Тени разума
 Обложка издания в твердом переплете | |
| Автор | Роджер Пенроуз |
|---|---|
| Художник обложки | Джоэл Накамура |
| Язык | Английский |
| Предметы | Искусственный интеллект, математика, квантовая механика |
| Издатель | Издательство Оксфордского университета , 1-е издание |
Дата публикации | 1994 (1-е изд.) |
| Место публикации | Соединенные Штаты |
| Тип носителя | Распечатать, электронная книга |
| Страницы | 457 страниц |
| ISBN | 0-19-853978-9 (1-е изд.) |
| ОКЛК | 30593111 |
| 006.3 20 | |
| Класс ЛК | Q335 .P416 1994 г. |
| Предшественник | Новый разум императора |
| С последующим | Дорога к реальности |
«Тени разума: поиск недостающей науки о сознании» — книга физика-математика Роджера Пенроуза , вышедшая в 1994 году и являющаяся продолжением его книги 1989 года « Новый разум императора: о компьютерах, разуме и законах физики» .
Пенроуз предполагает, что:
- Человеческое сознание не алгоритмично и, следовательно, не может быть смоделировано с помощью обычного машины Тьюринга типа цифрового компьютера .
- Квантовая механика играет существенную роль в понимании человеческого сознания ; в частности, он считает, что микротрубочки внутри нейронов поддерживают квантовые суперпозиции .
- Объективный коллапс квантовой волновой функции микротрубочек имеет решающее значение для сознания .
- Коллапс, о котором идет речь, — это физическое поведение, которое не является алгоритмическим и выходит за пределы вычислимости .
- Человеческий разум обладает способностями, которыми не могла бы обладать ни одна машина Тьюринга из-за этого механизма невычислимой физики.
Аргумент
[ редактировать ]Математическая мысль
[ редактировать ]В 1931 году математик и логик Курт Гёдель доказал свои теоремы о неполноте , показав, что любая эффективно созданная теория, способная выразить элементарную арифметику, не может быть одновременно непротиворечивой и полной . Кроме того, для любой непротиворечивой формальной теории, доказывающей определенные основные арифметические истины, существует арифметическое утверждение, которое истинно, но не доказуемо в теории. Суть аргумента Пенроуза состоит в том, что, хотя формальная система доказательств не может из-за теоремы доказать свою неполноту, результаты типа Гёделя доказуемы математиками-людьми. Он считает, что это несоответствие означает, что математики-люди не могут быть описаны как формальные системы доказательств и не используют алгоритмы, поэтому вычислительная теория разума ложна, а вычислительные подходы к общему искусственному интеллекту необоснованны. (Этот аргумент был впервые приведен Пенроузом в «Новом разуме императора» (1989) и получил дальнейшее развитие в «Тенях разума» . Более ранняя версия аргумента был подарен Дж. Р. Лукасом в 1959 году. [1] По этой причине этот аргумент иногда называют аргументом Пенроуза-Лукаса.)
Объективное снижение
[ редактировать ]Теория объективной редукции Пенроуза предсказывает взаимосвязь между квантовой механикой и общей теорией относительности . Пенроуз предполагает, что квантовое состояние остается в суперпозиции до тех пор, пока разница в кривизне пространства-времени не достигнет значительного уровня. [2] Эта идея вдохновлена квантовой гравитацией , поскольку она использует обе физические константы и . Это альтернатива копенгагенской интерпретации , которая утверждает, что суперпозиция не работает при наблюдении, и гипотезе многих миров , которая утверждает, что каждый альтернативный результат суперпозиции становится реальным в отдельном мире. [3]
Идея Пенроуза представляет собой разновидность теории объективного коллапса . В этих теориях волновая функция представляет собой физическую волну, которая испытывает коллапс волновой функции как физический процесс, при этом наблюдатели не играют особой роли. Пенроуз предполагает, что волновая функция не может поддерживаться в суперпозиции за пределами определенной разницы в энергии между квантовыми состояниями. Он дает приблизительное значение этой разницы: массу материи, равную планковской массе , которую он называет «уровнем одного гравитона». [2] Затем он выдвигает гипотезу, что эта разница в энергии приводит к коллапсу волновой функции в одно состояние с вероятностью, основанной на ее амплитуде в исходной волновой функции, процедура, взятая из стандартной квантовой механики .
Организованное снижение цели
[ редактировать ]Когда в 1989 году Пенроуз написал свою первую книгу о сознании « Новый разум императора» , у него не было подробного предложения о том, как такие квантовые процессы могут быть реализованы в мозге. Впоследствии Стюарт Хамерофф прочитал «Новый разум императора» и предположил Пенроузу, что микротрубочки внутри клеток мозга являются подходящими кандидатами для квантовой обработки и, в конечном итоге, для сознания. [4] [5] Теория Orch-OR возникла в результате сотрудничества этих двух ученых и была развита во второй книге Пенроуза о сознании « Тени разума» (1994). [6]
Вклад Хамероффа в теорию основан на изучении клеток головного мозга ( нейронов ). Его интерес был сосредоточен на цитоскелете , который обеспечивает внутреннюю поддерживающую структуру нейронов, и особенно на микротрубочках. [5] которые являются важным компонентом цитоскелета. По мере развития нейробиологии роль цитоскелета и микротрубочек приобрела все большее значение. Помимо обеспечения поддерживающей структуры клетки, известные функции микротрубочек включают транспортировку молекул, в том числе молекул нейромедиаторов, связанных с синапсами , и контроль движения, роста и формы клетки. [5]
Критика
[ редактировать ]![[икона]](http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/1/1c/Wiki_letter_w_cropped.svg/20px-Wiki_letter_w_cropped.svg.png){kind=small} | Этот раздел нуждается в расширении . Вы можете помочь, добавив к нему . ( октябрь 2015 г. ) |
Геделевский аргумент и природа человеческого мышления
[ редактировать ]Взгляды Пенроуза на процесс человеческого мышления не получили широкого признания в определенных научных кругах ( Дрю МакДермотт , [7] Дэвид Чалмерс [8] и другие). По словам Марвина Мински , поскольку люди могут истолковывать ложные идеи как реальные, процесс мышления не ограничивается формальной логикой. Кроме того, программы ИИ также могут прийти к выводу, что ложные утверждения верны, поэтому ошибка свойственна не только людям. Другой диссидент, Чарльз Сейф , сказал: «Пенроуз, оксфордский математик, известный своей работой по мозаике плоскости различными формами, является одним из немногих ученых, которые верят, что эфемерная природа сознания предполагает квантовый процесс».
В мае 1995 года из Стэнфорда математик Соломон Феферман подверг критике подход Пенроуза по нескольким причинам, включая математическую обоснованность его гёделевского аргумента и теоретическую основу. [9] В 1996 году Пенроуз дал консолидированный ответ на многие критические замечания в адрес «Теней». [10]
Джон Сирл критикует обращение Пенроуза к Гёделю как основанное на заблуждении, согласно которому все вычислительные алгоритмы должны иметь возможность математического описания. В качестве контрпримера Сирл приводит присвоение номерных знаков (LPN) конкретным идентификационным номерам транспортного средства (VIN) для регистрации транспортного средства. По словам Сирла, никакая математическая функция не может использоваться для связи известного VIN с его LPN, но процесс присвоения довольно прост, а именно «первым пришел, первым обслужен» — и может быть полностью выполнен компьютером. [11]
Гипотеза микротрубочек
[ редактировать ]Пенроуз и Стюарт Хамерофф построили теорию Orch-OR, согласно которой человеческое сознание является результатом эффектов квантовой гравитации в микротрубочках. Однако в 2000 году Макс Тегмарк в статье, опубликованной в журнале Physical Review E, рассчитал [12] что время возбуждения и возбуждения нейронов в микротрубочках медленнее времени декогеренции как минимум в 10 раз. 10 . Статья Тегмарка широко цитировалась критиками гипотезы Пенроуза-Хамероффа. Прием статьи резюмируется следующим заявлением в его поддержку: «Физики, не участвующие в схватке, такие как Джон Смолин из IBM, говорят, что расчеты подтверждают то, что они подозревали все время. «Мы не работаем с мозгом, который почти абсолютен. ноль. Маловероятно, что мозг развил квантовое поведение», — говорит он». [13] Другими словами, между физикой и нейронаукой отсутствует связующее звено. [14] и на сегодняшний день слишком преждевременно утверждать, что гипотеза Orch-OR верна.
В ответ на претензии Тегмарка Хаган, Тушинский и Хамерофф [15] [16] утверждал, что Тегмарк имел в виду не модель Orch-OR, а модель собственной конструкции. Это включало суперпозицию квантов, разделенных на 24 нм, а не гораздо меньшие расстояния, предусмотренные для Orch-OR. В результате группа Хамероффа заявила, что время декогеренции на семь порядков больше, чем у Тегмарка, хотя все еще намного ниже 25 мс. Группа Хамероффа также предположила, что дебаевский слой противоионов может экранировать тепловые флуктуации, а окружающий актиновый гель может усиливать упорядоченность воды, дополнительно экранируя шум. Они также предположили, что некогерентная метаболическая энергия может дополнительно упорядочивать воду и, наконец, что конфигурация решетки микротрубочек может подходить для квантовой коррекции ошибок — средства сопротивления квантовой декогеренции.
В 2007 году Грегори С. Энгель заявил, что все аргументы о том, что мозг «слишком теплый и влажный», были развеяны, поскольку было обнаружено множество «теплых и влажных» квантовых процессов. [17] [18]
См. также
[ редактировать ]- Алан Тьюринг , создатель теста Тьюринга
- Квантовый разум
Примечания и ссылки
[ редактировать ]- ^ « Разум, машины и Гёдель » . Архивировано из оригинала 19 августа 2007 года . Проверено 29 мая 2011 г.
- ^ Jump up to: а б Пенроуз, Роджер (1999) [1989], Новый разум императора (новое предисловие (1999), изд.), Оксфорд, Англия: Oxford University Press, стр. 475–481, ISBN 978-0-19-286198-6
- ^ 'Фолджер, Тим. «Если электрон может находиться в двух местах одновременно, почему вы не можете?» Обнаружить . Том. 25 № 6 (июнь 2005 г.). стр33-35.
- ^ Хамерофф, С.Р. и Ватт, Р.С. (1982). «Обработка информации в микротрубочках» (PDF) . Журнал теоретической биологии . 98 (4): 549–561. Бибкод : 1982JThBi..98..549H . дои : 10.1016/0022-5193(82)90137-0 . ПМИД 6185798 . Архивировано из оригинала (PDF) 7 января 2006 года.
- ^ Jump up to: а б с Хамерофф, СР (1987). Окончательные вычисления . Эльзевир . ISBN 978-0-444-70283-8 .
- ^ Пенроуз, Роджер (1989). Тени разума: поиск недостающей науки о сознании . Издательство Оксфордского университета. п. 457 . ISBN 978-0-19-853978-0 .
- ↑ Пенроуз неправ, Дрю МакДермотт, ПСИХИЯ , 2 (17), октябрь 1995 г.
- ^ Разум, машины и математика - обзор теней разума Роджера Пенроуза Дэвид Дж. Чалмерс, PSYCHE 2 (9), июнь 1995 г.
- ↑ Геделевский аргумент Пенроуза ( PDF ) Феферман, PSYCHE 2 (7), май 1995 г.
- ^ За пределами сомнения тени - Ответ на комментарии к теням разума Роджер Пенроуз, ПСИХИЯ , 2 (23), январь 1996 г.
- ^ Сирл, Джон Р. Тайна сознания . 1997. ISBN 0-940322-06-4 . стр. 85–86.
- ^ Тегмарк, М. (2000). «Важность квантовой декогеренции в процессах мозга». Физ. Преподобный Е. 61 (4): 4194–4206. arXiv : Quant-ph/9907009 . Бибкод : 2000PhRvE..61.4194T . дои : 10.1103/PhysRevE.61.4194 . ПМИД 11088215 . S2CID 17140058 .
- ^ Тетлоу, Филип (2007). Пробуждение Интернета: введение в область веб-науки и концепцию веб-жизни . Хобокен, Нью-Джерси: John Wiley & Sons. п. 166. ИСБН 978-0-470-13794-9 .
- ^ Мауриц ван ден Ноорт; Сабина Лим; Пегги Бош (28 октября 2016 г.). «К теории всего: бессознательный мозг наблюдателя» . Природа . 538 (7623): 36–37. Бибкод : 2016Natur.538...36D . дои : 10.1038/538036а .
- ^ Хаган С., Хамерофф С. и Тушински Дж. (2002). «Квантовые вычисления в микротрубочках мозга? Декогеренция и биологическая осуществимость». Физический обзор E . 65 (6): 061901. arXiv : quant-ph/0005025 . Бибкод : 2002PhRvE..65f1901H . дои : 10.1103/PhysRevE.65.061901 . ПМИД 12188753 . S2CID 11707566 .
{{cite journal}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка ) - ^ Хамерофф, С. (2006). «Сознание, нейробиология и квантовая механика». В Тушински, Джек (ред.). Новая физика сознания . Спрингер. стр. 193–253 . Бибкод : 2006epc..книга.....T . ISBN 9783540238904 .
- ^ Энгель, Грегори С.; Калхун, Тесса Р.; Прочтите, Элизабет Л.; Ан, Тэ-Гю; Манчал, Томаш; Ченг, Юань-Чунг; Бланкеншип, Роберт Э.; Флеминг, Грэм Р. (12 апреля 2007 г.). «Доказательства волнообразной передачи энергии посредством квантовой когерентности в фотосинтетических системах» (PDF) . Природа . 446 (7137): 782–786. Бибкод : 2007Natur.446..782E . дои : 10.1038/nature05678 . ПМИД 17429397 . S2CID 13865546 .
- ^ Паничаянгкун, Гитт; Дуган Хейс; Келли А. Франстед; Джастин Р. Карам; Элад Харель; Цзяньчжун Вэнь; Роберт Э. Бланкеншип ; Грегори С. Энгель (6 июля 2010 г.). «Долгоживущая квантовая когерентность в фотосинтетических комплексах при физиологической температуре» . Труды Национальной академии наук . 107 (28): 12766–12770. arXiv : 1001.5108 . Бибкод : 2010PNAS..10712766P . дои : 10.1073/pnas.1005484107 . ПМК 2919932 . ПМИД 20615985 .
- В эту статью включен текст, первоначально написанный Филипом Дорреллом и имеющий лицензию GFDL.