Джоном Арчибальдом Уилером и называется коллективным антропным принципом, который гласит, что вся вселенная схлопнулась до состояния, которое мы видим именно потому, что должны были присутствовать сознательные наблюдатели, чтобы вызвать коллапс. Любые возможные вселенные, не содержащие сознательных наблюдателей, автоматически исключаются.

Квантовая физика и человеческое сознание

Имплицитный порядок

Физик Дэвид Бом утверждал, что, поскольку и квантовая физика, и теория относительности были неполными теориями, они должны указывать на более глубокую теорию. Он считал, что эта теория будет квантовой теорией поля, представляющей нераздельную целостность Вселенной. Он использовал термин «имплицитный порядок», чтобы выразить то, на что, по его мнению, должен быть похож этот фундаментальный уровень реальности, и полагал, что то, что мы видим, является сломанными отражениями этой фундаментально упорядоченной реальности.

Бом выдвинул идею о том, что сознание каким-то образом является проявлением этого имплицитного порядка и что попытки понять сознание, просто глядя на материю в пространстве, обречены на провал. Однако он никогда не предлагал какого-либо научного механизма для изучения сознания, поэтому эта концепция так и не стала полностью разработанной теорией.

Человеческий мозг

Идея использования квантовой физики для объяснения человеческого сознания по-настоящему появилась в 1989 году в книге Роджера Пенроуза «Новый разум императора: о компьютерах, разуме и законах физики». Книга была написана специально в ответ на заявление исследователей искусственного интеллекта старой школы, считавших, что мозг - это не более чем биологический компьютер. В этой книге Пенроуз утверждает, что мозг намного сложнее, чем это, возможно, ближе к квантовому компьютеру. Вместо того, чтобы работать в строго бинарной системе включения и выключения, человеческий мозг работает с вычислениями, которые одновременно находятся в суперпозиции разных квантовых состояний.

Аргументом в пользу этого является подробный анализ того, что на самом деле могут выполнять обычные компьютеры. В основном компьютеры работают по запрограммированным алгоритмам. Пенроуз возвращается к истокам компьютера, обсуждая работу Алана Тьюринга, который разработал «универсальную машину Тьюринга», которая является основой современного компьютера. Однако Пенроуз утверждает, что такие машины Тьюринга (и, следовательно, любой компьютер) имеют определенные ограничения, которые, по его мнению, не обязательно есть у мозга.

Квантовая неопределенность

Некоторые сторонники квантового сознания выдвинули идею о том, что квантовая неопределенность - тот факт, что квантовая система никогда не может предсказать результат с уверенностью, а только как вероятность из различных возможных состояний - будет означать, что квантовое сознание решает проблему того, может ли или нет, у людей на самом деле есть свобода воли. Итак, аргумент гласит, что если человеческое сознание управляется квантовыми физическими процессами, то оно не детерминировано, и, следовательно, люди обладают свободой воли.

С этим связан ряд проблем, которые суммировал нейробиолог Сэм Харрис в своей короткой книге «Свободная воля», где он заявил:

«Если детерминизм истинен, будущее установлено - и это включает в себя все наши будущие состояния ума и наше последующее поведение. И в той мере, в которой закон причины и следствия подвержен индетерминизму - квантовому или иному - мы не можем доверять Для того, что происходит, не существует комбинации этих истин, которая кажется совместимой с популярным представлением о свободе воли.

Эксперимент с двойной щелью

Одним из самых известных случаев квантовой неопределенности является эксперимент с квантовой двойной щелью, в котором квантовая теория утверждает, что нет способа с уверенностью предсказать, через какую щель пройдет данная частица, если только кто-то на самом деле не наблюдает за тем, как она движется. через щель. Однако в этом выборе проведения этого измерения нет ничего, что определяло бы, через какую щель пройдет частица. В базовой конфигурации этого эксперимента существует 50-процентная вероятность того, что частица пройдет через любую щель, и если кто-то наблюдает за щелями, то экспериментальные результаты будут совпадать с этим распределением случайным образом.

Место в этой ситуации, когда кажется, что у людей действительно есть какой-то выбор, - это то, что человек может выбрать, будет ли он проводить наблюдение. Если он этого не делает, то частица не проходит через конкретную щель: вместо этого она проходит через обе щели. Но это не та часть ситуации, которую философы и сторонники свободной воли используют, когда говорят о квантовой неопределенности, потому что на самом деле это вариант между бездействием и достижением одного из двух детерминированных результатов.

Американский космический челнок Dream Chaser

Секрет левитации

Что такое геоглиф?

Тайны Саргассова моря