[논문 리뷰] Chance, Choice, and Consciousness: The Role of Mind in the Quantum Brain

Henry P. Stapp|ArXiv.org|1995. 11. 21.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 3인용 수 8

한 줄 요약

이 논문은 뇌 내 양자 측정 과정이 우연이 아니라, 잠재성들 중에서 실제로 실현된 결과를 선택하는 비국소적이고 의식적인 과정에 의해 지배된다고 제안한다. 스탭은 의식을 물리적으로 실재하는 비국소적 과정으로 모델링하여, 양자 사건에 대해 인과적으로 영향을 미치며, 마음과 양자역학을 뇌의 역학에 통합하기 위한 비자연주의적이지만 수학적으로 일관된 프레임워크를 제공한다.

ABSTRACT

Contemporary quantum mechanical description of nature involves two processes. The first is a dynamical process governed by the equations of local quantum field theory. This process is local and deterministic, but it generates a structure that is not compatible with observed reality. A second process is therefore invoked. This second process somehow analyzes the structure generated by the first process into a collection of possible observable realities, and selects one of these as the actually appearing reality. This selection process is not well understood. It is necessarily nonlocal and, according to orthodox thinking, is governed by an irreducible element of chance. The occurrence of this irreducible element of chance means that the theory is not naturalistic: the dynamics is controlled in part by something that is not part of the physical universe. The present work describes a quantum mechanical model of brain dynamics in which the quantum selection process is a causal process governed not by pure chance but rather by a mathematically specified nonlocal physical process identifiable as the conscious process.

연구 동기 및 목표

• 측정 과정에서 양자 확률이 어떻게 결정적인 결과로 전환되는지를 다루기 위한 기초 문제 해결.
• 양자 붕괴가 본질적으로 우연적이며 비물리적이라는 정통 관점에 도전하기 위해.
• 의식적 관찰이 양자 중첩 상태에서 실현된 현실들을 선택하는 실재적 비국소적 물리적 과정임을 제안하기 위해.
• 의식이 부가적인 것이 아니라 인과적으로 작용하는 뇌 기능의 양자역학적 모델 개발.
• 측정 과정을 의식적 선택과 연결된 실재적 비국소적 과정으로 식별하여 양자역학과 의식을 조율하기 위해.

제안 방법

• 의식적 관찰자가 지배하는 비국소적 비결정론적 선택 메커니즘으로서 양자 측정 과정을 형식화하기 위해.
• 양자 상태 벡터의 붕괴에 작용하는 인과적 에이젠트로서의 비국소적 물리적 과정을 도입하기 위해.
• 특히 폰 노이만-디랙 붕괴 공리에 기반하여, 표준 양자역학의 형식 체계를 사용하여 의식의 역할을 상태 붕괴 모델링.
• 의식 과정을 수학적으로 명시된 비국소적 영향으로 정의하여, 가능성의 초월 중첩 상태에서 하나의 결과를 선택하기 위해.
• 신경 시스템에 이 모델을 적용하여 의식적 선택이 뇌 내에서 양자 사건에 어떻게 영향을 미칠 수 있는지 탐색하기 위해.
• 선택 과정이 우연이 아니라 비국소적 실재적 메커니즘에 의해 지배되며, 이것이 의식으로 식별될 수 있음을 주장하기 위해.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 양자 측정 과정이 순수한 우연이 아니라 비우연적 비난확률적 선택 과정으로 이해될 수 있는가?
• RQ2 의식은 양자 상태 붕괴에 영향을 미치는 실재적 비국소적 과정인가?
• RQ3 상대성 이론을 위반하지 않으면서 비국소적 과정을 양자역학에 통합할 수 있는가?
• RQ4 의식적 선택은 뇌 내에서 양자 중첩 상태를 붕괴시키는 데 어떤 역할을 하는가?
• RQ5 양자 이론 내에서 의식의 수학적 모델을 구성할 수 있으며, 이는 부가성(epiphenomenalism)을 피할 수 있는가?

주요 결과

• 논문은 양자 측정 과정이 순수한 우연에 의해 지배되는 것이 아니라, 의식으로 식별될 수 있는 비국소적 실재적 과정에 의해 지배된다고 주장한다.
• 의식적 관찰은 양자 중첩 상태에서 실현된 결과를 선택하는 인과적 에이젠트로 제안된다.
• 모델은 정통적인 비결정론적 붕괴 공리를 비국소적 실재적 과정으로 대체하며, 이는 의식적 선택과 연결된다.
• 이 과정의 비국소적 성격은 의식적 결정이 시공간적으로 분리된 영역에 있는 양자 사건에 영향을 미칠 수 있음을 시사하며, 양자 비국소성과 일관된다.
• 이 프레임워크는 고전 물리학이나 고전적 정보로 환원될 수 없는 방식으로 마음이 물질에 영향을 미칠 수 있는 메커니즘을 제공한다.
• 이 모델은 특히 폰 노이만 측정 체계에 기반한 양자역학의 수학적 구조와 일관되지만, 관측자의 역할을 활동적이고 인과적인 에이젠트로 재해석한다.