[论文解读] Consciousness and the Quantum

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

Quantum Mechanics and Applications参考文献 20被引用 19

一句话总结

本文提出感官量子力学（SQM）或无意识感性主义作为将意识与量子理论联系起来的框架，其中每个意识感知通过固定量子态中相应‘意识算符’的期望值被赋予一个测度。其主要贡献是在量子宇宙中提出一种可检验的、频率型的概率解释，用于意识感知，避免了不确定性与自由意志问题，同时将意识视为附带现象。

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.

研究动机与目标

• 在量子理论中将意识作为宇宙的基本特征进行整合，挑战主观体验被视为不如物理实体真实的观点。
• 解决意识感知与量子力学之间关系的基础性问题，特别是在具有无限或不确定结果的宇宙学情境中。
• 提出一个框架——感官量子力学或无意识感性主义——其中意识感知通过量子期望值被赋予可测量的概率。
• 通过识别产生观测概率的算符，解决永恒暴胀和量子宇宙学中的测度问题，且该识别独立于动力学定律或边界条件。
• 在量子理论中确立‘观测规则’（第3部分）的逻辑独立性，使其与动力学（第1部分）和量子态（第2部分）相区分。

提出的方法

• 该框架使用量子算符的$C^*$-代数和固定量子态$\sigma_i$来定义意识感知的测度。
• 每个意识感知$p_j$与一个‘意识算符’$A_j = A(p_j)$相关联，其期望值$\sigma_i[A_j]$给出该感知的概率$P(O_j|T_i)$。
• 观测概率被解释为实际存在的感知多世界中的一种频率型测度，而非未来实现的倾向性。
• 该方法将意识视为附带现象：感知由算符和量子态决定，而非因果性主体。
• 通过将每个感知视为完整且孤立的意识体验，且彼此间无直接关联，该框架与‘多心灵’诠释相区别。
• 即使观测未被识别为意识感知，该框架仍可推广，此时$A_j$被视作其期望值可产生观测概率的算符。

实验结果

研究问题

• RQ1 如何在不引入不确定性或自由意志的前提下，一致地为量子宇宙中的意识感知分配测度？
• RQ2 意识算符$A_j$在为意识感知分配概率中起什么作用，它如何被确定？
• RQ3 为何玻恩规则在量子宇宙学中不足以定义观测概率？存在哪些替代方案？
• RQ4 该框架如何解决永恒暴胀中的测度问题，即无限多重性导致概率模糊的问题？
• RQ5 在量子理论中，观测规则（第3部分）与动力学定律（第1部分）和量子态（第2部分）之间，其逻辑独立性何在？

主要发现

• 意识感知$p_j$的测度由其意识算符在量子态中的期望值$\sigma_i[A_j]$给出，为实际存在的感知提供频率型概率。
• 该框架通过将感知视为由量子态和算符决定的附带现象，避免了不确定性与非相容性自由意志。
• 即使在有限宇宙中，由于感知出现次数的量子不确定性，测度问题依然存在，因此简单的频率计数无效。
• 意识算符$A_j$不能是投影算符（如玻恩规则所要求），因此必须选择其他算符，这在概率分配中引入了新的模糊性。
• 该框架具有可检验性，因为它为感知分配了可测量的、非概率性的权重，从而可在不同理论间进行经验比较。
• 该方法在逻辑上不同于‘多心灵’诠释，因为它是一种‘多感知’框架，其中感知之间不存在因果或关系联系。