Сознание и квантовая физика: Стюарт Хамерофф (Stuart Hameroff) и Роджер Пенроуз (Roger Penrose) против Макса Тегмарка (Max Tegmark) и многих других

В 1996 году С. Хамерофф* и Р. Пенроуз предложили квантовую теорию сознания [1, 2] (она качественно описана в двух научпоп книгах Пенроуза - "Новый ум короля: О компьютерах, мышлении и законах физики" и, особенно, "Тени разума: В поисках науки о сознании")

Теория основана, в частности, на квантовых переходах белка тубулина в микротрубочках, из которых состоит цитоскелет нейрона

В рамках этой теории, сознание - макроскопическое квантовое состояние, качественно сходное со сверхпроводимостью и квантовыми жидкостями (например, сверхтекучестью гелия-4)

В 2000 году физик-теоретик в области космологии Макс Тегмарк, ныне профессор MIT, опубликовал критику теории Хамероффа-Пенроуза [3, 4], основываясь на том, что скорость разрушения этого квантового состояния из-за взаимодействия с окружающей средой (т.н. процесс декогеренции, подробнее см., например, в [5, 6]) будет чрезвычайно быстрой, т.е. время декогеренции будет на много порядков величины меньше, чем характерные физиологические времена срабатывания нейрона (~ 1 миллисекунды)

То есть, согласно Тегмарку, состояния мозга, включая сознание, описываются классической, а не квантовой физикой

Несмотря на возражения авторов [2, 7], научная общественность в основном согласилась, что теория Хамероффа-Пенроуза "притянута за уши", т.е. неправдоподобна [8-11]

Тем не менее, желание описать сознание квантовыми эффектами в народе живет** (см. обзоры [12, 13]) и статьи в специализированном научном журнале NeuroQuantology продолжают активно выпускаться (правда, как названия статей, так и авторы становятся всё более и более странными)

Стоит подчеркнуть, что квантовые эффекты в биологии есть [14, 15], но проявляются не в макроскопических масштабах (точнее, в таких масштабах не проявляется их квантовая когерентность)

Примечательно, что Макс Тегмарк, по-видимому увлекшись теорией сознания, в итоге предложил собственную [16] (авторское научпоп изложение см. в [17]), согласно которой, сознание - это "просто" ещё одно агрегатное состояние материи

Более того, впечатлившись успехами с глубоким обучением нейросетей, он написал научпоп футуристическую книгу о будущем человечества "Life 3.0: Being Human in the Age of Artificial Intelligence" (2017), в переводе - "Жизнь 3.0. Быть человеком в эпоху искусственного интеллекта" (2019)

Ссылки:

[1]: S. Hameroff, R. Penrose, Orchestrated reduction of quantum coherence in brain microtubules: A model for consciousness, Math. Comput. Simul. 40, 453-480 (1996). https://doi.org/10.1016/0378-4754(96)80476-9

[2]: S. Hameroff, R. Penrose, Consciousness in the universe: A review of the ‘Orch OR’ theory, Phys. Life Rev. 11, 39-78 (2014). https://doi.org/10.1016/j.plrev.2013.08.002

[3]: M. Tegmark, Importance of quantum decoherence in brain processes, Phys. Rev. E 61, 4194 (2000). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.61.4194

[4]: M. Tegmark, Why the brain is probably not a quantum computer, Inf. Sci. 128, 155-179 (2000). https://doi.org/10.1016/S0020-0255(00)00051-7

[5]: M. Schlosshauer, Decoherence, the measurement problem, and interpretations of quantum mechanics, Rev. Mod. Phys. 76, 1267-1305 (2005). https://doi.org/10.1103/RevModPhys.76.1267

[6]: M.A. Schlosshauer, Decoherence and the quantum-to-classical transition (Springer, 2007).

[7]: S. Hagan, S. R. Hameroff, J. A. Tuszynski, Quantum computation in brain microtubules: Decoherence and biological feasibility, Phys. Rev. E 65, 061901 (2002). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.65.061901

[8]: C. Koch, K. Hepp, Quantum mechanics in the brain, Nature 440, 611-612 (2006). https://doi.org/10.1038/440611a

[9]: L.K. McKemmish et al., Penrose-Hameroff orchestrated objective-reduction proposal for human consciousness is not biologically feasible, Phys. Rev. E 80, 021912 (2009). https://doi.org/10.1103/PhysRevE.80.021912

[10]: A. Litt et al., Is the Brain a Quantum Computer?, Cogn. Sci. 30, 593-603 (2006). https://doi.org/10.1207/s15516709cog0000_59

[11]: E.M. Pothos, J.R. Busemeyer, Can quantum probability provide a new direction for cognitive modeling?, Behav. Brain Sci. 36, 255-274 (2013). https://doi.org/10.1017/S0140525X12001525

[12]: B. Adams, F. Petruccione, Quantum effects in the brain: A review, AVS Quantum Sci. 2, 022901 (2020). https://doi.org/10.1116/1.5135170

[13]: D. Sattin et al., Theoretical Models of Consciousness: A Scoping Review, Brain Sci. 11, 535 (2021). https://doi.org/10.3390/brainsci11050535

[14]: N. Lambert et al., Quantum biology, Nature Phys. 9, 10–18 (2013). https://doi.org/10.1038/nphys2474

[15]: M. Mohseni et al., Quantum Effects in Biology (Cambridge University Press, 2014).

[16]: M. Tegmark, Consciousness as a state of matter, Chaos, Solitons & Fractals 76, 238-270 (2015). https://doi.org/10.1016/j.chaos.2015.03.014

[17]: M. Tegmark, Consciousness is a state of matter, like a solid or gas, New Scientist 222, 28-31 (2014). https://doi.org/10.1016/S0262-4079(14)60731-4

*: С. Хамерофф предложил исходную идею в 1994 году, см. S.R. Hameroff, Quantum coherence in microtubules: A neural basis for emergent consciousness, J. Conscious. Stud. 1, 91-118 (1994).

**: Был свидетелем, как зам. декана ИНБИКСТ МФТИ на Научной конференции МФТИ страстно отстаивал версию, что сознание - квантовый феномен

Источник: doi.org

Комментарии: