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¿La mecánica cuántica juega un papel en el cerebro?

Estoy interesada en saber si la escala de los procesos que ocurren en el cerebro es lo suficientemente pequeño como para ser afectado por la mecánica cuántica. Por ejemplo, ignoramos la mecánica cuántica cuando analizamos un partido de tenis debido a una pelota de tenis es demasiado grande para ser afectados por la mecánica cuántica. Sin embargo, las señales en el cerebro son en su mayoría (todos?) eléctrica, llevada por los electrones y los electrones son sin duda, los 'pequeños' lo suficiente como para ser afectado por la mecánica cuántica. ¿Quiere decir que la única manera en que podremos ser capaces de entender cómo funciona la mente es a través de una aplicación de la mecánica cuántica?

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alanf Puntos 1520

La mecánica cuántica ha casi no influye en el funcionamiento del cerebro, excepto en la medida en que explica la existencia de la materia. Usted dice que las señales son transportadas por los electrones, pero esto es muy impreciso. Por el contrario, son llevadas por los diversos tipos de señales químicas, incluyendo los iones. Esas señales son liberados en un cálido ambiente con el que interactúan durante un muy corto plazo de tiempo.

Mecánica cuántica procesos como la interferencia y el enredo sólo continuar para mostrar los efectos que difieren de las de la física clásica, cuando la información relevante que no haya escapes en el medio ambiente. Este tema ha sido explicado el contexto del cerebro por Max Tegmark en La importancia de la decoherencia cuántica en los procesos cerebrales. En el cerebro, la fuga de información debe tener lugar en un período de tiempo de la orden $10^{-13}-10^{-20}$s. La escala de tiempo durante el cual las neuronas, fuego, etc. es de $0.001-0.1$s. Así que sus pensamientos no son cuántica cálculos ni nada de eso. El cerebro es un clásico de la computadora.

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steveverrill Puntos 1325

- pero sólo en el sentido de que todos los macroscópica procesos dependen subyacente de la mecánica cuántica en la escala microscópica.

No - la mecánica cuántica no es el mejor modelo para describir lo que sucede en el cerebro.

En un sentido, el comportamiento de una neurona es similar a la de un quantum de proceso, tales como (por ejemplo) la desintegración de un excitar eléctricamente o radiactivos átomo en su estado fundamental. Una neurona ya sea de fuego o no. Pero hay muchas máquinas que ya sea de fuego o no, así que esto no es suficiente para inferir que este es un quantum proceso.

https://en.wikipedia.org/wiki/All-or-none_law

Hay algunas diferencias importantes como el siguiente: (el más importante de los cuales es la escala del proceso.)

El átomo emite un fotón (una sola cuántica de la radiación electromagnética) de manera aleatoria, y de forma independiente de los acontecimientos en su entorno (por emisión espontánea, al menos). Podemos conocer experimentalmente cuál es la probabilidad de un tipo particular de átomo emite un fotón en un determinado período de tiempo.

La neurona emite un impulso (un gran número de iones) de una manera bastante predecible, dependiendo de los impulsos y los estímulos que ha recibido. Una buena (si bien basic), modelo de esto sería un tanque de agua que se vacía automáticamente cuando está completamente lleno. Estos depósitos se utilizan para vaciar los orinales en mens' de baños públicos. Es un gran paso de esta a la construcción de un equipo tan sofisticado como el cerebro, pero debe quedar claro que un tanque no depende de la mecánica cuántica. Tenga en cuenta que una electrónica analógica de un tanque es posible.

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Ed Yablecki Puntos 303

Roger Penrose y Stuart Hammeroff están trabajando en esta hipótesis exacta. Ellos creen que la fibra del huso es la estructura que colapsa la función de onda cuántica. A partir de ahora, ellos han tenido éxito en Mostrar la "fibra del huso" en apoyo a capacidades QM. Pero hay un montón de información sobre el tema, a partir de libro "Mente nueva del emperador" de Roger Penrose.

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Count Iblis Puntos 3330

El cerebro es, de facto, un clásico de la computadora, como se explica en Alanf la respuesta. Sin embargo, esto deja abierta la posibilidad de que lo que hace que un sistema clásico como nuestro cerebro o el futuro de la IA consciente, bien podría estar relacionado con la mecánica cuántica, se reduce a la mecánica clásica. Una propuesta a lo largo de estas líneas (que yo personalmente no encuentro convincente) ha sido presentada por Roger Penrose como se mencionó en Ed Yablecki la respuesta.

Una mucho más simple idea es considerar que la mecánica cuántica en el clásico régimen ya no es la misma como la mecánica clásica. Lo que sucede es que debido a engancharnos con un gran número de ambientales grados de libertad, muchos de los típicos efectos cuánticos pierden su eficacia y puede luego pretender que no existen. Tan lejos como la predicción de los resultados de los experimentos es que se trate, puede utilizar la mecánica clásica con la impunidad. Pero el sistema físico no es lo que usted consigue cuando usted toma su descripción clásica a ser literalmente correcto.

Se puede ver claramente cómo la diferencia entre la exacta descripción cuántica de un AI + medio ambiente y la descripción clásica de la IA respuestas a muchas de las objeciones filosóficas contra el fuerte de la IA hipótesis. En la descripción exacta hay un montón de espacio para invocar las correlaciones entre las entradas y salidas como existente en un momento determinado, porque lo que la AI experiencias es sólo un grano grueso de medición que es consistente con un gran número de microstates. Estos, a continuación, existen como mundos paralelos dentro de su, de facto, el error de medición. La real existencia de un conjunto de correlación de los estados que define la computación en realidad está siendo llevado a cabo en cualquier instante dado. La dificultad de hacer que dentro de un puramente clásica imagen se encuentra en el corazón de la crítica fuerte de la IA.

Considere la posibilidad de Marvin Minsky del famoso experimento de simulación de su cerebro por una enorme analógica dispositivo que consta de enormes ruedas y engranajes. Luego fuerte, AI dice que esta simulación tendrá éxito, pero los críticos dicen que esto es ridículo, ¿cómo diablos puede una colección de las ruedas y los engranajes de sentir nada en absoluto? La llave de observación a ser yo.m.o. es como sigue. Desde su punto de vista, el estado exacto de las ruedas y los engranajes no puede ser sujetado con precisión. Mientras que usted puede mirar hacia abajo en varios de sus ruedas, cualquier intento por parte de usted para averiguar el estado de todos sus ruedas se producirá un error debido a su memoria con una capacidad finita; la mayor parte de la capacidad se utiliza para ejecutar los programas que lo definen. Lo que usted siente, independientemente de la conciencia que realmente es, en definitiva, es un cálculo y un sistema de ruedas y los engranajes pueden definir de forma inequívoca que, siempre que se invoque el MWI.

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jane Puntos 28

De hecho, la carga eléctrica es transportada por los iones positivos (sodio y potasio) a lo largo del axón de la neurona. Son lo suficientemente pequeños? Realmente no lo sé. Por cierto, hay una hipótesis de que ciertas especies de aves utilizan un par de enredados electrones a orientarse. La mecánica cuántica también juega un papel en enzimas (quantum de túnel, por ejemplo), pero debido a la gran cantidad de enzimas no creo que los efectos cuánticos hacer una diferencia. Hay un buen video que muestra algunas hipótesis de cómo algunos organismos hacen uso de la mecánica cuántica (no es específico para el cerebro, aunque).

Como para el cerebro en sí la respuesta es que nadie sabe, tal vez es utilizado para almacenar información o quién sabe qué. Como usted dijo que sería una buena cosa para tomar la mecánica cuántica en cuenta (a veces al menos) para tratar de entender mejor el cerebro.

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