R - Filozofia UmysÅu i Kognitywistyka
R - Filozofia UmysÅu i Kognitywistyka
R - Filozofia UmysÅu i Kognitywistyka
You also want an ePaper? Increase the reach of your titles
YUMPU automatically turns print PDFs into web optimized ePapers that Google loves.
Wprowadzenie do Filozofii<br />
Umysłu i Kognitywistyki:<br />
wykład 11<br />
Kwantowy model umysłu<br />
Rogera Penrose’a
Kwantowe modele umysłu<br />
• John Eccles, Karl Popper, The Self and its Brain<br />
(1977)<br />
• Henry Stapp, Mind, Metter and Quantum<br />
Mechanics (1993)<br />
• Max Tegmark, The Importence of Quantum<br />
Decoherence in Brain Processes (1999)<br />
• Stuart Hameroff i in., Quantum Computation in<br />
Brain Microtubules? Decoherence and Biological<br />
Feasibility (2000)<br />
• Stuart Kauffman, Reinventing the Sacred (2008)
Kwantowy model umysłu Penrose’a<br />
• Nowy umysł cesarza. O komputerach, umyśle i<br />
prawach fizyki (1990)<br />
• Cienie umysłu. Poszukiwanie naukowej teorii<br />
świadomości (1994)<br />
• Beyond the Doubting of a Shadow. A Reply to<br />
Commentaries on Shadows of the Mind (1996)<br />
• Makroświat, mikroświat i ludzki umysł [z udz.<br />
A. Shimony’ego, N. Cartwright, S. Hawkinga]<br />
(1997)
Trzy światy i trzy tajemnice Penrose’a
Matematyczność<br />
świata<br />
• „ (…) Świat fizyczny wyłania się z („pozaczasowego”)<br />
świata matematyki (…). Jedną z zadziwiających cech<br />
zachowania świata stanowi jego nadzwyczajna zgodność<br />
z prawami matematycznymi. Im lepiej rozumiemy świat<br />
fizyczny, im głębiej poznajemy prawa natury,<br />
tym bardziej wydaje się nam, że świat fizyczny<br />
gdzieś wyparowuje i pozostaje nam tylko<br />
matematyka. Im głębiej rozumiemy prawa<br />
fizyki, tym dalej wkraczamy w świat<br />
matematyki i matematycznych pojęć”.<br />
R. Penrose, Makroświat, mikroświat i ludzki umysł
Schemat argumentacji Penrose’a<br />
1) Zjawiskowa obserwacja niealgorytmiczności umysłu (gra w<br />
szachy, uprawianie matematyki)<br />
2) Formalizacja przy pomocy maszyny Turinga<br />
i twierdzenia Gödla – wgląd matematyczny jest<br />
niealgorytmiczny (założenie platonizmu matematycznego)<br />
3) Ekstrapolacja niealgorytmiczności rozumowań<br />
matematycznych na cały umysł: świadomość, inteligencja,<br />
rozumienie<br />
4) Unifikacja OTW i QM wykaże niealgorytmiczność procedury<br />
redukcji wektora funkcji falowej R<br />
5) Molekularny model mózgu – efekty kwantowe w<br />
mikrotubulach, nielokalność świadomości<br />
6) Wykazanie, że akty świadomości związane są z procedurą OR
Umysł a obliczenia: 4 modele<br />
A. Silna AI (funkcjonalizm komputerowy) – umysł to<br />
algorytm<br />
B. Słaba AI (Searle) – niektóre funkcje mentalne mogą być<br />
przybliżane przy pomocy algorytmów<br />
C. Umysł jest niealgorytmiczny, ale można badać go<br />
naukowo:<br />
▫ Słabe C. znamy już nieobliczalne teorie przy pomocy<br />
których można badać umysł (np. teoria chaosu)<br />
▫ Silne C. trzeba skonstruować nową, niealgorytmiczną<br />
fizykę, która pozwoli skwantować grawitację i wyjaśnić<br />
umysł (pogląd Penrose’a)<br />
A. Umysłu nie można wyjaśnić ani przy pomocy obliczeń,<br />
ani innych metod naukowych (misterializm)
• Argument z twierdzenia Gödla:<br />
człowiek może wskazywać jako prawdziwe<br />
formuły matematyczne, których nie może<br />
wskazać komputer (maszyna Turinga).<br />
Argumenty za niealgorytmicznością<br />
rozumowań matematycznych<br />
• Problem pokrycia płaszczyzny płytkami<br />
• Zabawkowy model wszechświata<br />
z polikwadratów (ewolucja deterministyczna,<br />
ale nie można jej zalgorytmizować)
Platonizm matematyczny i<br />
niealgorytmiczność rozumowań<br />
• „Wyobrażam sobie, że ilekroć umysł postrzega<br />
matematyczne pojęcie, styka się z platońskim światem<br />
idei: Gdy ktoś widzi prawdę matematyczną, jego<br />
świadomość dociera do świata idei i nawiązuje z nim<br />
bezpośredni kontakt – świat ten staje się dlań dostępny za<br />
pośrednictwem intelektu (…). Rozmowa między<br />
matematykami jest możliwa, ponieważ obaj mają<br />
bezpośredni dostęp do prawdy; świadomość każdego z<br />
nich może bezpośrednio postrzegać matematyczne prawdy<br />
dzięki temu procesowi widzenia”.<br />
Roger Penrose, Nowy umysł cesarza
Umysł a fizyka<br />
„Świadomość jest częścią wszechświata, a zatem każda<br />
teoria fizyczna, która nie przewiduje dla niej miejsca,<br />
z fundamentalnych powodów nie może być uznana za<br />
prawdziwy opis świata”.<br />
Penrose Roger, Cienie umysłu
Kwantowe podstawy umysłu<br />
• Ewolucja unitarna U (zgodna z równaniem<br />
Schrödingera): deterministyczna, liniowa,<br />
symetryczna ze względu na czas<br />
• Procedura redukcji wektora falowego R:<br />
indeterministyczna, nieliniowa, niesymetryczna<br />
• Niezgodność procedur U i R: paradoks pomiaru<br />
• Niealgorytmiczna procedura obiektywnej<br />
redukcji wektora falowego OR
Kwantowe podstawy umysłu<br />
• Problem: dlaczego zmieniają się wagi synaps?<br />
• Dlaczego organizmy jednokomórkowe wykazują<br />
„inteligentne” zachowania skoro nie mają układu<br />
nerwowego?<br />
• Kwantowa koherencja: nadciekłość, nadprzewodnictwo<br />
(kondensat Bosego-Einsteina) zachodzić<br />
może także w ludzkim mózgu<br />
• Hipoteza Penrose’a-Hameroffa:<br />
cytoszkielety komórek wyposażone są<br />
we własne „układy nerwowe”,<br />
najważniejszą rolę odgrywają<br />
w nich mikrotubule.
Mikrotubule<br />
• Polimery białkowe występujące w dwóch konformacjach<br />
przestrzennych jako alfa- i beta-tubulina<br />
• Penrose i Hameroff twierdzą, że to właśnie mikrotubule<br />
regulują zmiany wag synaps
Kwantowe podstawy umysłu<br />
• Niealgorytmiczność umysłu powodowana jest istnieniem<br />
koherentnych zjawisk kwantowych w mikrotubulach<br />
komórek nerwowych:<br />
• „Można przypuszczać, że natura postanowiła dobrze<br />
wykorzystać puste rurki cytoszkieletu. Być może rurki<br />
stanowią dobrą izolację, dzięki której kwantowe procesy<br />
zachodzące wewnątrz nie ulegają splątaniu z otoczeniem<br />
przez dłuższy czas”.<br />
R. Penrose, Cienie umysłu<br />
• Dodatkową izolację zapewnia woda bez wolnych jonów<br />
• Ważną rolę odgrywa kwantowa nielokalność (np. EPR).
Nielokalność<br />
„Szczególnie interesująca wydaje się możliwość<br />
stwierdzenia, że wzbudzenia mikrotubuli cechuje taka<br />
nielokalność, z jaką mamy do czynienia w zjawisku EPR<br />
(…), gdyż tego efektu nie można wyjaśnić w żaden<br />
klasyczny (lokalny) sposób. Jeśli na przykład wyobrazimy<br />
sobie, że wykonujemy pomiary w różnych punktach<br />
mikrotubuli – lub w różnych mikrotubulach – to okaże się,<br />
że wyników nie można wyjaśnić za pomocą klasycznie<br />
niezależnych czynników działających w obu punktach”.<br />
Penrose Roger, Cienie umysłu
Kwanty i anestezjologia<br />
• Penrose i Hameroff: dowodem na związek<br />
cytoszkieletu ze świadomością jest odwracalny<br />
zanik świadomości przy zastosowaniu anestezjii<br />
• Anestezja wywołana może być przez chloroform,<br />
eter, tlenek azotu – powodem są siły van der<br />
Waalsa, które przyciągają cząsteczki z momentem<br />
dipolowym:<br />
• „Gazy powodujące znieczulenie ogólne docierają do<br />
pojedynczych neuronów, a wtedy momenty<br />
elektryczne ich cząstek oddziałują z dimerami,<br />
blokując działanie mikrotubuli”.
Zarzuty wobec koncepcji Penrose’a<br />
• (1) zarzuty logiczno-matematyczne<br />
• (2) zarzuty fizyczne<br />
• (3) zarzuty kognitywistyczne<br />
• (4) zarzuty filozoficzne (włączą się z (1)-(3))
Zarzuty logiczno-matematyczne<br />
• Stanisław Krajewski: argument Penrose’a<br />
prowadzi albo do sprzeczności albo do błędnego<br />
koła<br />
• Alan Turing, Hilary Putnam: być może umysł<br />
jest sprzeczny i w zw. z tym nie podpada pod<br />
ograniczenia z twierdzeń Gödla<br />
• Kurt Gödel: nie możemy dowieść własnej<br />
niesprzeczności
Zarzuty fizyczne<br />
• Bernard Korzeniewski: Penrose ma problem z<br />
rozróżnieniem zjawisk kwantowych<br />
odpowiedzialnych za myślenie od innych procesów<br />
kwantowych (kondensat Bosego-Einsteina).<br />
• Korzeniewski nie zauważa jednak, że model<br />
Penrose’a nie bazuje na tak prostych cząstakch jak<br />
fotony czy bozony W lub Z, ale dotyczy cząstek o<br />
masie ok. 50 000.<br />
• Stephen Hawking, Max Tegmark: mikrotubule zbyt<br />
słabo izolują; problem dekoherencji
Zarzuty kognitywistyczne i<br />
filozoficzne<br />
• Nency Cartwright: zjawiska mentalne powinny<br />
stanowić przedmiot badań biologii a nie fizyki.<br />
Poziom biologiczny jest nieredukowalny do<br />
fizykalnego (panują na nim odrębne prawa)<br />
• Większość neurobiologów (np. Gerald Edelman):<br />
nawet jeśli efekty kwantowe odgrywają jakąś rolę w<br />
powstawaniu świadomości, można je pominąć –<br />
wystarczy skupić się na podłożu neuronalnym.<br />
• Alan Chalmers: teoria Penrose’a nie zasługuje na<br />
miano missing science of consciousness bo nie<br />
mówi czym jest świadomość
Zarzut Daniela Dennetta<br />
wobec fizykalizmu<br />
„(…) po raz pierwszy w moim życiu zawodowym<br />
dyscyplina, która wkracza na obszar innej bije<br />
filozofię na głowę, jeśli chodzi o łączenie arogancji<br />
z ignorancją w dziedzinie, na której teren wkracza.<br />
Neuronaukowcy i psychologowie, którzy ze<br />
zdumieniem i osłupieniem patrzyli na filozofów<br />
spierających się o szczegóły superweniencji<br />
i intensjonalności, muszą teraz z podobnym<br />
zdumieniem wsłuchiwać się w arkana splątnia<br />
kwantowego i kondensatów Bosego-Einsteina.<br />
Kusząca wydaje mi się myśl, że im trudniej o postępy<br />
w fizyce, tym chętniej część fizyków poszukuje<br />
atrakcyjniejszych miejsc, gdzie wolno spekulować<br />
z jeszcze mniejszą obawą o krnąbrność faktów<br />
empirycznych czy jawną sprzeczność”.<br />
Daniel Dennett, Słodkie sny
• Czy Penrose ma racje? Gdzie w<br />
jego koncepcji tkwi najsłabszy<br />
punkt?<br />
• Czy krytycy Penrose’a mają rację?<br />
Czy faktycznie model Penrose’a<br />
jest taki zły jak mówią Dennett,<br />
Chalmers<br />
i inni?<br />
• Czy oponenci Penrose’a w ogóle<br />
rozumieją jego teorię?<br />
• Czy w zamian proponują oni coś<br />
lepszego<br />
i konkretniejszego?<br />
• Czy modele kwantowe mogą<br />
jednak pomóc w zrozumieniu<br />
zjawisk mentalnych?