의식 연구의 멍청이에서 찌르기 시작하면, 당신은 곧 의식의 양자 기원에 대한 대담한 옥스포드 물리학자인 Roger Penrose 경의 스펙터를 만나게 될 것입니다. 그는 우리가 풍부한 정신 생활을 설명하기 위해 신경 과학을 넘어 신비한 양자 역학 세계로 가야한다고 믿는다. 미국 마취과 의사 스튜어트 하메 로프 (Stuart Hameroff)와 함께 개발 된이 이론으로 무엇을 만들어야할지 아는 사람은 없지만, 기존의 지혜는 다음과 같은 일을합니다. 그들의 이론은 거의 틀렸다. 그러나 펜로즈는 너무나도 훌륭하다 (“제가 제가 만난 소수의 사람들 중 하나는 제 예약없이 천재를 불러 내고있다”고 말했다.
85 세의 Penrose는 수십 년 전에 일반 상대성 이론에서 획기적인 작업으로 자신의 이름을 만든 수학 물리학 자로 Stephen Hawking과 함께 일하면서 우주가 형성 될 수있는 무한한 밀도의 지점 인 블랙홀과 중력 특이점을 개념화하는 데 도움이되었습니다. 그는 또한 양자 역학을 시공간 구조와 연결하는 새로운 방법 인“Twistor Theory”를 발명했습니다. "펜로즈 타일 (penrose tiles)"(비 반복 패턴의 독창적 인 디자인)으로 알려진 특정 기하학적 형태를 발견했습니다.
Penrose의 관심의 폭 넓은 것은 특별한 일이며, 그의 최근 저서의 새로운 물리학에서의 패션, 믿음 및 판타지에서 분명합니다 -빅뱅의 첫 순간에 문자열 이론의 여러 차원에서 우주 인플레이션에 이르기까지 물리학에서 가장 유행이지만 여전히 입증되지 않은 이론에 도전하는 조밀 한 500 페이지의 Tome. 그는이 이론들이 환상적이고 불가능하다고 생각합니다.
Penrose는 Maverick의 브랜드 라인을 신경 쓰지 않는 것처럼 보이지만 물리학 작업과 관련하여 레이블에 이의를 제기합니다. 그러나 그의 의식 이론은 그럴듯한 과학으로 여겨지는 과학의 가장자리를 밀고 비평가들이 왜 그렇게 작은 증거를 바탕으로 이론을 받아들이는지 궁금해했다.
.대부분의 과학자들은 양자 역학이 뇌의 작동 방식에 대한 우리의 이해와 관련이없는 것으로 간주합니다. 그럼에도 불구하고 Penrose의 이론이 왜 주목을 받았는지 알기가 어렵지 않습니다. 인공 지능 전문가들은 수십 년 동안 어떤 종류의 컴퓨터 뇌를 예측 해 왔으며, 지금까지는 거의 보여줄 것입니다. 그리고 최근의 신경 생물학의 모든 발전에 대해, 우리는 한 세기 전보다 마인드 뇌 문제를 해결하는 데 더 가깝지 않은 것 같습니다. 인간 뇌의 뉴런, 시냅스 및 신경 전달 물질이 완전히 매핑 될 수 있다고해도 과학의 역사에서 큰 승리 중 하나 일 것입니다. 우리는이 3 파운드의 습식 조직이 우리의 생각과 감정의 비 물질적 세계를 어떻게 생성하는지 설명하는 데 더 가깝다는 것은 분명하지 않습니다. 현재 의식 이론에서 무언가가 빠진 것 같습니다. 철학자 데이비드 찰머스 (David Chalmers)는 의식이 알려진 물리 법칙 외부에 존재하는 자연의 기본 재산 일 수 있다고 추측했다. 종종“미스터리 안”브랜드의 다른 사람들은 주관적인 경험이 단순히 과학의 능력을 넘어서는 것이라는 것을 기뻐합니다.
Penrose의 이론은 더 깊은 수준의 설명을 약속합니다. 그는 의식이 계산이 아니라는 전제로 시작하며, 신경 과학, 생물학 또는 물리학이 이제 설명 할 수있는 것 이상입니다. Penrose는 최근 인터뷰에서“우리는 의식을 수용하기 위해 물리적 세계에 대한 이해에 큰 혁명이 필요합니다. "우리가 물리학 밖으로 나가지 않겠다는 가장 가능성이 높은 곳은이 큰 미지의 것, 즉 양자 역학을 이해하고 있습니다."
.그는 양자 컴퓨팅의 기본 특성을 그려서 정보의 비트 (큐 비트)가 여러 상태 (예를 들어, on”또는 "Off"위치에 동시에있을 수 있습니다. 이러한 양자 상태는 동시에 (“중첩”) 존재하며, 거의 즉각적인 계산으로 합쳐지기 전에 존재합니다. 양자 일관성은 전자 전체 시스템 인 수많은 것들이 하나의 양자 상태로 함께 활동할 때 발생합니다.
양자 일관성이 뇌의 뉴런 내부의 단백질 구조, 미세 소관에서 발생한다는 것은 Hameroff의 생각이었습니다. 그리고 미세 소관은 무엇입니까? 그것들은 진핵 생물 세포 (세포 골격의 일부) 내부의 관형 구조로, 세포의 형태를 결정하는데, 이는 유사 분열 동안 염색체의 분리를 포함하는 움직임뿐만 아니라 그 움직임을 결정하는 역할을한다. Hameroff는 미세 소관이 Penrose가 그의 이론에서 찾고 있던 양자 장치라고 제안합니다. 뉴런에서, 미세 소관은 시냅스 연결의 강도를 제어하는 데 도움이되며, 이들의 튜브와 같은 모양은 더 큰 뉴런의 주변 노이즈로부터 그것들을 보호 할 수있다. 미세 소관의 대칭 및 격자 구조는 펜로즈에 특히 관심이 있습니다. 그는“이 양자 기계적 인 것들을 다시 생각한다”고 믿는다.
그럼에도 불구하고, 당신은 의식에 어떤 영향을 미치려면, 양자 일관성의 임의 순간의 지속적인 홍수 이상이 필요합니다. 프로세스는 의식적인 선택을 할 수 있도록 어떤 방식 으로든 구성되거나 조정되어야합니다. Orch-Or로 알려진 Orchestrated Object Reduction의 Penrose-Hameroff 이론에서, 이러한 의식적 인식의 순간은 우리의 뇌의 미세 소관에 의해 조정됩니다.
"객관적인 감소"는 양자 중력에 대한 Penrose의 아이디어 (다른 시공간 형상에 중첩이 적용되는 방법)에 대한 물리학에서 아직도 이해되지 않은 이론으로 간주합니다. 이 모든 것은 양자 역학에서 상대성에 이르기까지 우주의 깊은 구조에 대한 Penrose의 생각을 이끌어내는 엄청나게 야심 찬 이론입니다. Smolin이 말했듯이,“모든 Roger의 생각은… Twistor 이론, 그의 철학적 사고, 양자 역학에 대한 그의 아이디어, 뇌와 마음에 대한 그의 아이디어.”
.이것은 무모한 양조장이지만 비평가들에게는 설득력이 없습니다. 대부분의 과학자들은 양자 상태가 신경 활동에 영향을 미치기 때문에 뇌가 너무 따뜻하고 습하다고 생각합니다. 양자 일관성은 고도로 보호되고 냉담한 환경에서만 가능해 보이기 때문입니다. Massachusetts Institute of Technology의 물리학 교수 인 Max Tegmark에서 가장 끔찍한 비판은 미세 소관 내의 양자 효과가 100 초 후에 분해 될 것이라고 계산했습니다. "내 생각이 양자 계산에 해당하기 위해서는 해독이 시작되기 전에 마무리해야하므로 매 초마다 10,000,000,000,000 개의 생각을 빨리 생각할 수 있어야합니다."Tegmark는 그의 2014 년 수학 우주에서 썼습니다. . "아마도 Roger Penrose는 그렇게 빨리 생각할 수 있지만 확실하지 않습니다." Penrose의 오래된 공동 작업자 Stephen Hawking조차도 모호합니다. "사람들, 특히 이론적 물리학 자들이 의식에 대해 이야기 할 때 불안해합니다." "그의 주장은 의식이 신비이며 양자 중력은 또 다른 신비이므로 관련이 있어야한다는 것 같았습니다." Penrose는 Hawking의 비판을 기각하면서 그들의 의견 불일치는 실제로 양자 역학의 본질에 관한 것이라고 말합니다.
작년에 나는 스위스 루체른에서 열린 의식에 관한 1 일간의 회의에서 펜로즈가 행동하는 것을 보았다. 신경 과학자 Christof Koch, 불교 스님 Matthieu Ricard, 물리학의 Tao를 포함하여 흥미로운 화자였습니다. 저자 Fritjof Capra, 심지어 Ayahuasca 전문가. 그런 다음 펜로즈가 있었는데, 이는 무의식적으로 옥스포드 돈의 일부를 연주했습니다. 그는 무대에 두 개의 오버 헤드 프로젝터를 설정 한 다음이 기계들 사이에서 앞뒤로 다루어 자신의 손으로 쓴 노트와 뉴런과 미세 소관의 그림, 피사의 기대어 타워, 떠 다니는 우주 비행사, 그리고 리소브 메이드 (Little Mermaid)의 오케이 이론을 설명하기 위해 노력했습니다. 현대 과학은 첨단 게임 일지 모르지만 이것은 눈부신 공연 예술 작품이었고 넘쳐나는 관객은 그것을 좋아했습니다.
Hameroff도 회의에 참석했으며 호텔 객실이 내 홀 바로 아래에있는 것으로 밝혀졌습니다. 그들과의 간단한 상호 작용에서, 나는 Hameroff가 Roger 경의 천재를 선전 할뿐만 아니라 여행 준비와 회의 현장에 도착할 때 Penrose를 돌보는 것도 기꺼이 공범의 역할을한다는 느낌을 받았습니다. Hameroff는 또한 자신의 이론을 방어하는 괴짜 불독이 될 수 있습니다 (패널 토론에서 그는 Koch를 뇌 활동의 다양한 세부 사항에 대해 Koch에게 바쳤습니다).
.지난 3 월, 옥스포드에서 Penrose에게 전화를 걸었을 때, 그는 의식에 대한 그의 관심이 케임브리지의 대학원생이었던 동안 괴델의 불완전 성 정리에 대한 그의 발견으로 돌아갑니다. Gödel의 정리는 수학에 대한 특정 주장이 사실이지만 입증 될 수 없다는 것을 보여줍니다. "이것은 나에게 절대적으로 놀라운 계시였습니다." "우리의 이해에서 일어나고있는 일이 계산이 아니라고 말했습니다."
그는 또한 위대한 물리학 자 폴 디락 (Paul Dirac)의 양자 역학에 관한 일련의 강의에 충격을 받았다. 다른 많은 사람들과 마찬가지로 Penrose는 양자 이론의 이상함에 어려움을 겪었습니다. “Schrödinger가 죽었고 동시에 살아있는 가난한 고양이를 분명히 지적했듯이, 그는 자신의 방정식이 왜 모든 진실이 될 수 없는지를 의도적으로 보여주기 위해이 시점을 의도적으로 보여주었습니다. 그는``말도 안 돼요.’라고 말하면서 펜로즈에게, 테이크 아웃은 Quantum 이론에 무언가가 더해지지 않았다는 것입니다. 양자 역학의 주요 인물 중 일부는 아마도 나보다 더 화가 났을 것입니다.”
그러나 내가 물었던 것은 무엇이든 의식과 관련이 있습니까? “내 주장은 매우 원형 교차로입니다. 이것이 사람들이 나를 따르지 않는 이유라고 생각합니다. 그들은 나중에 데리러 가거나 나중에 거부하지만 논쟁을 따르지 않습니다.” 그런 다음 Penrose는 왜 컴퓨터가 모든 무차별 계산력을 위해 왜 그들이하고있는 일에 대한 이해가 부족한 지에 대한 그의 비판을 시작했습니다. "내가 말하는 것은 사람들이 곤경에 처한 상상력의 도약입니다. 나는 뇌에서 일어나고있는 일이 양자 역학뿐만 아니라 그것이 잘못되는 곳을 활용해야한다고 말합니다." "양자 역학을 대체 해야하는 곳입니다." 그래서 우리는 아직 존재하지 않는 새로운 과학이 필요합니까? "좋아요. 정확히.”
우리가 20 분 동안 이야기 한 후, 나는 여전히 생물학이나 의식이 뇌의 출현 속성이라는 생물학이나 널리 알려진 믿음을 언급하지 않았다고 지적했다. "알고 있습니다. 알고 있습니다." 1989 년에 출판되었습니다. 그는 인공 지능의 창립 아버지 인 Marvin Minsky와 BBC 인터뷰를 듣고 인간의 뇌가“고기로 만든 컴퓨터”라고 유명하게 발음했습니다. Minsky의 주장은 Penrose가 황제의 새로운 마음을 쓰도록 강요했습니다. , 인간의 사고는 기계에 의해 결코 모방되지 않을 것이라고 주장합니다. 이 책은 의식의 비 완화 성격에 대한 확장 된 사고 실험의 느낌과 그것이 괴델의 정리 및 양자 물리와 관련하여 왜 이해 될 수 있는지에 대한 느낌을 받았습니다.
.작년에 사망 한 민스키는 의식의 뿌리를 발견하려는 펜로즈의 탐구와 눈에 띄는 대조를 나타냅니다. Minsky는 몇 년 전 인터뷰에서“트랜지스터의 작동 방식에 대해 매우 희미하지만 컴퓨터의 작동 방식을 정확히 이해할 수 있습니다. Minsky는 의식을 과학적 개념의 엄격함이 부족한“가방 단어”라고 불렀습니다. "우리는이를‘반영’과‘결정’으로 바꿔야합니다. “따라서 의식의 신비에 대해 이야기하는 대신, 관련된 20 개 또는 30 개의 중요한 정신 과정에 대해 이야기합시다. 그리고 당신이 끝났을 때, 누군가는‘글쎄요, 의식은 어떻습니까?’라고 말합니다.‘오, 사람들이 20 세기에 시간을 낭비 한 것입니다.’
그러나 의식에 대한 연구는 민스키가 바라는 방식으로 가지 않았다. 이제 신경 과학 실험실의 코티지 산업이며 전 세계의 큰 생각 회의의 필수품입니다. Hameroff는이 현재 열정의 원동력 중 하나입니다. 수년 동안 그와 Chalmers는 하드 코어 과학자부터 New Age Guru Deepak Chopra에 이르기까지 수십 명의 스피커를 특징으로하는“의식의 과학을 향한”회의를 운영했습니다. Hameroff와 Penrose의 연결도 수십 년 전으로 거슬러 올라갑니다. 그는 처음으로 Penrose에 연락하여 황제의 새로운 마음을 읽었습니다. , 의식의 물리학에 대한 펜로즈의 아이디어를 보완 할 생물학적 구성 요소가 누락 될 수 있다고 제안합니다.
Penrose는 이렇게 회상했다. "스튜어트는 나에게 좋은 구식 편지를 썼는데, 그는‘미세 소관에 대해 모른다는 것 같다.’옥스포드에서 만났을 때, 펜로즈는 미세 소관이 뇌에서 대규모 양자 일관성을 중재 할 수있는 가장 좋은 기회를 가지고 있음을 깨달았다. 그리고 그 이후로 Penrose와 Hameroff는 그들의 이론을 모으고 있습니다. 그런 다음 2013 년에 일본의 과학자들은 미세 소관에서 진동을 감지했다고 발표했으며, 펜 로즈와 하머 로프에 따르면 뇌가 섬세한 양자 활동에 대해 너무 따뜻하고 시끄럽지 않다는 것을 보여주고 오케이 이론에 대한 새로운 토론을 시작했습니다.
.어떤면에서 Penrose와 Hameroff는 이상한 과학입니다. Hameroff는 그의 영적 견해에 대해 사전에, 사망 후 존재하는 영혼의 가능성에 대해 공개적으로 이야기합니다. Penrose는 자신을“매우 물질적이고 육체적 인 종류의 사람”이라고 부르는 무신론자이며, 비 국소성과 얽힘에 관한 양자 이론에 걸린 새로운 시대에 의해 초자연적 인 신념을 소비했습니다.
나는 그가 구체화 된 의식에 대한 Hameroff의 멀리 떨어진 아이디어에 대해 어떻게 생각하는지 물었다. "글쎄, 나는 그에게 그의 자유를 허용해야한다"고 말했다. “조금 걱정합니다. 내 말은, 그는 내가 준비했던 것보다 훨씬 더 나아갑니다.” 그럼에도 불구하고 그는 의식이 거대한 미스터리라는 것을 인정합니다. “정직하게 어떤 물질적 인 의미가 있는지 잘 모르겠습니다. 양자 역학은 우리가 가지고 있던 견해와 확실히 상충되는 방식으로 행동합니다.”
.우리가 의식에 대한 Penrose의 이론의 더 깊은 영향을 조사하면서, 그의 사고의 과학적, 철학적 차원 사이의 경계를 어디에서 이끌어 내야하는지 항상 명확하지는 않았습니다. 예를 들어 양자 이론의 중첩을 고려하십시오. 우리가 상자를 열기 전에 어떻게 Schrödinger의 고양이가 죽고 살아있을 수 있습니까? "우주에서 결정이 내려 질 때마다 프로토 의식의 요소가 이루어집니다." “저는 뇌에 대해 말하는 것이 아닙니다. 나는 두 곳의 중첩에 넣는 물건에 대해 이야기하고 있습니다. 한 번에 두 곳에 두는 먼지 스펙이라고 가정 해 봅시다. 이제, 초의 작은 부분에, 그것은 하나 또는 다른 하나가 될 것입니다. 어느 것이 되나요? 글쎄, 그것은 선택입니다. 우주가 선택한 것입니까? 먼지의 얼룩이이 선택을합니까? 어쩌면 자유로운 선택 일 수도 있습니다. 모르겠어.”
Penrose의 이론이 자유 의지와 결정론 사이의 장기적인 철학적 논쟁과 관련이 있는지 궁금했습니다. 많은 신경 과학자들은 결정이 의식적 사고에 의해 지배되지 않는 신경 과정으로 인해 발생한다고 생각하며, 자유 의지에 대한 전체 아이디어를 쓸모 없게합니다. 그러나 양자 이론에 내재 된 불확실성은 인과 관계가 의식적인 뇌에서 분해된다는 것을 시사합니다. Penrose가 자유 의지를 위해 사건을 제기하고 있습니까?
"이 단계에서는 그렇지 않지만, 그다지 보입니다."라고 그는 말했습니다. “이러한 선택은 무작위 일 것 같습니다. 그러나 자유 의지, 그게 무작위인가?” 그의 생각의 대부분과 마찬가지로 여기에는“예,”가 있습니다. 그의 주장은 도발적이지만 종종 잠정적입니다. 그리고 그것은 자유 의지에 대한 그의 아이디어와 함께 있습니다. “저는 우주가 결정 론적이라고 생각하게 자랐습니다. 그런 다음‘글쎄요, 어쩌면 결정 론적이지만 계산할 수는 없습니다.’라고 말하면서 진화했습니다. 그러나 그보다 더 미묘한 일입니까? 여러 레이어가 더 깊습니까? 우리가 의식적인 이해를 위해 사용하는 것이라면, 그것은 간단하고 압박 할 수없는 결정 론적 물리학보다 훨씬 더 깊을 것입니다. 그것은 완전히 결정적인 행동과 완전히 자유로운 것 사이의 일종의 섬세한 경계입니다.”
.이러한 선언을 어떻게 해야할지 알기가 어렵습니다. 의식에 대한 Penrose의 주장에 회의적이더라도 그를 뿌리를 내려고합니다. 의식의 과학은 갇혀 있다고 느끼고 여기에는 가능한 이론이 있습니다. Penrose는 미세 소관에서 양자 일관성을 받아들이는 것뿐만 아니라 의식이 여전히 중단되지 않은 물리 법칙에 의해서만 설명 될 수 있다는 그의 논쟁은 우리에게 많은 것을 요구하고 있다는 사실은 단순히 새로운 과학 이론을 근거로하지 않을 것입니다. 그리고 또 다른 문제도 있습니다. 20 년 또는 200 년부터 지금부터 오케이션의 광범위한 윤곽이 확인되었다고 가정 해 봅시다. 우리는 의식을 설명 했습니까? 우리는 물리적 세계와 비 물질적 세계 사이의 격차를 해소 할 수 있습니까?
Penrose가 왜이 세월이 지난 후에 의식에 대한 그의 이론을 계속 망치게하는지 궁금해하면서, 나는 그에게 우주에 내재 된 의미가 있다고 생각하는지 물었다. 그의 대답은 나를 놀라게했다. "어쨌든 우리의 의식은 우주가 여기있는 이유입니다." 그래서 그는 우주의 다른 곳에서 지적인 삶이나 의식이 있다고 생각합니까? "그렇습니다.하지만 매우 드물일 수 있습니다." 그러나 의식 이이 전체 Shebang의 요점이라면 지구를 넘어서 증거를 찾을 것으로 기대하지 않습니까? "글쎄, 나는 우리 자신의 우주가 의식에 호의적으로 배치 될 것이라고 확신하지 못한다"고 그는 말했다. “여러분은 훨씬 더 많은 의식을 가진 우주를 상상할 수 있습니다. 왜 우리는 그것이 다소 드문 활동 인 것처럼 보이는 것보다는 그 중 하나에 있지 않습니까?
“그렇습니다. 우리는 그것의 목적을보고 싶습니다. 모르겠습니다. 어쩌면 그것은 잘못된 단어 일 것입니다. 목적 - 그게 무슨 뜻입니까?” 그는 웃었다.
Steve Paulson은 Wisconsin Public Radio의 전국 신디케이트 쇼의 수석 프로듀서입니다. 그는 의 저자입니다 원자와 에덴 :종교와 과학에 관한 대화. 여기에서 ttbook의 팟 캐스트를 구독 할 수 있습니다.
리드 사진 콜라주 :Vanessa Penrose / Caroline Davis2010 / Flickr
