HUMANOLOGY.MENosce te ipsum!

Категории раздела

Духовность [20]
Религия [5]
Биология, химия [39]
Математика, физика [17]
Эзотерика [11]
Биоэнергетика [39]
Медицина [52]
Психология [79]
Психиатрия [4]
Антропология [12]
Филология, лигвистика, морфология [18]
Социология [36]

Еще почитать...

07.09.2016 РАЗУМ
Осознание последствий не останавливает людей от глупых поступков
Психологи не связывают глупые поступки с уровнем IQ.
27.01.2016 ИМЕЮЩИМ УШИ
Ученые выяснили, как прием алкоголя в юном возрасте влияет на мозг
Алкоголь способен существенно влиять на развивающийся мозг - конкретно, на гиппокамп, отвечающий за пространственную ориентацию.
22.07.2015 ИМЕЮЩИМ УШИ
Перепады температуры оказались смертоноснее СПИДа
Перепады температуры оказались смертоноснее СПИДа
20.07.2016 ИНОЙ ВЗГЛЯД
Индейцы на своём примере показали, что у человека нет врожденного "чувства прекрасного" в отношении музыки
Открытие означает, что человек не имеет врожденного "чувства прекрасного" в отношении музыки, и что это качество воспитывается в нас.
26.11.2014 НЕ ХЛЕБОМ ЕДИНЫМ
Музыка лечит мозг
В Москве прошла заключительная часть эксперимента, который выявил закономерность воздействия древней корневой музыки на мозг человека
25.11.2016 ТЕЛО
Болезнь Паркинсона идёт в мозг из кишечника
Комплексы белковых молекул, которые вредят нейронам и способствуют развитию синдрома Паркинсона, могут приходить в мозг из кишечника.
29.01.2014 ТЕЛО
Ученые установили, что танго это лечебный танец
Крутите бедрами два раза в неделю, и тяжелая болезнь Паркинсона может отступить...
12.12.2016 ТЕЛО
Новый белок очищает организм от угарного газа за 23 секунды
Новый белок очищает организм от угарного газа за 23 секунды
13.01.2014 ТЕЛО
Eда полезна для той части тела, на которую похожа
Всем знакомо высказывание «Ты – то, что ты ешь»...
15.03.2015 РАЗУМ
Фокусы подсознания: мы многое осознаём, даже не осознавая этого
Результат эксперимента позволяет предположить, что возможности подсознания куда шире, чем считали до этого

Статистика


Онлайн всего: 1
Гостей: 1
Пользователей: 0

Читай каждый день!

На ФБ интереснее!

Каталог статей

Главная » Статьи » Математика, физика

Сознание как состояние материи

Шведско-американский профессор физики Макс Тегмарк наиболее известен в мировом научном сообществе как специалист по космологии. Однако темперамент, общая широта жизненных интересов и фотогеничная внешность ученого сделали его частым персонажем научно-популярных ТВ-передач и своего рода «медийным лицом» американской науки вообще.

До какой степени это обстоятельство повлияло на обостренное внимание Тегмарка к тайнам сознания, сказать затруднительно, но сам факт активного интереса физика к данной теме является бесспорным. Достаточно сказать, что по поводу теории «квантового разума» Пенроуза-Хамерофа этот теоретик провел в свое время специальное исследование и опубликовал в 2000 году статью с разгромной критикой «объективной редукции» в мозге [Tegmark, M. (2000). «Importance of quantum decoherence in brain processes». Physical Review E 61 (4): 4194–4206].

С помощью стандартных расчетов квантовой физики Тегмарк продемонстрировал, что модель Пенроуза-Хамерофа в условиях «теплого и влажного» (то есть сильно зашумленного помехами) мозга работать не может в принципе, поскольку хрупкие квантовые состояния теряют когерентность прежде, чем смогут достичь пространственного и энергетического уровня, достаточного для влияния на нейронные процессы…

Через несколько лет, правда, биофизики многократно продемонстрировали в экспериментах, что квантовые биологические процессы в живых организмах все же реально происходят – вопреки расчетам и доводам теоретиков (см. материал «Квантовый биокомпьютер»). Но эти результаты, ясное дело, оказались куда важнее для Пенроуза и Хамерофа, нежели для критиков их теории.

Что же касается Тегмарка, то он за последние годы в несколько эпатажной манере сформулировал собственную «Окончательную ансамбль-теорию всего», построенную на основе одного-единственного постулата: «Все структуры, существующие математически, также существуют и физически». (О своевременности данной теории и о весьма созвучных размышлениях Роджера Пенроуза на ту же тему, см. материал «Недостающая идея».)

Понятно, наверное, что этот постулат – в высшей степени сильное заявление, расширяющее границы физического мира не просто до необозримых, а до каких-то совершенно невообразимых для человека масштабов и форм (но при этом мира, строго описываемого на языке математических уравнений).

Тегмарк считает, что у него получилась весьма привлекательная и простая теория, не требующая вообще никаких свободных параметров для подстройки. Ну а кроме того, в теории предполагается, что в математических структурах, достаточно сложных для содержания в себе «СамоОсознающих Субструктур» или кратко СОС, эти самые СОСы будут субъективно воспринимать себя как существующие в физически «реальном» для них мире…

В строгом математическом виде эта идея формализована Тегмарком под названием «Гипотеза математической вселенной» и популярно изложена в его новой книге «Наша математическакя вселенная» (Max Tegmark. «Our Mathematical Universe: My Quest for the Ultimate Nature of Reality», 2014).

Ну а чтобы не показалось мало, в январе 2014 Тегмарк опубликовал еще и статью «Сознание как состояние материи» (Max Tegmark, Consciousness as a State of Matter, arXiv:1401.1219), в которой совершенно всерьез делается заявка на выстраивание полноценной математической формализации для устройства и работы сознания.

Конечно, пока что речь идет лишь о еще одной попытке навести в этой области надлежащую научную строгость. И хотя проблема сознания все еще очень и очень далека от своего разрешения, примечателен уже сам факт того, что ее наконец-то начали формулировать математически – как комплекс задач, которые исследователи уже вполне могут понимать, исследовать и обсуждать.

Что же представляет собой – в общих чертах – тот набор фундаментальных проблем, решение которых, по мнению Тегмарка, должно вывести науку на совершенно новый уровень понимания сознания и его тайн?

Прежде всего, автор показывает, каким образом эти проблемы могут быть сформулированы в терминах квантовой механики и теории информации. Попутно объясняется, каким образом такой аналитический подход к сознанию ведет нас к точно и строго сформулированным вопросам о природе реальности.

Суть подхода Тегмарка – это думать о сознании как о еще одном состоянии материи, таком как твердое тело, жидкость или газ:

«Я предполагаю, что сознание может быть понято как еще одно состояние материи. Точно так же, как существует много типов жидкостей, имеется множество типов сознания».

Далее эта идея развивается для того, чтобы продемонстрировать, каким образом конкретные свойства сознания могут возникать из физических законов, управляющих нашей вселенной. По той же схеме-аналогии объясняется, каким образом эти свойства сознания позволяют физикам постигать те условия, при которых сознание возникает.

Интересно отметить, что (как и в теории Пенроуза-Хамерофа) новый подход Тегмарка к сознанию пришел извне физического сообщества – главным образом, от ученых-нейробиологов, таких как Джулио Тонони (Giulio Tononi) из Университета Висконсина, г. Мэдисон.

В 2008 году Дж. Тонони выдвинул предположение, согласно которому система, демонстрирующая сознание, должна иметь две базовых специфических черты. Во-первых, такая система должна иметь способности к хранению и обработке больших объемов информации. Иными словами, сознание по сути своей является феноменом информации.

А во-вторых, эта информация должна быть интегрирована в единое целое, так что оказывается невозможным разделять ее на независимые части. Данная особенность отражает тот имеющийся из нашего опыта факт, что каждое явление сознания – это единое целое, которое невозможно разложить на отдельные компоненты.

Важность данных идей Тонони в том, что каждая из перечисленных особенностей может быть сформулирована и описана в математической форме. А это позволяет физикам-теоретикам, вроде Тегмарка, начать относительно данных вещей строгие аналитические умопостроения. В частности, Макс Тегмарк начал эту работу с выделения фундаментальных свойств, которые должна иметь система сознания.

Когда принимается во внимание, что речь идет о феномене информации, сразу же следует, что система сознания должна иметь возможности как для хранения информации в памяти, так и для ее эффективного извлечения. Далее, она также должна быть способна обрабатывать эти данные, примерно как компьютер, но только такой компьютер, который является намного более гибким и мощным, нежели те устройства на основе кремниевых схем, с которыми мы знакомы лучше всего.

В своих построениях Тегмарк позаимствовал у других авторов термин «компьютрониум» (computronium) – чтобы описывать материю, способную делать такого рода вещи. В одной из более ранних работ на эту тему Тегмарк отмечает расчеты, демонстрирующие, что наши нынешние компьютеры не дотягивают до теоретических пределов компьютерной мощи, заложенной в материи, примерно на 38 порядков величины.

(Иначе говоря, теоретически у нас еще есть возможность повышать производительность вычислительных систем – или искусственных «систем сознания» – в количество раз, исчисляемое единицей с 38 нулями)

Далее, Тегмарк переходит к обсуждению несколько более замысловатой идеи – о «перцептрониуме» (perceptronium), определяемом как «наиболее общее понятие о субстанции, которая субъективно ощущает себя самоосознающей».

По определению Тегмарка, эта субстанция должна не только быть способна к хранению и обработке информации, но и делать это таким образом, который формирует из нее единое, неделимое целое.

Развивая логику данной конструкции, автор заключает, что это также требует для системы сознания и «определенное количество независимости, благодаря которой динамика информации в ней определяется скорее изнутри, нежели снаружи».

Для наглядной демонстрации того, как новый способ размышлений о сознании можно применять в качестве своего рода линзы для рассматривания фундаментальных проблем квантовой механики, Тегмарк берет в рассмотрение известную «проблему квантовой факторизации» (quantum factorisation problem).

Если пояснять предельно кратко, то возникает данная проблема в физике по той причине, что квантовая механика описывает все происходящее во вселенной, используя лишь три математических сущности или инструмента: (1) объект под названием гамильтониан, который в виде матрицы описывает общую энергию системы; (2) матрицу плотности, которая описывает взаимоотношения между всеми квантовыми состояниями в системе; и (3) уравнение Шредингера, описывающее то, каким образом эти вещи изменяются с течением времени.

Так вот, проблема в связи с этим минималистским инструментарием такова, что когда вся вселенная описывается в данных терминах, то у системы в действительности оказывается бесконечное множество математических решений. И эти допустимые решения включают в себя как все возможные квантово-механические исходы, так и – плюс к тому – еще много-много и других разных, куда более экзотических возможностей…

Суть же проблемы вот в чем: ПОЧЕМУ в реальности мы воспринимаем вселенную как тот классический трехмерный мир, с которым все мы так хорошо знакомы в повседневной жизни? Ведь из очевидно верных математических уравнений совершенно никак не следует, что воспринимаемый нами мир должен выглядеть именно так, как он выглядит.

Дабы подоступнее пояснить эту непостижимую пока что для теоретиков загадку, Тегмарк приводит такой наглядный пример. Когда мы смотрим на стакан воды со льдом, мы воспринимаем жидкость и твердые кубики льда как независимые вещи. Хотя на глубинном уровне они в действительности тесно взаимосвязаны друг с другом – как части одной и той же системы. Как именно происходит такое разделение или «факторизация»? Из всех возможных решений, почему мы воспринимаем именно вот это решение?

Понятно, что и у Макса Тегмарка пока нет ответа на данный счет. Но замечательная особенность его подхода к проблеме в том, что ее уже вполне удается формулировать на языке квантовой механики. То есть таким образом, который позволяет подробный аналитический разбор и осмысление проблемы. Одновременно это выводит и на множество других, самых разнообразных проблем нового рода, также поддающихся научному анализу.

Для примера можно упомянуть новаторскую идею о том, что информация в системе сознания должна быть единой. По своей математической сути это означает, что данная система должна содержать в себе такие коды, исправляющие ошибки, которые позволяют любому подмножеству объемом до половины информации быть восстановленным обратно – на основе оставшейся неискаженной части.

По этому поводу Тегмарк напоминает, что науке уже известна подобного рода особая конструкция, именуемая нейросетью Хопфилда, где любая хранящаяся в ней информация автоматически располагает именно такой способностью к исправлению ошибок. Однако, тут же отмечает автор, согласно расчетам, сеть Хопфилда размером примерно с человеческий мозг, имеющий порядка 1011нейронов, может хранить в себе всего лишь 37 битов интегрированной информации…

Естественно, сразу возникает проблема:

«Этот результат ставит нас перед парадоксом интеграции. Почему, если наш мозг так мал, информационное содержимое нашего опыта и сознания выглядит намного большим, нежели 37 битов?»

По мнению Тегмарка, этот парадокс предполагает и указывает, что в изложенной им математической формулировке сознания явно недостает какого-то еще, жизненно важного ингредиента…

Источник: LiveInternet

Поделиться:
Категория: Математика, физика | Добавил: Alev (25.09.2016)
Просмотров: 310 | Рейтинг: 0.0/0
Всего комментариев: 0

Добавлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи.
[ Регистрация | Вход ]

Новые статьи

17.09.2017 Психология
Слова поддержки, которые ранят

20 распространенных ошибок в общении с людьми, страдающими от тяжелых, опасных или хронических заболеваний, разбирает психолог Дарья Кутузова.

13.09.2017 Биология, химия
Джо Диспенза: "Материализация событий в вашей жизни начинается на квантовом уровне"

Доктор Джо Диспенза (Joe Dispenza) стал одним из первых, кто начал исследовать влияние сознания на реальность с научной точки зрения. Его теория взаимосвязи между материей и сознанием принесла ему мировую известность после выхода документального фильма «Мы знаем, что делает сигнал».

11.09.2017 Социология
Как заставить свой мозг добиваться поставленных целей?

Добиться того, чего вы хотите, намного проще, чем кажется. Залог успеха – понять, чего именно вы хотите. Писатель Бенджамин Харди написал о том, как это может изменить вашу карьеру и жизнь в целом.

04.09.2017 Биология, химия
Реальность – это лишь галлюцинация: галлюциногенная лекция Анила Сета о природе сознания

Вам никогда не говорили, что вы живёте в каком-то "собственном мире"? Профессор когнитивной и вычислительной нейробиологии Анил Сет (Anil Seth) утверждает, что на самом деле сознательная реальность каждого человека – не более чем галлюцинация, созданная мозгом. И все мы постоянно галлюцинируем, а когда согласовываем наши галлюцинации, то называем их "реальностью".

26.07.2017 Биоэнергетика
Перевод с китайского: как европейцы ищут несуществующие точки и меридианы

Врач-невролог Егор Лобусов, окончивший сначала факультет фундаментальной медицины МГУ имени М. В. Ломоносова, а позже получивший полноценное четырехлетнее образование в аспирантуре Нанкинского университета традиционной китайской медицины, считает, что недопонимание принципов традиционной китайской медицины идет от неправильного перевода основополагающих терминов.

24.07.2017 Психология
14 фактов, доказывающих, что вы глупее, чем думаете

Вот 14 фактов о том, как работает наш мозг. И они доказывают, что все не так просто, как вы думаете.

17.07.2017 Биоэнергетика
О чем истерит женщина?

Дать женщине ВОЗМОЖНОСТИ и свободу для реализации. Выпихивайте истерящую женщину на любимую работу. Отправьте её к коучу, пусть он поможет ей разобраться с её богатым внутренними миром и найти ему применение.

13.07.2017 Психология
Остановить детскую истерику можно, задав всего один вопрос

Абсолютно все дети закатывают истерики. Родители интересуются: можно ли с ними что-то сделать или надо просто подождать, пока ребенок подрастет? Мама из Бразилии делится своим рецептом – он простой и работает.

13.07.2017 Социология
Как танцы помогают вашему мозгу

Танцы со своими друзьями или вашим партнером - это не просто увлекательная деятельность, предназначенная для выходных дней. Это также здоровая практика, которая имеет множество преимуществ как физически, так и умственно. Новые исследования показали связь между частым танцем и неврологическим здоровьем.

10.07.2017 Социология
Информационная дурь. Как распознавать, не допускать и избавляться

С самого раннего детства всем нам (людям) со всех сторон рассказывают, что что-то хорошо, а что-то плохо. Чему-то мы верим, что-то отвергаем, в чём-то меняем своё восприятие с веры к отвержению и наоборот. Многое узнанное нам полезно, многое отвергнуто зря. Часть воспринятого как истина, ею не является. Вот об этой части и пойдёт речь ниже.

Поиск

Форма входа

Реклама

Рекомендуем

  • Книжный интернет-магазин
  • Проект "Танцевальный клондайк"
  • Календарь творческих событий
  • Оперативная полиграфия
  • Страж здравого смысла
  • Мой бесценный XXI век