Tässä blogikirjoituksessani jatkan Taorminan tietoisuuskonferenssin 2023 innoittamaa artikkelisarjaani, keskittyen viimeiseen pääpuheenvuoroon ja siihen liittyviin teemoihin.
Brittiläinen nobelpalkittu fyysikko Sir Roger Penrose esitti puheenvuorossaan Orkestroidun Objektiivisen Reduktion (Orch-OR) teoriaan perustuen ajatuksen, että ihmiskehon nopeat lihastoiminnot saattavat olla tietoisten päätösten seurausta, vaikkemme kykenisikään tietoisesti ohjaamaan toimintoja lihassolujen tasolla. Tämä korostaa tietoisuuden aktiivista roolia, kun taas monissa muissa reduktionistisissa teorioissa tietoisuudella on korkeintaan jälkijättöinen tahdottoman sivustakatsojan rooli, jos sitäkään.
Penrosen esitystä ei ole toistaiseksi saatavilla julkisesti, joten tarkastelen kirjoituksessani pääasiassa kvanttitietoisuusteorioiden perusteita ja Orch-OR-teoriaa yleisesti. Selitän teorioita hyödyntäen Justin Riddlen informatiivista "Quantum Consciousness" YouTube-videosarjaa aiheesta. Penrosen keynote-puheenvuoro on helpompi ymmärtää oikeassa kontekstissa, kun hänen teoriansa taustat ovat tiedossa.
Viimeisimmissä kirjoituksissani olen käsitellyt tietoisuuden teorioita, dualismia sekä subjektiivisuuden ja objektiivisuuden ontologista teemaa. Nämä kirjoitukset tarjoavat myös hyvän johdatuksen tähän blogikirjoitukseen sekä Orch-OR-teoriaan, joka on monitieteinen, samalla monimutkainen, mutta mielestäni mielenkiintoinen tutustumisen arvoinen teoria.
Lopuksi teen yhteenvetopohdinnan artikkelisarjasta kertoen miltä tietoisuuden teorioiden tutkimuskenttä näyttäytyy minulle kaiken tämän jälkeen.
Ihmisen aivojen ja mielen toiminnan selitykset ovat vuosituhansien ajan muuttuneet vastaamaan kulloisenkin ajan teknologista ja tieteellistä ymmärrystä.
Antiikin ajattelijat, kuten Platon ja Aristoteles, vertasivat mieltä kirjoitustauluun, johon kokemukset piirtyivät. Keskiajalla mieli nähtiin monimutkaisena kellokoneistona. Valistuksen aikakaudella, kun hydrauliset järjestelmät olivat vallitsevia, ihmisaivoja ja mieltä kuvailtiin usein virtaavien nesteiden avulla. Tunteet ja ajatukset liikkuivat aivoissa ikään kuin neste putkistossa. 1900-luvulla, tietokoneiden kehityksen myötä, aivot alettiin nähdä informaation käsittely-yksikkönä. Tässä mallissa informaatio siirtyy hermosolusta toiseen samalla tavalla kuin digitaaliset bitit liikkuvat tietokoneverkossa. Tämä heijastui myös tarpeeseen mallintaa tietoisuus ja kvalia matemaattisesti, jopa laskettavissa olevana formaalina järjestelmänä. Nykyään, kvanttiteknologian ja -tietokoneiden aikakaudella, jotkut tutkijat esittävät jo malleja, jotka kuvaavat mieltä ja tietoisuutta kvanttijärjestelmänä.
Tähän mennessä vallalla olleet mallit, jotka perustuivat kulloinkin kehittyneimpään teknologiaan, ovat olleet kuitenkin kaukana toimivista. Mikään malli ei ole kyennyt saamaan tietoisuutta ”purkkiin”. Mutta voisimmeko me nyt ensimmäistä kertaa nähdä poikkeuksen tässä kaavassa?
Kvanttitietoisuusteorioiden vastaanotto tietoisuuden selitysmallina on kohdannut haasteita monista syistä johtuen. Alkuperäiset kvanttitietoisuuden yhteydet juontavat juurensa 1900-luvulle, jolloin kvanttifysiikan toisen polven pioneerit, kuten matemaatikko ja teoreettinen fyysikko John von Neumann ja fyysikko Eugene Wigner, esittivät ajatuksiaan kvanttimekaniikan ja tietoisuuden suhteesta.
Von Neumann väitti, että havainnontekijä on välttämätön kvanttitilojen romahduttamiseksi. Vuonna 1932 kirjoittamassa kirjassaan ”Mathematical Foundations of Quantum Mechanics” von Neumann ei kuitenkaan puhunut tietoisuudesta sellaisenaan, vaan nimenomaan havaitsijan ja havaintokohteen välisestä mittausongelmasta. Siinä viitattiin niin kutsuttuun kvanttimekaniikan Kööpenhaminan teoriaan, jossa kvanttimekaaniset järjestelmät kehittyvät lineaarisesti ja deterministisesti aaltofunktion mukaan, kunnes mittaus tapahtuu, jolloin aaltofunktio romahtaa epädeterministisesti eli epälineaarisesti eli epäjatkuvasti.
Kvanttimekaniikan eri “tulkinnoissa” kvanttitilan ontologinen merkitys, tilan romahdus ja havaitsijan rooli tässä mittausprosessissa ovat edelleen akateemisen väittelyn ja tieteellisen tutkimuksen aktiivisia kohteita. Amerikkalainen filosofian professori ja fysiikan perusteiden MA-ohjelman johtaja David Albert haluaa kuitenkin välttää "tulkinta"-sanan käyttöä tässä yhteydessä. Hänen mukaansa valitulla sanalla on tyypillisesti haluttu siirtää tietyt fundamentaalifysiikan kysymykset filosofiselle osastolle, koska niillä on "pohjattoman filosofoinnin kaiku”.
Tilafunktioreduktio, toiselta nimeltään aaltofunktion romahtaminen viittaa prosessiin, jossa kvanttiobjekti, kuten alkeishiukkanen (esimerkiksi elektroni), siirtyy usean mahdollisen tilan superpositiosta yhteen tiettyyn tilaan. Tämä tapahtuu, kun suoritetaan fysikaalinen mittaus. Toisin sanoen, hiukkanen voi potentiaalisesti olla monessa paikassa samaan aikaan, mutta kun sen paikka mitataan, hiukkasta kuvaava aaltofunktio romahtaa aaltomaisesta muodosta piikiksi / pisteeksi, jolloin hiukkasen paikka aktualisoituu yhteen kohtaan avaruusajassa.
Wigner vei tämän ajatuksen pidemmälle esittämällä vuonna 1961 artikkelissaan "Remarks on the Mind-Body Question" kuuluisan ajatuskokeen, jota kutsutaan "Wignerin ystäväksi". Tässä kokeessa Wigner seisoo laboratorion ulkopuolella, kun hänen ystävänsä suorittaa kvanttimekaanisen mittauksen laboratoriossa tutkimatta kuitenkaan mittauksen tulosta. Wignerin tulkinnan mukaan ystävän tekemä mittaus ei yksinään saa kvanttitilaa romahtamaan välittömästi. Romahdus tapahtuu vasta, kun Wignerille tietoisena olentona tulee tietoon mittauksen tulos. Tämä vastaa kaksoisrakokokeen tilannetta, jossa hiukkasen tarkkailu ennen rakoa vaikuttaa ratkaisevasti lopputulokseen ja estää aallolle tyypillisen interferenssikuvion varsinaisella havaintopinnalla, toisin kuin silloin, jos hiukkasta tarkkaillaan vasta raon jälkeen. Tarkkailu, tietoisuus ja fysikaaliset kokeet mittauksineen ja tuloksineen ovat siis erottamattomasti yhteydessä toisiinsa Wignerin tulkinnan mukaan.
Wignerin varhaiset teoriat on kuitenkin myöhemmin nähty liian lennokkaina, turhaa mystifiointia lietsovina sekä ihmisen roolia korostavina. Tieteellisen menetelmän objektiivisuus ja empiiristen kokeiden luonne pyrkivät poistamaan ihmisen ja tietoisen kokemuksen yhtälöstä. Joskus tämä periaate on viety niin pitkälle, että tärkeintä on saada oikeita tuloksia laskuissa mieluummin, kuin yrittää selittää, mitä kokeessa tapahtuu syvällisellä tasolla.
Yllä mainitut seikat ovat nähtävästi johteet ennakkoasetelmaan, jonka mukaan kvanttifysiikka ei voi tarjota realistista lähestymistapaa tietoisuuden niin kutsuttuun “vaikeaan ongelmaan”. Tietoisuus nähdään lähtökohtaisesti subjektiivisena kokemuksena. Kvanttimittaustapahtuma sen sijaan voi olla mikä tahansa systeemi, joka häiritsee kvanttikoherenttia tilaa eli aktualisoi aaltofunktion ja antaa tutkittavalle objektille sijainnin, momentin, spinin tai jonkun muun fysikaalisen suureen. Esimerkiksi kaksoisrakokokeessa havainnointi ja tarkkailija tarkoittavat mitä tahansa mittalaitetta tai objektia, joka kykenee havaitsemaan hiukkasen eli olemaan hiukkasen kanssa vuorovaikutuksessa. Mittauksia tapahtuu kaikkialla joka hetki todennäköisyyksiin perustuen, riippumatta siitä, otammeko mittausten tuloksia talteen ja tulkitsemmeko niitä vai emme.
Tietoisuuden "vaikea ongelma" ja kvanttimekaniikan tulkintaongelma ovat molemmat syvällisiä filosofisia ja tieteellisiä avoimia kysymyksiä. Haasteiden ja epäselvyyksien olemassaolo ei kuitenkaan yksin riitä perustelemaan sitä, että tietoisuudella ja kvanttimekaniikalla olisi jokin merkittävä yhteys keskenään. Pikemminkin, jos meillä on kaksi vaikeasti ratkaistavaa ongelmaa, voiko niistä yhdessä muodostua muuta kuin vielä suurempi ongelma?