[논문 리뷰] Consciousness and the Quantum

Don N. Page|arXiv (Cornell University)|2011. 02. 25.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 20인용 수 19

한 줄 요약

이 논문은 의식을 양자역학과 연결하는 프레임워크인 감각적 양자역학(SQM) 또는 무의식적 감각주의를 제안한다. 여기서 각 의식적 인식은 고정된 양자 상태에서 해당 '의식 연산자'의 기대값을 통해 측정값을 부여받는다. 주요 기여는 양자 우주에서 의식적 인식에 대한 검증 가능한 빈도 유형의 확률 해석을 제안함으로써, 비결정성과 자유의지 문제를 피하면서도 의식을 부산물적 성격으로 간주하는 것이다.

ABSTRACT

Sensible Quantum Mechanics or Mindless Sensationalism is a framework for relating consciousness to a quantum universe. It states that each conscious perception has a measure that is given by the expectation value of a corresponding quantum "awareness operator" in a fixed quantum state of the universe. The measures can be interpreted as frequency-type probabilities for a large set of perceptions that all actually exist with varying degrees of reality, so detailed theories within this framework are testable. The measures are not propensities for potentialities to be actualized, so there is nothing indeterministic in this framework, and no free will in the incompatibilistic sense. As conscious perceptions are determined by the awareness operators and the quantum state, they are epiphenomena. No fundamental relation is postulated between different perceptions (each being the entirety of a single conscious experience and thus not in direct contact with any other), so SQM or MS, a variant of Everett's "many-worlds" framework, is a "many-perceptions" framework but not a "many-minds" framework.

연구 동기 및 목표

• 의식을 양자이론 내에서 우주의 기본적 특성으로 통합하여, 주관적 경험을 물리적 실체보다 덜 진실한 것으로 간주하는 것을 도전한다.
• 특히 무한하거나 불확실한 결과가 발생하는 천체물리적 맥락에서 의식적 인식이 양자역학과 어떻게 관련되는지에 대한 기초 문제를 다룬다.
• 의식적 인식에 대해 측정 가능한 확률을 부여하는 '감각적 양자역학' 또는 '무의식적 감각주의'라는 프레임워크를 제안한다.
• 역동적 법칙이나 경계 조건에 의존하지 않는 관측 확률을 도출할 수 있는 연산자를 식별하여 영구 팽창과 양자 우주론에서의 측정 문제를 해결한다.
• 양자이론에서 관측 규칙(제3부)이 역학 법칙(제1부)과 양자 상태(제2부)와 논리적으로 독립된 역할을 하도록 확립한다.

제안 방법

• 프레임워크는 양자 연산자의 $C^*$-대수와 고정된 양자 상태 $\sigma_i$를 사용하여 의식적 인식의 측정값을 정의한다.
• 각 의식적 인식 $p_j$는 '의식 연산자' $A_j = A(p_j)$와 연관되며, 그 기대값 $\sigma_i[A_j]$는 해당 인식의 확률 $P(O_j|T_i)$를 나타낸다.
• 관측의 확률은 향후 실현 가능성의 경향성으로서가 아니라, 실제로 존재하는 인식의 다중우주에서의 빈도 유형 측정값으로 해석된다.
• 이 접근법은 의식을 부산물적 성격으로 간주한다: 인식은 연산자와 양자 상태에 의해 결정되며, 원인이 되는 요소는 아니다.
• 각 인식이 서로 직접적인 관계 없이 완전하고 고립된 의식 경험으로 간주되므로, '다수의 마음' 해석과 구별된다.
• 관측이 의식적 인식으로 식별되지 않더라도 $A_j$가 관측 확률을 도출하는 기대값을 갖는 연산자로 간주됨으로써, 프레임워크를 일반화한다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 비결정성이나 자유의지 문제를 애초에 유도하지 않고도, 양자 우주 내에서 의식적 인식에 일관된 측정값을 어떻게 부여할 수 있는가?
• RQ2 의식 연산자 $A_j$는 의식적 인식에 대한 확률을 어떻게 할당하는가? 그리고 그는 어떻게 결정되는가?
• RQ3 왜 본의 규칙은 양자 우주론에서 관측 확률을 정의하는 데 부족하며, 대안은 무엇인가?
• RQ4 무한한 다수의 인식이 존재하는 영구 팽창에서 측정 문제는 어떻게 해결되는가? 여기서 무한한 다수로 인해 확률이 모호해지는가?
• RQ5 관측 규칙(제3부)이 양자이론에서 역학 법칙(제1부)과 양자 상태(제2부)와 논리적으로 독립적인가?

주요 결과

• 의식적 인식 $p_j$의 측정값은 그에 해당하는 의식 연산자의 기대값 $\sigma_i[A_j]$로 주어지며, 이는 실제로 존재하는 인식에 대한 빈도 유형의 확률을 제공한다.
• 의식은 연산자와 양자 상태에 의해 결정되므로, 비결정성과 비호환 자유의지 문제를 피하면서도 부산물적 성격으로 간주된다.
• 양자 불확실성으로 인해 인식 발생 횟수에 대한 불확실성이 존재하므로, 유한한 우주에서도 측정 문제가 지속된다. 이는 단순한 빈도 수 계산을 무효화한다.
• 의식 연산자 $A_j$는 본의 규칙이 요구하는 사영 연산자가 될 수 없으므로, 대안적 연산자를 선택해야 하며, 이는 확률 할당에 새로운 암묵적 모순을 도입한다.
• 이 프레임워크는 측정 가능한 비확률적 가중치를 인식에 할당하므로 검증 가능하며, 이는 이론 간의 경험적 비교를 가능하게 한다.
• 이 접근법은 '다수의 마음' 해석과 논리적으로 구별되며, 인식 간의 인과적 또는 관계적 연결이 없는 '다수의 인식' 프레임워크이므로.