[論文レビュー] Consciousness: The rules of engagement

Richard A. Mould|ArXiv.org|Jun 11, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 11被引用数 10

ひとこと要約

本稿は、測定相互作用における意識のための量子力学的枠組みを提案し、意識状態がいつ、どのように量子重ね合わせを崩すかを規定する4つの規則を導入する。意識的、無意識的、および「準備」状態の脳状態を区別し、確率的選択によって1度に1つの脳状態だけが意識的になる仕組みを提示することで、多世界解釈の無限分岐を回避するとともに、意識の派生的性質を保ちながら、精神的・物理的相関の検証可能な「並列原理」を可能にする。

ABSTRACT

We examine the role of a conscious observer in a typical quantum mechanical measurement. Four rules are given that govern stochastic choice and state reduction in several cases of continuous and intermittent observation. It is found that consciousness always accompanies a state reduction leading to observation, but its presence is not sufficient to 'cause' a reduction. The distinction is clarified and codified by the rules that are given below. This is the first of several papers that lead to an experimental test of the rules, and of the "parallel principle" that is described elsewhere. Key words: Brain states, boundary conditions, consciousness, conscious observer, environment, decoherence, macroscopic superposition, measurement, state reduction, state collapse, von Neumann.

研究の動機と目的

• 連続的または間欠的な観測状況における意識的観測者の役割を形式化すること。
• 状態の崩壊時に意識が生じる条件を明示することで、測定問題を解決すること。
• エヴェレットの多世界解釈における無限分岐を回避するため、意識を1度に1つのブランチに限定すること。
• 意識の派生的性質と整合性を持つフレームワークを構築するとともに、将来的な拡張において因果的役割を検証可能にする。
• 精神的状態と物理的状態を結ぶ「並列原理」の実験的検証の土台を築くこと。

提案手法

• 意識的脳状態 $\underline{B}_0$ と準備状態 $B_1$ を含む修正された量子状態方程式（式2）を導入し、意識的状態には下線を引いて能動的意識を示す。
• 環境によるデコherenceを適用して、巨視的検出器や脳の古典的外観を正当化しつつ、脳状態の量子重ね合わせを維持する。
• 脳状態を3つに分類する：(i) 意識的（$\underline{B}_0$）、(ii) 無意識的（機能不全）、(iii) 準備状態（$B_1$）で、確率的選択によって意識的状態に移行可能。
• 連続的または間欠的な観測における確率的状態崩壊と意識的状態選択を規定する4つの規則を構築する。
• 別々の検出領域を持つ共同観測者を拡張し、準備状態の確率的選択が1人の観測者のみに意識的体験をもたらすことを示す。
• 複合状態 $D_{mn}$ や $B_m B_n$ を用いて、複数粒子および複数検出領域へのモデル一般化を実施する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 量子測定相互作用の過程で、どのような条件下で意識的脳状態が出現するか？
• RQ2 1人の意識的観測者の体験と整合するように、多世界分岐構造をどのように再考できるか？
• RQ3 量子力学的枠組みにおいて、「準備」状態の脳状態と「無意識的」状態の違いは何か？
• RQ4 無限の意識的ブランチを避けるために、脳状態の確率的選択をどのように形式化できるか？
• RQ5 複数の観測者が存在する場合、還元過程と意識の分布にどのような影響を与えるか？

主な発見

• 意識は常に状態の崩壊を伴うが、その存在自体が崩壊を引き起こすわけではない。意識は、準備状態の確率的選択によってのみ発生する。
• 本モデルは3つの脳状態を区別する：意識的（下線付き）、無意識的（機能不全）、準備状態（量子重ね合わせだがまだ意識的でない）。これにより、量子脳状態の曖昧さが解消される。
• 1度に1つの脳状態だけが意識的になるため、エヴェレットのすべてのブランチにわたる意識的観測者の増加を防ぐ。
• 共同観測者の状況では、1人の観測者の準備状態の確率的選択が、その観測者のみに意識的体験をもたらし、もう一方の観測者は準備状態または無意識状態のままとなる。
• 本フレームワークは、1つの相互作用ごとに1つの確率的結果に意識を限定することで、無限の意識的観測者の存在という非現実的状況を自然に回避する。
• 精神的状態と物理的状態を結ぶ検証可能な「並列原理」の土台が整い、著者の後続研究ですでに実験計画が提示されている。