ペンローズの〈量子脳〉理論

学生の頃から気になっていた理論の一つである。意識が生まれる基底には量子力学的な現象が関わっている、というものである。一般常識以上の量子力学を知らない僕にはそんなことが有ってもいい様な気がする以上のことは分からない。ペンローズの主張をキチンと理解するには、名著と名高い『皇帝の新しい心』と『心の影』を読まなくてはならならず、本書はそれら主著及び1996年までの幾つかの論文を誰でもわかる様に一般読者向けに解説したものである。第三者(翻訳・解説の二人)の解釈がワンクッション挟まってはいるが、こういう紹介本はありがたい。

ペンローズの主張には幾つかのポイントがある。先ず、意識は非計算的な要素を含んでいると主張する。非計算的とはアルゴリズムで実行(計算)できないという意味であり、この世界には計算できないものがあることをゲーデルの不完全性定理は証明した。どれだけ性能を上げても、現在の計算機に基づく人工知能は意識を持ちえないことを示唆する。

神経細胞間のシナプスを介した電気信号の伝達などの基本的な脳内活動は全て古典物理学で説明できる。そして古典物理学には非計算的な現象は含まれていない。量子力学の波動関数の収縮過程には非計算的なプロセスが含まれている可能性が有り、他にそういう候補が無いのだから意識には量子力学が関わっていなければならない。そして細胞内で量子力学的現象が起こる場はマイクロチューブルである、と続く。(マイクロチューブルとは細胞内に張り巡らされた細胞骨格の中心物質で、物質輸送に関わると思われる。入門レベルの生物学の教科書には必ず記載される細胞小器官の一つである。)以上は掻い摘んで書いたので怪しく聞こえるが、本書(と主著2冊、多分)にはもう少し説得力のある形で説明されている。要約すれば、「意識は、マイクロチューブルにおける波動関数の収縮として起こる」。

この主張は生物学者の間ですこぶる不評であるそうだ。しかし、と茂木氏(本書解説者の一人)は続ける。我々はマイクロチューブルがマクロな量子状態を作る見込みはないという判断を、現在の量子力学の理解で下している。我々は量子力学を完全に理解しているとは到底言えず、それは例えば物理法則は本来時間に対して対称であるはずなのに、現在の宇宙には「粒子」の方が「反粒子」より圧倒的に多く存在するなど、時間に対しての非対称性を我々の量子力学的解釈では説明できないという点をとっても明らかである。こうした時間が関係する不可解なアンバランスは他に幾つもあり、我々は時間に対して何か根本的なことを未だ理解できていないと考えられる。また、量子力学に「ランダム性」が介入するのも、量子力学を完全に理解できていないからである、と言う。何かを完全に理解するには、それの限界を理解することが不可欠である。この意味において、ニュートン物理学を初めて完全に理解したのはアインシュタインであった。いずれ量子力学を完全に理解し、それを超えた先の理論では時間非対称性やランダム性は霧散すると期待できる。茂木氏は前段落に挙げたペンローズの主張には懐疑的ではあるが、彼の主張は量子力学の何か本質的な部分を突いており、22・23世紀になって理解がより進めば彼の慧眼は輝きを増すだろうと言う。

読後少し間が空いたので、細かい部分は忘れてしまった。量子力学と生体現象に関する一般向け読み物では下に載せる本も面白いのでお勧めしておく。ペンローズの主張のみではなく、細胞内の酵素反応など多くの現象に量子力学的現象(トンネリング効果など)が関わっていると主張する。

ペンローズの〈量子脳〉理論” に対して1件のコメントがあります。

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