[論文レビュー] Conscious Pulse I: The rules of engagement

Richard A. Mould|ArXiv.org|Jul 1, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 7被引用数 5

ひとこと要約

本論文は、意識のための新しい量子理論的枠組みを提案し、『意識パルス』——完全に意識的な経験を表す脳状態の連続的重ね合わせ——を導入する。従来の観測ルールを拡張し、固有値が解像できないほど近接している場合、観測が重ね合わせを崩すのではなく、保存することを示す。これは、意識が離散的固有状態ではなく、連続的で整合性のある脳状態から生じる可能性を示唆する。

ABSTRACT

This paper elaborates on four previously proposed rules of engagement between conscious states and physiological states. A new rule is proposed that applies to a continuous model of conscious brain states that cannot precisely resolve eigenvalues. If two apparatus states are in superposition, and if their eigenvalues are so close together that they cannot be consciously resolved on this model, then it is shown that observation will not generally reduce the superposition to just one of its member eigenstates. In general, the observation of a quantum mechanical superposition results in another superposition. Key words: Brain states, consciousness, conscious observer, macroscopic superposition, measurement, state reduction, state collapse, von Neumann.

研究の動機と目的

• 意識経験を表す離散的固有状態モデルの限界に対処すること。このモデルでは、主観的意識の連続的・曖昧な性質を説明できない。
• 従来の量子意識モデルにおける矛盾を解消すること。すなわち、鋭い固有状態では認識可能な心理的経験を支えられないこと。
• 脳の生理的および知覚的限界による有限の分解能で意識経験を解像できるように、脳状態の連続的モデルを提案すること。
• 量子力学と整合性を保ちつつ、確率的選択された状態から完全で非離散的な意識経験がどのように生じるかを説明するメカニズムを導入すること。
• 量子力学的ダイナミクス、確率の流れ、知覚の現象論を統合する統一的意識理論の基盤を築くこと。

提案手法

• 『意識パルス』——中心的な意識状態を取り巻く隣接状態の振幅を調整する正規化関数 F_k(u) で定義される脳状態の連続的重ね合わせ——の概念を導入する。
• ハミルトニアンを用いて、確率的に選択された準備状態を、単一の固有状態に崩壊させるのではなく、時間経過とともに完全な意識パルスへと進化させる。
• 正規化条件（式1および式3）を用い、個々の状態およびパルスがすべて1.0に正規化されることを保証する。これにより、意識のオン・オフ性が振幅に依存しないことが保証される。
• ルール(3a)を導入し、確率的に選択された準備状態から意識パルスが形成されるプロセスを制御する。これにより、意識が時間とともに徐々に現れるようになる。
• パルスエンベロープ F_k(u)*F_k(u) の絶対値の二乗を、パルス全体にわたる相対的強度としてモデル化する。中心部で最大強度を示し、端に向かって弱まる。
• 意識パルスが形成された後、もはや活性でないが以前に存在していた状態は『幻影』成分——静的で動的でない——として扱われる。これにより、準備状態の物理的に不自然な運動を回避する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 離散的固有状態では認識可能な知覚を支えられない以上、意識経験の連続的・非離散的性質を量子モデルがどのように説明できるか。
• RQ2 脳の生理的限界によって固有値が解像できないほど近接している場合、その重ね合わせ状態はどのように扱われるか。
• RQ3 確率的に選択された脳状態が、インスタントに崩壊するのではなく、連続的なプロセスによって完全な意識経験へと進化できるか。
• RQ4 振幅が意識のレベルに直接対応しない量子枠組みの中で、意識経験の強度をどのようにモデル化できるか。
• RQ5 ハミルトニアンのダイナミクスによって、意識のオン・オフ性を保ちつつ、意識の徐々な出現・消滅を実現できるか。

主な発見

• 固有値が解像できないほど近接している場合、観測は重ね合わせを単一の固有状態に崩壊させず、新たな重ね合わせを保存する。これにより、離散的状態への還元が防がれる。
• 確率的に選択された準備状態は時間経過とともに完全な意識パルスへと進化し、パルス幅は脳の解像限界を反映する。これにより、認識可能で連続的な意識経験が保証される。
• 意識経験の強度はパルスエンベロープ F_k(u) の形状に従い、中心部で最大強度を示し、端に向かって弱まる。ただし、パルス全体は1.0に正規化されている。
• ハミルトニアンがパルスの時間的進化を制御するため、パルスが拡張するに従い意識が徐々に現れる。これにより、オン・オフ原理を満たしつつ、知覚の連続性を実現できる。
• 終了した意識状態は『幻影』成分——静的で動的でない状態——を残す可能性があり、これによりパルスとは独立して移動せず、準備状態の物理的に不自然な運動を回避する。
• 両方の成分が同一観測者の準備状態を含む場合、遷移が禁止されるため、従来のルールに起因する異常を回避し、ダイナミクスの整合性が保たれる。