¿Quién está al tanto? ¿Nosotros o el espacio-tiempo?
¿Metafísica? Muchos científicos temen que las hipótesis sobre la naturaleza cuántica de la mente y la memoria pertenezcan a este conocido campo no científico. Por otro lado, ¿qué es, sino ciencia, la búsqueda de una base física, aunque cuántica, para la conciencia, en lugar de una búsqueda de explicaciones sobrenaturales?
1. Microtúbulos - visualización
Para citar la edición de diciembre de New Scientist, el anestesista de Arizona Stuart Hameroff ha estado diciendo durante años que microtúbulos - estructuras fibrosas con un diámetro de 20-27 nm, formadas como resultado de la polimerización de la proteína tubulina y que actúan como un citoesqueleto que forma una célula, incluida una célula nerviosa (1) - existen en "Superposiciones" cuánticaslo que les permite tener dos formas diferentes al mismo tiempo. Cada una de estas formas está asociada a una cierta cantidad de información, kubitem, en este caso almacenando el doble de datos de lo que parecería desde la comprensión clásica de este sistema. Si a esto le sumamos el fenómeno entrelazamiento de qubits, es decir, interacciones de partículas que no están muy próximas, muestra modelo del funcionamiento del cerebro como una computadora cuánticadescrito por el famoso físico Roger Penrose. Hameroff también colaboró con él, explicando así la extraordinaria velocidad, flexibilidad y versatilidad del cerebro.
2. Stuart Hameroff y Roger Penrose
El mundo de las medidas de Planck
Según los partidarios de la teoría de la mente cuántica, el problema de la conciencia está relacionado con la estructura del espacio-tiempo en la escala de Planck. Por primera vez esto fue señalado por los científicos mencionados anteriormente: Penrose y Hameroff (90) en sus trabajos a principios del siglo II. Según ellos, si queremos aceptar la teoría cuántica de la conciencia, debemos elegir el espacio en el que tienen lugar los procesos cuánticos. Puede ser un cerebro, desde el punto de vista de la teoría cuántica, un espacio-tiempo de cuatro dimensiones que tiene su propia estructura interna en una escala inimaginablemente pequeña, del orden de 10 a 35 metros. (Longitud de Planck). A tales distancias, el espacio-tiempo se parece a una esponja, cuyas burbujas tienen un volumen
10-105 m3 (un átomo consta espacialmente de casi un cien por cien de vacío cuántico). Según los conocimientos modernos, tal vacío garantiza la estabilidad de los átomos. Si la conciencia también se basa en el vacío cuántico, puede influir en las propiedades de la materia.
La presencia de microtúbulos en la hipótesis de Penrose-Hameroff modifica localmente el espacio-tiempo. Ella "sabe" que somos y puede influir en nosotros cambiando los estados cuánticos en los microtúbulos. De esto, se pueden sacar conclusiones exóticas. Por ejemplo, tal que todos los cambios en la estructura de la materia en nuestra parte del espacio-tiempo, producidos por la conciencia, sin ningún retraso en el tiempo, teóricamente pueden registrarse en cualquier parte del espacio-tiempo, por ejemplo, en otra galaxia.
Hameroff aparece en muchas entrevistas de prensa. teoría del panpsiquismobasado en la suposición de que hay un cierto tipo de conciencia en todo lo que te rodea. Se trata de una vista antigua restaurada en el siglo XIX por Spinoza. Otro concepto derivado es panprotopsiquizma - Introducción del filósofo David Chalmers. Lo acuñó como el nombre del concepto de que hay un ser "ambiguo", potencialmente consciente, pero que solo se vuelve verdaderamente consciente cuando se activa o se divide. Por ejemplo, cuando el cerebro activa o accede a entidades protoconscientes, se vuelven conscientes y enriquecen los procesos neuronales con experiencia. Según Hameroff, las entidades panprotopsíquicas pueden algún día ser descritas en términos de física fundamental para el universo (3).
Pequeños y grandes derrumbes
Roger Penrose, a su vez, sobre la base de la teoría de Kurt Gödel, demuestra que algunas de las acciones llevadas a cabo por la mente son incalculables. Indica que no puedes explicar el pensamiento humano algorítmicamente, y para explicar esta incomputabilidad, tienes que mirar el colapso de la función de onda cuántica y la gravedad cuántica. Hace unos años, Penrose se preguntó si podría haber una superposición cuántica de neuronas cargadas o descargadas. Pensó que la neurona podría estar a la par con la computadora cuántica en el cerebro. Los bits en una computadora clásica siempre están "encendidos" o "apagados", "cero" o "uno". Por otro lado, las computadoras cuánticas funcionan con qubits, que pueden estar simultáneamente en la superposición de "cero" y "uno".
Penrose cree que la masa es equivalente a la curvatura del espacio-tiempo. Basta con imaginar el espacio-tiempo de forma simplificada como una hoja de papel bidimensional. Las tres dimensiones espaciales están comprimidas en el eje X, mientras que el tiempo se traza en el eje Y. Una masa en una posición es una página curvada en una dirección, y una masa en otra posición está curvada en la otra dirección. La conclusión es que una masa, posición o estado corresponde a una cierta curvatura en la geometría fundamental del espacio-tiempo que caracteriza al universo en una escala muy pequeña. Así, alguna masa en superposición significa curvatura en dos o más direcciones al mismo tiempo, lo que equivale a una burbuja, abultamiento o separación en la geometría del espacio-tiempo. De acuerdo con la teoría de muchos mundos, cuando esto sucede, puede surgir un universo completamente nuevo: las páginas del espacio-tiempo divergen y se desarrollan individualmente.
Penrose está de acuerdo en cierta medida con esta visión. Sin embargo, está convencido de que la burbuja es inestable, es decir, colapsa en uno u otro mundo después de un tiempo determinado, que tiene alguna relación con la escala de separación o el tamaño del espacio-tiempo de la burbuja. Por lo tanto, no hay necesidad de aceptar muchos mundos, sino solo pequeñas áreas en las que nuestro universo se desgarra. Usando el principio de incertidumbre, el físico encontró que una gran separación colapsaría rápidamente y una pequeña lentamente. Asi que una molécula pequeña, como un átomo, puede permanecer en superposición durante mucho tiempo, digamos 10 millones de años. Pero una criatura grande como un gato de un kilo solo puede permanecer en superposición entre 10 y 37 segundos, por lo que no solemos ver gatos en superposición.
Sabemos que los procesos cerebrales duran de decenas a cientos de milisegundos. Por ejemplo, con oscilaciones con una frecuencia de 40 Hz, su duración, es decir, el intervalo, es de 25 milisegundos. El ritmo alfa en un electroencefalograma es de 100 milisegundos. Esta escala de tiempo requiere nanogramos de masa en superposición. En el caso de microtúbulos en superposición, se requerirían 120 mil millones de tubulinas, es decir, su número es 20 XNUMX. neuronas, que es el número apropiado de neuronas para eventos psíquicos.
Los científicos describen lo que hipotéticamente podría suceder en el curso de un evento consciente. La computación cuántica tiene lugar en las tubulinas y conduce al colapso según el modelo de reducción de Roger Penrose. Cada colapso forma la base de un nuevo patrón de configuraciones de tubulina, que a su vez determinan cómo tubulinas controlan las funciones celulares en las sinapsis, etc. Sin embargo, cualquier colapso de este tipo también se reorganiza la geometría fundamental del espacio-tiempo y abre el acceso o la activación de la entidades incrustadas en este nivel.
Penrose y Hameroff nombraron a su modelo reducción objetiva compuesta (Orch-OR-) porque existe un circuito de retroalimentación entre la biología y la "armonía" o "composición" de las fluctuaciones cuánticas. En su opinión, existen fases alternativas de aislamiento y comunicación definidas por estados de gelificación dentro del citoplasma que rodea los microtúbulos, que ocurren aproximadamente cada 25 milisegundos. La secuencia de estos "eventos conscientes" conduce a la formación de nuestra corriente de conciencia. Lo experimentamos como una continuidad, al igual que una película parece ser continua, aunque sigue siendo una serie de fotogramas separados.
O tal vez incluso más bajo
Sin embargo, los físicos se mostraron escépticos acerca de las hipótesis del cerebro cuántico. Incluso en condiciones criogénicas de laboratorio, mantener la coherencia de los estados cuánticos durante más de fracciones de segundo es un gran problema. ¿Qué pasa con el tejido cerebral cálido y húmedo?
Hameroff cree que para evitar la decoherencia debida a las influencias ambientales, la superposición cuántica debe permanecer aislada. Parece más probable que se produzca el aislamiento dentro de la célula en el citoplasmadonde, por ejemplo, la ya mencionada gelificación alrededor de los microtúbulos puede protegerlos. Además, los microtúbulos son mucho más pequeños que las neuronas y están conectados estructuralmente como un cristal. La escala de tamaño es importante porque se supone que una partícula pequeña, como un electrón, puede estar en dos lugares al mismo tiempo. Cuanto más grande se vuelve algo, más difícil es en el laboratorio hacer que funcione en dos lugares al mismo tiempo.
Sin embargo, según Matthew Fisher de la Universidad de California en Santa Bárbara, citado en el mismo artículo de New Scientist de diciembre, tenemos la oportunidad de resolver el problema de coherencia solo si bajamos al nivel giros atómicos. En particular, esto significa el espín en los núcleos atómicos del fósforo, que se encuentra en las moléculas de compuestos químicos importantes para el funcionamiento del cerebro. Fisher identificó ciertas reacciones químicas en el cerebro que teóricamente producen iones de fosfato en estados entrelazados. El mismo Roger Penrose encontró estas observaciones prometedoras, aunque todavía favorece la hipótesis de los microtúbulos.
4. Inteligencia artificial - visión
Las hipótesis sobre la base cuántica de la conciencia tienen implicaciones interesantes para las perspectivas de desarrollo de la inteligencia artificial. En su opinión, no tenemos ninguna posibilidad de construir una IA verdaderamente consciente (4) basada en tecnología clásica, de silicio y de transistores. Solo las computadoras cuánticas, y no la generación actual o incluso la próxima, abrirán el camino a un cerebro sintético "real" o consciente.
