Kî dizane? Em an mekan-dem?
Metafizîk? Gelek zanyar ditirsin ku hîpotezên li ser xwezaya quantum a hiş û bîranînê girêdayî vê qada nezanistî ya naskirî ne. Ji aliyê din ve, eger ne zanistî be, lêgerîna bingehek fizîkî, her çend kuantum be jî, ji bo hişmendiyê, li şûna lêgerîna ravekirinên serxwezayî çi ye?
1. Mîkrotubul - Dîtin
Ji bo ku ji hejmara Kanûnê ya New Scientist vebêje, anestezîstê Arizona Stuart Hameroff bi salan dibêje ku mîkrotubulan - strukturên fîbrous ên bi dirêjahiya 20-27 nm, ku di encama polîmerîzasyona proteîna tubulînê de pêk hatine û wekî sîtoskeletonek ku şaneyek çêdike tevdigere, di nav de şaneyek nervê (1) jî heye. Kuantum "superpositions"ku destûrê dide wan ku di heman demê de du formên cûda hebin. Her yek ji van forman bi hejmarek agahdarî ve girêdayî ye, kubitem, Di vê rewşê de du caran daneya ku ji têgihîştina klasîk a vê pergalê xuya dike, hilîne. Ger em vê diyardeyê lê zêde bikin tevlihevbûna qubit, ango danûstendinên pirtikên ku ne nêzîk in, nîşan dide modela xebata mêjî wekî komputerek kuantumêji hêla fîzîknasê navdar Roger Penrose ve hatî vegotin. Hameroff jî bi wî re hevkarî kir, bi vî rengî leza awarte, nermbûn û pirrengiya mêjî rave kir.
2. Stuart Hameroff û Roger Penrose
cîhana pîvanên Planck
Li gorî alîgirên teoriya hişê kuantûmê, pirsgirêka hişmendiyê bi avahiya cîh-demê ya li ser pîvana Planckê ve girêdayî ye. Cara yekem ev yek ji hêla zanyarên jorîn - Penrose û Hameroff (90) di destpêka sedsala 2-an de di xebatên xwe de hate destnîşan kirin. Li gorî wan, ger em bixwazin teoriya hiş ya kûantûmê bipejirînin, wê demê divê em cihê ku pêvajoyên kûantûmê lê diqewimin hilbijêrin. Ew dikare mejî be - ji nêrîna teoriya kuantûmê ve, feza-dem-çar-alî ye ku avahiyek xweya hundurîn li ser pîvanek piçûk ku nayê xeyal kirin, ji rêza 10-35 metreyan heye. (Dirêjahiya plank). Di dûrên weha de, cîh-dem dişibihe spongek, ku bilbilên wê xwedî qelb in
10-105 m3 (atomek bi cîh hema hema ji sedî sed ji valahiya kuantûmê pêk tê). Li gorî zanyariyên nûjen, valahiyek weha aramiya atoman garantî dike. Ger hişmendî jî li ser bingeha valahiya kuantûmê be, ew dikare bandorê li taybetmendiyên madeyê bike.
Hebûna mîkrotubulan di hîpoteza Penrose-Hameroff de cîh-demê li herêmê diguherîne. Ew "dizane" ku em in, û dikare bi guheztina rewşên quantumê yên di mîkrotubulan de bandorê li me bike. Ji vê yekê, encamên biyanî dikarin bêne derxistin. Ji bo nimûne, wisa hemû guhertinên di avahiya madeyê ya di beşa me ya feza-demê de, ku ji hêla hişmendiyê ve têne hilberandin, bêyî ku di zeman de dereng bimîne, bi teorîkî dikarin li her perçeyek feza-demê, mînakî, li galaksiyek din werin tomar kirin.
Hameroff di gelek hevpeyvînên çapemeniyê de xuya dike. teoriya panpsîkîzmêli ser bingeha texmîna ku di her tiştê li dora we de celebek hişmendiyê heye. Ev nêrînek kevn e ku di sedsala XNUMX-an de ji hêla Spinoza ve hatî nûve kirin. Têgeheke din a jêderketî ye panprotopsîkîzm - Fîlozof David Chalmers destnîşan kir. Wî ew wekî navê têgeha ku hebûnek "nezelal" heye, bi potansiyel hişyar e, lê tenê gava ku were aktîfkirin an dabeş kirin bi rastî hişmend dibe. Mînakî, dema ku hebûnên protohişyar ji hêla mêjî ve têne çalak kirin an gihîştin, ew hişmend dibin û pêvajoyên neuralî bi ezmûnê dewlemend dikin. Li gorî Hameroff, hebûnên panprotopsîkîk rojekê dikarin di warê fizîkî ya bingehîn a gerdûnê de bêne binav kirin (3).
Biçûk û mezin hilweşe
Roger Penrose, li ser bingeha teoriya Kurt Gödel, îspat dike ku hin kirinên ku ji hêla hiş ve têne kirin, bêhesab in. Nîşan dide ku hûn nikarin ramana mirovî bi algorîtmakî rave bikin, û ji bo ravekirina vê bêhejmariyê, divê hûn li hilweşîna fonksiyona pêlên kuantûmê û gravîteya kuantûmê binêrin. Çend sal berê, Penrose meraq kir gelo dibe ku superpositionek quantumî ya neuronên barkirî an dakêşandî hebe. Wî difikirî ku neuron dikare bi komputera kuantumê ya di mêjî de wekhev be. Bits di komputerek klasîk de her dem "on" an "off", "sifir" an "yek" in. Ji aliyê din ve, komputerên kuantûmê bi qubitên ku dikarin di heman demê de li ser hev "sifir" û "yek" bin bixebitin.
Penrose bawer dike ku girseya hevwateya kurbûna mekanê ye. Bes e ku meriv feza-demê bi rengek hêsankirî wekî kaxezek du-alî xeyal bike. Her sê pîvanên fezayî li ser teşeya x-ê têne pêçandin, dema ku dem li ser teşeya y-yê tê xêzkirin. Girseyek di pozîsyonekê de rûpelek e ku di aliyek de hatî xêzkirin, û girseyek di cîhek din de li aliyek din tê xêzkirin. Xeta binî ev e ku girseyek, pozîsyonek an rewşek di geometrîya bingehîn a cîh-demê de ku gerdûnê di asteke pir piçûk de diyar dike bi hin kêşan re têkildar e. Ji ber vê yekê, hin girseyek di superpozisyonê de tê wateya kulbûna di du an jî zêdetir alîyan de di heman demê de, ku di geometriya feza-demê de bi bilbilek, bilbil, an veqetandinê re wekhev e. Li gorî teoriya pir-cîhanê, dema ku ev yek çêbibe, gerdûnek tevahî nû dikare çêbibe - rûpelên cîh-zeman ji hev cihê dibin û bi serê xwe vedibin.
Penrose heta radeyekê bi vê dîtinê razî ye. Lêbelê, ew pê bawer e ku bilbil bêîstiqrar e, ango ew piştî demek diyarkirî di cîhanek an cîhanek din de hilweşe, ku ev yek di hindek pêwendiya xwe de bi pîvana veqetandinê an mezinahiya cîh-dema bilbilê re ye. Ji ber vê yekê, ne hewce ye ku gelek cîhan qebûl bikin, lê tenê deverên piçûk ên ku gerdûna me tê de perçe bûye. Bi karanîna prensîba nezelaliyê, fîzîknas dît ku veqetînek mezin dê zû hilweşe, û ya piçûk hêdî hêdî. Wiha molekulek piçûk, wek atomek, dikare ji bo demek pir dirêj, bêje 10 mîlyon sal, di superpozîsyonê de bimîne. Lê mexlûqek mezin wek pisîka yek kîloyî tenê dikare 10-37 saniyeyan di serpêhatiyê de bimîne, ji ber vê yekê em pir caran pisîkan di serpêhatiyê de nabînin.
Em dizanin ku pêvajoyên mêjî ji deh heta bi sedan millisecond berdewam dikin. Mînakî, bi osîlasyonên bi frekansa 40 Hz re, dirêjahiya wan, ango navber, 25 milîçirk e. Rîtma alfa ya di elektroencefalogramê de 100 milîsaniye ye. Vê pîvana demê hewce dike ku nanogramên girseyî yên di superposition de. Di mijara mîkrotubulên di superpozisyonê de, dê 120 mîlyar tubulîn hewce bike, ango hejmara wan 20 XNUMX e. noyron, ku ji bo bûyerên derûnî jimara maqûl a neronan e.
Zanyar diyar dikin ka çi bi hîpotezî dikare di dema bûyerek hişmendî de çêbibe. Li gorî modela kêmkirina Roger Penrose hesabkirina kuantûmê di tubulînan de cih digire û ber bi hilweşînê ve diçe. Her hilweşînek bingeha şêwazek nû ya veavakirina tubulin pêk tîne, ku di encamê de diyar dike ka tubulîn çawa fonksiyonên şaneyê li sinapsan kontrol dikin, hwd. Lê her hilweşînek bi vî rengî di heman demê de geometriya bingehîn a feza-demê jî ji nû ve organîze dike û gihîştina an aktîvkirina wê vedike. saziyên ku di vê astê de cih digirin.
Penrose û Hameroff navê modela xwe dan kêmkirina objektîf pêk hatiye (Orch-OR-) ji ber ku di navbera biyolojî û "aheng" an "pêkhatina" guheztinên kuantûmê de xelekek bertek heye. Bi dîtina wan, qonaxên îzolasyon û ragihandinê yên alternatîf hene ku ji hêla rewşên gelalasyonê ve di hundurê sîtoplazmaya ku mîkrotubulan dorpêç dike ve têne diyar kirin, bi qasî 25 milîsaniyeyan carekê çêdibin. Rêziya van "bûyerên hişmendî" rê li ber pêkhatina herika me ya hişmendiyê vedike. Em wê wekî berdewamiyekê diceribînin, mîna ku fîlimek berdewam xuya dike, her çend ew rêzek çarçoveyek cûda bimîne.
An jî dibe ku hê kêmtir
Lêbelê, fîzîknas di derbarê hîpotezên mêjiyê quantum de bi guman bûn. Tewra di bin şert û mercên krîogenîk ên laboratîfê de, domandina hevrêziya rewşên quantumê ji perçeyên çirkeyê dirêjtir pirsgirêkek mezin e. Çi li ser tevna mêjî ya germ û şil?
Hameroff bawer dike ku ji bo ku ji ber bandorên hawirdorê ji dekoheransê dûr nekevin, Divê superpozisyona kuantûmê îzole bimîne. Zêdetir xuya dike ku îzolasyon çêdibe hundirê xaneyê di sîtoplazmayê deli ku derê, wek nimûne, gêlêbûna ku berê hatî behs kirin li dora mîkrotubulan dikare wan biparêze. Wekî din, mîkrotubul ji neuronan pir piçûktir in û ji hêla strukturî ve mîna krîstalekê bi hev ve girêdayî ne. Pîvana mezinbûnê girîng e ji ber ku tê texmîn kirin ku perçeyek piçûk, wekî elektronek, dikare di heman demê de li du cihan be. Tiştek her ku mezin dibe, ew qas di laboratûvarê de dijwartir e ku meriv di heman demê de li du cihan bixebite.
Lêbelê, li gorî Matthew Fisher ji Zanîngeha Kalîforniya li Santa Barbara, ku di heman gotara Kanûnê New Scientist de hatî vegotin, şansek me heye ku em pirsgirêka hevrêziyê çareser bikin tenê heke em dakevin astê. spinên atomî. Bi taybetî, ev tê wateya spin di navokên atomê yên fosforê de, ku di molekulên pêkhateyên kîmyewî de ji bo xebata mêjî girîng têne dîtin. Fisher hin reaksiyonên kîmyewî yên di mejî de destnîşan kir ku bi teorîk îyonên fosfatê di rewşên tevlihev de çêdikin. Roger Penrose bi xwe van çavdêriyan sozdar dît, her çend ew hîn jî hîpoteza mîkrotubulê diparêze.
4. Îstixbarata sûnî - dîtin
Hîpotezên li ser bingeha quantumê ya hişmendiyê ji bo perspektîfên pêşveçûna îstîxbarata çêkirî encamên balkêş hene. Bi dîtina wan, şansê me tune ku em AI-yek bi rastî hişmend (4) li ser bingeha teknolojiya klasîk, silicon û transîstor ava bikin. Tenê komputerên quantum - ne nifşê niha û ne jî nifşê din - dê rê li ber mêjûyek "rastîn", an jî hişmendî, sentetîk veke.
