Świadomość kwantowa (także kwantowy umysł) to zbiorcze określenie hipotez, według których klasyczne procesy zachodzące na poziomie neuronów nie wystarczają do wyjaśnienia świadomości, a istotną rolę mogłyby odgrywać zjawiska opisywane przez mechanikę kwantową, takie jak splątanie kwantowe czy superpozycja. Zwolennicy tych koncepcji zakładają, że zjawiska kwantowe zachodzące w mózgu mogą mieć znaczenie dla powstawania świadomego doświadczenia, pamięci albo podejmowania decyzji. Poszczególne warianty tych hipotez różnią się jednak proponowanym mechanizmem, od modeli redukcji stanu kwantowego i procesów w mikrotubulach po ujęcia odwołujące się do kwantowej teorii pola albo transportu elektronów w wybranych neuronach. W literaturze odróżnia się je zwykle od poznania kwantowego, w którym formalizm kwantowy służy przede wszystkim do modelowania decyzji i poznania, a nie do stawiania tez o rzeczywistym fizycznym mechanizmie świadomości. Hipotezy te pozostają kontrowersyjne i brakuje dla nich powszechnie uznanego potwierdzenia doświadczalnego. W popularnych ujęciach bywają też łączone z retoryką mistycyzmu kwantowego, ruchu New Age i pseudonaukowymi odwołaniami do „kwantowości”.

Historia Do wczesnych autorów łączących mechanikę kwantową z problemem świadomości należeli między innymi Eugene Wigner, który wiązał problem pomiaru z rolą świadomego obserwatora, oraz Freeman Dyson, który sugerował, że zdolność dokonywania wyborów jest w pewnym stopniu immanentną cechą materii. Nurt ten od początku miał charakter pograniczny: obok prób powiązania problemu pomiaru, wolnej woli i świadomości pojawiały się zarzuty, że są to raczej intuicje filozoficzne niż sprawdzalne modele naukowe. W drugiej połowie XX wieku powstały bardziej rozwinięte propozycje filozoficzne i fizyczne, w których próbowano wskazać konkretny mechanizm neuronalny lub formalny, ale także je wyraźnie krytykowano jako spekulacyjne albo słabo falsyfikowalne.

Główne ujęcia Penrose i Hameroff Najbardziej znaną wersją tych hipotez jest teoria Orch-OR, rozwijana przez Rogera Penrose’a i . Penrose opierał swoje stanowisko częściowo na twierdzeniach Gödla o niezupełności, argumentując, że ludzkiego rozumienia nie da się w pełni sprowadzić do procedury algorytmicznej. Ten tok rozumowania krytykowano jednak jako zbyt pochopne przejście od ograniczeń systemów formalnych do własności realnych procesów poznawczych. Hameroff wskazywał następnie mikrotubule jako możliwy nośnik procesów kwantowych i sugerował, że koherentne stany w obrębie tubuliny mogłyby uczestniczyć w powstawaniu świadomego doświadczenia, ale proponowane mechanizmy fizyczne, takie jak kondensat Fröhlicha, krytykowano zarówno na gruncie eksperymentalnym, jak i teoretycznym. Zgłaszano też bardziej szczegółowe zarzuty wobec wersji mikrotubularnej: badania nie potwierdziły postulowanej dominacji siatki A w mikrotubulach, a przewidywany udział ciałek lamelarnych dendrytów w przenoszeniu koherencji między komórkami uznano za niezgodny z ich obserwowaną budową i położeniem. Zwolennicy teorii interpretowali później eksperymenty dotyczące drgań i transportu energii w mikrotubulach jako możliwy argument na rzecz tego programu badawczego. Do tych interpretacji podchodzono jednak z rezerwą, wskazując, że sama nietrywialna dyfuzja pobudzeń w mikrotubulach nie dowodzi jeszcze związku ze świadomością i niewykluczone, że da się ją wyjaśnić także klasycznie.

Inne propozycje Do innych nurtów zalicza się koncepcję Davida Bohma, który traktował mechanikę kwantową i teorię względności jako wskazówki prowadzące do głębszego poziomu opisu rzeczywistości, z którego miałyby wyłaniać się zarówno materia, jak i świadomość. W późniejszych komentarzach do tej tradycji wskazywano, że ujęcie Bohma próbuje łączyć klasycznie opisywalny poziom aktywności mózgu z głębszym poziomem opisywanym w języku kwantowym, ale nie dostarcza powszechnie akceptowanego mechanizmu neuronalnego. Ricciardi i proponowali z kolei model pamięci oparty na kwantowej teorii pola i dalekozasięgowych falach koherentnych w mózgu. Mari Jibu i Kunio Yasue popularyzowali później ten kierunek pod nazwą quantum brain dynamics, próbując powiązać go szerzej z problemem świadomości. i Walter Freeman rozwijali dialogowy model relacji między klasycznym i kwantowym poziomem dynamiki mózgu. wiązał z tym obszarem teorię holograficznego mózgu i rozproszonego przetwarzania pamięci, a w szerszym ujęciu holonomicznym próbował opisać zależność między percepcją, pamięcią i organizacją przetwarzania w mózgu. W tym nurcie próbowano też opisać pamięć długotrwałą i problem wiązania cech percepcyjnych, odwołując się do struktur dendrytycznych i formalizmu kwantowej teorii pola.

W literaturze pojawiały się również propozycje , łączące redukcję stanu kwantowego z rolą świadomego obserwatora, ale spotykały się one z krytyką zarówno filozoficzną, jak i fizyczną.

Jedną z nowszych propozycji jest hipoteza CNET (), zgodnie z którą transport elektronów w mógłby uczestniczyć w selekcji działania i integrowaniu sygnałów neuronalnych. Autorzy tego ujęcia odwołują się między innymi do badań nad tunelowaniem elektronowym w ferrytynie oraz do obserwacji struktur bogatych w żelazo w substancji czarnej, ale sam mechanizm pozostaje hipotetyczny i nie został bezpośrednio zaobserwowany. Na poparcie fizycznej wiarygodności tego programu przywoływano też późniejsze badania nad długozasięgowym transportem elektronów w układach opartych na ferrytynie i nad tunelowaniem w złączach grafen-ferrytyna, choć same wyniki nie stanowią jeszcze bezpośredniego potwierdzenia związku ze świadomością. Przywoływano również badania obrazowe i histologiczne dotyczące neuromelaniny oraz mapowania żelaza w istocie czarnej, a także eksperymentalne konstrukcje ferrytynowych urządzeń jednoelektronowych. Prace te odnoszą się jednak przede wszystkim do własności materiałowych i organizacji tych neuronów, nie zaś do bezpośredniego wykazania mechanizmu świadomości. Sam autor hipotezy sugerował zarazem, że CNET byłby raczej mechanizmem wiązania sygnałów i selekcji działania, dającym się połączyć z innymi teoriami świadomości, niż jej pełnym, samodzielnym wyjaśnieniem. Zwolennicy CNET przeciwstawiali tę propozycję wcześniejszym ujęciom funkcji neuronów dopaminowych, skupionym głównie na sygnale nagrody, wskazując na nowsze prace o ich udziale w kodowaniu ruchu i wieloskalowej transmisji dopaminowej. Także ten argument dotyczy jednak przede wszystkim selekcji działania, a sam w sobie nie wyjaśnia, skąd bierze się świadomość.

Krytyka Krytycy świadomości kwantowej podkreślają, że teorie te zwykle nie pokazują przekonująco, dlaczego akurat określone zjawiska kwantowe miałyby prowadzić do pojawienia się świadomości. Zastrzeżenia dotyczą nie tylko samych proponowanych mechanizmów, ale też tego, że wiele takich ujęć trudno przełożyć na jednoznaczne i rozstrzygające testy eksperymentalne. David Chalmers argumentował, że odwołanie do nowej fizyki samo w sobie nie rozwiązuje trudnego problemu świadomości, lecz jedynie przenosi trudność na inny poziom opisu. Podobnie John Searle i Victor J. Stenger oceniali, że hipotezy tego typu nie mają wystarczającego oparcia empirycznego.

Problemy koncepcyjne Dodatkowy zarzut dotyczy samego założenia, że świadomość wymaga procesów kwantowych. Daniel Dennett rozwijał konkurencyjne ujęcie świadomości bez odwołania do takiej mikrostruktury, a Wayne Myrvold podkreślał, że związek między mechaniką kwantową a świadomością pozostaje przede wszystkim problemem filozoficznym, a nie empirycznie rozstrzygniętym faktem. David Chalmers odnosił się sceptycznie do tezy, że sama nowa fizyka rozwiąże trudny problem świadomości, ponieważ nie wyjaśnia jeszcze, dlaczego jakikolwiek proces fizyczny miałby prowadzić do subiektywnego doświadczenia. W innym kontekście rozważał on raczej możliwy związek mechaniki kwantowej z dualistycznymi teoriami umysłu, niż upatrywał w niej gotowego rozwiązania problemu świadomości. Pokrewny, ale odmienny kierunek badań nad poznaniem kwantowym traktuje formalizm kwantowy jedynie jako matematyczną analogię w modelowaniu decyzji i nie zakłada, że sam mózg jest układem kwantowym w sensie fizycznym. W tym ujęciu mechanika kwantowa jest raczej formalną inspiracją dla opisu poznania niż dosłownym mikrofizycznym mechanizmem świadomości, co rozwijano także w ramach tzw. słabej teorii kwantowej i pokrewnych modeli uogólnionych.

Problemy praktyczne Często przywoływany zarzut dotyczy dekoherencji: Max Tegmark wyliczył, że ewentualne stany kwantowe w mózgu powinny zanikać w skalach czasu zbyt krótkich, by mogły pełnić funkcję obliczeniową na poziomie neuronalnym. W komentarzach do tej pracy podkreślano, że są to skale subpikosekundowe, całkowicie odmienne od milisekundowych czasów typowych dla reakcji układu nerwowego. Sam Penrose przyznawał, że zwykłe sygnały nerwowe są zbyt duże i zbyt słabo izolowane, by tworzyć klasyczny komputer kwantowy, i twierdził raczej, że jeśli efekt związany ze świadomością istnieje, wymaga nowej fizyki oraz subtelniejszego mechanizmu w mikrotubulach. Zwolennicy hipotez mikrotubularnych odpowiadali, że istotne procesy miałyby zachodzić na poziomie struktur lepiej izolowanych od otoczenia, ale odpowiedź ta nie doprowadziła do konsensusu.

W 2022 roku grupa włoskich fizyków opublikowała wyniki eksperymentów, które nie potwierdziły związanego z grawitacją modelu redukcji kwantowej wykorzystywanego w części interpretacji Orch-OR, co osłabiło argumenty na rzecz kwantowego wyjaśnienia świadomości. Lawrence Krauss zwracał przy tym uwagę, że osobliwości mechaniki kwantowej w mikroskali bywają nadużywane na poparcie znacznie dalej idących twierdzeń o świadomości i sprawczości umysłu, mimo że mózg nie jest dobrze izolowanym układem kwantowym. Krytycy podkreślali też, że sama obecność zjawisk kwantowych w biologii nie wystarcza jeszcze, by uznać mózg za komputer kwantowy albo wyjaśnić w ten sposób powstawanie świadomego doświadczenia. W polemikach przywoływano także szybkie złudzenia percepcyjne, takie jak zjawisko phi czy złudzenie cutaneous rabbit, ale przykłady te dotyczą opóźnień rzędu ułamków sekundy, a nie zakresu subpikosekundowego wynikającego z argumentu o dekoherencji. Odwołania te nie rozwiązały więc zasadniczego problemu różnicy skali czasowej między proponowanymi procesami kwantowymi a znanymi czasami reakcji układu nerwowego.

Nadużycia pozanaukowe Osobnym problemem jest przenoszenie języka świadomości kwantowej poza kontekst naukowy. Deepak Chopra odwoływał się do pojęć takich jak „kwantowa dusza” () i „kwantowe leczenie” (), łącząc je z tezami o możliwym istnieniu świadomości poza ciałem, dostępie do pola nieskończonych możliwości oraz wpływie stanu umysłu na zdrowie i starzenie. Krytycy wskazywali, że takie posługiwanie się terminem „kwantowy” należy raczej do obszaru medycyny alternatywnej i retoryki New Age niż do sprawdzalnych hipotez fizycznych.

Zobacz też Filozofia umysłu Pseudonauka Mechanika kwantowa

Przypisy

Kategoria:Świadomość Kategoria:Filozofia umysłu i kognitywistyka Kategoria:Mechanika kwantowa Kategoria:Pseudonauka