ظلال العقل

في عام ١٩٣١، أثبت عالم الرياضيات والمنطق كورت غودل نظريات عدم الاكتمال ، موضحًا أن أي نظرية مولدة فعليًا قادرة على التعبير عن العمليات الحسابية الأولية لا يمكن أن تكون متسقة وكاملة في آن واحد . علاوة على ذلك، فإنه بالنسبة لأي نظرية رسمية متسقة تثبت بعض الحقائق الحسابية الأساسية، توجد عبارة حسابية صحيحة، ولكن لا يمكن إثباتها في النظرية نفسها. جوهر حجة بنروز هو أنه بينما لا يستطيع نظام الإثبات الرسمي، بسبب النظرية، إثبات عدم اكتماله، فإن نتائج غودل قابلة للإثبات من قبل علماء الرياضيات. ويستنتج من هذا التباين أن علماء الرياضيات لا يمكن وصفهم بأنهم أنظمة إثبات رسمية، وأنهم لا يقومون بتشغيل خوارزمية، وبالتالي فإن نظرية العقل الحاسوبية خاطئة، والمناهج الحاسوبية للذكاء الاصطناعي العام لا أساس لها من الصحة. (تم تقديم هذه الحجة لأول مرة من قبل بنروز في كتابه "عقل الإمبراطور الجديد " (1989) وتم تطويرها بشكل أكبر في كتاب "ظلال العقل" . وقد قدم جيه آر لوكاس نسخة سابقة من هذه الحجة في عام 1959. ^{[ 1 ]} ولهذا السبب، تُسمى هذه الحجة أحيانًا بحجة بنروز-لوكاس.)

تتنبأ نظرية بنروز للاختزال الموضوعي بالعلاقة بين ميكانيكا الكم والنسبية العامة . يقترح بنروز أن الحالة الكمومية تبقى في حالة تراكب حتى يصل الفرق في انحناء الزمكان إلى مستوى ذي دلالة. ^{[ 2 ]} هذه الفكرة مستوحاة من جاذبية الكم ، لأنها تستخدم الثوابت الفيزيائية.${\displaystyle \scriptstyle \hbar }$و${\displaystyle \scriptstyle G}$وهو بديل لتفسير كوبنهاغن ، الذي يفترض أن التراكب يفشل عند الملاحظة، وفرضية العوالم المتعددة ، التي تنص على أن كل نتيجة بديلة للتراكب تصبح حقيقية في عالم منفصل. ^{[ 3 ]}

تُعدّ فكرة بنروز نوعًا من نظريات الانهيار الموضوعي . في هذه النظريات، تُعتبر الدالة الموجية موجةً فيزيائية، تخضع لانهيار الدالة الموجية كعملية فيزيائية، دون أن يلعب المراقبون دورًا خاصًا. يفترض بنروز أن الدالة الموجية لا يمكن أن تستمر في حالة تراكب تتجاوز فرقًا معينًا في الطاقة بين الحالات الكمومية. ويُعطي قيمة تقريبية لهذا الفرق: كتلة بلانك من المادة، والتي يُطلق عليها "مستوى الجرافيتون الواحد". ^{[ 2 ]} ثم يفترض أن فرق الطاقة هذا يُؤدي إلى انهيار الدالة الموجية إلى حالة واحدة، باحتمالية تعتمد على سعتها في الدالة الموجية الأصلية، وهو إجراء مُستمد من ميكانيكا الكم القياسية .

عندما كتب بنروز كتابه الأول عن الوعي، " عقل الإمبراطور الجديد" عام ١٩٨٩، كان يفتقر إلى مقترح مفصل حول كيفية تطبيق هذه العمليات الكمومية في الدماغ. لاحقًا، قرأ ستيوارت هاميروف كتاب "عقل الإمبراطور الجديد" واقترح على بنروز أن الأنيبيبات الدقيقة داخل خلايا الدماغ تُعد مواقع مرشحة مناسبة للمعالجة الكمومية، وبالتالي للوعي. ^{[ ٤ ] [ ٥ ]} نشأت نظرية Orch-OR من تعاون هذين العالِمين، وطُوِّرت في كتاب بنروز الثاني عن الوعي، "ظلال العقل " (١٩٩٤). ^{[ ٦ ]}

استمدت مساهمة هاميروف في النظرية من دراسة خلايا الدماغ ( العصبونات ). انصب اهتمامه على الهيكل الخلوي ، الذي يوفر بنية داعمة داخلية للعصبونات، وخاصة على الأنيبيبات الدقيقة ^{[ 5 ]،} التي تُعدّ مكونًا أساسيًا للهيكل الخلوي. ومع تطور علم الأعصاب، ازداد دور الهيكل الخلوي والأنيبيبات الدقيقة أهمية. فبالإضافة إلى توفير بنية داعمة للخلية، تشمل الوظائف المعروفة للأنيبيبات الدقيقة نقل الجزيئات، بما في ذلك جزيئات النواقل العصبية المرتبطة بالمشابك العصبية ، والتحكم في حركة الخلية ونموها وشكلها. ^{[ 5 ]}

لا تحظى آراء بنروز حول عملية التفكير البشري بقبول واسع في بعض الأوساط العلمية ( درو ماكديرموت ، ^{[ 7 ]} ديفيد تشالمرز، ^{[ 8 ]} وآخرون). ووفقًا لمارفن مينسكي ، نظرًا لقدرة البشر على تفسير الأفكار الخاطئة على أنها حقائق، فإن عملية التفكير لا تقتصر على المنطق الصوري. علاوة على ذلك، يمكن لبرامج الذكاء الاصطناعي أيضًا أن تستنتج أن العبارات الخاطئة صحيحة، لذا فإن الخطأ ليس حكرًا على البشر.

في مايو 1995، انتقد عالم الرياضيات بجامعة ستانفورد، سولومون فيفرمان، منهج بنروز لأسباب متعددة، من بينها صحة حجته الغودلية من الناحية الرياضية وخلفيته النظرية. ^{[ 9 ]} وفي عام 1996، قدم بنروز ردًا موحدًا على العديد من الانتقادات الموجهة لكتابه "الظلال". ^{[ 10 ]}

ينتقد جون سيرل استناد بنروز إلى غودل، معتبرًا إياه قائمًا على مغالطة مفادها أن جميع الخوارزميات الحسابية يجب أن تكون قابلة للوصف الرياضي. وكمثال مضاد، يستشهد سيرل بتخصيص أرقام لوحات المركبات (LPN) لأرقام تعريف المركبات (VIN) لتسجيل المركبات. ووفقًا لسيرل، لا يمكن استخدام أي دالة رياضية لربط رقم تعريف مركبة معروف برقم لوحة المركبة الخاص به، لكن عملية التخصيص بسيطة للغاية - أي "الأسبقية لمن يسجل أولًا" - ويمكن تنفيذها بالكامل بواسطة الحاسوب. ^{[ 11 ]}

وضع بنروز وستيوارت هاميروف نظرية Orch-OR التي تفترض أن الوعي البشري ناتج عن تأثيرات الجاذبية الكمومية في الأنابيب الدقيقة. مع ذلك، في عام 2000، حسب ماكس تيغمارك في مقال نشره في مجلة Physical Review E ^{[ 12 ]} أن النطاق الزمني لإطلاق الخلايا العصبية وإثارتها في الأنابيب الدقيقة أبطأ من زمن فقدان الترابط الكمومي بمعامل لا يقل عن 10 ^{^10} . وقد استشهد منتقدو فرضية بنروز-هاميروف بمقال تيغمارك على نطاق واسع. ويمكن تلخيص ردود الفعل على المقال في هذا التصريح الذي أدلى به مؤيدًا له: "يقول الفيزيائيون المنعزلون عن هذا الجدل، مثل جون سمولين من شركة IBM، إن الحسابات تؤكد ما كانوا يشتبهون به طوال الوقت. ويقول: "نحن لا نتعامل مع دماغ قريب من الصفر المطلق. من غير المرجح أن يكون الدماغ قد تطور بسلوك كمومي". ^{[ 13 ]} بعبارة أخرى، هناك حلقة مفقودة بين الفيزياء وعلم الأعصاب، ^{[ 14 ]} وحتى الآن، من السابق لأوانه الادعاء بأن فرضية Orch-OR صحيحة.

ردًا على ادعاءات تيغمارك، زعم هاغان وتوزينسكي وهاميروف ^{[ 15 ] [ 16 ]} أن تيغمارك لم يتناول نموذج Orch-OR، بل نموذجًا من ابتكاره. تضمن هذا النموذج تراكبات لكمات تفصل بينها مسافة 24  نانومترًا، بدلًا من المسافات الأصغر بكثير المنصوص عليها في نموذج Orch-OR. ونتيجة لذلك، ادّعت مجموعة هاميروف أن زمن فقدان الترابط الكمومي أكبر بسبعة مراتب من زمن تيغمارك، مع أنه لا يزال أقل بكثير من 25  مللي ثانية. كما اقترحت مجموعة هاميروف أن طبقة ديباي من الأيونات المضادة قد تحجب التقلبات الحرارية، وأن هلام الأكتين المحيط قد يعزز ترتيب جزيئات الماء، مما يزيد من حجب التشويش. واقترحوا أيضًا أن الطاقة الأيضية غير المتماسكة قد تزيد من ترتيب جزيئات الماء، وأخيرًا أن بنية شبكة الأنابيب الدقيقة قد تكون مناسبة لتصحيح الأخطاء الكمومية ، كوسيلة لمقاومة فقدان الترابط الكمومي.

في عام 2007، ادعى غريغوري إس. إنجل أن جميع الحجج المتعلقة بكون الدماغ "دافئًا ورطبًا للغاية" قد تم دحضها، حيث تم اكتشاف العديد من العمليات الكمومية "الدافئة والرطبة". ^{[ 17 ] [ 18 ]}