Er bevissthet relatert til kvantefysikk?

Å prøve å forklare hvor subjektive opplevelser kommer fra, ser ut til å ha lite med fysikk å gjøre. Noen forskere har imidlertid spekulert i at kanskje de dypeste nivåene av teoretisk fysikk inneholder innsikten nødvendig for å belyse dette spørsmålet ved å antyde at kvantefysikk kan brukes til å forklare selve eksistensen av bevissthet.

En av de første måtene bevissthet og kvantefysikk kommer sammen på er gjennom Københavns tolkning av kvantefysikk. I denne teorien kollapser kvantebølgefunksjonen på grunn av at en bevisst observatør foretar en måling av et fysisk system. Dette er tolkningen av kvantefysikk som utløste Schroedingers katt tankeeksperiment, som demonstrerer et visst nivå av absurditeten til denne måten å tenke på, bortsett fra at det stemmer helt overens med bevisene på hva forskere observerer på kvantenivå.

En ekstrem versjon av København-tolkningen ble foreslått av John Archibald Wheeler og kalles deltakende antropisk prinsipp, som sier at hele universet kollapset inn i staten vi ser spesifikt fordi det måtte være bevisste observatører til stede for å forårsake kollapsen. Eventuelle universer som ikke inneholder bevisste observatører, blir automatisk utelukket.

Fysiker David Bohm hevdet at siden både kvantefysikk og relativitet var ufullstendige teorier, må de peke på en dypere teori. Han trodde at denne teorien ville være en kvantefeltteori som representerte en udelt helhet i universet. Han brukte begrepet "implicate order" for å uttrykke hva han mente dette grunnleggende virkelighetsnivået må være som, og trodde at det vi ser er ødelagte refleksjoner av den grunnleggende ordnede virkeligheten.

Bohm foreslo ideen om at bevissthet på en eller annen måte var en manifestasjon av denne impliserte orden og at forsøket på å forstå bevisstheten rent ved å se på materie i verdensrommet var dømt til svikt. Imidlertid foreslo han aldri noen vitenskapelig mekanisme for å studere bevissthet, så dette konseptet ble aldri en fullt utviklet teori.

Konseptet med å bruke kvantefysikk for å forklare menneskets bevissthet tok virkelig fart med Roger Penroses bok fra 1989, "The Emperor's New Mind: Concerning Computers, Minds and the Laws of Fysikk. "Boken ble skrevet spesifikt som svar på påstanden fra forskere fra kunstig intelligens fra gamle skolen som mente at hjernen var lite mer enn en biologisk datamaskin. I denne boken argumenterer Penrose for at hjernen er langt mer sofistikert enn det, kanskje nærmere en kvantecomputer. I stedet for å operere på et strengt binær system av og på, the Menneskehjerne arbeider med beregninger som er i en superposisjon av forskjellige kvantetilstander samtidig.

Argumentet for dette innebærer en detaljert analyse av hva konvensjonelle datamaskiner faktisk kan oppnå. I utgangspunktet kjører datamaskiner gjennom programmerte algoritmer. Penrose går tilbake i datamaskinens opprinnelse ved å diskutere arbeidet til Alan Turing, som utviklet en "universal Turing-maskin" som er grunnlaget for den moderne datamaskinen. Imidlertid hevder Penrose at slike Turing-maskiner (og dermed hvilken som helst datamaskin) har visse begrensninger som han ikke tror hjernen nødvendigvis har.

Noen tilhengere av kvantebevissthet har lagt fram ideen om at kvante ubestemmelse - det faktum at et kvantesystem aldri kan forutsi et utfall med sikkerhet, men bare som en sannsynlighet fra forskjellige mulige tilstander - vil bety at kvantebevissthet løser problemet med om mennesker faktisk har fri vil. Så argumentet går, hvis menneskelig bevissthet styres av kvantefysiske prosesser, så er den ikke deterministisk, og mennesker har derfor fri vilje.

Det er en rekke problemer med dette, som oppsummeres av nevrovitenskapsmann Sam Harris i hans korte bok "Free Will", der han uttalte:

"Hvis determinisme er sant, er fremtiden satt - og dette inkluderer alle våre fremtidige sinnstilstander og vår etterfølgende oppførsel. Og i den grad loven om årsak og virkning er underlagt ubestemmelse - kvantum eller annet - kan vi ikke ta noe æren for det som skjer. Det er ingen kombinasjon av disse sannhetene som virker forenlige med den populære forestillingen om fri vilje.

Et av de mest kjente tilfellene av kvantebestemmelse er kvante dobbeltspalt eksperiment, der kvanteteori sier at det ikke er noen måte å forutsi med sikkerhet hvilken spalte en gitt partikkel kommer til å gå gjennom med mindre noen faktisk gjør en observasjon av at den går gjennom slit. Imidlertid er det ingenting med dette valget å foreta denne målingen som avgjør hvilken spalte partikkelen vil gå gjennom. I den grunnleggende konfigurasjonen av dette eksperimentet er det 50 prosent sjanse for at partikkelen vil gå gjennom heller spalte, og hvis noen observerer spaltene, vil forsøksresultatene samsvare med fordelingen tilfeldig.

Stedet i denne situasjonen der mennesker ser ut til å ha et slags valg, er at en person kan velge om hun kommer til å ta observasjonen. Hvis hun ikke gjør det, går ikke partikkelen gjennom en spesifikk spalte: Den går i stedet gjennom begge spaltene. Men det er ikke den delen av situasjonen som filosofer og frie vilje talsmenn påberoper seg når de snakker om kvantebestemmelse fordi det virkelig er et alternativ mellom å gjøre ingenting og å gjøre ett av to deterministiske utfall.