Квантова свідомість або квантовий розум — це група гіпотез, які припускають, що локальні фізичні закони та взаємодії з класичної механіки або зв'язки між нейронами самі по собі не можуть пояснити свідомість, натомість припускаючи, що в механізмах свідомості залучені квантово-механічні явища, такі як заплутаність і суперпозиція. Ефекти, наявні в менших частинах мозку, ніж у нейронах, імовірно, можуть відігравати важливу роль у функціонуванні мозку та пояснювати важливі аспекти свідомості.
Квантова свідомість досліджує потенційний зв'язок між квантовою механікою та невловимою природою свідомості, припускаючи, що квантові явища в мозку можуть сприяти свідомому досвіду. Дослідження квантової свідомості заглиблюється в квантові ефекти в біологічних системах, піднімаючи питання щодо їхнього значення для свідомості. У той час як галузь стикається зі скептицизмом щодо можливості підтримки квантової когерентності в теплих біологічних середовищах, поточні міждисциплінарні дослідження продовжують досліджувати потенційні зв'язки між квантовою механікою та свідомим досвідом, формуючи дискурс щодо фундаментальної природи свідомості.
Є маргінальною наукою й часто використовується для шарлатанства.
Історія Загадкова природа людської свідомості сторіччями захоплювала наукові дослідження, спонукаючи до невпинних досліджень і різноманітних теоретичних підходів у різних дисциплінах. Водночас відкриття квантової механіки революціонізували наше розуміння фундаментальної реальності.
Основи вивчення свідомості глибоко вкорінені в різноманітних дисциплінах, від філософії до нейронауки, від психології до штучного інтелекту. Піонерські роботи Вільяма Джеймса в «» 1890 року створили ґрунт для дослідження суб'єктивного досвіду, тоді як сучасні дослідження когнітивної нейронауки, зокрема «» Джеральда Едельмана та Джуліо Тононі 2000 року, пролили світло на нейронні кореляти та інтегровану природу свідомого сприйняття.
Квантова фізика Коріння квантової теорії сягають кінця 19-го та початку 20-го століть із ключовим внеском таких вчених, як Макс Планк, який представив концепцію квантування для пояснення випромінювання чорного тіла. Роз'яснення фотоелектричного ефекту Альбертом Ейнштейном у 1905 році ще більше просунуло ідею світлових квантів (фотонів), кинувши виклик класичній хвильовій теорії та заклавши основу для квантової механіки.
1920-ті роки стали свідками формалізації квантової механіки, головним чином через роботи Вернера Гейзенберга про матричну механіку, хвильове рівняння Ервіна Шредінгера та імовірнісну інтерпретацію хвильової функції Макса Борна. Копенгагенська інтерпретація, запропонована Нільсом Бором і Вернером Гейзенбергом, запропонувала основу для розуміння особливої природи квантових явищ, наголошуючи на ролі спостереження.
Після Другої світової війни квантова механіка зміцнила своє місце як наріжний камінь сучасної фізики. Формулювання квантової теорії поля Полем Діраком, формулювання інтегралу вздовж траєкторій Річардом Фейнманом та поява квантової електродинаміки сприяли глибшому розумінню фундаментальних взаємодій на квантовому рівні. Подальші розробки, включаючи квантову хромодинаміку та стандартну модель фізики елементарних частинок, продовжували уточнювати наше розуміння квантових явищ.
Квантова свідомість Ервін Шредінгер одним із перших інтригуюче натякнув на можливість зв'язку квантової механіки з біологічними системами, у своїй книзі «Що таке життя?» в 1944 році, яка згодом перевидавалась багато разів.
Юджин Вігнер розвинув ідею про те, що квантова механіка має щось спільне з роботою розуму. Він припустив, що хвильова функція руйнується через її взаємодію зі свідомістю.
Наприкінці 20-го століття з'явилися теорії, які намагалися об'єднати квантову механіку зі свідомістю. Роджер Пенроуз і запропонували теорію (Orchestrated Objective Reduction, коротко — Orch-OR), вважаючи квантові обчислення в мікротрубочках нейронів ключовими для свідомості. Водночас та Девіда Бома, та Теорія Квантового Розуму запропонували альтернативні погляди на потенційну квантову природу свідомості.
Інші сучасні фізики та філософи вважали ці аргументи непереконливими. Віктор Стенгер охарактеризував квантову свідомість як «міф», який «не має наукового обґрунтування», який «має зайняти своє місце разом із богами, єдинорогами та драконами». Девід Чалмерс виступає проти квантової свідомості. Натомість він обговорює, як квантова механіка може співвідноситися з дуалістичною свідомістю. Чалмерс скептично ставиться до того, що будь-яка нова фізика може вирішити важку проблему свідомості.
Сучасна наука продовжує досліджувати потенційні перетини між квантовими явищами та свідомістю. Від інтегрованої теорії інформації до дослідження квантових ефектів у біологічних системах, ця міждисциплінарна спроба прагне з'ясувати глибокі зв'язки та наслідки, що виникають внаслідок інтеграції квантових принципів із природою свідомості.
Основи квантової механіки Народившись через потребу пояснити особливу поведінку, що спостерігається на атомному та субатомному рівнях, квантова механіка фундаментально змінила наше уявлення про реальність, ввівши концепції, які кидають виклик класичним уявленням про детермінізм та об'єктивність.
Суперпозиція та сплутаність В основі квантової механіки лежить принцип суперпозиції, коли частинки можуть існувати в кількох станах одночасно, доки не будуть виміряні (спостережені). Ця концепція, відомим прикладом якої є парадокс кота Шредінгера, підкреслює здатність квантових сутностей займати безліч станів одночасно, до моменту їх спостереження.
Заплутаність, ще один наріжний камінь квантової теорії, описує явище, коли частинки стають взаємопов'язаними таким чином, що стан однієї миттєво впливає на стан її заплутаної частинки-двійника, незалежно від їх просторового розділення. Концепція квантової заплутаності, запропонована в парадоксі ЕПР, продовжує кидати виклик звичайним уявленням про локальність і взаємозв'язок.
Хвильово-корпускулярний дуалізм Центральним у квантовій механіці є хвильово-корпускулярний дуалізм, де такі частинки, як електрони, фотони та, навіть, великі молекули з 800 атомами, демонструють як частинкоподібну, так і хвилеподібну поведінку. Відомий експеримент із подвійною щілиною, який підкреслює дуалізм хвилі та частинок світла й матерії, підкреслює притаманну неоднозначність і взаємододаткову природу квантових сутностей.
Принцип невизначеності Сформульований Вернером Гейзенбергом принцип невизначеності визначає фундаментальну межу точності, з якою можна одночасно знати певні пари властивостей (наприклад, положення та імпульс) частинки. Цей принцип вносить властиві невизначеності в природу квантових систем, визначаючи межу нашої здатності вимірювати певні пари спостережуваних величин з абсолютною точністю.
Підходи Дослідження квантової свідомості заглиблюються в перетин квантової механіки та свідомості, представляючи різноманітний набір теорій, які намагаються з'ясувати потенційні зв'язки між цими, здавалося б, різними сферами.
Ранні пропозиції
Механіка Бома (1952) Інтерпретація квантової механіки Девіда Бома запропонувала альтернативу копенгагенській інтерпретації, припускаючи взаємопов'язану та неподільну цілісність у квантовому царстві. Бом міркував про потенційні наслідки квантових явищ для свідомості, передбачаючи паралелі між неявним порядком у фізиці та природою свідомості.
Девід Бом розглядав квантову теорію та теорію відносності як взаємосуперечливі, що передбачало більш фундаментальний рівень у Всесвіті. Він стверджував, що і квантова теорія, і теорія відносності вказують на цю глибшу теорію, яку він сформулював як квантову теорію поля. Було запропоновано, що цей більш фундаментальний рівень представляє неподільну цілісність і неявний порядок, з якого виникає явний порядок Всесвіту, як ми його відчуваємо.
Квантова голографія (1970-1990-ті) Голографічна модель мозку Карла Прібрама запропонувала голографічний механізм обробки інформації в мозку, проводячи паралелі між голографічним кодуванням і квантовими принципами. Прібрам припускав потенційну роль квантовоподібних ефектів у нейронній обробці та зберіганні інформації.
Теорія оркестрованої об'єктивної редукції (Orch-OR) Роджер Пенроуз і Стюарт Гамерофф запропонували теорію оркестрованої об'єктивної редукції, припускаючи, що свідомість виникає в результаті квантових обчислень, що відбуваються в нейронних мікротрубочках. Orch-OR припускає, що зменшення квантового стану в мікротрубочках призводить до організованої когерентної діяльності, що має вирішальне значення для появи моментів свідомості та когнітивних процесів.
Пенроуз і Гамерофф спочатку розробляли свої ідеї окремо, а потім разом створили Orch-OR на початку 1990-х років. Вони переглянули та оновили свою теорію в 2013 році.
Теорія Orch-OR стверджує, що свідомість виникає в результаті квантових обчислень, що відбуваються в структурах, відомих як мікротрубочки, які є циліндричними білковими структурами, поширеними в нейронах. Пенроуз і Гамерофф припустили, що мікротрубочки мають характеристики, придатні для квантових процесів, такі як їх упорядкована ґратчаста структура та здатність підтримувати квантові стани.
Центральним аспектом Orch-OR є концепція об'єктивної редукції, яка передбачає, що квантові суперпозиції в мікротрубочках досягають порогу, коли вони руйнуються або зменшуються до певних станів завдяки ще не ідентифікованому механізму, керованому квантовою гравітацією. Передбачається, що цей колапс квантового стану в мікротрубочках сприяє моментам свідомого усвідомлення або вибору шаблонів активації нейронів, пов'язаних з пізнанням і свідомістю.
Згідно з Orch-OR, мікротрубочки відіграють вирішальну роль не лише у підтримці квантових обчислень, але й у регуляції синаптичної активності та обробки інформації в нейронах. Згідно з теорією вважається, що квантові процеси в мікротрубочках сприяють відбору та інтеграції нейронних моделей збудження, необхідних для когнітивних функцій і свідомості.
Критики Orch-OR поставили під сумнів доцільність підтримки квантової когерентності в теплих, шумних і складних біологічних середовищах, таких як мозок. Здатність мікротрубочок підтримувати квантові стани протягом досить тривалого часу, необхідного для свідомої обробки, залишається предметом ретельного вивчення та критики. Багато теоретичних пропозицій Пенроуза та Гамероффа, що ґрунтувались на інтуїтивних здогадках та розуміннях, та пояснювали квантову природу свідомості, були спростовані; хоча деякі останні дослідження все ж узгоджуються з цією теорією квантової свідомості, основаної на квантових процесах в мікротрубочках.
Голономна теорія мозку Девід Бом і Карл Прібрам співпрацювали над голономною теорією мозку, яка припускала, що мозок функціонує через голографічні процеси, що включають нелокальні властивості. Ця теорія припускає, що структура мозку дозволяє кодувати та отримувати інформацію за допомогою квантово-подібних механізмів, потенційно впливаючи на когнітивні процеси.
Теорія голономного мозку (голономна теорія мозку) посилалася на квантову механіку, щоб пояснити процес обробки розумом вищого порядку. Прібрам стверджував, що його голономна модель вирішила проблему зв'язування.Pribram, K. (1999) Status Report: Quantum Holography and the Braln. Acta Polyiechnica Scandinavica: Emergence Complexity, Hierarchy, Organization, Vol. 2, pp. 33–60. Прібрам співпрацював із Бомом у його роботі над квантовими підходами до розуму, і, зокрема, «цілісності» процесів.Pribram, K. H. Holography, holonomy and brain function. Elsevier's Encyclopedia of Neuroscience, 1999. Він припустив, що впорядкована вода на поверхні дендритних мембран може працювати шляхом структурування конденсації Бозе — Ейнштейна, що підтримує квантову динаміку.
Умедзава; Вітіелло, Фріман