КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО СОЗНАНИЯ НУЖДАЕТСЯ В ПОДТВЕРЖДЕНИИ
Saturday, June 29, 2013
Здравствуйте, science.
Good morning, afternoon, evening, science.
http://compulenta.computerra.ru/veshestvo/fizika/10007617/ - КВАНТОВАЯ
ПРИРОДА
ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО СОЗНАНИЯ НУЖДАЕТСЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ПОДТВЕРЖДЕНИИ 28 июня 2013
года, 18:24
КВАНТОВАЯ ПРИРОДА ЧЕЛОВЕЧЕСКОГО СОЗНАНИЯ НУЖДАЕТСЯ В ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНОМ ПОДТВЕРЖДЕНИИ
Александр Березин -- 28 июня 2013 года, 18:24
Хотя теория Пенроуза -- Хамероффа в последнее время упоминается всё чаще, отношение
к ней остаётся весьма сдержанным. Чем же она так плоха? И почему её недостатки
до сих пор не отпугнули последователей?
Физик Роджер Пенроуз (Roger Penrose) из Оксфордского университета (Великобритания)
и анестезиолог Стюарт Хамерофф (Stuart Hameroff) из Аризонского университета
(США) довольно давно представили теорию о том, что наше сознание суть квантовый
компьютер. Только не те экспериментальные установки, которые иногда помогают
в решении отдельных Google-задач, а полноценные <<сильные>> версии квантовых
компьютеров, о создании которых человечество пока лишь мечтает:
Если верить названным учёным, в нашем мозгу используется несколько полезнейших
особенностей квантовомеханических процессов -- к примеру, способность одной частицы
находиться сразу в двух местах.
В середине июня г-да Пенроуз и Хамерофф в очередной раз выступали с подобными
идеями -- на сей раз на международном конгрессе <<Глобальное будущее-2045>>,
который проходил в Нью-Йорке (США).
Теория Пенрозуа однозначна: наше сознание -- продукт деятельности квантового
компьютера, которым с рождения оснащён каждый человек. Однако D-Wave вроде бы
не спешит раздавать свои акции безработным на улицах... Может быть, физик всё-таки
неправ? (Илл. Shutterstock.)
Один из основных их аргументов выглядит относительно убедительно. Широко известная
теорема Гёделя о неполноте ясно показывает: формальная арифметика принципиально
ограничена. Более того, ограничена всякая формальная система, в которой можно
определить натуральные числа, 0, 1 и пр. базисные понятия того же ряда. Первая
теорема Гёделя делает вывод: если формальная арифметика непротиворечива, то в
ней существует невыводимая и неопровержимая формула, а вторая постулирует следующее:
если формальная арифметика непротиворечива, то в ней невыводима некоторая формула,
содержательно утверждающая непротиворечивость этой арифметики. Из этого вытекают
важные последствия для расчётов, выполняемых с помощью обычных компьютеров и
базирующихся на тех же понятиях, что и формальная арифметика. Однако, замечает
г-н Пенроуз, на практике человеческие математики способны доказывать то, что,
согласно теореме Гёделя, не должны решать системы компьютерного вида.
Вывод физика прост: это прямо указывает на построение человеческого мозга на
принципах, далеко отстоящих от тех, что используются в компьютерах. И поскольку
нам неизвестны другие принципы вычислений, кроме классических -- заложенных в
обычные ЭВМ, и квантовых -- предположительно, заложенных в квантовые компьютеры
D-Wave, то напрашивается такая мысль: наш мозг основывает свои расчёты на квантовой
механике.
Что в этой теории хорошо? Главное её преимущество в том, что ни один специалист
по человеческому мозгу пока не предложил ни одного удовлетворительного объяснения
сознания -- состояния, при котором субъект сознает себя и способен мыслить. Очевидно,
идея г-на Пенроуза на этом скудном теоретическом фоне кажется по крайней мере
теорией, достойной рассмотрения.
И тут мы подходим к тому, чем эта концепция плоха. В самом деле, почему это направление
мысли считают маргинальным, хотя сам Роджер Пенроуз, без сомнения, физик выдающийся?
Всё просто: он не объясняет, не будучи <<специалистом по мозгу>>, какие конкретно
механизмы отвечают за квантовые вычисления в реальном мозгу человека. Стюарт
Хамеррофф после ознакомления с теорией предположил, что возможность мозговых
квантовых вычислений могут обеспечивать маленькие волокнистые структуры, известные
как микротрубочки, входящие в цитоскелет клеток (в том числе аксонов).
Микротрубочки состоят из единиц протеина, известного как тубулин. В определённых
районах этого белка электроны начинают <<кружиться>> очень близко друг к другу.
Согласно предположениям г-на Хамероффа, в этой точке электроны могут стать квантово
запутанными, после чего даже в случае пространственного разделения действие,
происходящее с одним из электронов, может повлиять на другой. В этой ситуации
возникновение и исчезновение квантовой когерентности может быть как-то связано
с динамической нестабильностью микротрубочек, которые то полимеризуются, то деполимеризуются,
причём делают это постоянно, никогда не пребывая в одном устойчивом состоянии.
При этом микротрубочки в одном нейроне могут быть связаны с аналогичными объектами
в другом нейроне посредством щелевых контактов -- способа соединения клеток при
помощи белковых каналов, коннексонов. Последние обеспечивают электрическое соединение
двух клеток, а также перенос между ними небольших молекул.
Тем не менее, с точки зрения физического мейнстрима, всё предлагаемое г-ном Хамероффом
в части реализации квантовых вычислений в нашей голове -- ненаучная фантастика.
Наши нынешние квантовые компьютеры предельно чувствительны к шуму. Чтобы минимизировать
его, нужно изолировать систему и охладить её почти до абсолютного нуля, дабы
тепло не порождало колебания атомов и не генерировало тем самым шумы. Это делает
картину квантовых вычислений в таком тёплом и влажном месте, как человеческий
мозг, нереалистичной, уверена основная масса физиков. И даже не пытайтесь спрашивать
о том, уверены ли они, что для квантовых состояний нет каких-то особых условий,
в которых они могут оставаться когерентными, несмотря на шум, порождаемый высокой
температурой. Их ответ будет краток: экспериментальных подтверждений таким процессам
нет.
В принципе, квантовые состояния в мозгу всё же возможны, но основная часть научного
мира полагает, что они существуют там слишком короткое время, чтобы на этой основе
можно было производить какие-то умственные операции.
?-тубулин, из которого состоят микротрубочки в нейронах нашего мозга, на самом
деле встречается не только в растениях. Даже несчастные прокариоты имеют гомологичный
протеин FtsZ! На снимке -- тубулин в тетрахимене, пресноводной инфузории. (Фото
Pawel Jasnos.)
Другой элемент критического восприятия теории Пенроуза родом из исследований
мозга. Модель г-на Хамероффа утверждает, что микротрубочки обеспечивают нам квантовое
сознание. Но дело в том, что микротрубочки пришли к животным не с Луны. И встречаются
даже в растениях, которые, как острит Бернард Баарс (Bernard Baars), возглавляющий
Общество наук по изучению мозга, <<насколько нам известно, лишены сознания>>.
Здесь, правда, стоит напомнить, что относительно недавно выяснилось, что и растения
в прямом смысле слова живут за счёт квантовомеханических процессов...
И всё же как раз врачи встречают идею не совсем в штыки. <<Если кто-то проведёт
эксперимент -- один единственный эксперимент, -- говорит Бернард Баарс, -- то
я отброшу весь свой скептицизм>>. Физики, само собой, настроены резче, примерно
как Резерфорд в 1933 году, оценивая перспективы получения энергии от деления
атома. Помните?
Интересно, прояснится ли настолько же ситуация с квантовым сознанием за ближайшие
12 лет?
Подготовлено по материалам LiveScience. Изображение на заставке принадлежит Shutterstock.
Физикам по приколу пофилософствовать, пофантазировать и предаться
размышлениям на всякие отвлеченные темы. На их конкретную работу и расчёты
это слава богу никак не влияет. Или влияет, но в лучшую сторону: чем больше
бездарных физиков уйдет в писатели-фантасты, тем лучше для физики.
Умиление смешанное с ужасом вызывают психологи, 90 процентов которых
уверены, что существуют параллельльные миры, что квантовая запутанность
ставит крест на физике и науке вообще. Для них квантовая механика уже давно
является синонимом сознания, поскольку сознание - это тоже неизвестно что
такое.
Поэтому я бы посоветовал физикам поменьше философствовать и фантазировать,
ведь не дай бог придется обратиться за помощью к психологу... Никто не
застрахован.
29 июня 2013 г., 7:38 пользователь S <kon***@a*****.ru> написал: