[論文レビュー] Consciousness and the Quantum

Don N. Page|arXiv (Cornell University)|Feb 25, 2011

Quantum Mechanics and Applications参考文献 20被引用数 19

ひとこと要約

この論文は、意識を量子理論に結びつける枠組みとして、感覚的量子力学（SQM）または無心の感覚主義を提案する。ここでは、各意識的知覚が固定された量子状態における対応する「意識作用素」の期待値によって測度が割り当てられる。主な貢献は、不確実性や自由意思を排除しながら、意識的知覚の頻度的確率解釈を、量子宇宙における検証可能な形で提示することである。意識は副次的であるとみなされる。

ABSTRACT

Sensible Quantum Mechanics or Mindless Sensationalism is a framework for relating consciousness to a quantum universe. It states that each conscious perception has a measure that is given by the expectation value of a corresponding quantum "awareness operator" in a fixed quantum state of the universe. The measures can be interpreted as frequency-type probabilities for a large set of perceptions that all actually exist with varying degrees of reality, so detailed theories within this framework are testable. The measures are not propensities for potentialities to be actualized, so there is nothing indeterministic in this framework, and no free will in the incompatibilistic sense. As conscious perceptions are determined by the awareness operators and the quantum state, they are epiphenomena. No fundamental relation is postulated between different perceptions (each being the entirety of a single conscious experience and thus not in direct contact with any other), so SQM or MS, a variant of Everett's "many-worlds" framework, is a "many-perceptions" framework but not a "many-minds" framework.

研究の動機と目的

• 量子理論において意識を宇宙の基本的特徴として統合し、主観的経験を物理的実体よりも現実性が低いとみなす立場に挑戦すること。
• 特に無限大または不確実な結果を伴う宇宙論的文脈において、意識的知覚と量子力学の関係を解明する基礎的問題に取り組むこと。
• 意識的知覚に測定可能な確率を割り当てる枠組み、すなわち感覚的量子力学（SQM）または無心の感覚主義を提唱すること。
• 永遠のインフレーションや量子宇宙論における測度問題を解消し、力学的法則や境界条件に依存しない観測確率をもたらす作用素を特定すること。
• 量子理論において、『観測規則』（第3部）が力学的法則（第1部）と量子状態（第2部）から論理的に独立している役割を確立すること。

提案手法

• この枠組みは、量子作用素の$C^*$-代数と固定された量子状態$\sigma_i$を用い、意識的知覚の測度を定義する。
• 各意識的知覚$p_j$は、その知覚に対応する「意識作用素」$A_j = A(p_j)$と関連づけられ、その期待値$\sigma_i[A_j]$が、その知覚が生じる確率$P(O_j|T_i)$を表す。
• 観測の確率は、将来の実現可能性の傾向としてではなく、実際に存在する知覚の多宇宙における頻度的測度として解釈される。
• このアプローチでは、意識は副次的であるとみなされる：知覚は作用素と量子状態によって決定され、因果的要因ではない。
• 各知覚が完全で独立した意識的体験であり、他の知覚と直接的な関係を持たないため、SQMは『多くの心』解釈とは区別される。
• 観測が意識的知覚として特定されない場合でも、この枠組みは一般化可能であり、$A_j$を観測確率をもたらす期待値を持つ作用素とみなすことで対応する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 不確実性や自由意思を想起せず、量子宇宙内での意識的知覚に一貫した測度を割り当てる方法は何か？
• RQ2 意識作用素$A_j$はどのようにして意識的知覚の確率を割り当てるのか？その決定根拠は何か？
• RQ3 なぜボーンの法則は量子宇宙論における観測確率を定義するのに不十分なのか？代替策は何か？
• RQ4 無限大の多重性が確率の曖昧さを引き起こす永遠のインフレーションにおいて、この枠組みは測度問題をどのように解決するか？
• RQ5 量子理論において、観測規則（第3部）が力学的法則（第1部）と量子状態（第2部）から論理的に独立しているのはなぜか？

主な発見

• 意識的知覚$p_j$の測度は、その意識作用素の期待値$\sigma_i[A_j]$として与えられ、実際に存在する知覚の頻度的確率を提供する。
• この枠組みは、知覚が量子状態と作用素によって決定される副次的現象とみなすことにより、不確実性や非相容性の自由意思を回避する。
• 量子的不確実性が知覚の発生回数に影響を及ぼすため、有限宇宙でも測度問題は依然として残り、単純な頻度数え上げは無効である。
• 意識作用素$A_j$は、ボーンの法則が要求する射影作用素ではありえないため、確率割り当てに新たな曖昧性が生じる。
• この枠組みは検証可能である。なぜなら、知覚に測定可能で確率的でない重みを割り当て、理論間の実証的比較が可能だからである。
• このアプローチは『多くの心』解釈とは論理的に異なる。なぜなら、知覚同士に因果的・関係的つながりがない『多くの知覚』の枠組みであるからである。