Siapa yang tahu? Kita atau ruang-waktu?
Metafisika? Banyak ilmuwan khawatir bahwa hipotesis tentang sifat kuantum dari pikiran dan ingatan termasuk dalam area tidak ilmiah yang terkenal ini. Di sisi lain, apa, jika bukan sains, pencarian untuk fisik, meskipun kuantum, dasar untuk kesadaran, alih-alih mencari penjelasan supernatural?
1. Mikrotubulus - Visualisasi
Mengutip dari New Scientist edisi Desember, ahli anestesi Arizona Stuart Hameroff telah mengatakan selama bertahun-tahun bahwa mikrotubulus - struktur berserat dengan diameter 20-27 nm, terbentuk sebagai hasil polimerisasi protein tubulin dan bertindak sebagai sitoskeleton yang membentuk sel, termasuk sel saraf (1) - ada di "superposisi" kuantumyang memungkinkan mereka untuk memiliki dua bentuk yang berbeda pada waktu yang sama. Masing-masing bentuk ini dikaitkan dengan sejumlah informasi, kubitem, dalam hal ini menyimpan data dua kali lebih banyak daripada yang terlihat dari pemahaman klasik tentang sistem ini. Jika kita menambahkan fenomena ini keterikatan qubit, yaitu interaksi partikel yang tidak berdekatan, menunjukkan model fungsi otak sebagai komputer kuantumdijelaskan oleh fisikawan terkenal Roger Penrose. Hameroff juga berkolaborasi dengannya, sehingga menjelaskan kecepatan, fleksibilitas, dan keserbagunaan otak yang luar biasa.
2. Stuart Hameroff dan Roger Penrose
Dunia pengukuran Planck
Menurut pendukung teori pikiran kuantum, masalah kesadaran terkait dengan struktur ruang-waktu pada skala Planck. Untuk pertama kalinya hal ini ditunjukkan oleh para ilmuwan yang disebutkan di atas - Penrose dan Hameroff (90) dalam karya mereka di awal abad ke-2. Menurut mereka, jika kita ingin menerima teori kesadaran kuantum, maka kita harus memilih ruang tempat berlangsungnya proses kuantum. Itu bisa berupa otak - dari sudut pandang teori kuantum, ruang-waktu empat dimensi yang memiliki struktur internalnya sendiri dalam skala kecil yang tak terbayangkan, sekitar 10-35 meter. (Panjang papan). Pada jarak seperti itu, ruang-waktu menyerupai spons, yang gelembungnya memiliki volume
10-105 m3 (sebuah atom secara spasial terdiri dari hampir seratus persen vakum kuantum). Menurut pengetahuan modern, ruang hampa semacam itu menjamin stabilitas atom. Jika kesadaran juga didasarkan pada vakum kuantum, ia dapat mempengaruhi sifat-sifat materi.
Kehadiran mikrotubulus dalam hipotesis Penrose-Hameroff memodifikasi ruang-waktu secara lokal. Dia "tahu" bahwa kita ada, dan dapat mempengaruhi kita dengan mengubah keadaan kuantum dalam mikrotubulus. Dari sini, kesimpulan eksotis dapat ditarik. Misalnya seperti semua perubahan dalam struktur materi di bagian ruang-waktu kita, yang dihasilkan oleh kesadaran, tanpa penundaan waktu, secara teoritis dapat direkam di bagian ruang-waktu mana pun, misalnya, di galaksi lain.
Hameroff muncul dalam banyak wawancara pers. teori panpsikismeberdasarkan asumsi bahwa ada jenis kesadaran tertentu dalam segala hal di sekitar Anda. Ini adalah pemandangan lama yang dipugar pada abad ke-XNUMX oleh Spinoza. Konsep turunan lainnya adalah panprotopsikisme - Filsuf David Chalmers diperkenalkan. Dia menciptakannya sebagai nama untuk konsep bahwa ada makhluk yang "ambigu", berpotensi sadar, tetapi hanya menjadi benar-benar sadar ketika diaktifkan atau dibagi. Misalnya, ketika entitas protosadar diaktifkan atau diakses oleh otak, mereka menjadi sadar dan memperkaya proses saraf dengan pengalaman. Menurut Hameroff, entitas panprotopsychic suatu hari nanti dapat dijelaskan dalam istilah fisika fundamental alam semesta (3).
Keruntuhan kecil dan besar
Roger Penrose, pada gilirannya, berdasarkan teori Kurt Gödel, membuktikan bahwa beberapa tindakan yang dilakukan oleh pikiran tidak dapat dihitung. Mengindikasikan bahwa Anda tidak dapat menjelaskan pemikiran manusia secara algoritmik, dan untuk menjelaskan ketidakmungkinan ini, Anda harus melihat keruntuhan fungsi gelombang kuantum dan gravitasi kuantum. Beberapa tahun yang lalu, Penrose bertanya-tanya apakah mungkin ada superposisi kuantum dari neuron yang diisi atau dilepaskan. Dia berpikir bahwa neuron bisa setara dengan komputer kuantum di otak. Bit di komputer klasik selalu "hidup" atau "mati", "nol" atau "satu". Di sisi lain, komputer kuantum bekerja dengan qubit yang secara bersamaan dapat berada dalam superposisi "nol" dan "satu".
Penrose percaya bahwa massa sama dengan kelengkungan ruang-waktu. Cukup membayangkan ruang-waktu dalam bentuk yang disederhanakan sebagai selembar kertas dua dimensi. Ketiga dimensi spasial dikompresi pada sumbu x, sedangkan waktu diplot pada sumbu y. Massa di satu posisi adalah halaman yang melengkung ke satu arah, dan massa di posisi lain melengkung ke arah lain. Intinya adalah bahwa massa, posisi, atau keadaan sesuai dengan kelengkungan tertentu dalam geometri dasar ruang-waktu yang mencirikan alam semesta dalam skala yang sangat kecil. Jadi, beberapa massa dalam superposisi berarti kelengkungan dalam dua arah atau lebih pada saat yang sama, yang setara dengan gelembung, tonjolan, atau pemisahan dalam geometri ruang-waktu. Menurut teori banyak dunia, ketika ini terjadi, alam semesta yang sama sekali baru dapat muncul—halaman-halaman ruang-waktu menyimpang dan terbuka satu per satu.
Penrose setuju sampai batas tertentu dengan visi ini. Namun, dia yakin bahwa gelembung itu tidak stabil, yaitu, ia runtuh ke satu atau lain dunia setelah waktu tertentu, yang dalam beberapa kaitannya dengan skala pemisahan atau ukuran ruang-waktu gelembung. Oleh karena itu, tidak perlu menerima banyak dunia, tetapi hanya area kecil di mana alam semesta kita terkoyak. Dengan menggunakan prinsip ketidakpastian, fisikawan menemukan bahwa pemisahan besar akan runtuh dengan cepat, dan pemisahan kecil perlahan. Jadi sebuah molekul kecil, seperti atom, dapat tetap berada dalam superposisi untuk waktu yang sangat lama, katakanlah 10 juta tahun. Tapi makhluk besar seperti kucing seberat satu kilogram hanya bisa bertahan dalam posisi superposisi selama 10-37 detik, jadi kita jarang melihat kucing dalam posisi superposisi.
Kita tahu bahwa proses otak berlangsung dari puluhan hingga ratusan milidetik. Misalnya, dengan osilasi dengan frekuensi 40 Hz, durasinya, yaitu intervalnya, adalah 25 milidetik. Irama alfa pada elektroensefalogram adalah 100 milidetik. Skala waktu ini membutuhkan nanogram massa dalam superposisi. Dalam kasus mikrotubulus dalam superposisi, 120 miliar tubulin akan diperlukan, yaitu jumlahnya adalah 20 XNUMX. neuron, yang merupakan jumlah neuron yang sesuai untuk peristiwa psikis.
Para ilmuwan menggambarkan apa yang secara hipotetis bisa terjadi selama peristiwa sadar. Komputasi kuantum terjadi di tubulin dan mengarah ke keruntuhan menurut model reduksi Roger Penrose. Setiap keruntuhan membentuk dasar dari pola baru konfigurasi tubulin, yang pada gilirannya menentukan bagaimana tubulin mengontrol fungsi seluler pada sinapsis, dll. Tetapi keruntuhan jenis ini juga mereorganisasi geometri dasar ruang-waktu dan membuka akses ke atau aktivasi entitas tertanam pada tingkat ini.
Penrose dan Hameroff menamai model mereka reduksi objektif tersusun (Orch-OR-) karena ada lingkaran umpan balik antara biologi dan "harmoni" atau "komposisi" fluktuasi kuantum. Menurut pendapat mereka, ada fase isolasi dan komunikasi alternatif yang ditentukan oleh keadaan gelasi dalam sitoplasma yang mengelilingi mikrotubulus, yang terjadi kira-kira setiap 25 milidetik. Urutan "peristiwa sadar" ini mengarah pada pembentukan aliran kesadaran kita. Kami mengalaminya sebagai sebuah kontinuitas, seperti sebuah film yang tampaknya berkelanjutan, meskipun ia tetap merupakan rangkaian dari bingkai-bingkai yang terpisah.
Atau bahkan mungkin lebih rendah
Namun, fisikawan skeptis tentang hipotesis otak kuantum. Bahkan di bawah kondisi kriogenik laboratorium, mempertahankan koherensi keadaan kuantum lebih lama dari sepersekian detik adalah masalah besar. Bagaimana dengan jaringan otak yang hangat dan lembab?
Hameroff percaya bahwa untuk menghindari dekoherensi karena pengaruh lingkungan, superposisi kuantum harus tetap terisolasi. Tampaknya lebih mungkin bahwa isolasi dapat terjadi di dalam sel di dalam sitoplasmadi mana, misalnya, gelasi yang telah disebutkan di sekitar mikrotubulus dapat melindunginya. Selain itu, mikrotubulus jauh lebih kecil dari neuron dan secara struktural terhubung seperti kristal. Skala ukuran penting karena diasumsikan bahwa partikel kecil, seperti elektron, dapat berada di dua tempat pada waktu yang sama. Semakin besar sesuatu, semakin sulit di lab untuk membuatnya bekerja di dua tempat pada waktu yang sama.
Namun, menurut Matthew Fisher dari University of California di Santa Barbara, dikutip dalam artikel New Scientist bulan Desember yang sama, kita memiliki peluang untuk memecahkan masalah koherensi hanya jika kita turun ke level putaran atom. Secara khusus, ini berarti putaran inti atom fosfor, yang ditemukan dalam molekul senyawa kimia yang penting untuk fungsi otak. Fisher mengidentifikasi reaksi kimia tertentu di otak yang secara teoritis menghasilkan ion fosfat dalam keadaan terjerat. Roger Penrose sendiri menemukan pengamatan ini menjanjikan, meskipun ia masih menyukai hipotesis mikrotubulus.
4. Kecerdasan buatan - visi
Hipotesis tentang dasar kuantum kesadaran memiliki implikasi menarik bagi prospek pengembangan kecerdasan buatan. Menurut pendapat mereka, kami tidak memiliki peluang untuk membangun AI (4) yang benar-benar sadar berdasarkan teknologi klasik, silikon, dan transistor. Hanya komputer kuantum - bukan generasi sekarang atau bahkan generasi berikutnya - yang akan membuka jalan menuju otak sintetis yang "nyata", atau sadar.
