[論文レビュー] Chance, Choice, and Consciousness: The Role of Mind in the Quantum Brain

Henry P. Stapp|ArXiv.org|Nov 21, 1995

Quantum Mechanics and Applications参考文献 3被引用数 8

ひとこと要約

この論文は、脳における量子測定過程がランダムではなく、非局所的で意識的なプロセスによって制御され、可能性から現実化された結果が選択されることを提案する。スタップは、意識を物理的に現実的で非局所的なプロセスとしてモデル化し、量子事象に因果的に影響を与えるものとし、心と量子力学を脳のダイナミクスに統合する非自然主義的だが数学的に整合性のある枠組みを提示する。

ABSTRACT

Contemporary quantum mechanical description of nature involves two processes. The first is a dynamical process governed by the equations of local quantum field theory. This process is local and deterministic, but it generates a structure that is not compatible with observed reality. A second process is therefore invoked. This second process somehow analyzes the structure generated by the first process into a collection of possible observable realities, and selects one of these as the actually appearing reality. This selection process is not well understood. It is necessarily nonlocal and, according to orthodox thinking, is governed by an irreducible element of chance. The occurrence of this irreducible element of chance means that the theory is not naturalistic: the dynamics is controlled in part by something that is not part of the physical universe. The present work describes a quantum mechanical model of brain dynamics in which the quantum selection process is a causal process governed not by pure chance but rather by a mathematically specified nonlocal physical process identifiable as the conscious process.

研究の動機と目的

• 量子確率が測定においてどのように確定的結果に転化するかという基礎的問題に取り組むこと。
• 量子崩壊が本質的にランダムで非物理的であるという伝統的見解に挑戦すること。
• 意識的観測が量子重ね合わせから現実化された現実を実際に選択する、物理的に現実的で非局所的なプロセスであると提案すること。
• 心が付随的でなく因果的に作用するものであるような、脳機能の量子力学的モデルを構築すること。
• 測定過程を物理的に現実的で非局所的なプロセスとして特定し、意識的選択と結びつけることで、量子力学と意識を統合すること。

提案手法

• 意識的観測によって支配される非局所的で非決定論的な選択メカニズムとして、量子測定過程を形式化すること。
• 量子状態ベクトルの崩壊に因果的役割を果たす非局所的物理的プロセスを導入すること。
• 特にフォン・ノイマン＝ディラックの縮退仮説を用いて、量子力学の標準的形式主義を応用し、意識が状態還元に果たす役割をモデル化すること。
• 数学的に明確に定義された非局所的影響として、意識的プロセスを、可能性の重ね合わせから一つの結果を選択するものとして定義すること。
• 神経系にこのモデルを適用し、意識的選択が脳内の量子事象にどのように影響するかを検討すること。
• 選択プロセスがランダムではなく、意識として識別可能な物理的に現実的な非局所的メカニズムによって支配されることを主張すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子測定過程を、純粋な偶然ではなく、非ランダムな選択プロセスとして理解できるか？
• RQ2 意識は物理的に現実的で非局所的なプロセスであり、量子状態還元に影響を与えるものか？
• RQ3 相対性理論に反しないように、非局所的プロセスを量子力学に統合できるか？
• RQ4 意識的選択は、脳における量子重ね合わせの崩壊に果たす役割は何か？
• RQ5 エピフェノーメナリズムを回避する量子理論内に、意識の数学的モデルを構築できるか？

主な発見

• この論文は、量子測定過程が純粋な偶然によって支配されるのではなく、意識として識別可能な物理的に現実的な非局所的プロセスによって支配されることを主張する。
• 意識的観測は、量子重ね合わせからの現実化された結果の選択に因果的要因として位置づけられる。
• このモデルは、伝統的な不確実性に基づく崩壊仮説を、意識的選択と結びついた決定論的で非局所的なプロセスに置き換える。
• プロセスの非局所的性質は、意識的意思決定が空間的分離を越えて量子事象に影響することを示し、量子非局所性と整合的である。
• この枠組みは、古典的物理学や古典的情報に還元できない形で、心が物質に影響を与えるメカニズムを提供する。
• このモデルは、特にフォン・ノイマンの測定方式に従う量子力学の数学的構造と整合的であるが、観測者の役割を能動的で因果的な要因として再解釈する。