[논문 리뷰] Why Classical Mechanics Cannot Naturally Accommodate Consciousness But Quantum Mechanics Can.

Henry P. Stapp|arXiv (Cornell University)|1995. 02. 15.

Quantum Mechanics and Applications참고 문헌 13인용 수 38

한 줄 요약

이 논문은 고전역학이 국소적, 결정론적이고 분해 가능한 구조를 지니고 있어 분산된 신경 과정을 하나의 의식적 경험으로 통합하지 못하기 때문에 의식을 본질적으로 설명할 수 없다고 주장한다. 반면 양자역학은 비국소성, 문맥성, 붕괴(postulate)를 통해 의식을 자연스럽게 수용할 수 있으며, 이는 주관적 경험과 뇌의 정보 통합 역학과 일치하는 통합적이고 관찰자에 의존하는 현실을 가능하게 한다.

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.

연구 동기 및 목표

• 고전역학이 의식을 자연스럽게 수용할 수 없게 만드는 근본적 논리적·구조적 결함을 규명하는 것.
• 양자역학이 비국소적, 문맥적, 확률적인 성격을 지니고 있기에 의식을 물리이론에 통합하는 데 더 일관된 기초를 제공할 수 있음을 보여주는 것.
• 뇌가 분산된 신경 과정을 통합하여 하나의 의식적 경험으로 만드는 방식이 고전역학적 역학으로는 설명될 수 없고, 양자역학적 역학으로는 자연스럽게 지원된다는 것을 주장하는 것.
• 물리계가 독립적인 국소적 구성요소로 분해 가능하다는 고전적 가정을 도전하며, 이것이 의식의 통합성을 약화시킨다는 것을 보여주는 것.
• 특히 하이젠베르크 사건의 형태를 띤 양자역학의 붕괴(postulate)가 잠재적 의식 경험에서 실제 의식 경험으로의 전환을 자연스럽게 제공하는 메커니즘을 제안하는 것.

제안 방법

• 뇌의 고전적 컴퓨터 모델의 내재적·외재적 묘사를 분석하여, 고전역학이 신경 과정을 독립적인 국소적 계산으로 간주한다는 것을 보여주는 것.
• 고전역학에서 뇌의 상태는 국소적 사실들의 집합이므로 통합된 의식 경험을 표현할 수 없다는 것을 보여주는 것.
• 이와 대조적으로, 양자역학에서는 비국소적이고 얽힌 구성요소들의 중첩 상태로 표현되며, 이는 단일한 통합된 심리적 실체를 표현할 수 있다는 것.
• 의식이 파동함수 붕괴를 유도한다는 바르트반-위너의 측정 해석을 사용하여 잠재적 의식 경험에서 실제 의식 경험으로의 전환을 모델링하는 것.
• 하이젠베르크 사건 프레임워크를 적용하여, 양자역학이 실제 발생 가능성을 위한 객관적 경향성을 제공함으로써 확률과 경험의 일관된 설명이 가능하다는 것을 주장하는 것.
• 다중세계 이론을 평가하여, 추가적인 철학적 구조(예: 여러 분지 중 '내' 경험)를 도입하지 않으면 주관적 경험을 설명할 수 없다는 것을 보여주는 것.

실험 결과

연구 질문

• RQ1 고전역학은 신경 과정을 모델링할 수는 있지만, 왜 통합된 의식 경험을 본질적으로 표현할 수 없는가?
• RQ2 양자역학의 비국소적·문맥적 구조는 어떻게 분산된 뇌 기능 활동을 하나의 의식적 실체로 통합할 수 있는가?
• RQ3 파동함수 붕괴는 의식 경험의 발생에 어떤 역할을 하는가? 그리고 왜 이 메커니즘이 고전역학에서는 존재하지 않는가?
• RQ4 생물학적 시스템에서 진화적 압력은 왜 낮은(양자) 수준이 아니라 높은(고전) 수준에서 붕괴를 선호하는가?
• RQ5 다중세계 해석은 양자역학의 통계적 예측을 유지하면서도 단일 의식 경험의 주관적 실재성을 설명할 수 있는가?

주요 결과

• 고전역학은 물리계를 독립적인 국소적 구성요소로 분해하기 때문에 의식을 자연스럽게 수용할 수 없으며, 통합된 의식 경험에 필요한 통합적 통합을 방해한다.
• 양자역학은 비국소적 중첩과 문맥성을 허용하여 분산된 신경 활동이 하나의 통합된 심리적 실체의 구성요소가 될 수 있다.
• 특히 하이젠베르크 유형의 사건을 포함한 양자역학의 붕괴(postulate)는 잠재적 상태에서 실제 의식 경험으로의 전환을 자연스럽게 제공하는 메커니즘을 제공한다.
• 진화적 압력은 낮은 수준의 확률적 붕괴가 뇌의 적응적·목표 지향적 행동과 기록 보존을 방해하므로, 붕괴를 높은(고전) 수준에서 일어나도록 선호한다.
• 다중세계 이론은 추가적인 철학적 구조(예: 분열하는 '심리적 존재')를 도입하지 않으면 주관적 경험을 설명할 수 없으며, 이는 붕괴 postulate보다 더 복잡하다.
• 양자상태는 오직 지식에 대한 주관적 해석이 아니라 객관적인 사건 발생 경향성을 나타내야 하며, 이는 양자역학의 확률성과 의식 관찰 간의 연결을 이해하는 데 필수적이다.