Domanda:
La meccanica quantistica gioca un ruolo nel cervello?
Joshua Lin
2016-01-10 15:08:54 UTC
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Mi interessa sapere se la scala dei processi che avvengono nel cervello è abbastanza piccola da essere influenzata dalla meccanica quantistica. Ad esempio, ignoriamo la meccanica quantistica quando analizziamo una partita di tennis perché una pallina da tennis è troppo grande per essere influenzata dalla meccanica quantistica. Tuttavia, i segnali nel cervello sono per lo più (tutti?) Elettrici, trasportati da elettroni, e gli elettroni sono decisamente "piccoli" abbastanza da essere influenzati dalla meccanica quantistica. Ciò significa che l'unico modo in cui saremo in grado di comprendere ulteriormente come funziona la mente è attraverso un'applicazione della meccanica quantistica?

vedi questo articolo wiki: https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_mind
Il cervello dei mammiferi e il sistema nervoso centrale utilizzano processi elettrochimici completamente classici.Le scale temporali di isomerizzazione molecolare per quei processi per i quali la meccanica quantistica è vitale, come la ricezione del segnale nell'occhio, sono dell'ordine di ps mentre le funzioni neurali stanno accadendo alla scala temporale ms ... quindi, no, non c'è meccanica quantisticacoinvolti, per quanto si possa razionalmente dire confrontando i processi molecolari con l'elaborazione delle informazioni.
@buzhidao: Quella non è fisica, ma fisici con alcune idee filosofiche molto discutibili che fanno soldi con le vendite di libri.
@CuriousOne Questa dovrebbe essere una risposta.
@NorbertSchuch: Potrebbe essere, ma verrà chiuso perché è un duplicato.
** i segnali nel cervello sono per lo più (tutti?) elettrici, trasportati da elettroni ** non è vero.La maggior parte dei segnali sono chimici.Tuttavia, ci sono miliardi di neuroni interattivi e le loro operazioni sono piuttosto opache in termini fisici
Vedi il lavoro di Penrose e le successive critiche
Sono convinto che a questa domanda non sia ancora possibile rispondere con la nostra tecnologia moderna, abbiamo bisogno di indagini più empiriche;dannate teorie.
La meccanica quantistica gioca un ruolo importante nel mio cervello, perché pensarci è il mio lavoro.
La meccanica quantistica ha un ruolo in ogni cosa nell'universo.* Che ruolo * ha, e se valga la pena considerare questo ruolo, è un'altra questione.
i segnali nel cervello sono deterministici e possono essere veramente "predetti".Ma il modo in cui si formano i percorsi dei neuroni è totalmente casuale perché avviene a livello quantistico.** È qui che la meccanica quantistica gioca un ruolo **.Vedi: https://www.youtube.com/watch?v=sMb00lz-IfE
Ho sempre trovato l'approccio deterministico alla mente umana una delle realtà più "fastidiose", con la QM come la "via d'uscita" per arrivare al libero arbitrio.Mi piacerebbe vedere lo stato dell'arte in materia di QM e coscienza umana tra 200 [email protected], a che punto del video lo fanno notare?
@CuriousOne: È un modo straordinario per parlare di idee con le quali non sei d'accordo.Quanto è estremamente scortese.Parla con me quando _puoi_ spiegare la coscienza umana.
@LightnessRacesinOrbit: Cos'è un modo maleducato?Che questo dovrebbe essere chiuso perché è un duplicato?È un dato di fatto, anche se nessuno, me compreso, sembra averlo scoperto.Non sei sicuro di cosa ti lamenti, però?Hai molte risposte per una domanda piuttosto poco fisica.
@CuriousOne: In primo luogo, _I_ non ha ricevuto alcuna risposta, visto che non è la mia domanda.In secondo luogo, mi riferivo al tuo rifiuto casuale degli argomenti citati come "idee filosofiche discutibili" e alla tua implicazione che fossero stati proposti per avidità di denaro in vendita piuttosto che per qualsiasi altra cosa.
@LightnessRacesinOrbit: Ops, scusa per averti scambiato per l'OP.Cosa non è discutibile delle idee filosofiche che non si avvicinano nemmeno a fatti scientifici stabiliti?Solo perché qualcuno è famoso (e giustamente) non significa che non possa dire sciocchezze su cose che non vogliono capire.Penrose, per esempio, è un pensatore assolutamente brillante che ha idee stranamente infantili sulla realtà fisica.Bohm è perlopiù un contrarian che sembra aver perso 80 anni di sviluppi reali nella meccanica quantistica.Sì, le persone intelligenti sono stupide ... esiste.
@CuriousOne: Sto solo dicendo che la scienza implica il licenziamento delle idee (quando è fondato per farlo), ma mai il licenziamento delle _persone_.
@LightnessRacesinOrbit: La scienza implica anche il licenziamento delle cattive idee delle persone che ammiri per le loro buone idee.Penrose è un genio totale a cui, di tanto in tanto, piace mettere la mano nella ciotola.Questa è una di queste occasioni.Questo non lo rende meno geniale, ma semplicemente non c'è nulla che possa essere salvato sulle sue cattive idee filosofiche.
Otto risposte:
#1
+68
alanf
2016-01-10 22:17:55 UTC
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La meccanica quantistica non ha quasi alcuna relazione con il funzionamento del cervello, tranne nella misura in cui spiega l'esistenza della materia. Dici che i segnali sono trasportati dagli elettroni, ma questo è molto impreciso. Piuttosto, sono trasportati da vari tipi di segnali chimici, inclusi gli ioni. Questi segnali vengono rilasciati in un ambiente caldo con cui interagiscono in un lasso di tempo molto breve.

I processi meccanici quantistici come l'interferenza e l'entanglement continuano a mostrare effetti che differiscono dalla fisica classica solo quando le informazioni rilevanti non trapelano in l'ambiente. Questo problema è stato spiegato nel contesto del cervello da Max Tegmark in L'importanza della decoerenza quantistica nei processi cerebrali. Nel cervello, la fuga di informazioni dovrebbe avvenire in un periodo di tempo dell'ordine $ 10 ^ {- 13} -10 ^ {- 20} $ s. La scala temporale in cui i neuroni si attivano ecc. È $ 0,001-0,1 $ s. Quindi i tuoi pensieri non sono calcoli quantistici o qualcosa del genere. Il cervello è un computer classico.

"Il cervello è un computer classico": non credo che questa conclusione sia necessariamente supportata.Certamente il cervello è _molto pessimo_ nel fare cose che sono banali per un computer classico, ma abbastanza efficaci per molte cose che sono estremamente difficili da replicare per un computer.Potrebbe non essere analogo a un computer quantistico e potrebbe essere un costrutto puramente deterministico, ma ciò non significa che si adatti allo stampo di un computer classico / possa essere accuratamente modellato da un tornio deterministico.
@aroth: Noto che "estremamente difficile in linea di principio per qualsiasi computer da replicare" e "non sappiamo come costruire un computer che lo replichi - eppure" sono cose molto diverse.Ho un computer in tasca che posso chiedere in inglese quando è il compleanno di mia moglie, e può dirmi la risposta.Era assurdamente impossibile nemmeno cinquant'anni fa.
@EricLippert E sarebbe stato interpretato inequivocabilmente come un segno di intelligenza nemmeno 50 anni prima * quello * (pre-Turing).(Seguendo l'osservazione di Ray Kurzweil che qualsiasi cosa realizzata dalle macchine è * ex post * esclusa dalla definizione di intelligente.)
@EricLippert - Certamente (anche se direi che la mia esperienza aneddotica con il software di riconoscimento vocale è significativamente meno raffinata di quanto descrivi).Ma se si fa un'affermazione fattuale che "il cervello è un computer classico", dovrebbe esserci qualche prova a sostegno di ciò.Per quanto ne so, non è stato dimostrato, né matematicamente né a titolo di esempio pratico, che il cervello sia sicuramente un computer classico (o qualsiasi tipo di computer, come tradizionalmente definito nell'ambito dell'informatica).
@aroth Penso che sia abbastanza ovvio che un cervello si sta completando.È possibile che un essere umano controllato da un cervello svolga tutte le funzioni di una macchina turing.Per estensione, possiamo fare tutto ciò che un computer può fare con tempo e spazio di archiviazione / memoria sufficienti (ad esempio penna + carta).Il fatto che il cervello sia * molto cattivo * in questo è irrilevante.I computer di 30 anni fa erano pessimi in cose banali per i computer di oggi, ma li consideriamo ancora computer.
@aroth Il tuo punto, * "non significa che [...] possa essere accuratamente modellato da una macchina di Turing deterministica" * è il modo sbagliato.È se un cervello può modellare con precisione una macchina turing o meno che determina se sta girando o meno completa.Se una macchina turing non può modellare un cervello, significa semplicemente che il cervello ha capacità in aggiunta a quelle di una macchina turing.O per usare un'analogia di programmazione, un cervello è una sottoclasse di una macchina turing (una relazione "è un").In ogni caso, se un cervello funziona esclusivamente tramite processi fisici, una macchina turing può modellarlo accuratamente.
Questa risposta non risponde alla domanda.La domanda era se i processi QM fossero coinvolti nel cervello, no, se il cervello fosse un computer classico o meno.I computer moderni sono sostenuti dalla fisica dei semiconduttori, che è QM, ma sono computer classici, che potrebbero essere costruiti utilizzando valvole puramente classiche.Dato che l'odore è sempre più considerato un processo QM E la fotosintesi È un processo QM, sospetto che anche il cervello possa avere processi QM.
Inoltre, ci sono processi QM che si verificano in intervalli di tempo al di fuori di nano / fempto secondo.Ad esempio, i bastoncini luminosi decadono lentamente a causa delle transizioni proibite che possono essere spiegate solo da QM.
@JBentley "Se una macchina turing non può modellare un cervello, significa semplicemente che il cervello ha capacità in aggiunta a quelle di una macchina turing" - Significherebbe anche che il cervello non è un computer classico (né una macchina di Turing).Si ipotizza che le macchine di Turing rappresentino il dispositivo di elaborazione più potente possibile.Se le capacità del cervello sono un superinsieme delle capacità di una macchina di Turing, il cervello (nella sua interezza) non è un computer classico;solo in grado di emularne uno.Un po 'come un aereo non è un'auto solo perché entrambi hanno ruote e possono rotolare a terra.
@aroth: Qualsiasi sistema fisico finito può essere simulato con precisione arbitraria da un computer universale, vedere ad es.- http://www.daviddeutsch.org.uk/wp-content/ItFromQubit.pdf.Il fatto che non sappiamo come simulare il cervello significa che non sappiamo come programmare un computer per eseguire una simile simulazione.
La fotosintesi di @Aron è una reazione chimica.L'idea che in alcune fasi di questa reazione gli effetti quantistici possano avere un ruolo non è molto sorprendente, così come per le bacchette luminose.L'evoluzione di un sistema come l'intero cervello avviene su un numero enorme di molecole su una scala temporale molto più lunga.Come spiegato nel documento a cui mi sono collegato, non vi è alcuna seria prospettiva che il cervello stia facendo qualcosa di tipicamente quantistico (interferenza, entanglement, ecc.) Sulla scala di spazio e tempo richiesta per un singolo pensiero.
@alanf Sono d'accordo con quello che dici.Ma non era quella la domanda.Stai dicendo che è improbabile che un modello macroscopico del cervello richieda di prendere in considerazione gli effetti quantistici.Affermo che questo non risponde alla domanda, (gli effetti quantistici sono importanti per la comprensione del cervello).
@aroth Ovviamente il cervello non è una macchina turing.Solo una macchina turing è una macchina turing (che è un dispositivo ipotetico).In senso generale, una macchina è * completa * se è in grado di eseguire gli stessi calcoli di una macchina turing.Dici che un cervello non è una macchina turing / computer classico, solo capace di emularne uno.Ma questo è esattamente ciò che significa turing completezza * *: la capacità di emulare una macchina turing.In precedenza hai detto che un cervello non è un computer in base a nessuna definizione di CS tradizionale, ma non è corretto perché il cervello si sta completando.
@aron Non vedo alcuna distinzione lì.Se puoi modellare accuratamente il funzionamento di un cervello ignorando gli effetti quantistici, allora gli effetti quantistici non sono importanti per la comprensione del cervello.
@Aron La domanda chiede specificamente come funziona la mente.Sebbene la meccanica quantistica possa essere rilevante per comprendere i dettagli delle singole reazioni chimiche, c'è una critica all'idea che abbia qualcosa a che fare con il pensiero al di là di quel ruolo fondamentale.
@JBently - Quello che ho detto è che non ci sono prove sperimentali a sostegno dell'affermazione che il cervello è (nella sua _intera_) un computer classico, al contrario di un superset di quello / un dispositivo quantistico o una terza possibilità che deve ancora essere specificata.Ma se stiamo per dire che tutto ciò che mostra la completezza di Turing è un computer classico, non abbiamo nemmeno bisogno di una distinzione quantistica rispetto a quella classica, perché un computer quantistico è comunque solo un computer classico.In effetti, diventa così difficile per qualsiasi cosa _non_ essere un "computer classico" che il descrittore perde ogni significato utile.
@Aron: _Dato che l'odore è sempre più considerato un processo QM E la fotosintesi È un processo QM_ Come vengono "dati", oltre al fatto che coinvolgono atomi e molecole?Per essere definito un processo QM mi aspetterei un comportamento che non può essere spiegato altrimenti.
@JBentley hai mai visto qualche rompicapo di matematica che induce in errore il lettore nella risposta sbagliata in modo corretto ma insidioso?I dispositivi completi di Turing non commettono errori e il cervello umano lo fa.O stai dicendo che i problemi "contano" solo quando l'essere umano entra in "modalità di simulazione della macchina di Turing"?Ma cosa succede se l'umano si annoia e smette?E se il cervello umano muore perché il problema richiede un tempo particolarmente lungo anche con una scorta infinita di carta e penna?O supponiamo un cervello immortale e concentrato?Ma quello non è più un cervello, è una macchina ipotetica che fa calcoli.
@djechlin Non importa.I computer possono commettere errori (ad esempio il danneggiamento dei dati), possono morire (rompersi), possono rimanere senza tempo (l'universo finisce per primo) e avere risorse limitate (memoria).Questi fattori vengono solitamente affrontati dicendo che un computer sta diventando completo, * dato un tempo e risorse infiniti *.Non esiste alcun dispositivo che sia strettamente completo senza queste disposizioni, perché una macchina turing ha un nastro infinitamente lungo.In questo modo un cervello non è diverso da un PC desktop.Ogni volta che diciamo che quest'ultimo sta diventando completo, stiamo parlando per definizione ipoteticamente.
@JBentley Il brain turing di Cher è completo?E se non fosse brava in matematica o volesse fare cose oltre a risolvere domande di programmazione che qualcuno le passa?O abbiamo a che fare solo con cervelli senza senso del sé o volontà in generale?
@djechlin Un computer che era stato programmato per simulare accuratamente il cervello di Cher farebbe lo stesso tipo di errori che farebbe Cher e avrebbe lo stesso tipo di preferenze.Una persona potrebbe imparare a simulare una macchina di Turing, ma non avrebbe molto senso dato che potrebbe fare cose migliori della maggior parte delle macchine di Turing, ad es.- creare nuova conoscenza.La memoria finita nel cervello non è un grosso problema poiché le persone possono e fanno uso di cose al di fuori del cervello per memorizzare informazioni.
"Il cervello è un computer classico" è una bugia che lanci senza alcuna prova o pensiero.La semplice prova che la tua affermazione non è vera è che gli esseri umani possono decidere il problema dell'arresto, la macchina di Turing no.Un computer non può calcolare linguaggi ricorsivamente non calcolabili.
Vedi anche: https://www.youtube.com/watch?v=sMb00lz-IfE
@Jerryno gli esseri umani possono decidere il problema di arresto?la maggior parte degli umani non conosce nemmeno l'informatica.Di quelli che fanno molti ricorrono a scrivere programmi per risolvere le cose per loro.Nessun essere umano ha trovato la soluzione al TSP nelle città americane, con il computer o no, e questo non è nemmeno indecidibile.Ma non ti iscrivi alla tesi di Church-Turing a differenza di tutti quelli seri nel campo, buono a sapersi.
@djechlin sì, non può essere deciso e hai ragione, ma quello che volevo dire è che il cervello non è deterministico a differenza di una macchina di Turing.Se fosse deterministico potresti calcolare il suo stato in futuro e predire i pensieri di tutti.Perché non è così guarda il video.
@djechlin Per essere completa di Turing, una macchina deve semplicemente avere la * capacità * di svolgere lo stesso insieme di funzioni che può eseguire una macchina di Turing.Se Cher lo volesse, * potrebbe * imparare come, e potrebbe sedersi e farlo.Il fatto che lei scelga di non farlo non rende il suo cervello meno capace in questo senso.La stragrande maggioranza dei PC desktop non simulerà mai una macchina di Turing, ma sono ancora Turing completi.Il senso di sé e la volontà sono caratteristiche * aggiuntive * oltre la completezza di Turing.
@Jerryno Non mi è chiaro perché pensi che gli esseri umani possano decidere il problema dell'arresto.
@JBentley che non è coerente con tutto ciò che qualcuno sa sullo sviluppo evolutivo o fisico del cervello o della mente.La psicologia comportamentale è essenzialmente dedicata a confutare l'idea che gli esseri umani siano fondamentalmente razionali tranne che per altri tratti irrilevanti, mentre tu sei dedito ad affermare quella nozione.Scusa se questo è troppo critico, ma non ti vedo davvero cambiare idea su nulla in qualunque momento presto, quindi buona giornata.
Forse il cervello è caotico e gli effetti quantistici con un ritardo possono amplificarsi in azioni casuali del cervello.
#2
+24
Level River St
2016-01-11 02:15:01 UTC
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, ma solo nel senso che tutti i processi macroscopici dipendono dalla meccanica quantistica sottostante su scala microscopica.

No - la meccanica quantistica è non è il modello migliore per descrivere ciò che accade nel cervello.

In un certo senso, il comportamento di un neurone è simile a un processo quantistico, come (ad esempio) il decadimento di un atomo elettricamente eccitato o radioattivo al suo stato fondamentale. Un neurone o si attiva o non lo fa. Ma ci sono molte macchine che si attivano o meno, quindi questo non è sufficiente per dedurre che si tratta di un processo quantistico.

https://en.wikipedia.org/wiki/All- or-none_law

Ci sono alcune importanti differenze come segue (la più importante delle quali è la scala del processo.)

L'atomo emette un fotone (un singolo quanto di radiazione elettromagnetica) in modo casuale e indipendentemente dagli eventi nel suo ambiente (almeno per l'emissione spontanea). Possiamo sapere sperimentalmente qual è la probabilità che un particolare tipo di atomo emetta un fotone in un determinato periodo di tempo.

Il neurone emette un impulso (un gran numero di ioni) in modo abbastanza prevedibile, a seconda degli impulsi e degli stimoli che ha ricevuto. Un buon modello (anche se piuttosto semplice) di questo sarebbe un serbatoio dell'acqua che si svuota automaticamente quando è completamente pieno. Tali serbatoi vengono utilizzati per lavare gli orinatoi nei bagni pubblici degli uomini. È un grande passo da questo a costruire un computer sofisticato come il cervello, ma dovrebbe essere chiaro che un tale carro armato non dipende dalla meccanica quantistica. Si noti che è possibile un analogo elettronico di un tale serbatoio.

Il modo in cui ho letto la tua spiegazione, un neurone che si attiva o meno, suggerisce una mancanza di specificità nel tuo modello nel concetto di memoria.Ecco perché vorrei sostenere una struttura più profonda che ha schemi per trasmettere informazioni diverse.Inoltre, il reclutamento dei neuroni particolari e delle loro fibre del fuso è stato postulato per utilizzare il tunnel quantistico,
#3
+11
Ed Yablecki
2016-01-10 19:33:54 UTC
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Roger Penrose e Stuart Hammeroff stanno lavorando su questa esatta ipotesi. Credono che la fibra del fuso sia la struttura che fa collassare la funzione d'onda quantistica. A partire da ora, non sono riusciti a mostrare la "fibra del fuso" nel supportare le capacità QM. Ma ci sono molte informazioni sull'argomento, a cominciare dal libro di Roger Penrose "The Emperor's New Mind".

Penrose è un perfetto esempio di un genio matematico che, almeno ultimamente, ha problemi ad avvitare una lampadina.Senza offesa ... ma queste domande sono decidibili sperimentalmente e Penrose, IMHO, non ha fatto assolutamente nulla per seguire le prove sperimentali in uscita.
Se pensano che sia necessario un collasso di una funzione d'onda e di aver individuato il dispositivo magico che lo fa, allora in effetti non capiscono nemmeno la meccanica quantistica di base.
La mia lettura di "The Emperor's New Mind" è che essi attribuiscono la funzione cerebrale non solo alla meccanica quantistica, ma anche alla gravità quantistica.Poiché la densità della materia nel cervello non è molto diversa dall'acqua, questo ha ancora meno senso per me.
L'idea di @Ross Millikan - Penrose era che ci fosse una soglia di differenza nelle metriche, oltre la quale una sovrapposizione di geometrie spazio-temporali non è ben definita, ed è allora che si verifica il "collasso della funzione d'onda".E la soglia dovrebbe essere abbastanza sottile, in modo che possa entrare in gioco su scale mesoscopiche.
#4
+5
Count Iblis
2016-01-10 23:27:42 UTC
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Il cervello è di fatto un computer classico, come spiegato nella risposta di Alanf. Tuttavia, questo lascia aperta la possibilità che ciò che rende cosciente un sistema classico come il nostro cervello o qualche futura IA, potrebbe essere correlato a come la meccanica quantistica si riduce alla meccanica classica. Una proposta in questo senso (che personalmente non trovo convincente) è stata avanzata da Roger Penrose come menzionato nella risposta di Ed Yablecki.

Un'idea molto più semplice è considerare che la meccanica quantistica nel regime classico non è ancora la stessa della meccanica classica. Quello che succede è che a causa dell'entanglement con un numero enorme di gradi di libertà ambientali, molti tipici effetti quantistici vengono effettivamente persi e puoi quindi fingere che non esistano. Per quanto riguarda la previsione del risultato degli esperimenti, è possibile utilizzare impunemente la meccanica classica. Ma il sistema fisico non è quello che ottieni quando prendi la sua descrizione classica come letteralmente corretta.

Puoi vedere chiaramente come la differenza tra la descrizione meccanica quantistica esatta di un ambiente AI + e la descrizione classica di l'AI risponde a molte delle obiezioni filosofiche contro l'ipotesi dell'AI forte. Nella descrizione esatta c'è molto spazio per invocare le correlazioni tra input e output esistenti in un determinato momento, perché ciò che l'IA sperimenta è solo una misurazione a grana grossa coerente con un gran numero di microstati. Questi esistono quindi come mondi paralleli all'interno del suo errore di misurazione de facto. La reale esistenza di un tale insieme di stati correlati definisce quale calcolo viene effettivamente eseguito in un dato istante. La difficoltà di farlo all'interno di un'immagine puramente classica è al centro delle critiche all'intelligenza artificiale forte.

Considera il famoso esperimento mentale di Marvin Minsky di simulare il tuo cervello da un enorme dispositivo analogico costituito da enormi ruote e ingranaggi. Quindi un'intelligenza artificiale forte dice che questa simulazione avrà successo, ma i critici dicono che è semplicemente ridicolo, come diavolo può una collezione di ruote e ingranaggi sentire qualcosa? Loro osservazione chiave da fare i.m.o. è come segue. Dal tuo punto di vista, lo stato esatto delle ruote e degli ingranaggi non può essere fissato con precisione. Sebbene tu possa guardare in basso su molte delle tue ruote, qualsiasi tentativo da parte tua di scoprire lo stato di tutte le tue ruote fallirà a causa della tua memoria che ha una capacità finita; la maggior parte di quella capacità viene utilizzata per eseguire i programmi che ti definiscono. Qualunque cosa tu senta, qualunque cosa sia realmente la coscienza, è in definitiva un calcolo e un sistema di ruote e ingranaggi può definirlo in modo inequivocabile, a condizione che invochi il MWI.

Ti sbagli di grosso.Il cervello NON è affatto un computer classico.La semplice prova è che gli esseri umani possono decidere il problema dell'arresto, la macchina di Turing no.Un computer non può calcolare linguaggi ricorsivamente non calcolabili.
@Jerryno Anche gli umani non possono farlo!Gli esseri umani possono certamente trovare alcuni problemi di arresto, ma anche le macchine di Turing possono farlo.Il punto è che non c'è modo di identificare al 100% tutti i problemi che si bloccano, e questo vale altrettanto per gli umani che effettuano l'identificazione.
@Graham è vero, ma è perché il cervello non è deterministico, quindi non puoi costruire una prova attorno ad esso.Gli esseri umani possono risolvere alcuni problemi che bloccano le macchine di Turing.Se un cervello fosse un computer classico si potrebbe predire tutto al riguardo date le condizioni iniziali.Che chiaramente non è come funziona.Dovresti guardarlo fino alla fine: https://www.youtube.com/watch?v=sMb00lz-IfE tutto è spiegato molto bene lì.
@Jerryno Untrue - gli umani non possono farlo.L'unico modo in cui un umano può farlo è se gli vengono fornite informazioni che la macchina di Turing non aveva.Dai alla macchina di Turing le stesse informazioni e può anche risolverlo.
@Graham: gli umani possono risolvere alcuni problemi in modo casuale facendo errori ed errori, la tua logica non è valida.Questo è ciò che rende umano un essere umano e dimostra che non è un computer.Sono ancora stupito che tu non lo capisca.
Ma il fatto che il cervello non sia deterministico non aiuterà.Se invochi il collasso, dovresti considerare che questo non aggiunge alcuna informazione rilevante in quanto è puramente casuale.
@Jerryno Non sono sicuro di cosa classifichi come "logica", ma quello che stai usando certamente non lo è.Tirare i dadi non è "risolvere un problema".A volte un errore casuale si rivelerà corretto, certo, ma ciò non implica nulla di speciale sulla fonte dell'errore casuale.Gli orologi fermi funzionano due volte al giorno, dopotutto.Ancora più divertente, l'analisi Monte Carlo è stata utilizzata per decenni, in cui i computer inseriscono numeri casuali in algoritmi per prevedere le soluzioni - questo è esplicitamente in contrasto con la tua affermazione che solo i cervelli umani possono usare la casualità per le soluzioni.
Infine, @Graham.Sì, quando fornisci dati casuali ai computer, credo che possano fare ciò che possono fare gli umani.Da dove fornite i dati veramente casuali che chiedo?Dai generatori di numeri casuali quantistici ovviamente!
@Jerryno Ma gli esseri umani hanno dimostrato di essere non casuali in molti casi in cui crediamo di avere la libera scelta, con prove sperimentali schiaccianti che lo dimostrano.Anche un generatore di numeri pseudocasuali abbastanza semplice è ordini di grandezza più casuale di quanto un essere umano sia capace.E tutto ciò non ha nulla a che fare con la tua affermazione iniziale sul problema dell'arresto.
@Jerryno: ciò che stai descrivendo è essenzialmente una macchina di Turing probabilistica.Tali macchine non sono più potenti, nel senso di decidibilità, di qualsiasi altra TM, perché sono un caso speciale di NDTM (TM non deterministica).Se sono più potenti nel senso di complessità (possono risolvere problemi in tempo polinomiale che un DTM non può?) È, penso, non noto ma si pensa che non sia così.
I generatori pseudo-casuali @Jerryno funzionerebbero perfettamente.
#5
+3
SaudiBombsYemen
2016-01-10 18:08:52 UTC
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Infatti la carica elettrica è trasportata da ioni positivi (sodio e potassio), non da elettroni, lungo l'assone del neurone. Sono abbastanza piccoli? Non lo so davvero. A proposito, c'è un'ipotesi che una certa specie di uccelli utilizzi una coppia di elettroni in entanglement per orientarsi. Anche la meccanica quantistica gioca un ruolo negli enzimi (ad esempio il tunneling quantistico) ma a causa della grande quantità di enzimi non credo che gli effetti quantistici facciano la differenza. C'è un buon video che mostra alcune ipotesi su come alcuni organismi utilizzino la meccanica quantistica (non è specifica del cervello, però).

Per quanto riguarda il cervello stesso, la risposta non si sa, forse serve per archiviare informazioni o chissà cosa. Come hai detto, sarebbe una buona cosa prendere in considerazione la meccanica quantistica (a volte almeno) per cercare di capire meglio il cervello.

#6
+2
YM2015
2016-01-12 21:54:21 UTC
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Ci sono sicuramente alcuni seri sforzi scientifici in corso oggi per cercare di spiegare e incorporare la QM nei processi cerebrali. Il seguente discorso TED riguarda proprio questo:

http://www.ted.com/talks/jim_al_khalili_how_quantum_biology_might_explain_life_s_biggest_questions?c=922691

Altri scienziati ipotizzano che i minuscoli dendriti o microtubuli sui neuroni all'interno del cervello sono l'interfaccia in cui avvengono i deboli effetti quantistici e creano i noti effetti classici.

Il medico Mark Germaine scrive nel suo saggio: "Una ricchezza di dati supporta il nozione che le arborizzazioni dendritiche sono le strutture primarie che supportano la percezione (Pribram, 1991). La forma d'onda neurale caratterizza la dinamica della rete dendritica, e questa forma d'onda può essere descritta da un'equazione che è fondamentalmente la stessa dell'equazione che descrive la forma d'onda quantistica (Pribram, 1991), ……… "

Ma sta discutendo un altro modello e non direttamente il modello QM per il cervello. Trova il saggio qui:

http://dynapsyc.org/2015/HOLOMIND.pdf

Il punto è che il modello meccanicistico comunemente accettato per il cervello non sembra essere sufficiente per spiegare l'intera ricchezza dell'esperienza, nemmeno quelle apparentemente più elementari come il gusto, l'olfatto, la vista. Il modello meccanicistico non può spiegare l'enorme versatilità di alcuna coscienza, nemmeno semplice come una formica.

#7
+1
Peter - Reinstate Monica
2016-03-09 17:00:16 UTC
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Sono in ritardo alla festa ma non ho visto il seguente argomento, che è all'incrocio tra etica, fisica e logica. Ha a che fare con il libero arbitrio che percepiamo di avere.

La definizione logica di libero arbitrio è che non è determinato; questo è il significato di gratuito . Facciamo qualcosa non in base a regole, ovvero non lo facciamo in modo prevedibile, ma spontaneo. Avremmo anche potuto decidere diversamente, ma non l'abbiamo fatto.

In generale, non vediamo comportamenti prevedibili come segni di libero arbitrio: tale comportamento è guidato dall'istinto, dal morale, dalle convenzioni o da influenze esterne come pubblicità o pressione dei pari.

Segni di libero arbitrio, al contrario, sono visibili agli incroci: qualcuno decide di essere un eroe o no, mangia in un ristorante o in un altro. Noi, e forse la persona stessa, non lo sapevamo in anticipo.

In generale, tutti i comportamenti rientrano in una di queste due categorie: è basato su regole, cioè prevedibile; oppure è una decisione del nostro libero arbitrio, che nessuno può prevedere in modo affidabile.

La cosa interessante è che da un punto di vista computazionale, "imprevedibile" è semplicemente equivalente a "casuale". Questa è la definizione di "casuale": non dipende da eventi precedenti, ovvero non ci sono regole per prevedere un evento casuale da eventi precedenti.

Il libero arbitrio è logicamente la capacità di prendere decisioni casuali .

(Per inciso, questo è il motivo per cui non ci saranno ostacoli categorici all'emulazione del comportamento umano con i computer. Tutti i comportamenti sono basati su regole o casuali. Possiamo emulare regole- comportamento basato molto bene con i computer. Ma non è così difficile da introdurre o emulare la casualità.

Non illudiamoci. Molto di ciò che percepiamo come libero arbitrio non è affatto libero; la stragrande maggioranza del nostro comportamento è governato dalla nostra cultura, etica, gusto, principi e così via, spesso inconsciamente. Il fatto che sembriamo meno prevedibili di quanto siamo in realtà è dovuto alla mancanza di informazioni da parte dell'osservatore (e i big data ci dicono che diventiamo abbastanza prevedibili - e creduloni - se ci sono abbastanza informazioni su di noi).

Ma abbiamo una forte sensazione - e gli esempi occasionali - di libertà personale. Se fossimo meccanici e deterministici, non saremmo liberi. Ma non siamo meccanici; il funzionamento del nostro cervello non è del tutto deterministico.

Le basi fisiche di questa indeterminatezza devono essere eventi casuali nel nostro cervello. Gli elettroni, gli atomi e le molecole non sono palle da biliardo; nessun demone di Laplace poteva prevedere il futuro di un cervello, principalmente no. Il mondo microscopico che è alla base del mondo che percepiamo semplicemente non è deterministico. In un sistema non lineare come il cervello, piccoli eventi quantistici che avrebbero potuto accadere in entrambi i modi occasionalmente faranno la differenza. Un neurone si attiva o no; l'eccitazione di un gruppo di neuroni attraversa semplicemente la soglia in una gara con un altro gruppo per diventare dominante, oppure no.

In questo senso, come fonte di innata indeterminatezza, e quindi libertà, credo che gli effetti quantistici giochino un ruolo enorme nel nostro cervello. E nell'universo.

Un buon punto Peter A quando dici che, date abbastanza informazioni, il numero schiacciante di scelte è prevedibile.Il mio libero arbitrio non sceglie il ristorante ma la somma di tutte le mie preferenze, esperienze e stato d'animo presente fa la scelta inconsciamente.Nessuno ha il libero arbitrio, semplicemente non lo sanno!
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Jan Hirschner
2016-01-13 14:23:07 UTC
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Il cervello come biocomputer è troppo complesso per aspettarsi una risposta completamente descrittiva sotto forma di un post sul forum.

Non preoccuparti, la situazione è ancora più complicata! :) Le opinioni sul tema del comportamento quantistico che influenza la percezione della realtà (e di conseguenza la creazione della "realtà", ma qui sto toccando un punto di vista molto metafisico, che di solito viene evitato qui, e per buone ragioni) differiscono notevolmente. >

Tutto sommato, secondo me la risposta attualmente corretta è "A causa della complessità del cervello, non sappiamo, dove si applicano i fenomeni quantistici e dove no in termini di cervello e percezione . " A questo punto, bisogna unirsi alla ricerca per iniziare a ottenere almeno risposte parziali.

"(...) Non ho paura di non sapere le cose, di essermi perso in un universo misterioso senza scopo, che è davvero il modo in cui posso dire. " R. P. Feynmann



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