Съвременната квантова физика крие една неудобна истина:
В реалността, описана от квантовата теорията, липсват определени свойства, докато не бъде наблюдавана. Квантовата механика използва вълновата функция, за да представи дадена система не в едно състояние, а в суперпозиция на много възможни състояния едновременно. Математическият апарат описващ този феномен работи изключително добре – използва се при разработката на транзистори, лазери, ЯМР, GPS и много други – но съдържа дълбока непоследователност, известна като “Проблема с измерването“.
Квантовите системи се разрешават детерминистично и гладко чрез уравнението на Шрьодингер (когато не се наблюдават) с всички възможности, които съществуват едновременно. При измерване, вълновата функция „колабира“ до единствен определен резултат. Квантовата механика предсказва вероятностите точно, но не предлага механизъм, който да обясни как или защо се случва колапсът. В класическата физика пасивното измерване разкрива предварително съществуващи свойства, докато в квантовата механика то изглежда придава определеност на съществуването.
Копенхагенската интерпретация заобикаля този проблем, като заявява, че квантовата теория описва само нашето знание за реалността, а не самата реалност. Въпросите относно състоянието на една частица преди измерването се считат за безсмислени. Този прагматичен подход успява, защото предсказанията са правилни, но остава отворен ключовия въпрос – Какво се брои за наблюдение?
Джон фон Нойман формализира проблема с “Веригата на фон Нойман”
Всеки елемент в процеса на измерване – частица, детектор, електроника, екран, око, мозък – може да бъде третиран квантово-механично. Нищо във физическата верига не нарушава суперпозицията. Математически колапсът може да се случи последователно само ако нещо нефизическо се намеси – фон Нойман сочи към самото съзнателно осъзнаване.
Юджийн Вигнер пък, изостря парадокса с менталният експеримент известен като “Приятеля в лабораторията” (мисловният експеримент на Вигнер). Ако наблюдавате отвън две лаборатории, в които изследват един и същи квантов феномен, вие възприемате цялата система – включително вашия съзнателен приятел и тяхното измерване – като квантова суперпозиция, при която „приятел А изследва резултат А“ и „приятел Б изследва резултат Б“. Но само когато научите и двата резултата, вълновата функция колабира от вашата гледна точка.
Това повдига обезпокоителния въпрос:
Или колапсът се случва в съзнанието на съответния приятел (правейки реалността зависима от наблюдателя по свързан начин), или вашият съответен приятел остава в суперпозиция, докато вашето съзнание не се намеси.
Вигнер за известно време твърдеше, че съзнанието играе фундаментална роля във физиката. Този квантов пъзел се преплита с така наречения “Труден проблем за съзнанието” в невронауката и философията. Той се състои в дилемата, че можем да свържем състоянията на мозъка с опита и да обясним механизмите, като неврони, мрежи, обработка на информация и други, но никакво физическо или изчислително описание не обяснява защо има субективно усещане изобщо – защо болката боли, защо червеното изглежда червено, защо има субективно възприятие.
Компютрите, в частност ИИ могат да симулират сложно поведение без никакви доказателства за вътрешен опит. Ако съзнанието не може да бъде напълно редуцирано до класическа изчислителна техника и квантовата механика вече изглежда изисква подобна на наблюдател роля, може би двете мистерии са свързани: Съзнанието може да е основано на квантови процеси.
Роджър Пенроуз отхвърля възгледа за мозъка като класически компютър, използвайки теоремите за непълнота на Гьодел. Всяка достатъчно мощна формална система съдържа истински твърдения, недоказуеми в рамките на системата. Математиците разбират такива истини чрез интуиция, а не чрез механично извеждане. Пенроуз заключава, че човешкото разбиране е некомпютърно – не алгоритмично в смисъла на Тюринг. Ако мозъкът не е класически, квантовата физика става кандидат за „нещо друго“ много по-мистериозно.
Пенроуз предлага идеята за обективен редукционизъм (ОР): суперпозициите на масовите разпределения създават несъвместими геометрии на пространство-времето (според общата теория на относителността). Отвъд гравитационния праг такива суперпозиции стават нестабилни и колабират спонтанно – без нужда от наблюдател. Този обективен процес, предполага той, съответства на дискретни моменти на съзнателно преживяване.
Стюарт Хамерхоф, анестезиолог, идентифицира потенциалните кандидати: микротюбули (микро-тръбички) изградени от протеини, които приличат на стройно подредени, резониращи кристали) вътре в невроните. Генералната анестезия (пълната упойка) спира съзнателните процеси, като оставя повечето синаптични електрически сигнали незасегнати; те се свързват избирателно с микро-тръбички – цилиндрични протеинови решетки, способни да поддържат подредени квантови състояния.
Двете системи – неврони и микро-тръбички създават тази Оркестрирана Обективна Редукция (Орк-ОР): Микротюбулите поддържат квантови суперпозиции (действащи като квантови битове). Невронната активност „оркестрира“ тези състояния. Когато собствената им енергия достигне определен праг, обективната редукция се случва. Всяка редукция се случва приблизително ~40 пъти в секунда. Това обяснява свързаността, внезапното прозрение, като дискретно (квантово – на порции), а не непрекъснато осъзнаване. Ранната критика на това предположение се фокусира върху декохерентността: топлият, влажен мозък трябва да унищожи квантовата кохерентност за фемтосекунди. Въпреки това откритията в квантовата биология (например, кохерентен енергиен трансфер във фотосинтезата при стайна температура) и доказателствата, че анестезията нарушава динамиката на микротубулите, свързана с квантовия свят, поддържат Оркестрираната Обективна Редукция жизнеспособна, макар и все още спорна. Последните изследвания върху свръх-радиацията в микротубулите предполагат индукционни ефекти, които могат да стабилизират кохерентността.
Ако съзнанието включва квантови процеси – квантово преплитане и нелокалност – то може да не е строго локализирано в черепа. “Квантовото преплитане” свързва отдалечени системи мигновено; Вселената е свързана на най-дълбокото ниво, тя не сбор от независими обекти. Широката квантова кохерентност на мозъка може да реши проблема с Квантовото преплитане отвъд класическата синхронност, което предполага, че съзнанието е обединен, нелокален физически процес.
Това съвпада с идеята за “Участващата Вселена” на Джон Уилър: наблюдателите не са изолирани обекти – те участват активно в материализирането на реалността. Тук границата между съзнание и реалност става мъглява; Усещането за индивидуалност може да е интерфейс (Терминал), а не очевидна истина.
Ето и един по-радикален възглед:
Доналд Хофман твърди, че еволюцията оптимизира приспособяването, а не истината. Възприятието е нещо като потребителски интерфейс, скриващ истинската структура на реалността (нещо като компютър, на който програмите и кодовете не се виждат). Пространство-времето, реалните обекти и причинно-следствените връзки могат да бъдат еволюционни алгоритми. Фундаменталната реалност се състои от взаимодействащи съзнателни агенти; физическите обекти са компресирани форми на тяхната динамика. Съзнанието не е продукт на материята – то генерира появата на материята.
В Мулти-Вселенската Интерпретация (Евърет) елиминира колапса изцяло: всеки резултат се случва в разклоняващи се Вселени. Няма специална роля за наблюдатели. Това води до квантова безсмъртие: Отвътре в тези Вселени, съзнанието продължава да съществува само в клонове, където оцелява – създавайки илюзията за гарантирано оцеляване въпреки обективната невероятност.
Тези теории, като “Оркестрирана Обективна Редукция“, “Съзнателни агенти“, “Мулти Вселени” – споделят една и съща концепция: Реалността не е изградена от независими неща, а от процеси, отношения, информация и опит. Съзнанието не е късно-еволюционен инцидент, а е фундаментално вплетено в тъканта на сътворението. Нито една теория обаче не е триумфирала. “Оркестрирана Обективна Редукция“ остава експериментално противоречива; моделът на Хофман е елегантен, но далеч от директни тестове; Мулти-Вселенската Интерпретация е математически чиста, но онтологично екстравагантна. Въпреки това заедно те изместват класическата картина.
Вселената не е съставена от безразлични обекти, движещи се във фиксирано пространство-време; тя е мрежа от потенциали, реализирани чрез взаимодействие и перспектива. Умът вече не изглежда вторичен. Границата между наблюдател и наблюдавано се размива. Редукционизмът (обясняването на феномен чрез разбиването му на части) може да се провали, когато цялото определя частите. Съзнанието може да е един от начините, по които вселената се диференцира от чист потенциал в определен опит. Квантовата механика не въвежда съзнанието в науката – тя разкрива, че нашият досегашен мироглед безмълвно го е изключвал.
С поглед към бъдещето:
Идеите за нови експерименти, усъвършенствани теории или разгадаването на по-дълбоки мистерии – трябва да остават отворени за дебат и научен подход. Изводът е ясен – ние се намираме във Вселена, където съзнанието не е случайно явление, където наблюдението, информацията, обратната връзка и опитът са основни съставки на съществуването. Светът е много по-загадъчен, отколкото картинката представена от официално признатите теории.
Разкриването на поредната загадка в реалността прави този свят толкова магичен и уникален!
Димитри Дечев
