[論文レビュー] Why Classical Mechanics Cannot Naturally Accommodate Consciousness But Quantum Mechanics Can.

Henry P. Stapp|arXiv (Cornell University)|Feb 15, 1995

Quantum Mechanics and Applications参考文献 13被引用数 38

ひとこと要約

この論文は、古典力学が局所的・決定論的・分解可能である構造を内蔵しているため、分散した神経過程を1つの意識的体験に統合することができず、意識を説明できないと主張している。これに対して、量子力学は非局所性、文脈依存性、および崩壊仮説によって、意識的体験に一致する一貫した観測者依存的現実を自然に扱える。これは、脳の情報統合の動的プロセスと一致する。

ABSTRACT

It is argued on the basis of certain mathematical characteristics that classical mechanics is not constitutionally suited to accomodate consciousness, whereas quantum mechanics is. These mathematical characteristics pertain to the nature of the information represented in the state of the brain, and the way this information enters into the dynamics.

研究の動機と目的

• 古典力学に内在する論理的・構造的欠陥を特定し、それが意識を自然に扱えない理由を明らかにすること。
• 量子力学の非局所的・文脈的・確率的性質のおかげで、意識を物理理論に統合するより一貫した基盤を提供できることを示すこと。
• 脳が分散した神経過程を1つの統一的意識的体験に統合するメカニズムは、古典的力学では説明できないが、量子力学的ダイナミクスによって自然に支持されることを主張すること。
• 物理系が独立した局所的成分に分解可能であるという古典的仮定を挑戦し、これが意識の統一性を損なう理由を示すこと。
• 特にヘイゼンベルクの事象の形をとる量子力学の崩壊仮説が、潜在的意識的体験から実際の意識的体験への転移を自然に説明するメカニズムを提供することを提唱すること。

提案手法

• 脳の古典的コンピュータモデルの内在的・外在的記述を分析し、古典力学が神経過程を独立した局所的計算として扱うことを示すこと。
• 古典力学において、脳の状態は局所的事実の集合体にすぎず、統一的意識的体験を表現することは不可能であることを示すこと。
• これに対して、量子力学では状態が非局所的でエンタングルされた成分の重ね合わせであるため、単一の統一的心理的実体を表現可能であることを対比すること。
• 意識が波動関数の崩壊を引き起こすとされるフォン・ノイマン＝ウィグナー解釈を用い、潜在的から実際の意識的体験への移行をモデル化すること。
• ヘイゼンベルク事象の枠組みを適用し、量子力学が実際に現実化する傾向を客観的に提供することで、確率と体験の整合的説明が可能であることを主張すること。
• 多世界解釈を評価し、追加の本体論的構造（例：複数の枝の中で「私」の体験を分離するもの）を導入しない限り、主観的体験を説明できないことを示すこと。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 なぜ古典力学は神経過程をモデル化できるにもかかわらず、統一的意識的体験を表現できないのか？
• RQ2 量子力学の非局所的・文脈的構造は、分散した脳活動をどのように単一の意識的実体に統合可能にするのか？
• RQ3 波動関数の崩壊は意識的体験の出現にどのような役割を果たし、なぜ古典物理学にはこのメカニズムがないのか？
• RQ4 進化的圧力が生物系において低レベル（量子的）ではなく高レベル（古典的）で崩壊を促すのはなぜか？
• RQ5 多世界解釈は、量子力学の統計的予測を保ちつつ、単一の意識的体験の主観的現実を説明できるのか？

主な発見

• 古典力学は、物理系を独立した局所的成分に分解するため、統一的意識的体験に必要な包括的統合を自然に実現できない。
• 量子力学は非局所的重ね合わせと文脈依存性を許容するため、分散した神経活動が単一の統一的心理的実体の一部として機能可能である。
• 特にヘイゼンベルク的イベントの形をとる量子力学の崩壊仮説が、潜在的意識的体験から実際の意識的体験への実現化を自然に説明するメカニズムを提供する。
• 進化的圧力は、低レベルでの確率的崩壊が脳の適応的・目的指向的行動と記録保持を破壊するため、高レベル（古典的）での崩壊を好む。
• 多世界解釈は、追加の本体論的構造（例：分裂する「心理的存在体」）を導入しない限り、主観的体験を説明できない。これは崩壊仮説よりも複雑である。
• 量子状態は、単なる認識的知識ではなく、出来事の発生に対する客観的傾向を表すと解釈されるべきであり、これにより量子力学における確率と意識的観測との関係を理解できる。