[논문 리뷰] Neural Unpredictability, the Interpretation of Quantum Theory, and the Mind-Body Problem

Matthew J. Donald|ArXiv.org|2002. 08. 06.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 39인용 수 4

한 줄 요약

이 논문은 인간 신경 과정의 예측 불가능성—분자 척도의 양자 변동에서 기인하는 바—이 단순한 지식 또는 상관관계 이론으로서의 양자 이론 해석을 뒤엎는다고 주장한다. 이는 의식의 완전한 이해를 위해서는 마음과 몸의 문제를 다수의 마음 해석 내에서 해결하기 위해 새로운 물리 법칙과 수학적 정의가 필요하다고 주장한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 양자 상태가 단지 지식 상태이거나, 양자 이론이 오직 상관관계 이론이라고 보는 아이디어를 도전한다.
• 분자 척도의 양자 변동에서 기인하는 신경 과정의 예측 불가능성이 양자역학 해석에 미치는 깊은 영향을 부각한다.
• 마음-몸 문제를 해결하기 위해서는 새로운 수학적 정의와 물리 법칙이 필요하며, 특히 다수의 마음 해석 내에서 그러한 필요성이 더욱 두드러진다.
• 기존의 해석들이 주관적 관찰자의 경험을 설명하지 못하는 이유는 해결되지 않은 심리-물리적 평행성 때문임을 보여준다.
• 의식과 그 물리적 연관성 간의 관계를 물리적으로 기반을 두고 수학적으로 정밀하게 연결하는 프레임워크를 지지한다.

제안 방법

• 신경 시스템의 예측 불가능성에 비추어 볼 때 지식 기반 및 상관관계 기반 양자역학 해석의 한계를 분석한다.
• 일관된 역사 이론과 어웨이스틴(다중우주) 양자 이론의 통찰을 활용하여 관찰자에 의존하는 경험을 모델링한다.
• 봄의 해석과 확률적 붕괴 해석을 검토하여 그것들이 의식을 설명하는 데 있어 개념적 결함이 있음을 보여준다.
• 관찰자의 물리적 구성이 정밀하게 정의되어야 정신 상태를 결정할 수 있으며, 이는 새로운 물리 법칙이 필요하다고 제안한다.
• 다중으로 국소화된 불확정성 개념을 사용하여 관찰자 정체성이 고전적 또는 준고전적 변수로 환원될 수 없다고 주장한다.
• 오직 마음의 역동성이 물리적 구조에 직접적으로 연결되는 해석, 예를 들어 다수의 마음 양자역학처럼, 마땅한 방식으로 마음-몸 문제를 다룰 수 있다.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 신경 과정이 분자 척도에서 본질적으로 예측 불가능한데도 불구하고, 양자 이론이 개인 관찰자의 주관적 경험을 일관되게 기술할 수 있는가?
• RQ2 지식 기반 또는 상관관계 기반 양자역학 해석이 개인 의식의 역동성을 설명하는 데 얼마나 실패하는가?
• RQ3 주관적 경험의 물리적 연관성을 양자 프레임워크 내에서 정의하기 위해 필요한 물리적 및 수학적 기준은 무엇인가?
• RQ4 신경 기능이 양자 척도의 불확정성을 보일 때, 관찰자를 결정론적 시스템으로 간주하는 것이 왜 부족한가?
• RQ5 신경 시스템의 복잡성과 예측 불가능성 고려 시, 새로운 물리 법칙을 도입하지 않고 마음-몸 문제를 해결할 수 있는가?

주요 결과

• 분자 척도의 양자 변동에서 기인하는 신경 예측 불가능성은 기존의 양자 불확실성 원천보다 수십 개의 자리 수를 뛰어넘는다.
• 양자 상태를 단지 지식 상태로 보거나 양자 이론을 오직 상관관계 이론으로 보는 해석은 관찰자 기반 양자역학에서 심리-물리적 평행성 문제를 해결하지 못한다.
• 봄의 해석과 확률적 붕괴 해석은 의식을 원거리 물리 변수로 정의하기 때문에 개념적 어려움을 겪는다. 생물학적으로 의미 있는 정보가 아니라서이다.
• 의식의 완전한 이해를 위해서는 새로운 물리 법칙과 관찰자 구조의 정밀한 수학적 정의가 필요하며, 특히 다수의 마음 해석에서 그러한 필요성이 더욱 두드러진다.
• 다수의 마음 양자역학에서는 주관적 경험의 구성이 물리 상태의 역동성과 본질적으로 연결되어 있어 마음-몸 문제를 양자 역동성과 호환 가능하게 만든다.
• 기존의 해석은 의식을 현실의 외부적 특성으로 간주하지만, 엄밀한 프레임워크는 새로운 법칙을 통해 의식을 물리 이론 내에 통합해야 한다.