양자 심리

양자 심리, 양자 정신, 퀀텀 마인드(quantum mind) 또는 양자 의식(quantum consciousness)은 고전역학의 국소적인 물리 법칙과 상호작용 또는 뉴런 간의 연결만으로는 의식을 설명할 수 없다고 주장하는 가설들의 집합이다. 이 가설들은 대신 비국소적인 양자 효과를 일으키는 얽힘과 중첩과 같은 양자역학적 현상이 세포보다 작은 뇌의 특징들에서 상호작용하여 뇌 기능에 중요한 역할을 하고 의식의 핵심적인 측면을 설명할 수 있다고 가정한다. 이러한 과학적 가설들은 아직 검증되지 않았으며, 양자 신비주의와 겹칠 수 있다.

 역사 

유진 위그너는 양자역학이 마음의 작동과 관련이 있다는 생각을 발전시켰다. 그는 파동 함수 붕괴가 의식과의 상호작용으로 인해 발생한다고 제안했다. 프리먼 다이슨은 "선택을 할 수 있는 능력으로 나타나는 마음은 어느 정도 모든 전자에 내재되어 있다"고 주장했다.

다른 현대 물리학자들과 철학자들은 이러한 주장이 설득력이 없다고 보았다. 빅터 스텐저는 양자 의식을 "과학적 근거가 없는" "신화"로 규정하며 "신, 유니콘, 용과 함께 자리 잡아야 한다"고 말했다.

데이비드 차머스는 양자 의식에 반대한다. 그는 대신 양자역학이 이원론적 의식과 어떻게 관련될 수 있는지 논의한다. 차머스는 어떤 새로운 물리학도 의식의 어려운 문제를 해결할 수 있을지 회의적이다. 그는 의식에 대한 양자 이론이 보다 전통적인 이론들과 동일한 약점을 가지고 있다고 주장한다. 그는 뇌의 특정 거시적 물리적 특징들이 의식을 발생시켜야 할 특별한 이유가 없다고 주장하는 것과 마찬가지로, 뇌의 EM 필드와 같은 특정 양자 특징이 의식을 발생시켜야 할 특별한 이유도 없다고 생각한다.

 접근 방식 

 봄과 힐리 

데이비드 봄은 양자 이론과 상대성이론을 모순되는 것으로 보았으며, 이는 우주에 더 근본적인 수준이 존재함을 의미한다고 주장했다. 그는 양자 이론과 상대성이론 모두 이 더 깊은 이론, 즉 양자장론을 지적한다고 주장했다. 이 더 근본적인 수준은 우리가 경험하는 우주의 명시적 질서를 발생시키는 분할되지 않은 전체성과 내재적 질서를 나타낸다고 제안되었다.

봄이 제안한 질서는 물질과 의식 모두에 적용된다. 그는 이것이 둘 사이의 관계를 설명할 수 있다고 제안했다. 그는 마음과 물질을 근본적인 내재적 질서에서 우리의 명시적 질서로 투영된 것으로 보았다. 봄은 우리가 물질을 볼 때, 의식을 이해하는 데 도움이 되는 어떤 것도 보지 못한다고 주장했다.

봄은 자신의 제안이 반증될 수 있는 구체적인 수단이나 자신의 "내재적 질서"가 의식과 관련하여 나타날 수 있는 신경 메커니즘을 제안하지 않았다. 그는 나중에 칼 프리브람의 홀로그램 뇌 이론에 양자 의식 모델로 협력했다.

데이비드 봄은 또한 베이질 힐리와 함께 마음과 물질이 모두 "내재적 질서"에서 나온다고 주장하는 연구에 협력했다.Basil J. Hiley. Particles, fields, and observers, Volume I The Origins of Life, Part 1 Origin and Evolution of Life, Section II The Physical and Chemical Basis of Life, pp. 87–106 (PDF). 힐리는 이어서 철학자 파보 필카넨과 협력했다.Basil J. Hiley, Paavo Pylkkänen: Naturalizing the mind in a quantum framework. In Paavo Pylkkänen and Tere Vadén (eds.): Dimensions of conscious experience, Advances in Consciousness Research, Volume 37, John Benjamins B.V., 2001, , pages 119–144 필카넨에 따르면, 봄의 제안은 "논리적 사고 과정의 물리적 상관관계가 뇌의 고전적으로 설명 가능한 수준에 있는 반면, 기본 사고 과정은 양자 이론적으로 설명 가능한 수준에 있다는 가정으로 자연스럽게 이어진다."

 펜로즈와 하메로프 

이론 물리학자 로저 펜로즈와 마취의사 스튜어트 하메로프는 "조화 객관 환원 이론"(Orch-OR)으로 알려진 이론을 공동으로 만들었다. 펜로즈와 하메로프는 처음에는 각자 아이디어를 발전시켰고, 1990년대 초반에 협력하여 Orch-OR을 만들어냈다. 그들은 2013년에 자신들의 이론을 검토하고 업데이트했다.

펜로즈의 주장은 괴델의 불완전성 정리에서 비롯되었다. 그는 의식에 관한 첫 번째 책인 황제의 새 마음(1989)에서 형식 체계는 자체 일관성을 증명할 수 없지만, 괴델의 증명 불가능한 결과는 인간 수학자들이 증명할 수 있다고 주장했다. 펜로즈는 이것이 인간 수학자들이 형식적 증명 체계가 아니며 계산 가능한 알고리즘을 실행하지 않는다는 것을 의미한다고 해석했다. Bringsjord와 Xiao에 따르면, 이 추론은 계산의 의미에 대한 잘못된 동음이의어에 기반을 두고 있다.Bringsjord, S. and Xiao, H. 2000. A Refutation of Penrose's Gödelian Case Against Artificial Intelligence . Journal of Experimental and Theoretical Artificial Intelligence. 같은 책에서 펜로즈는 "하지만 뇌 깊숙한 곳 어딘가에 단일 양자 민감도를 가진 세포가 발견될 수 있다고 추측할 수 있다. 만약 이것이 사실로 판명된다면, 양자역학은 뇌 활동에 중요한 역할을 할 것이다."라고 썼다.

펜로즈는 파동 함수 붕괴가 비계산적 과정의 유일한 가능한 물리적 기반이라고 판단했다. 그 무작위성에 불만을 품고, 그는 고립된 상태에서 발생하는 새로운 형태의 파동 함수 붕괴를 제안하고 이를 객관적 환원이라고 불렀다. 그는 각 양자 중첩이 자체적인 시공간 곡률 조각을 가지며, 이들이 하나의 플랑크 길이 이상으로 분리될 때 불안정해지고 붕괴된다고 제안했다. 펜로즈는 객관적 환원이 무작위성이나 알고리즘 처리도 아닌, 오히려 수학적 이해와 나아가 의식이 파생되는 시공간 기하학에서의 비계산적 영향을 나타낸다고 제안했다.

하메로프는 미세소관이 양자 행동에 적합한 숙주가 될 것이라는 가설을 제시했다. 미세소관은 튜불린 단백질 이량체 서브유닛으로 구성되어 있다. 각 이량체는 8 나노미터(nm) 간격으로 소수성 주머니를 가지고 있으며 비국소화된 π 전자를 포함할 수 있다. 튜불린은 약 2 나노미터(nm) 간격으로 π-전자-풍부한 인돌 고리를 포함하는 다른 더 작은 비극성 영역을 가지고 있다. 하메로프는 이 전자들이 얽힐 만큼 충분히 가깝다고 제안했다. 그는 원래 튜불린-서브유닛 전자들이 보스-아인슈타인 응축을 형성할 것이라고 제안했지만, 이것은 신빙성을 잃었다. 그런 다음 그는 쌍극자 분자의 가설적인 일관된 진동인 프롤리히 응축을 제안했지만, 이 또한 실험적으로 신빙성을 잃었다.

예를 들어, 정보 처리에 더 적합한 A 격자 미세소관의 제안된 우세는 Kikkawa 등에 의해 반증되었다. 그들은 모든 생체 내 미세소관이 B 격자와 이음새를 가지고 있음을 보여주었다. Orch-OR은 미세소관의 일관성이 수상돌기 층상체(DLBs)를 통해 시냅스에 도달한다고 예측했지만, De Zeeuw 등은 DLBs가 갭 접합부에서 마이크로미터 떨어져 있음을 보여줌으로써 이것이 불가능함을 증명했다.

2014년에 하메로프와 펜로즈는 일본 국립재료과학연구소의 아니르반 반디오파디아이가 2013년 3월에 미세소관에서 양자 진동을 발견한 것이 Orch-OR 이론을 뒷받침한다고 주장했다. 마취제가 미세소관이 의심되는 양자 여기를 유지할 수 있는 시간을 줄인다는 실험 결과는 양자 의식 이론을 뒷받침하는 것으로 보인다.

2022년 4월, 앨버타 대학교와 프린스턴 대학교에서 수행된 두 가지 관련 실험 결과가 의식 과학 컨퍼런스에서 발표되었으며, 이는 미세소관 내에서 작동하는 양자 과정에 대한 추가 증거를 제공한다. 스튜어트 하메로프가 참여한 한 연구에서 앨버타 대학교의 잭 투신스키는 마취제가 지연 발광(미세소관과 튜불린이 포획된 빛을 재방출하는 과정)의 지속 시간을 단축시킨다는 것을 입증했다. 투신스키는 이 현상이 양자적 기원을 가지고 있으며, 초방사선이 한 가지 가능성으로 연구되고 있다고 추측한다. 두 번째 실험에서 프린스턴 대학교의 그레고리 D. 스콜스와 아라트 칼라는 레이저를 사용하여 튜불린 내의 분자를 여기시켰고, 이로 인해 예상보다 더 멀리 미세소관을 통해 확산되는 지속적인 여기가 발생했으며, 이는 마취 상태에서 반복했을 때는 발생하지 않았다. 그러나 유체로 가득 찬 세포외 공간의 넓은 길이 스케일로 인해 고전적 확산조차 매우 복잡할 수 있으므로 확산 결과는 신중하게 해석해야 한다. 그럼에도 불구하고 옥스퍼드 대학교 양자 물리학자 블랏코 베드랄은 의식과의 이러한 연관성은 매우 희박하다고 말했다.

또한 2022년에는 이탈리아 물리학자 그룹이 중력 관련 양자 붕괴 의식 모델을 지지하는 증거를 제공하지 못한 여러 실험을 수행하여 의식에 대한 양자적 설명의 가능성을 약화시켰다.

이러한 이론들은 과학적 틀 안에서 제시되지만, 과학자들의 개인적인 의견과 분리하기 어렵다. 이러한 의견은 종종 의식의 본질에 대한 직관이나 주관적인 아이디어에 기반을 둔다. 예를 들어, 펜로즈는 다음과 같이 썼다.
[내] 관점은 의식 활동을 시뮬레이션조차 할 수 없다고 주장한다. 의식적 사고에서 일어나는 일은 컴퓨터로는 제대로 모방할 수 없는 것이다.... 만약 어떤 것이 의식적인 것처럼 행동한다면, 그것이 의식적이라고 말할 것인가? 사람들은 이에 대해 끝없이 논쟁한다. 어떤 사람들은 "글쎄, 우리는 운영적 관점을 취해야 한다. 우리는 의식이 무엇인지 모른다. 사람이 의식적인지 아닌지는 어떻게 판단하는가? 그들이 행동하는 방식으로만 판단한다. 컴퓨터나 컴퓨터 제어 로봇에도 같은 기준을 적용한다."라고 말할 것이다. 다른 사람들은 "아니, 단지 어떤 것이 느끼는 것처럼 행동한다고 해서 그것이 무언가를 느낀다고 말할 수는 없다."라고 말할 것이다. 나의 견해는 이 두 견해와 다르다. 로봇은 실제로 의식적이지 않으면 의식적인 것처럼 설득력 있게 행동하지 않을 것이다. 나는 만약 로봇이 전적으로 계산적으로 제어된다면 의식적일 수 없다고 말한다.

펜로즈는 계속해서 다음과 같이 말했다.
뇌가 하는 많은 일은 컴퓨터로 할 수 있다. 뇌의 모든 작용이 컴퓨터로 하는 일과 완전히 다르다고 말하는 것은 아니다. 나는 의식의 작용이 뭔가 다르다고 주장한다. 의식이 물리학을 초월한다고 말하는 것도 아니다. 다만 현재 우리가 아는 물리학을 초월한다고 말하는 것이다.... 내가 주장하는 바는 우리가 아직 이해하지 못하는 물리학에 비계산적 성격의 매우 중요한 무언가가 있어야 한다는 것이다. 그것은 우리 뇌에만 국한된 것이 아니다. 그것은 물리 세계에 존재한다. 하지만 보통은 전혀 중요하지 않은 역할을 한다. 양자와 고전적 행동 수준 사이의 다리, 즉 양자 측정이 개입하는 곳에 있어야 한다.

 우메자와, 비티엘로, 프리먼 

우메자와 히로오미와 공동 연구자들은 기억 저장의 양자장론을 제안했다. 주세페 비티엘로와 월터 잭슨 프리먼 3세는 마음의 대화 모델을 제안했다. 이 대화는 뇌의 고전적 부분과 양자 부분 사이에서 이루어진다.G. Vitiello, My Double Unveiled. John Benjamins, 2001. 그들의 뇌 역학 양자장론 모델은 펜로즈-하메로프 이론과 근본적으로 다르다.

 양자 뇌 역학 
하랄트 아츠만스파커가 설명했듯이, "양자 이론은 현재 사용 가능한 가장 근본적인 물질 이론이므로, 양자 이론이 의식을 이해하는 데 도움이 될 수 있는지 묻는 것은 합법적인 질문이다."

20세기 초에 양자 이론을 의식과 연결시키려 한 원래의 동기는 본질적으로 철학적이었다. 의식적인 자유 결정("자유의지")은 완벽하게 결정론적인 세계에서는 문제가 있다는 것이 꽤 그럴듯하므로, 양자 무작위성은 실제로 자유의지에 대한 새로운 가능성을 열어줄 수 있다. (반면에, 무작위성은 목표 지향적 의지에 문제가 된다!)

리치아르디와 우메자와는 1967년에 뇌 세포 내외의 장거리 결맞음 파동의 양자에 대한 일반 이론을 제안하고, 남부-골드스톤 보손의 관점에서 기억 저장 및 검색의 가능한 메커니즘을 보여주었다.
마리 지부와 야스에 쿠니오는 나중에 이 결과를 "양자 뇌 역학"(QBD)이라는 이름으로 대중화하여 의식에 대한 함의를 가진 양자장론 틀 내에서 뇌의 기능을 설명하는 가설로 제시했다.

 프리브람 

칼 프리브람의 홀로그램 뇌 이론(양자 홀로그래피)은 뇌에서 기억의 고차원 처리를 설명하기 위해 양자장론을 사용했다. 그는 자신의 홀로그램 모델이 결속 문제를 해결했다고 주장했다.Pribram, K. (1999) Status Report: Quantum Holography and the Braln. Acta Polyiechnica Scandinavica: Emergence Complexity, Hierarchy, Organization, Vol. 2, pp. 33–60. 프리브람은 사고 과정에 대한 양자적 접근에 대한 연구에서 봄과 협력했다.PRIBRAM, K. H. (1991) Brain and Perception: Holonomy and Structure in Figural Processing. New Jersey: Lawrence Erlbaum Associates, Inc.  프리브람은 뇌에서 처리되는 대부분의 과정이 분산된 방식으로 이루어진다고 제안했다.Pribram, K. H. Holography, holonomy and brain function. Elsevier's Encyclopedia of Neuroscience, 1999. 그는 미세 섬유질의 펠트 같은 가지돌기 필드가 장기 기억을 저장하고 검색할 때 양자장론의 원리를 따를 수 있다고 제안했다.

 스탭 

헨리 스탭은 양자 파동이 의식과 상호작용할 때만 감소한다고 제안했다. 그는 관찰자가 미래 행동의 기반으로 대체 양자 가능성 중 하나를 선택할 때 양자 상태가 붕괴된다는 주장을 한다. 따라서 붕괴는 상태와 관련된 관찰자의 기대 속에서 발생한다. 스탭의 작업은 데이비드 부르제와 단코 게오르기에프와 같은 과학자들의 비판을 받았다.

 카테콜아민성 뉴런 전자 전달(CNET) 

CNET은 카테콜아민성 뉴런에서 양자 역학적 전자 전달을 사용할 것이라고 가정되는 신경 신호 전달 메커니즘이다. 이 가설은 많은 독립적인 연구자들이 페리틴(이 뉴런에 풍부한 철 저장 단백질)에서 상온 및 주변 조건에서 전자 터널링이 발생한다는 관찰에 부분적으로 기반을 두고 있다. 이 메커니즘의 가설된 기능은 행동 선택을 돕는 것이지만, 메커니즘 자체는 강한 전자-전자 상호작용과 관련된 물리적 메커니즘을 사용하여 수백만 개의 인지 및 감각 신경 신호를 통합할 수 있을 것이다. 각 터널링 이벤트는 전자 파동 함수 붕괴를 포함하겠지만, 붕괴는 강한 전자-전자 상호작용에 의해 생성되는 물리적 효과에 부수적인 것일 것이다.

CNET은 이러한 뉴런의 여러 물리적 특성을 예측했으며, 이는 이후 실험적으로 관찰되었다. 예를 들어, 흑질 치밀부(SNc) 조직에서 전자 터널링과 SNc 조직에서 무질서한 페리틴 배열의 존재가 확인되었다. 이 가설은 또한 SNc 조직에서 발견되는 것과 같은 무질서한 페리틴 배열이 장거리 전자 전달을 지원하고 스위칭 또는 라우팅 기능을 제공할 수 있다고 예측했으며, 이 두 가지 모두 이후에 관찰되었다.

CNET의 또 다른 예측은 가장 큰 SNc 뉴런이 행동 선택을 중재해야 한다는 것이었다. 이 예측은 당시 예측 보상 도파민 신호 전달에 기반을 둔 이 뉴런의 기능에 대한 초기 제안과는 상반되는 것이었다. 하버드 의과대학의 파스칼 카이저 박사가 이끄는 팀은 이 뉴런이 실제로 움직임을 코딩한다는 것을 나중에 입증했으며, 이는 CNET의 초기 예측과 일치한다. CNET 메커니즘은 아직 직접적으로 관찰되지 않았지만, 페리틴에 태그된 양자점 형광체나 전자 터널링을 감지하는 다른 방법을 사용하여 관찰할 수 있을 것이다.

CNET은 통합 정보 이론(IIT) 및 감각운동 이론(SMT)과 같은 여러 다른 의식 모델에 결속 또는 행동 선택 메커니즘으로 적용 가능하다. 많은 기존 의식 모델이 행동 선택이나 결속을 구체적으로 다루지 못한다는 점이 지적된다. 예를 들어, O'Regan과 Noë는 결속을 "가짜 문제"라고 부르지만, "객체 속성이 지각적으로 단일 객체의 일부로 보이는 것이 어떤 통합된 방식으로, 예를 들어 뇌의 단일 위치에서나 단일 과정에 의해 '표현'되어야 하는 것을 요구하지는 않는다. 그렇게 표현될 수도 있지만, 이에 대한 논리적 필연성은 없다."라고도 말한다. 물리적 현상에 "논리적 필연성"이 없다고 해서 그것이 존재하지 않거나, 일단 식별되면 무시할 수 있다는 의미는 아니다. 마찬가지로, 전역 작업 공간 이론(GWT) 모델은 예측 보상 도파민 신호 전달 연구에서 얻은 뉴런에 대한 이전 이해를 바탕으로 도파민을 조절하는 것으로 취급하는 것으로 보이지만, GWT 모델은 Kaiser가 관찰한 바와 같이 행동 선택을 중재하기 위해 선조체의 순간 활동 모델링을 포함하도록 조정될 수 있다. CNET은 경쟁하는 뉴런 세트의 동시 작동으로 인한 발작을 초래할 수 있으므로, 이 기능에 대한 선택 메커니즘으로 해당 뉴런에 적용 가능하다. CNET 자체는 의식 모델이 아니지만, 신경 결속 및 행동 선택을 통해 다양한 의식 모델을 통합할 수 있다. 그러나 CNET이 의식과 어떻게 관련될 수 있는지에 대한 더 완전한 이해를 위해서는 페리틴 배열의 강한 전자-전자 상호작용에 대한 더 나은 이해가 필요하며, 이는 다체 문제를 내포한다.

 비판 

양자 심리에 대한 이러한 가설들은 펜로즈가 논의에서 인정했듯이 여전히 가설적인 추측에 머물러 있다. 실험에 의해 검증될 예측을 내놓을 때까지는 이러한 가설들은 경험적 증거에 기반을 두고 있지 않다. 2010년, 로렌스 크라우스는 펜로즈의 아이디어를 비판하는 데 조심스러웠다. 그는 "로저 펜로즈는 많은 뉴에이지 사이비 과학자들에게 빌미를 제공했다... 많은 사람들은 펜로즈의 제안이 합리적인지 의심스러워한다. 뇌는 고립된 양자 역학 시스템이 아니기 때문이다. 어느 정도는 그럴 수도 있다. 기억이 분자 수준에 저장되고, 분자 수준에서 양자 역학이 중요하기 때문이다."라고 말했다. 크라우스에 따르면, "양자 역학이 극도로 이상하고, 극도로 작은 규모에서 짧은 시간 동안 온갖 이상한 일들이 일어난다는 것은 사실이다. 그리고 실제로 우리는 이상한 양자 현상을 만들어낼 수 있다. 하지만 양자 역학이 우주에 대해 바꾸지 않는 것은, 만약 당신이 어떤 것을 바꾸고 싶다면, 여전히 무언가를 해야 한다는 것이다. 생각만으로 세상을 바꿀 수는 없다."

가설을 실험으로 검증하는 과정은 개념적/이론적, 실용적, 윤리적 문제로 가득하다.

 개념적 문제 

양자 효과가 의식 기능에 필수적이라는 생각은 아직 철학의 영역에 있다. 펜로즈는 그것이 필요하다고 제안하지만, 다른 의식 이론들은 그것이 필요하다고 언급하지 않는다. 예를 들어, 대니얼 데닛은 1991년 저서 설명된 의식에서 양자 효과가 필요하지 않다고 지적하는 다중 초안 모델이라는 이론을 제안했다. 어느 쪽이든 철학적 주장은 과학적 증거가 될 수 없지만, 철학적 분석은 모델 유형의 주요 차이점을 나타내고 어떤 종류의 실험적 차이점이 관찰될 수 있는지 보여줄 수 있다. 그러나 철학자들 사이에 명확한 합의가 없기 때문에 양자 심리 이론이 필요하다는 개념적 지지는 없다.

개념적 접근 방식 중 하나는 양자 물리학의 법칙이 적용될 것이라고 기대하지 않고, 양자역학을 다른 연구 분야인 의식을 이해하기 위한 유추로 사용하는 것이다. 이 접근 방식의 예는 슈뢰딩거의 고양이 아이디어이다. 에르빈 슈뢰딩거는 원칙적으로 중첩 상태의 기본 입자에 의존하게 함으로써 대규모 시스템의 얽힘을 어떻게 생성할 수 있는지 설명했다. 그는 잠긴 강철 방에 고양이가 있는 시나리오를 제안했는데, 고양이의 생존은 방사성 원자가 붕괴하여 방사선을 방출했는지 여부에 달려 있었다. 슈뢰딩거에 따르면, 코펜하겐 해석은 상태가 관찰되기 전까지 고양이가 살아있으면서 죽어있는 상태에 있다고 암시한다. 슈뢰딩거는 살아있으면서 죽어있는 고양이의 아이디어를 심각한 가능성으로 홍보하려 하지 않았다. 그는 이 예시가 양자역학에 대한 기존 견해의 부조리함을 설명하려는 의도였다. 그러나 슈뢰딩거 시대 이후, 물리학자들은 양자역학의 수학에 대한 다른 해석을 제시했으며, 그 중 일부는 "살아있고 죽어있는" 고양이 중첩을 상당히 실재적인 것으로 간주한다. 슈뢰딩거의 유명한 사고 실험은 시스템이 언제 양자 상태 중첩으로 존재하기를 멈추는가라는 질문을 던진다. 마찬가지로, 결정을 내리는 행위가 두 가지 결정 결과의 중첩을 가지는 것과 유사한지 물을 수 있다. 따라서 결정을 내리는 것은 뇌를 상태 조합에서 하나의 상태로 줄이기 위해 "상자를 여는" 것을 의미한다. 이러한 의사 결정 유추는 양자역학에서 파생된 형식을 사용하지만, 의사 결정이 이루어지는 실제 메커니즘을 나타내지는 않는다.

이러한 방식으로, 이 아이디어는 양자 인지와 유사하다. 이 분야는 뇌에 미세 물리적 양자역학적 특성이 있다는 가설에 의존하지 않으므로 양자 심리와 명확하게 구별된다. 양자 인지는 양자 유사 패러다임,Khrennikov, A. Information Dynamics in Cognitive, Psychological, Social, and Anomalous Phenomena (Fundamental Theories of Physics) (Volume 138), Kluwer, 2004. 일반화된 양자 패러다임, 또는 양자 구조 패러다임에 기반을 두고 있는데, 이는 뇌와 같은 복잡한 시스템의 정보 처리가 양자 정보 및 양자 확률 이론의 틀에서 수학적으로 기술될 수 있다는 것이다. 이 모델은 양자역학을 유추로만 사용하며, 양자역학이 작동하는 물리적 메커니즘이라고 제안하지는 않는다. 예를 들어, 양자 인지는 일부 결정이 두 가지 대안 사이의 간섭이 있는 것처럼 분석될 수 있다고 제안하지만, 이는 물리적인 양자 간섭 효과가 아니다.

 실제적인 문제점 
양자-마음 가설에 대한 주요 이론적 주장은 뇌의 양자 상태가 신경 처리 활동에 유용할 수 있는 규모에 도달하기 전에 결어긋남을 잃을 것이라는 주장이다. 이 가정은 맥스 테그마크에 의해 자세히 설명되었다. 그의 계산에 따르면 뇌의 양자 시스템은 서브-피코초 시간 척도로 양자 결어긋남이 발생한다. 뇌의 반응은 이처럼 빠른 시간 척도에서 계산 결과나 반응을 보이지 않았다. 일반적인 반응은 밀리초 단위로, 서브-피코초 시간 척도보다 수조 배 더 길다.

대니얼 데닛은 1초 미만의 시간 척도에서 발생하는 착시에 대한 자신의 다중 초안 모델을 지지하는 실험 결과를 사용한다. 이 실험에서는 눈에서 몇 도 떨어진 각도로 서로 다른 색깔의 두 개의 빛이 연속적으로 깜박인다. 플래시 사이의 간격이 1초 미만일 경우, 먼저 깜박인 빛이 두 번째 빛의 위치로 이동하는 것처럼 보인다. 또한, 빛이 시야를 가로지르면서 색깔이 변하는 것처럼 보인다. 녹색 빛은 붉은 빛의 위치로 이동하는 것처럼 보이면서 붉은색으로 변하는 것처럼 보인다. 데닛은 두 번째 빛이 관찰되기 전에 빛이 색깔을 바꾸는 것을 어떻게 볼 수 있는지 묻는다. 벨만스는 약 1초 정도에 발생하는 또 다른 착시인 피부 토끼 환상이 뇌에서 모델링이 일어나는 동안 지연이 있음을 보여주며, 이 지연은 벤자민 리벳에 의해 발견되었다고 주장한다. (Commentary on Dennett & Kinsbourne "Time and the observer", BBS, 1992, 15(2): 183–201.) 1초 미만의 시간에 발생하는 이러한 느린 착시들은 뇌가 피코초 시간 척도에서 기능한다는 주장을 지지하지 않는다.

펜로즈는 다음과 같이 말한다.
뇌의 작용에 양자역학을 적용하려는 문제점은 양자 신경 신호의 경우, 이 신경 신호가 뇌의 다른 물질을 방해하여 양자 결맞음이 매우 빠르게 사라진다는 것이다. 일반적인 신경 신호로는 양자 컴퓨터를 만들려고 시도조차 할 수 없다. 너무 크고 너무 무질서한 환경에 있기 때문이다. 일반적인 신경 신호는 고전적으로 다루어져야 한다. 하지만 미세소관 수준으로 내려가면 그 안에서 양자 수준의 활동을 얻을 가능성이 매우 높다.

내 그림에서 나는 미세소관에서 이러한 양자 수준 활동이 필요하다. 이 활동은 하나의 미세소관에서 다음 미세소관으로만 가는 것이 아니라, 하나의 신경 세포에서 다음 신경 세포로, 뇌의 넓은 영역에 걸쳐 이어지는 대규모의 것이어야 한다. 우리는 양자적 성격의 어떤 종류의 결맞음 활동이 필요하며, 이는 하메로프가 미세소관을 따라 발생한다고 주장하는 계산 활동과 약하게 결합되어야 한다.

여러 가지 접근 방식이 있다. 하나는 물리학, 양자 이론에 직접적으로 접근하는 것이고, 사람들이 수행하기 시작하는 특정 실험들이 있으며, 양자 역학의 수정을 위한 다양한 계획들이 있다. 아직 실험들이 이러한 특정 아이디어들을 시험할 만큼 충분히 민감하지 않다고 생각한다. 이러한 것들을 시험할 수 있는 실험들을 상상할 수 있지만, 수행하기가 매우 어려울 것이다.

펜로즈는 인터뷰에서 다음과 같이 말하기도 했다.
...의식이 무엇이든, 그것은 계산 가능한 물리학을 초월해야 한다.... 의식이 양자 역학에 의존하는 것이 아니라, 현재 양자 역학 이론이 잘못된 곳에 의존하는 것이다. 그것은 우리가 아직 모르는 이론과 관련이 있다.

뇌에서 양자 효과를 입증하려면 이 문제를 설명하거나, 이 문제가 왜 관련이 없는지, 또는 뇌가 어떻게든 체온에서 양자 결맞음 손실 문제를 우회하는지 설명해야 한다. 펜로즈가 제안했듯이, 그것은 "아직 모르는" 새로운 유형의 물리 이론을 필요로 할 수 있다.

 윤리적 문제 
디팩 초프라는 "육체와 분리되어" 존재하는 "양자 영혼", 인간의 "무한한 가능성의 장에 대한 접근", 그리고 양자 신비주의 주제들, 예를 들어 양자 치유 또는 의식의 양자 효과를 언급했다. 그는 인체를 물질이 아닌 에너지와 정보로 구성된 "양자 역학적 신체"로 뒷받침되는 것으로 보며, "인간의 노화는 유동적이고 변화 가능하다; 그것은 가속화될 수 있고, 늦춰질 수 있으며, 한동안 멈출 수 있고, 심지어 역전될 수도 있다"고 믿으며, 이는 마음 상태에 의해 결정된다. 로버트 토드 캐롤은 초프라가 자신의 가르침을 정당화하기 위해 아유르베다와 양자역학을 통합하려고 시도한다고 말한다.. 초프라는 자신이 "양자 치유"라고 부르는 것이 양자역학의 원리에 기반을 두고 있다고 주장하는 효과를 통해 암을 포함한 모든 종류의 질병을 치료한다고 주장한다. 이로 인해 물리학자들은 그가 의료 상태 및 인체와 관련하여 양자라는 용어를 사용하는 것에 반대하게 되었다. 초프라는 "양자 이론은 관측자 효과, 비국소성, 상관관계에 대해 많은 것을 이야기한다고 생각한다. 그래서 의식이 양자 역학을 이해하는 데 있어 방정식에 포함되거나 적어도 등치되어야 한다고 믿는 물리학자 학파가 있다고 생각한다."라고 말했다. 한편, 그는 또한 양자 효과가 "단지 은유일 뿐이다. 전자나 광자가 정보와 에너지의 나눌 수 없는 단위인 것처럼, 생각은 의식의 나눌 수 없는 단위이다."라고 주장한다. 그의 저서 양자 치유에서 초프라는 양자 얽힘이 우주의 모든 것을 연결하며, 따라서 의식을 창조해야 한다는 결론을 내렸다.

대니얼 데닛에 따르면, "이 주제에 관해서는 모든 사람이 전문가다... 하지만 그들은 자신들의 의식 경험의 본질에 대해 어떤 가설도 받아들일 수 없다고 판단할 수 있는 특별한 개인적인 권위를 가지고 있다고 생각한다."

양자 효과는 뇌의 생리 기능에 중요하지만, 양자 심리 가설의 비평가들은 생물학에서 알려졌거나 추측되는 양자 현상의 효과가 신경 계산, 나아가 의식 현상의 출현에 중요한 영향을 미 미칠 수 있는지에 대해 의문을 제기한다. 대니얼 데닛은 "양자 효과는 자동차, 시계, 컴퓨터에 존재한다. 하지만 대부분의 것들, 즉 대부분의 거시적 객체들은 양자 효과에 무관심하다. 그것들은 양자 효과를 증폭시키지 않으며, 그것들에 의존하지도 않는다."라고 말했다.

 같이 보기 

 인공 의식
 봄 양자 역학 해석
 동시발생 감지
 중요한 뇌 가설
 의식의 전자기 이론
 진화 신경과학
 하메로프-펜로즈 조화 객관 환원
 의식의 어려운 문제
 홀로그램 우주
 다세계 해석
 기계론 (철학)
 신경가소성
 양자 인지
 양자 신경망

 각주 

 더 읽어보기 






 매크패든, 존조 (2000) Quantum Evolution  HarperCollins. ;  . 양자 심리에 대한 마지막 장.






 외부 링크 
 Center for Consciousness Studies, 스튜어트 하메로프가 이끌고 있다
 PhilPapers on Philosophy of Mind, 데이비드 부르제와 데이비드 차머스가 편집
 Quantum Approaches to Consciousness, 스탠퍼드 철학 백과사전 항목

분류:양자역학
분류:변두리 과학