[論文レビュー] Neural Unpredictability, the Interpretation of Quantum Theory, and the Mind-Body Problem

Matthew J. Donald|ArXiv.org|Aug 6, 2002

Quantum Mechanics and Applications参考文献 39被引用数 4

ひとこと要約

この論文は、量子スケールの分子揺らぎに起因する人間の神経過程の予測不可能性が、単なる知識や相関関係に関する量子理論の単純な解釈を根底から覆すと主張する。意識の完全な理解には、多くの心解釈における心身問題を解消するための、新しい物理法則と数学的定義が必要であると述べる。

ABSTRACT

It has been suggested, on the one hand, that quantum states are just states of knowledge; and, on the other, that quantum theory is merely a theory of correlations. These suggestions are confronted with problems about the nature of psycho-physical parallelism and about how we could define probabilities for our individual future observations given our individual present and previous observations. The complexity of the problems is underlined by arguments that unpredictability in ordinary everyday neural functioning, ultimately stemming from small-scale uncertainties in molecular motions, may overwhelm, by many orders of magnitude, many conventionally recognized sources of observed ``quantum'' uncertainty. Some possible ways of avoiding the problems are considered but found wanting. It is proposed that a complete understanding of the relationship between subjective experience and its physical correlates requires the introduction of mathematical definitions and indeed of new physical laws.

研究の動機と目的

• 量子状態が単なる知識の状態である、あるいは量子理論が相関関係の理論に限定されるという考えを挑戦すること。
• 分子スケールの量子揺らぎに起因する神経系の予測不可能性が、量子力学の解釈に与える深い意味を強調すること。
• 心身問題を解消するには、特に多くの心解釈において、新しい数学的定義と物理法則が必要であると主張すること。
• 従来の解釈が、未解決の心身的平行性の問題を抱えるため、観測者の主観的経験を適切に説明できないことの証明。
• 意識とその物理的対応を量子理論に結びつける、物理的に根拠があり数学的に明確な枠組みを提唱すること。

提案手法

• 神経系の予測不可能性を踏まえて、知識に基づく解釈や相関関係に基づく解釈の限界を分析すること。
• 一貫した歴史とエヴェレット的（多数の世界）量子理論の知見を応用し、観測者に依存する経験をモデル化すること。
• ドゥーム理論的および確率的崩壊解釈を検討し、それらが意識を説明する点で概念的欠陥を抱えることの示唆。
• 観測者の物理的構成を明確に定義することで、精神状態を特定可能とし、新たな物理法則の必要性を主張すること。
• 多重局所化された不確実性の概念を用いて、観測者としての同一性が古典的または準古典的変数に還元できないことを主張すること。
• 精神的ダイナミクスが物理的構造に直接結びつくような解釈、特に多くの心解釈のようなものでなければ、心身問題を一貫して扱えないことを主張すること。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 神経系の過程が分子スケールで根本的に予測不可能であるならば、量子理論が個々の観測者の主観的経験を一貫して記述できるか。
• RQ2 知識に基づくか相関関係に基づく解釈は、個人の意識のダイナミクスをどの程度説明できないのか。
• RQ3 量子枠組み内での主観的経験の物理的対応を定義するために必要な物理的および数学的基準は何か。
• RQ4 神経機能に量子スケールの不確実性が現れる場合、観測者を決定論的系として扱うのはなぜ不十分なのか。
• RQ5 神経系の複雑さと予測不可能性を踏まえると、新しい物理法則を導入しない限り、心身問題は解消できないのだろうか。

主な発見

• 分子スケールの量子揺らぎに起因する神経の予測不可能性は、従来の量子不確実性の源を数個の桁以上上回る。
• 量子状態を単なる知識の状態や相関関係の記述とみなす解釈は、観測者に基づく量子力学における心身的平行性の問題を解決できない。
• ドゥーム理論的および確率的崩壊解釈は、意識を遠隔的な物理変数に基づいて定義するため、概念的困難を抱える。
• 意識の完全な理解には、特に多くの心解釈において、新しい物理法則と観測者の構造の明確な数学的定義が必要である。
• 多くの心解釈において、主観的経験の構成は本質的に物理状態のダイナミクスに結びついており、心身問題は量子力学のダイナミクスと両立可能である。
• 従来の解釈は、意識を現実の外的な特徴として扱うが、厳密な枠組みでは、新しい法則を通じて意識を物理理論に内蔵する必要がある。