Новое: онлайн-библиотека.·Читать

← Эссе
3 ноября 2024 г.·3 min

Квантовая природа сознания: что доказано, а что нет

От ЭПР до эксперимента в Делфте 2015 года и обратно к микротрубочкам Пенроуза — трезвый разбор того, что у нас есть по существу.

В 1935 году Эйнштейн, Подольский и Розен опубликовали статью, известную сегодня как ЭПР-парадокс. Формально авторы хотели показать, что квантовая механика неполна, а на деле впервые описали то, что потом назовут квантовой запутанностью.

Эйнштейн называл это «жутким действием на расстоянии». Он был убеждён, что перед нами артефакт и что за квантовой механикой стоит более глубокая локальная теория со скрытыми параметрами.

В 2015 году группа Рональда Хансона в Делфтском техническом университете поставила эксперимент Белла без лазеек: спины электронов в дефектах алмаза, разнесённых на 1,3 километра, и ни одной открытой лазейки — ни по локальности, ни по детектированию. Итог: неравенство Белла нарушается, локальный реализм мёртв.

Оспаривать это измерение уже не приходится. В том же году похожие результаты получили в Вене у Цайлингера и в американском NIST, позже — в Мюнхене, и везде картина одна.

Что из этого не следует

Из нелокальности квантовой механики никак не вытекает, что мозг — квантовый компьютер, что сознание разлито по Вселенной через запутанность или что его можно «загрузить» в облако и «настроиться» на поле.

Ошибка толкования обычная: к реальному физическому факту (запутанность существует) пристыковывают спекуляцию (запутанность работает в мозге), как будто первое подкрепляет второе. Никакого подкрепления там нет.

Что из этого может следовать

Роджер Пенроуз и Стюарт Хамерофф с середины 1990-х развивают гипотезу Orch-OR: в микротрубочках нейронов существуют когерентные квантовые состояния, и их коллапс связан с моментами сознательного выбора. Большинство физиков относились к этому скептически: при температуре тела декогеренция должна разрушать любую когерентность за ничтожные доли секунды.

Последние годы добавили гипотезе аргументов. В 2023 году группа Грегори Скоулза в Принстоне показала, что энергия возбуждения мигрирует по микротрубочкам дальше, чем предсказывали классические модели (ACS Central Science). В 2024-м группа Филипа Куриана из Университета Говарда нашла в сетях триптофана внутри микротрубочек сверхизлучение — коллективный квантовый эффект, который держится при комнатной температуре (Journal of Physical Chemistry B). До доказательства Orch-OR отсюда далеко, но отбросить гипотезу с порога уже нельзя.

Положение любопытное: теория, которая раньше лежала за пределами серьёзного разговора, перебралась в разряд проверяемых спекуляций.

Тонони и теория интегрированной информации

Джулио Тонони предложил другой подход — теорию интегрированной информации. Сознание, по Тонони, есть мера интегрированности системы, которую обозначают Φ (фи). Чем больше система ведёт себя как единое целое и чем меньше — как набор независимых частей, тем больше её Φ.

Теория красивая. Её главное слабое место — вычислительное: точное Φ для системы размером с мозг посчитать невозможно, сложность растёт экспоненциально. Критики во главе со Скоттом Ааронсоном указывают и на другое: теория даёт странные предсказания для искусственных систем, например приписывает простой решётке логических элементов сознание выше человеческого. Тонони проблему признаёт, но от теории не отказывается.

Для честной теории это нормальное положение: она делает предсказания, которые можно критиковать.

Что я сам думаю

Свои выводы я делю на три уровня достоверности.

Проверено: квантовая механика нелокальна (Делфт, 2015, и последующие опыты); информация физична (Ландауэр, 1961; эксперимент 2012 года); сознание связано с тем, насколько интегрирована активность мозга, а число нейронов само по себе ничего не решает: в мозжечке их больше всего, но в сознании он почти не участвует.

Предварительно: микротрубочки, возможно, поддерживают квантовые эффекты дольше, чем считалось. Orch-OR стала предметом обсуждения, хотя и не доказана.

Спекуляция: если гравитация эмерджентна (Верлинде), Вселенная — нейросеть (Ванчурин), а сознание — интегрированная информация (Тонони), то все три утверждения, возможно, описывают одно явление с разных сторон. Это, разумеется, спекуляция, но такая, которую уже можно начинать проверять.

Квантовое сознание сегодня — набор измерений, каждое из которых пока выживает, хотя готовой теории под ними ещё нет.

квантовая-механикасознаниеПенроуз