[논문 리뷰] A physical approach to qualia and the emergence of conscious observers in qualia space

Pedro R. Resende|arXiv (Cornell University)|2022. 03. 20.

Quantum Mechanics and Applications인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 정신적 경험(qualia)을 엄격한 위상적 공간 내에서 물리적 측정으로 모델링하는 수학적 모델을 제안한다. 여기서 질적 경험과 순수 개념은 물리적 측정과 측정 가능한 성질 사이의 유사한 관계를 지닌 상호의존적 구조로 간주된다. 주요 기여는 의식의 '어려운 문제'(hard problem)와 양자 측정 문제 사이에 형식적 유사성을 제시하며, 이 둘 다 파생된 기하학적 관측자 모델 내에서 근본적인 정보 생성 과정에서 기인한다고 제안한다.

ABSTRACT

I propose that qualia are physical because they are directly observable, and revisit the contentious link between consciousness and quantum measurements from a new perspective -- one that does not rely on observers or wave function collapse but instead treats physical measurements as fundamental in a sense resonant with Wheeler's it-from-bit. Building on a mathematical definition of measurement space in physics, I reinterpret it as a model of qualia, effectively equating the measurement problem of quantum mechanics with the hard problem of consciousness. The resulting framework falls within panpsychism, and offers potential solutions to the combination problem. Moreover, some of the mathematical structure of measurement spaces, taken for granted in physics, needs justification for qualia, suggesting that the apparent solidity of physical reality is deeply rooted in how humans process information.

연구 동기 및 목표

• 측정 이론에서 유도된 수학적 구조를 활용하여, 의식의 '어려운 문제'를 해결하기 위해 질적 경험을 물리적 측정으로 모델링한다.
• 의식의 '어려운 문제'와 양자역학에서의 측정 문제 사이에 동일한 기초 문제의 두 얼굴임을 제안한다.
• 기존의 시공간이나 의식적 주체에 의존하지 않는 질적 경험의 공간을 구축하여, 파생된 기하학적 관측자 모델을 가능하게 한다.
• 위상적 질적 경험 공간의 기반 위에서 관측자 시각의 논리적 중첩을 통해 상호주관성을 수립한다.
• 정보 처리 구조를 바탕으로 비인간 존재(예: 식물, 인공지능)의 의식을 평가할 수 있는 프레임워크를 제공한다.

제안 방법

• Lewis의 의사소통 가능하고 객관적인 의미 개념을 따르며, 점들이 질적 경험을, 열린 집합들이 순수 개념을 나타내는, 질적 경험의 공간을 소버 위상공간으로 정의한다.
• 주관적 시간, 논리적 합성, 그리고 역전환 연산을 도입하여 의식 경험의 동적 구조와 논리적 추상화를 모델링한다.
• 기초 물리학에서 유도된 측정 공간의 유사성에 기반하여, 질적 경험을 물리적 측정으로 모델링한다. 여기서 점들은 측정을, 열린 집합들은 측정 가능한 성질을 나타낸다.
• 위상적 및 대수적 쌍대성 관계를 통해 서로 다른 관측자 시각을 연결함으로써 관측자의 기원을 위한 논리적 프레임워크를 구축한다. 이는 양자 중첩을 모방한다.
• 공유된 순수 개념을 기반으로 관측자 간의 의사소통 프로토콜을 정의함으로써, 공간의 구조를 이용해 상호주관성을 정의한다.
• 측도론적 구조를 통합하여 주관적 확률을 설명하고, 표준 양자역학을 재구성하는 데로 모델을 확장한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 qualia를 형식적으로 물리적 측정으로 모델링할 수 있는가? 이를 통해 의식의 '어려운 문제'와 양자역학의 측정 문제를 통합할 수 있는가?
• RQ2 시공간이나 주체를 전제로 하지 않는 구조에서 어떻게 기하학적 관측자 모델이 유도될 수 있는가?
• RQ3 qualia의 논리적 추상화와 합성은 물리적 측정 공간의 구조와 어떻게 대응하는가?
• RQ4 상호주관성은 사전에 의사소통이 존재하지 않는다는 전제 하에, qualia 공간의 위상적 및 대수적 구조로부터 어떻게 유도될 수 있는가?
• RQ5 이 모델에 따르면, 어떤 최소한의 정보 처리 능력이 존재하는 엔티티가 qualia를 지닐 수 있는가?

주요 결과

• qualia 공간은 주관적 시간과 논리적 추상화를 모델링하는 대수적 구조를 지닌 소버 위상공간으로 형식적으로 정의되며, 이는 의식 경험의 수학적 다루기 가능성을 가능하게 한다.
• qualia와 순수 개념은 물리적 측정과 측정 가능한 성질 사이의 관계와 동형적인 방식으로 상호의존적이며, 깊이 있는 물리적 동치성을 시사한다.
• 관측자의 기원은 시공간이나 사전에 존재하는 의식적 주체를 전제로 하지 않고도, 위상적 쌍대성과 관측자 시각 간의 관계를 통해 가능해진다.
• 서로 충돌할 수 있는 관측자들의 시각이 공유된 순수 개념을 통해 연결될 수 있는 논리적 양자 중첩의 방식으로 상호주관성이 발생한다.
• 이 모델은 반복 경험, 논리적 합성, 개념에 대한 자기 감지, 의사소통 프로토콜을 수행할 수 있는 시스템이라면 프로토타입 의식을 지닐 수 있다고 시사한다.
• 이 프레임워크는 유인론에 대해 중립적이며, 측정과 qualia를 근본적인 것으로 간주하여 정보 생성 과정을 통해 양자 이론을 재구성할 수 있는 기초를 제공한다.