Из Википедии, свободной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску

Тени разума: поиск пропавшей науки о сознании
Тени разума.jpg
Обложка издания в твердом переплете
АвторРоджер Пенроуз
Художник обложкиДжоэл Накамура
СтранаСоединенные Штаты
Языканглийский
ПредметыИскусственный интеллект, математика, квантовая механика
ИздательOxford University Press , 1-е издание
Дата публикации1994 (1-е изд.)
Тип СМИПечать, электронная книга
Страницы457 страниц
ISBN0-19-853978-9 (1-е изд.)
OCLC30593111
Десятичная дробь Дьюи006,3 20
Класс LCQ335 .P416 1994
ПредшествуетНовый разум императора 
С последующимДорога к реальности 

«Тени разума: поиск пропавшей науки о сознании» - это книга физика-математика Роджера Пенроуза 1994 года,которая является продолжением его книги 1989 года «Новый разум императора: о компьютерах, разуме и законах физики» .

Пенроуз предполагает, что:

Аргумент [ править ]

Математическая мысль [ править ]

Основная статья: Orch-OR § Аргумент Пенроуза-Лукаса

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, которая доказывает некоторые основные арифметические истины, существует арифметическое утверждение, которое является истинным, но не доказуемым в теории. Суть аргументации Пенроуза состоит в том, что хотя формальная система доказательств не может из-за теоремы доказать свою неполноту, результаты типа Гёделя доказываются человеческими математиками. Он считает, что это несоответствие означает, что математики-люди не могут быть описаны как формальные системы доказательств и не используют алгоритм, так чтовычислительная теория разума ложна, а вычислительные подходы к искусственному интеллекту в целом необоснованны. (Аргумент был впервые приведен Пенроузом в «Новом разуме императора» (1989) и получил дальнейшее развитие в « Тени разума» . Более ранняя версия аргумента была представлена Дж. Р. Лукасом в 1959 г. [1] По этой причине аргумент следующий иногда его называют аргументом Пенроуза-Лукаса).

Объективное сокращение [ править ]

Основная статья: интерпретация Пенроуза

Теория объективной редукции Пенроуза предсказывает связь 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 в ней используются как физические константы, так и . Это альтернатива копенгагенской интерпретации , которая утверждает, что суперпозиция не работает под наблюдением, и гипотезе многих миров. ℏ {\displaystyle \scriptstyle \hbar } G {\displaystyle \scriptstyle G} , который утверждает, что каждый альтернативный результат суперпозиции становится реальным в отдельном мире. [3]

Идея Пенроуза - разновидность объективной теории коллапса . В этих теориях волновая функция - это физическая волна, которая претерпевает 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 разности энергий между квантовыми состояниями. Он дает приблизительное значение для этой разницы: масса материи, равная планковской массе , которую он называет «уровнем одного гравитона». [2] Затем он выдвигает гипотезу, что эта разность энергий заставляет волновую функцию коллапсировать до единственного состояния с вероятностью, основанной на ее амплитуде в исходной волновой функции, процедура, взятая из стандартной квантовой механики .

Организованное уменьшение цели [ править ]

Основная статья: Orch-OR

Когда он писал свою первую книгу о сознании, «Новый разум императора» в 1989 году, Пенроуз не имел подробного предложения о том, как такие квантовые процессы могут быть реализованы в мозге. Впоследствии Стюарт Хамерофф прочитал «Новый разум императора» и предположил Пенроузу, что определенные структуры внутри клеток мозга ( микротрубочки ) 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, полученный в результате изучения клеток мозга ( нейронов ). Его интерес сосредоточен на цитоскелете , что обеспечивает внутреннюю структуру для поддерживающих нейронов, и , в частности на микротрубочках , [5] , которые являются важным компонентом цитоскелета. По мере развития нейробиологии роль цитоскелета и микротрубочек приобретает все большее значение. Помимо обеспечения поддерживающей структуры для клетки, известные функции микротрубочек включают транспорт молекул, включая молекулы нейротрансмиттеров, связанных с синапсами , и контроль движения, роста и формы клетки. [5]

Критика [ править ]

Гёделевский аргумент и природа человеческого мышления [ править ]

Взгляды Пенроуза на человеческой мысль процессе не получили широкое признание в научных кругах ( Drew McDermott , [7] Чалмерс [8] и др.) По словам Марвина Мински , поскольку люди могут истолковывать ложные идеи как основанные на фактах, процесс мышления не ограничивается формальной логикой. Кроме того, программы ИИ также могут сделать вывод, что ложные утверждения верны, поэтому ошибка не уникальна для людей. Другой несогласный, Чарльз Сейф , сказал: «Пенроуз, оксфордский математик, известный своей работой по мозаичному покрытию плоскости различными формами, - один из немногих ученых, которые считают, что эфемерная природа сознания предполагает квантовый процесс».

В мае 1995 года математик из Стэнфорда Соломон Феферман атаковал подход Пенроуза по множеству причин, включая математическую обоснованность его гёделевского аргумента и теоретические основы. [9] В 1996 году Пенроуз дал сводный ответ на многие критические замечания в адрес «Теней». [10]

Джон Сирл критикует обращение Пенроуза к Гёделю за то, что оно основано на заблуждении, согласно которому все вычислительные алгоритмы должны иметь возможность математического описания. В качестве контрпримера Сирл приводит присвоение номерных знаков (LPN) конкретным идентификационным номерам (VIN) для регистрации автомобиля. По словам Серла, никакая математическая функция не может использоваться для соединения известного VIN с его LPN, но процесс назначения довольно прост, а именно «первым пришел, первым обслужен», и может полностью выполняться компьютером. [11]

Гипотеза микротрубочек [ править ]

Пенроуз и Стюарт Хамерофф построили теорию Orch-OR, в которой человеческое сознание является результатом эффектов квантовой гравитации в микротрубочках. Однако в 2000 году Макс Тегмарк в статье, опубликованной в Physical Review E [12] , подсчитал, что временная шкала срабатывания нейронов и возбуждений в микротрубочках медленнее, чем время декогеренции, по крайней мере в 10 10 раз.. Статья Тегмарка широко цитируется критиками гипотезы Пенроуза-Хамероффа. Принятие 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 всегда подозревали. ноль. Разумно маловероятно, что мозг развил квантовое поведение », - говорит он». [13] Другими словами, существует недостающее звено между физикой и нейробиологией [14], и на сегодняшний день слишком преждевременно утверждать, что гипотеза Orch-OR верна.

В ответ на утверждения Тегмарка, Хаган, Тушинский и Хамерофф [15] [16] заявили, что Тегмарк не обращался к модели Orch-OR, а к модели собственной конструкции. Это включало суперпозицию квантов, разделенных расстоянием 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, но все же намного меньше 25 мс. Группа Хамероффа также предположила, что дебаевский слой противоионов может экранировать тепловые флуктуации и что окружающий актиновый гельможет улучшить порядок воды, дополнительно экранируя шум. Они также предположили, что некогерентная метаболическая энергия может еще больше упорядочить воду и, наконец, что конфигурация решетки микротрубочек может быть подходящей для квантовой коррекции ошибок , средства сопротивления квантовой декогеренции.

В 2007 году Грегори С. Энгель [ кто? ] утверждал, что все аргументы относительно того, что мозг «слишком теплый и влажный», были развеяны, поскольку были обнаружены множественные «теплые и влажные» квантовые процессы. [17] [18]

См. Также [ править ]

  • Новый разум императора
  • Вычислительная теория разума
  • Квантовый разум
  • Алан Тьюринг , создатель теста Тьюринга
  • Орч-ИЛИ

Примечания и ссылки [ править ]

  1. ^ Умы, машины и Гёдель
  2. ^ a b Пенроуз, Роджер (1999) [1989], The Emperor's New Mind (New Preface (1999) ed.), Оксфорд, Англия: Oxford University Press, стр. 475–481, ISBN 978-0-19-286198-6
  3. ^ 'Фолджер, Тим. «Если электрон может находиться в двух местах одновременно, почему ты не можешь?» Откройте для себя . Vol. 25 № 6 (июнь 2005 г.). pp33-35.
  4. ^ Hameroff, SR & Watt, RC (1982). «Обработка информации в микротрубочках» (PDF) . Журнал теоретической биологии . 98 (4): 549–561. DOI : 10.1016 / 0022-5193 (82) 90137-0 . PMID 6185798 . Архивировано из оригинального (PDF) 7 января 2006 года.  
  5. ^ а б в Хамерофф, SR (1987). Совершенные вычисления . Эльзевир . ISBN 978-0-444-70283-8.
  6. ^ Пенроуз, Роджер (1989). Тени разума: поиск пропавшей науки о сознании . Издательство Оксфордского университета. п. 457 . ISBN 978-0-19-853978-0.
  7. ^ Пенроуз Wrong Drew McDermott, PSYCHE , 2 (17), октябрь 1995
  8. ^ Умы, машины и математика - Обзор теней разума Роджером Пенроузом Дэвид Дж. Чалмерс, ПСИХИКА 2 (9) июнь 1995 г.
  9. ^ Геделианский аргумент Пенроуза ( PDF ) Феферман, ПСИХИКА 2 (7) май 1995 г.
  10. ↑ Beyond the Doubting of a Shadow - A Reply to Commentaries on Shadows of the Mind Роджер Пенроуз, Психология , 2 (23), январь 1996 г.
  11. ^ Сирл, Джон Р. Тайна сознания . 1997. ISBN 0-940322-06-4 . С. 85–86. 
  12. ^ Тегмарк, М. (2000). «Важность квантовой декогеренции в мозговых процессах». Phys. Rev. E . 61 (4): 4194–4206. arXiv : Quant-ph / 9907009 . Bibcode : 2000PhRvE..61.4194T . DOI : 10.1103 / PhysRevE.61.4194 . PMID 11088215 . 
  13. ^ Tetlow, Филипп (2007). Пробуждение Интернета: введение в область веб-науки и концепцию веб-жизни . Хобокен, Нью-Джерси: Джон Уайли и сыновья. п. 166. ISBN. 978-0-470-13794-9.
  14. ^ Мауриц ван ден Ноорт; Сабина Лим; Пегги Бош (28 октября 2016 г.). «К теории всего: бессознательный мозг наблюдателя» . Природа . 538 (7623): 36–37. Bibcode : 2016Natur.538 ... 36D . DOI : 10.1038 / 538036a .
  15. Перейти ↑ Hagan, S., Hameroff, S., and Tuszyński, J. (2002). «Квантовые вычисления в микротрубочках мозга? Декогеренция и биологическая осуществимость». Physical Review E . 65 (6): 061901. Arxiv : колич-фот / 0005025 . Bibcode : 2002PhRvE..65f1901H . DOI : 10.1103 / PhysRevE.65.061901 . PMID 12188753 . CS1 maint: multiple names: authors list (link)
  16. ^ Hameroff, S. (2006). «Сознание, нейробиология и квантовая механика». У Тушинского, Джек (ред.). Новая физика сознания . Springer. стр.  193 -253.
  17. ^ Энгель, Грегори С .; Calhoun, Tessa R .; Прочтите, Элизабет Л .; Ан, Таэ-Гю; Манчал, Томаш; Ченг, Юань-Чунг; Бланкеншип, Роберт Э .; Флеминг, Грэм Р. (12 апреля 2007 г.). «Доказательства волновой передачи энергии через квантовую когерентность в фотосинтетических системах». Природа . 446 (7137): 782–786. Bibcode : 2007Natur.446..782E . DOI : 10,1038 / природа05678 . PMID 17429397 . 
  18. ^ Panitchayangkoon, Gitt; 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 . Bibcode : 2010PNAS..10712766P . DOI : 10.1073 / pnas.1005484107 . PMC 2919932 . PMID 20615985 .  
  • Эта статья включает текст, первоначально написанный Филипом Дорреллом, который находится под лицензией GFDL.