Roger Penrose
Fizik ve Bilinç

Penrose temel fizik ve insan (veya hayvan) bilinci arasındaki ilişki hakkında kitaplar yazdı. Kralın Yeni Aklı 13 Şubat 2021 tarihinde Wayback Machine sitesinde arşivlendi. (1989) kitabında fiziğin bilinen yasalarının bilinç fenomeninin açıklamak için yetersiz kaldığından bahsetti. Penrose yeni fiziğin karaktersitik özellliklerinin klasik ve kuantum fiziği arasında köprü için gerekenleri karşılayabileceğini öngördü. Bir sistemin algoritmik olmadan deterministik olabileceğini göstermek amacıyla Turing'in durma probleminin değişkenlerini kullandı. (Örneğin sadece iki halden oluşan bir sistem düşünün, açma ve kapama. Eğer Turing makinesi durduğunda sistem açıksa ve Turing makinesi durmadığında sistem kapalıysa, o zaman denebilir ki sistemin durumu tamamen makine tarafından belirlenir. Bununla beraber Turing makinesinin durup durmadığını belirlemek için herhangi bir algoritmik yol bulunmaz.)
Penrose bu tarz algoritmik olmayan deterministik işleyişin kuantum mekanik dalga fonksiyon indirgemesinde rol alabileceğini ve belki de beyinle ilişkilendirilebileceğini düşündü.
Şu anki bilgisayarların algoritmatik olarak deterministik sisteme sahip olduklarından dolayı bir zekâya sahip olmak için yeterli olmadıklarını savundu. Aklın rasyonel işleyişinin tamamen algoritmik olduğu ve böylelikle kompleks bir bilgisayar tarafından kopyalanabileceği görüşüne karşı çıktı. Bu, düşüncenin algoritmalarla oluşturulabileceğini savunan yapay zekâ savunucularının fikirlerine zıttır. Çünkü onlar düşüncelerin algoritmik olarak oluşturulabileceğini savunurlar. Penrose bunu halting probleminin çözülmezliği ve Gödel'in noksanlık teoreminin algoritmik temele dayandırılmış mantığın matematiksel kavramlar gibi nitelikleri çoğaltamayacağı gibi şeylerin bilincin formel mantığın sınırlarını aşabileceği iddiaları üzerine oturttu. Bu tarz iddialar Merton Üniversitesi'nden filozof John Lucas tarafından ortaya atılmıştır.
Penrose/Lucas'ın Gödel'in insan zekasının hesaba dayalı teorisi olan noksanlık teoreminden yaptıkları çıkarımlar birçok matematikçi, bilgisayar uzmanı ve felsefeci tarafından eleştirildi ve bu alanlardaki birçok fikir birliği tarafından bu fikrin başarısız olduğu görüşünde bulunuldu. Özellikle yapay zekanın büyük bir destekçisi olan Marvin Minsky bu konuya fazlasıyla eleştirel yaklaşıyordu ve şunları söylemiştir: "Penrose bölümler boyunca insan fikrinin bilinen herhangi bir bilimsel prensibe dayanamayacağını savunuyor. "Minsky bu konu hakkında tam da tersini düşünüyordu. İnsanlar fonksiyonları oldukça karmaşık olmasına rağmen birer makinelerdir ve de fizik tarafından açıklanabilirler.
Kralın Yeni Aklı kitabına olan eleştirilere 1994'te Zihnin Gölgeleri ve 1997'de Büyük Küçük ve İnsan Zihni kitaplarıyla karşılık verdi. Bu çalışmalarında anestezi uzmanı Stuart Hameroff ile birlikte gözlemlerini bir araya getirdi.
Penrose ve Hameroff, bilincin mikrotübüllerdeki kuantum yerçekim etkisinin bir sonucu olduğu tartışmalarında bulundu (Buna Orch-OR adını verdiler). Tegmark'ın yazısına birçok atıfta bulunuldu.
Fizikçi Scott Hagan, Jack Tuszynski ve Hameroff Tegmark'ın yazısına ithafen Pysical Review'da bir yazı yayımladılar ve Tegmark'ın Orch-OR modeline hitap etmediğini, bunun yerine kendi inşa ettiği bir model üzerinden yürüdüğünü savundular.
Bu kuantumların süperpozisyonları Orch-OR için öngörülen ayrıştırmadan çok daha büyük olan 24 nm ile ayrılmıştır. Bunun sonucu olarak, Hameroff'un takımı eşfazlılığın kaybolma zamanının Tegmark'ınkinden yedi kat daha fazla olduğunu savundular ama yine de, teorideki kuantum işleyişinin 40 Hz gama eşzamanlılığına bağlandığı takdirde, 25 ms olması gerekiyordu.(Orch-OR un da söylediği gibi). Bu boşluğu doldurmak için takım birçok öneride bulundu.
Nöron içlerinin sıvı ve jel halleri arasında değişim gösterebileceği varsayımında bulundu. Daha ileriki zamanlarda, mikrotübül tubülin altbirimlerinin dış kenarları boyunca jel halindeki sıvı elektrik dipollerinin aynı yönde oryante olduğu varsayımında bulunuldu.
Hameroff bu düzenli sıvının, beynin geri kalanının çevresindeki mikrotübüllerin tübüllerinde kuantum bağdaşlığı gösterebileceğini savundu. Her bir tubülin, mikrotübüllerin dışındaki kuyruk uzamaları vardır ve bunlar negatif olarak yüklüdür ve bu nedenle pozitif yüklü iyonları çekerler. Bunun ileriki görüntülemeleri sağlayabileceği görüşünde bulunulmuştur. Bunun ötesinde, mikrotübüllerin biokimyasal enerji sayesinde eş evreli hallere pompalanabileceği görüşü de vardır.
Sonunda mikrotübül örgününün yapısının kuantum hata düzeltimine elverişli olabileceği fikrini ileri sürdü. Bu, kuantum eş evresinin çevresel etkileşime rağmen bir arada tutulabileceği anlamına geliyordu. Son 10 yılda Penrose'un fikirlerine taraftar olan bazı araştırmalar tubülin kuyruklarının mikrotübül -ilişkili protein, motor protein ve presinaptik yapı iskele proteinlerine sahip tubülin kuyruklarının etkileşimine dayanarak, mikrotübüllerdeki kuantum işleyişine bazı alternatif tasarılar sundular.
Hameroff, kuantum biyolojisini araştıran Google Tech Talks serisinin bir parçasındaki konuşmasında, bu alandaki son zaman araştırmaları hakkında genel değerlendirmelerde bulundu ve Orch-OR modeline olan eleştirileri cevaplandırdı.
Buna ek olarak, Roger Penrose ve Stuart Hameroff 2011'de yayımlanan bir yazıda Orch-OR teorisinin geliştirilmiş bir modelini eleştiriler ışığında anlattılar ve evren dahilindeki bilincin yerini tartıştılar.
2014'te Hameroff ve Penrose Japonya'daki National Institute for Materials Science ın bünyesinden Anirban Bandyopadhyay tarafından gerçekleştirilen mikrotübüllerdeki kuantum titreşimlerinin keşfini duyurdular bu keşif Orch-OR teorisini destekliyordu. Teorinin gözden geçirilmiş ve yenilenmiş versiyonu Mart 2014'te Physics of Life Reviews'da yayımlandı.