Буду признателен, если поделитесь информацией
в социальных сетях
Я доступен по
любым средствам связи , включая видео
|
МЕНЮ САЙТА | |||
Библиотека 12000 книг | ||
Видеоматериалы автора сайта
Код доступа 2461537
НЕЙРОКОМПЬЮТЕРНАЯ ORCH OR-СХЕМА СОЗНАНИЯ 200 Кб в архиве
В настоящее время мы наблюдаем исключительно интенсивный поток публикаций и рост интереса специалистов к новым эффективным информационным технологиям и, в частности, к проблемам создания КВАНТОВОГО КОМПЬЮТЕРА (КК) и КВАНТОВЫМ ВЫЧИСЛЕНИЯМ (КВ).
Наш живой мозг и его модель в виде виртуального нейрокомпьютера “ЭМБРИОН”, возбуждение квазинейронов в котором создает виртуальное квантовое когерентное волновое поле, имеет прямое отношение к рассматриваемой проблеме создания КК
Нейрокомпьютерная Orch OR-схема сознания
В.Д.Цыганков
Р.Пенроуз в монографии "Тени разума" [1] в 1994 г. ввел представление об "объективной редукции" (OR) волновой функции, в дополнение к "субъективной редукции" (SR) и "обычной или стандартной редукции" (R) волновой функции. Это послужило причиной назвать научное изучение этого нового физического явления "новой физикой объективной реальности". С.Хамерофф и Р.Пенроуз в статьях [2,3] излагают квантовую модель сознания как суперпозицию некоторых квантовых когерентных процессов в мозге. Причем, суперпозицию как пространственную, так и во времени. Мне хотелось бы показать общность модели сознания Хамероффа-Пенроуза [2,3] и квантовых когерентных процессов в виртуальном нейрокомпьютере "ЭМБРИОН" [4]. Это, по-моему, позволит специалистам глубже понять интимную природу такого феномена человека как СОЗНАНИЕ.
1. "ОРКЕСТРОВАННАЯ" ОБЪЕКТИВНАЯ
РЕДУКЦИЯ КВАНТОВОЙ КОГЕРЕНТНОСТИ В модели сознания Хамероффа-Пенроуза [2,3] определены следующие важные понятия: квантовая когерентность, "само-коллапс" квантовой волновой функции, порог различения, макроскопическая когерентная суперпозиция состояний множества элементов как условие единства и целостности сознания, квантовая гравитация и другие. Объективная редукция (OR) волновой функции y – это сознательный выбор решения и, в свою очередь, - это выбор и изменение кривизны геометрии пространства-времени (ПВ). Перечислим основные особенности модели Хамероффа-Пенроуза. А). Макроскопические квантовые состояния когерентной суперпозиции существуют между элементами в больших областях мозга. Б). Такие квантовые когерентные состояния изолированы от внешней среды в течение времени когерентности и существуют в мозге человека около 500 мсек. В). Коллективные взаимодействия между элементами обрабатывают информацию как КЛЕТОЧНЫЕ АВТОМАТЫ (КА) с двумя типами вычислительных процессов: - классические последовательные вычисления (последовательные процессы конформации молекул), - квантовые параллельные, одновременные вычисления в квантовом компьютере (квантовые когерентные линейные суперпозиции состояний множества элементов. Это под- и пред-сознательные процессы.) Г). При квантовых вычислениях возникает движение масс. Гравитационная энергия возмущает кривизну пространства-времени (ПВ) или его геометрию. Д). Orch OR – это процесс "оркестрованного" ВЫБОРА множества новых конформационных СОСТОЯНИЙ, образования СЕТИ СВЯЗЕЙ и выбора типов элементов-НЕЙРОНОВ. Е). Глобальное единство и постоянство сознания – это свойство крупномасштабной квантовой когерентности, охватывающей большие области мозга или весь мозг. В ходе Orch OR – процесса варьируется число элементов и время когерентности таким образом, что их произведение сохраняется равным некоторой константе. Чем интенсивнее сигнал, тем быстрее реакция в виде Orch OR – процесса. Каскады или последовательность Orch OR – реакций – это известные (по Уайтхеду) "события опыта" или "поток сознания", (обычное течение мысли). Следует особо пояснить смысл термина и обозначения Orch OR схемы или процесса в модели сознания. Связи между элементами (точки соединения элементов) как бы "ОРКЕСТРУЮТ" (Orch) квантовую когерентность (настраивают многоголосый ансамбль возбуждений нейронов, элементов, нервно-мышечный пул или "музыкальный орган" по Н.Е.Введенскому [5]). Это и есть осознание или "ОРКЕСТРОВАННАЯ ОБЪЕКТИВНАЯ РЕДУКЦИЯ" волновой функции, когда множество состояний редуцируется в одно, конечное макро-состояние или мысль. Чтобы биологическая или искусственная система могла обладать сознанием (или быть его моделью), она должна удовлетворять следующим требованиям [2,3]: · распространенность когерентности (пространственно - временной упорядоченности) или квантовая нелокальность; · функциональная значимость и перестраиваемость связей и синапсов нейронной сети; · способность к временной изоляции от разрушающего действия среды (от взаимодействий и наблюдений) и самоподдержания когерентности; · периодическая кристаллоподобная структура с дальним порядком; · связь с фундаментальными квантовыми явлениями микромира; · способность к обработке информации. Клеточный автомат (КА) как сложная система, состоящая из множества простых взаимодействующих элементов, может быть моделью OR-сознающей системы и, следовательно, если он обладает следующими возможностями: · в данный момент времени каждый элемент КА может находиться в одном из конечного числа состояний; · каждый элемент взаимодействует только с соседними; · универсальные "часы" обеспечивают когерентность и синхронность переходов так, чтобы каждый элемент мог переходить в новое состояние при каждом "тикании часов" (за один такт автоматного времени); · правила перехода для изменения состояния зависят только от "настоящего" (текущего) состояния каждого элемента и его окружения. · в зависимости от начальных условий, простые правила перехода на микроуровне приводят к сложным динамическим полям, способным выполнять квантовые вычисления на макроуровнях. Сознание наблюдается в OR-схеме, если детектор как некоторая организованная система может образовывать и поддерживать квантовую когерентную суперпозицию состояний до момента достижения порога чувствительности (Q), а затем само-редуцируется (OR-редукция) до единственного состояния (Y). Ниже показано, что нейрокомпьютер (НК) "ЭМБРИОН" как виртуальный квантовый когерентный компьютер и вычислитель удовлетворяет требованиям Orch OR – схемы сознания.
2. ВИРТУАЛЬНЫЙ
НЕЙРОКОМПЬЮТЕР "ЭМБРИОН" В настоящее время мы наблюдаем исключительно интенсивный поток публикаций и рост интереса специалистов к новым эффективным информационным технологиям и, в частности, к проблемам создания КВАНТОВОГО КОМПЬЮТЕРА (КК) и КВАНТОВЫМ ВЫЧИСЛЕНИЯМ (КВ). Наш живой мозг и его модель в виде виртуального нейрокомпьютера “ЭМБРИОН”, возбуждение квазинейронов в котором создает виртуальное квантовое когерентное волновое поле, имеет прямое отношение к рассматриваемой проблеме создания КК. 2.1 ПЯТЬ ТРЕБОВАНИЙ К ФИЗИЧЕСКОЙ СИСТЕМЕ, РЕАЛИЗУЮЩЕЙ КК Мною в 1997 году в книге “Квантовая сингулярность” [6] было показано, что нейрокомпьютер (НК) “ЭМБРИОН” представляет собою некоторую разновидность квантовой МАКРОсистемы или квантово-механической системы (КМ-системы). Для физической реализации квантового компьютера (это основная цель, к которой мы стремимся), необходимо выполнить следующие пять условий: · Система должна состоять из точно известного числа частиц. · Должна быть возможность привести систему в точно известное начальное состояние. · Степень изоляции от внешней среды должна быть очень высока. · Надо уметь менять состояние системы согласно заданной последовательности унитарных преобразований ее фазового пространства. · Необходимо иметь возможность выполнять “сильные измерения” состояния системы, которые переводят ее в одно из чистых состояний. Ниже проиллюстрирована возможность нейрокомпьютерной технологии парадигмы “ЭМБРИОН” удовлетворить необходимым для конструирования КК требованиям и показано, как они реализуются в НК как квантовой системе на МАКРОуровне.
2.2. НК “ЭМБРИОН” КАК КВАНТОВАЯ СИСТЕМА На Рис. 1. представлена структурная схема процесса генерации нейронной сети в НК “ЭМБРИОН”.
Сигналы из внешней среды проецируются на Сенсорную Матрицу (СМ), которая в модели НК представляет некоторое подобие проекционной зоны коры мозга. Под воздействием активирующего потока импульсов из Блока Выдвижения Гипотез (БВГ) – ретикулярной формации мозга или некоторого внутреннего генератора процессов в нейронной сети, информация из СМ переносится в Регистр внутренней памяти Ро и меняющиеся во времени его коды-состояния формируют виртуальную квазинейронную сеть и ее выходную реакцию. На Рис. 2. изображена виртуальная квазинейронная сеть, синтезированная НК при условии, показанном на Рис.1. при гипотезе восприятия U={2,2}. Сложная картина интерференции видна на Рис.2., где цифры у кодов - типов нейронов, - это интенсивности линий дискретного когерентного интерференционного спектра. Он представлен набором чисел Х=(12,5,27,4,3,9,21) или частот каждой точки экрана прибора-регистратора Y или детектора излучений. Введение в науку об информационных частицах, атомах и силах, т. е.. в АТОМНУЮ ИНФОРМАТИКУ изложено в работе "Квантовая сингулярность" где проиллюстрирована общность алгоритма или структурного метода квантовой механики, который очень четко и образно изложил В.Фок, и алгоритма генерации нейронной сети в нейрокомпьютере. Вот этот алгоритм: 1. Выбирается для исследования микрообъект и макроприбор для регистрации, т.е. выбирается квантово-механическая, КМ-система. В НК выбирается n, P0 , m CМ, БВГ, БЭП, Y. Квантово-механическим объектом служит квазичастица или виртуальное поле нейронной сети. 2. Задается набор изучаемых и регистрируемых величин, параметров (координаты, импульсы, энергия, частота, спектр и т.д.). У нас - это коды узлов решетки (X,Y), спектры (Fx), P- средняя плотность материи или средняя частота импульсации нейрона. 3. Проводится многократный НАЧАЛЬНЫЙ ОПЫТ, т. е готовится квантово-механическая система и задаются внешние и начальные условия. Задаются: число NS, коды-образы P0 и S1 СМ, невязка J, {U}-гипотеза восприятия. Проводится NS-кратное испытание при U=0. 4. Делается теоретический вероятностный прогноз (расчет возможных значений исследуемых физических величин). Строится по Анохину акцептор полезного результата действия в функциональной системе живого мозга. Определение P, Y ,Y (t) путем решения уравнения Шредингера или возведения в U-ю степень матрицы переходных вероятностей. 5. Проводится многократный ПРОВЕРОЧНЫЙ ОПЫТ и регистрация результатов взаимодействия КМ-объекта и макроприбора-регистратора. При NS-катных испытаниях регистрируются P, X, Y, e. 6. Используя данные результатов испытаний на предыдущем шаге-этапе (память действительных, а не возможных, значений исследуемых величин х, р, Е. и т.д.) и условия ограничения на точность, сравниваются результаты опыта с порогом ошибки (e > q), принимается решение о достоверности опыта. Это есть ЗАВЕРШЕННЫЙ ОПЫТ. Аналогичные процедуры выполняются и для НК. 7. Определяется статистика во времени, определяется распределение вероятности и спектры значений, определяется состояние КМ-объекта в виде его Y- волновой функции, образа "волна-частица". Обрабатываются все строки СМ, проявляется виртуальное поле НК в виде y-волновой функции и распределения вероятностей кодов-слов и кодов-групп. Невязка J в НК “ЭМБРИОН” – это как бы уровни возбуждения информационного атома, а неравновесные разряды-пары (0/1), (1/0) триггеров в n-разрядных регистрах – это информационные “СПИНЫ” на данном, квантово-механическом уровне - рассмотрения модели НК. Резонансная частота – это частота, на которой происходит опрокидывание одного спина, т.е. (0/1)—> (1/1), или (1/0) -–> (0/0).
Нейрокомпьютер “ЭМБРИОН” – это система, основанная на коллективном спиновом резонансе. Число частиц в нашей нейрокомпьютерной квантовой системе точно известно и определяется разрядностью n НК. Выполняется первое требование к КК. Нейрокомпьютерная КМ-система при U=0 приводится всегда (NS раз) в одно и то же начальное или исходное состояние (NS>1). Выполняется второе требование к КК. Квантовый компьютер - это устройство, позволяющее долго хранить, вопреки разрушающему действию окружающей среды, частицы в заданном состоянии и выполнять унитарные преобразования над квантовой системой (КС), находящейся в смешанном состоянии (J>0). Нейронная сеть НК - это изолированная от среды КС, пока нет перехода к очередной строке сенсорной матрицы (СМ), т.е. пока Uk < Umax. Выполняется третье требование к КК. БВГ (Блок Выдвижения Гипотез) представляет собою устройство, формирующее и управляющее последовательностью действий унитарных преобразований пространства кубитов. Протокол квантовой криптографии в НК или алгоритм U-кратного применения унитарного оператора-выстрела |U|=1 – это процесс переноса информации из S1-й строки сенсорной матрицы СМ в регистр внутренней памяти P0. Выполняется четвертое требование к КК. Момент измерения результата Y - это момент времени t, когда Uk=Umax. Выполняется последнее из вышеприведенного перечня пятое требование к КК. НК “ЭМБРИОН” представляет собою квантовый когерентный компьютер и требует для своего воплощения совершенно другой, по сравнению с обычным ПК, функциональной элементной базы или “мозговой массы”. Кубиты в НК -это “виртуальные кошки Шредингера”, по образному выражению Е.Кобылкина, а набор кубитов в НК представляет собою когерентные Y-волновые функции. Нейрокомпьютер "ЭМБРИОН" реализован аппаратно.
3. НЕЙРОКОМПЬЮТЕРНАЯ Orch OR – СХЕМА СОЗНАНИЯ Теперь рассмотрим более подробно идентификацию элементов OR – схемы сознания Хамероффа-Пенроуза и квантовых когерентных процессов в НК "ЭМБРИОН". Во-первых, мы видим, что НК "ЭМБРИОН" как квантовая система удовлетворяет всем требованиям к системе, моделирующей и реализующей сознание, а также всем требованиям к клеточному автомату (КА), воспроизводящему такую модель сознания. Нейрокомпьютер представляет собою сеть самособирающихся структур, порождающих динамику паттернов информации. Во-вторых, аппаратно или программно реализованная Orch OR - -схема на базе НК "ЭМБРИОН" позволяет проводить эксперименты с сознанием, под- и предсознанием, объективно наблюдать, регистрировать и вычислять количественные характеристики феномена сознания как фундаментальной физической реальности. На Рис.3. показаны в масштабе примеры виртуальной квантовой когерентности в виде квазинейронных сетей, квантовой суперпозиции сети нижнего уровня Рис.3 а) и сети более высокого уровня иерархии, так называемого мотонейронного пула - Рис. 3 б). Ниже, на Рис. 3 в) синхронно по оси (U) внутреннего времени показана последовательность развития трех мод возбуждения и хорошо виден процесс саморедукции волновых функций в один глобальный аттрактор (код "2"). Процесс обработки информации в том же масштабе наглядно демонстрирует кривая (модель 4) изменения энтропии на Рис. 4 в процессе самоорганизации когерентности в сети. В чем же проявляется Orch OR – схема сознания в нейрокомпьютере "ЭМБРИОН"? Виртуальное пространства (X * U) на Рис. 3 а) и (Y * U) на Рис. 3.б) представляют собой протяженный в пространстве-времени (ПВ) квантово-полевой объект типа квазичастицы, имеющей структуру и определенный вид волновой функции y. Структура этой "частицы" строго когерентна и эта когерентность самоподдерживается в течение всего времени жизни Тж или как у авторов модели [2,3] "времени когерентности" Т, равном Umax – максимальному числу сканирующих импульсов в j –й строке сенсорной матрицы (СМ), задаваемому в Блоке Выдвижения Гипотез (БВГ). Материальной основой виртуальной квантовой когерентности являются триггеры и регистры на их основе Р0, СМ, БВГ, и ГШ-, NS-генераторы (смотри [4]). Квантовая гравитация в НК "ЭМБРИОН" – это выполнение условия SP=1 в каждый момент автоматного времени Uk. Имеет место перетекание массы-энергии или (обмен) между кодами-нейронами при сохранении общей массы NS*Umax = const системы постоянной за время когерентности. Массой-энергией в НК является плотность потока вероятности. "Само-коллапс" суперпозиции квантовых состояний кодов – это необратимая во времени редукция частот возбуждения нейронов до одного, являющимся глобальным аттрактором (при этом невязка Jà 0). В сети Рис. 3 б) – это мотонейрон "2", являющийся Yкон – собственным состоянием волновой функции y. При этом невязка J=0. Возбуждение сети вырождается в одну точку, в один канал. Это по Хамероффу и Пенроузу есть акт или момент сознательного мышления, выбора (принятия решения) законченной мысли , т.е. Orch OR- процесс. Авторы OR – модели называют ее поэтому "моделью гравитационной индуцированной редукции" волновой функции y. Имеет место протоментальность или превращение волны в частицу. Эта редукция осуществляет выбор – возмущение конкретной геометрии пространства-времени (ПВ). В каждой точке Uk имеет место своя геометрия ПВ (свое распределение вероятностей-масс по состояниям [6]), а в течение времени когерентности Тж она, геометрия или лучше – кривизна ПВ изменяется. y волна (поле квазичастицы) – это "волна возможностей", поэтому она и виртуальна, представляет собою когерентную суперпозицию многих состояний, которые "объективно редуцируются" (OR) при достижении массой-энергией порогового уровня возбуждения, равного Q = Un = n, где n – разрядность НК. При этом, невязка равна нулю, т.е. J=0. Следующее важное свойство нашей квантовой системы – ее нелокальность (несепарабельность), т.е. однажды провзаимодействовавшие квантовые объекты (разряды НК) остаются связанными между собой в течение времени Тж.
а) Диаграмма «пространство-время» в нейрокомпьютере «Эмбрион»
б) Виртуальное «пространство-время» нейронной сети
в) Пакеты волновых функций мотонейронов нейрокомпьютера
Рис. 3. Квантовая когерентность в нейрокомпьютере "ЭМБРИОН"
Рис.4. Четыре модели эволюции волновой функции. "Время жизни" Тж задается "часами" БВГ – генератором шума (ГШ), которые синхронизируют накачку NS, переходы возбуждения между нейронами, т.е. организует, "оркеструют" (Orch) обработку информации клеточным автоматом (КА). "Правила перехода" КА определяются силами неравновесия (0/1) или (1/0) между его элементами и необратимо во времени порождают устойчивые суперпозиции высокого уровня (X, Y), а общий градиент поля задается вектором невязки J. Пока значение невязки положительно, то поддерживается единое квантовое когерентное поле сознания (Uk<Umax, t<Тж). Под- пред-сознание – это крупномасштабная квантовая когерентная суперпозиция на основе квантовых вычислений (Рис.3 а) и б)) OR – переходы – это под- пред-сознательные процессы обработки информации, а сознание – это классические вычислительные процедуры, обработка (Y). Итак, в НК "ЭМБРИОН" имеет место и проявляет себя новая физическая реальность или новая физика виртуальных квантовых когерентных процессов...... Это симбиоз наук следующего вида КГ = ОТО + КМ, где КГ – квантовая гравитация, ОТО – общая теория относительности или теория ПВ, КМ – квантовая механика как фундаментальная теория материи. НК "ЭМБРИОН" является средством, прибором и объектом (системой), который может выступать как детектор сознания или наблюдатель в OR –схеме, организующий и поддерживающий в течение "времени жизни" виртуальную квантовую когерентную суперпозицию состояний возбуждения нейронной сети до момента достижения массой критического значения порога. Затем начинается саморедукция, идущая по схеме от единичного начального состояния (Yнач) (Yнач = Р0)à y à (Yкон = Sj) до единственного конечного состояния (Yкон). Микроэффекты вида (0\1) à (1\1), (1\0) à (0\0) усиливаются здесь до макроэффекта – "собственного состояния" (Y)...... Обработка двух строк СМ дает неустойчивую суперпозицию y1 + y2, которая определяется суммой U1 + U2 < Umax. Каждой волновой функции y соответствует своя геометрия Г1 и Г2, а расстояние между геометриями равно D L = Г1 – Г2 и определяется через разность их 4-х метрик. Условия поддержания сознания в OR – схеме:
·
высокая степень когерентности коллективной массы (NS*Umax)
в суперпозиции при · способность быть в изоляции к внешнему "шуму" среды до момента Un = n Каскады отдельных актов Orch OR (редукций) или событий сознания (мыслей) порождают "поток сознания" (процесс мышления) или (по Налимову [7]) генерируют смысловые последовательности. Модель реализует три состояния сознания: · нормальное, когда J1 à (X1,U1); · измененное (перевозбужденное), когда J2à (X2>X1, U2<U1); · сон (увеличение во времени когерентности), когда J3 à (X3<<X1,U3>>U1). Закон сохранения (Xj * Uk) = Q = const – объем сознания. Здесь Xj – разнообразие мыслей, а Uk – скорость мыслей.
Итак, Orch OR – реакции – это саморедукция "сознательного опыта". Литература 1. Р.Пенроуз. Тени разума. М. 1994. 2. С.Хамерофф, Р.Пенроуз. События сознания как оркестрованный выбор пространства-времени.1996. // "Парапсихология и психофизика".№2.1998. 3. С.Хамерофф, Р.Пенроуз. Оркестрованная объективная редукция квантовой когерентности в микротрубочках мозга: "Orch OR" модель сознания.1996.// там же, стр. 81 -85. 4. Цыганков В.Д. Нейрокомпьютер и его применение. М. Сол Систем. 1993. 5. Введенский Н.Е. Соотношение между ритмическими процессами и функциональной активностью возбужденного нервно-мышечного аппарата. // Собрание сочинений. т.3. М. 1952. 6. Цыганков В.Д. Квантовая сингулярность. Вселенная Хокинга, микромир и нейрокомпьютер. М. МАИ. 1997. 7. Цыганков В.Д. Нейрокомпьютер "ЭМБРИОН" как генератор и преобразователь смыслов в вероятностной модели личности. М. МАИ. 1997.
|
Аудиокниги | Музыка | онлайн- видео | Партнерская программа |
Фильмы | Программы | Ресурсы сайта | Контактные данные |
Этот день у Вас будет самым удачным! Добра, любви и позитива Вам и Вашим близким!
Грек
|
|
каталог |