Роман Бабкин - Действуй, мозг! Квантовая модель разума - краткая версия

Это может стать ключом к управлению (в т.ч. самоуправлению ) информационными потоками в мозге.

В связи с попыткой описать мозг в рамках квантовой парадигмы немаловажно соблюсти преемственность с классическими научными моделями.

В частности, мы постулируем, что главной физической силой в мозге является электрослабое взаимодействие, по отношению к которому электромагнитные явления, бывшие в центре внимания классических толкований, становятся эмерджентными.

Элементами квантовой системы «мозг-среда» являются бозоны (включая, например, падающие на сетчатку глаза фотоны) – кванты электромагнитного поля.

А, скажем, «память» и «интеллект» следует трактовать как сильно эмерджентные эпифеномены по отношению к суперпозициям бозонов, которые суть непосредственная причина формирования динамических ансамблей нейронов (см. табл. 10).

Математическую процедуру описания поведения квантовых систем называют квантованием.

Рассматривая живой мозг как совокупность взаимодействующих квантовых объектов, квантование может быть выполнено способом, изложенным физиком Ричардом Фейнманом в ряде статей в начале 1950х гг. [ 65] [ 66]

Это т. н. «фейнмановское суммирование по траекториям», которое реализуется через расчёт функционального интеграла по бесконечному множеству всех возможных траекторий.

Мы оцениваем приблизительное число мозговых элементов («активных» бозонов) в 10 50 (десять в пятидесятой степени). 4 4 Подробнее см. в расширенной версии рукописи «Действуй, Мозг!».

Косвенно этот результат подтверждается, например, тем обстоятельством, что подсчёт, касающийся неизмеримо более простой системы, чем мозг, молекулы метана, показывает, что для её полного квантовомеханического описания требуется провести вычисления по методу сеток в 10 42 точках [ 27].

В настоящем мы не располагаем столь мощными устройствами, чтобы выполнять объём вычислений в системе из 10 50 элементов за приемлемый отрезок времени. 5 5 Впрочем, сохраняется надежда на появление в недалёком будущем устройств, которым такая задача под силу, – квантовых компьютеров.

Вместе с тем этот результат даёт ясно понять, что все предпринимаемые в настоящем попытки создания искусственных нейросетей, якобы имитирующих работу человеческого, состоящего из 10 11 нейронов и 10 13 синапсов, мозга – не имеют никакого отношения к реальному объекту.

Любой современный «нейрокомпьютер последнего поколения» – даже не суррогат нашего разума, а обычная сказочная выдумка. К тому же, сочиненная в духе устаревшей, цифровой, парадигмы.

Выбором способа квантования разъяснение математики мозга не ограничивается: необходимо указать на математические теории, которые могут быть применены для конструирования квантовой модели.

Первая из них – теория множеств, которая впервые предложена в 1891 году математиком Георгом Кантором [ 47], затем формализована математиком Эрнстом Цермело [ 114] и, наконец, была всесторонне изучена с т. зр. различных прикладных значений в трудах математиков, известных как «группа Бурбаки», в 1930—1960х гг. [ 52] [ 109]

Говоря очень кратко, мы используем: понятия бесконечного и конечного множества (см. рис. 5) для описания совокупностей мозговых элементов – формирующихся во взаимодействии, как с внешней средой, так друг с другом внутри системы; утверждение о том, что сумма всех подмножеств бесконечного множества больше, чем число его элементов (теорема Кантора, см. рис. 6), для описания взаимодействия бозонных совокупностей мозга; свойство бесконечных множества, изоморфизм (см. рис. 7), для объяснения особенностей пересечения мозговых множеств; сопоставление бесконечных множеств через кардинальное и ординальное число (т.е. отношения эквивалентности, см. рис. 8) для построения целостной картины иерархии бозонно-фермионных совокупностей мозга (см. рис. 9).

Таким образом, теория множеств даёт нам понимание структуры мозга.

Вторая привлекаемая нами математическая концепция – теория динамического хаоса. Её истоки были заложены выдающимся математиком Анри Пуанкаре (теорема о возвращении [ 93]); в 1950х гг. она получила развитие в теории о случайном поведении динамических систем, названной по начальным буквам фамилий её авторов – КАМ (Андрея Колмогорова, Владимира Арнольда, Юргена Мозера) [ 2] [ 19] [ 83]; была существенно обогащена концепцией диссипативной структуры за авторством физика и химика Ильи Пригожина [ 68] [ 87].