Neuraaliset kubitit eli kuinka aivojen kvanttitietokone toimii

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Yliäänialueen hermosolujen kalvoissa tapahtuvat fysikaaliset prosessit on osoitettu. On osoitettu, että nämä prosessit voivat toimia perustana avainelementtien (kubittien) muodostumiselle kvanttitietokoneessa, joka on aivojen tietojärjestelmä. On ehdotettu, että luodaan kvanttitietokone, joka perustuu samoihin fysikaalisiin periaatteisiin, joilla aivot toimivat.

Aineisto esitetään hypoteesina.

Johdanto. Ongelman muotoilu

Tämän työn tarkoituksena on paljastaa edellisen työn [1] viimeisen (nro 12) johtopäätöksen sisältö: "Aivot toimivat kuin kvanttitietokone, jossa kubittien toimintoa suorittavat hermosolujen myeliinivaippojen osien koherentit akustosähköiset värähtelyt ja näiden osien välinen yhteys tapahtuu ei-paikallisesta vuorovaikutuksesta NR:n kautta.¹-suora".

Tämän päätelmän taustalla oleva perusidea julkaistiin neljännesvuosisata sitten Radiofizika-lehdessä [2]. Ajatuksen ydin oli, että erillisissä neutronien osissa, nimittäin Ranvierin sieppauksissa, syntyy koherentteja akustosähköisiä värähtelyjä taajuudella ~ 5 * 10¹⁰Hz, ja nämä vaihtelut toimivat pääasiallisena tiedon välittäjänä aivojen tietojärjestelmässä.

Tämä paperi osoittaa sen akustosähköiset värähtelymoodit neuronien kalvoissa pystyvät suorittamaan kvanttitietokoneena kubittien toimintoa, jonka pohjalta aivojen tietojärjestelmän työ rakentuu..

Tavoite

Tällä työllä on 3 tavoitetta:

1) kiinnittää huomiota työhön [2], jossa 25 vuotta sitten osoitettiin, että hermosolujen kalvoissa voi syntyä koherentteja hypersonic-värähtelyjä, 2) kuvaa aivojen tietojärjestelmän uutta mallia, joka perustuu koherenttien hypersonic-värähtelyjen esiintymiseen hermosolujen kalvoissa, 3) ehdottaa uudentyyppistä kvanttitietokonetta, jonka työskentely simuloi aivojen tietojärjestelmän toimintaa mahdollisimman paljon.

Teoksen sisältö

Ensimmäinen osa kuvaa koherenttien akustosähköisten värähtelyjen fyysistä mekanismia hermosolujen kalvoissa taajuudella 5 * 10¹⁰Hz.

Toisessa osiossa kuvataan aivojen tietojärjestelmän periaatteita, jotka perustuvat hermosolujen kalvoissa syntyviin koherentteihin värähtelyihin.

Kolmannessa osassa ehdotetaan aivojen tietojärjestelmää simuloivan kvanttitietokoneen luomista.

I. Koherenttien värähtelyjen luonne neuronien kalvoissa

Hermosolujen rakenne on kuvattu missä tahansa neurotieteitä käsittelevässä monografiassa. Jokainen neuroni sisältää päärungon, monia prosesseja (dendriittejä), joiden kautta se vastaanottaa signaaleja muista soluista, ja pitkän prosessin (aksonin), jonka kautta se itse lähettää sähköimpulsseja (toimintapotentiaalia).

Tulevaisuudessa tarkastelemme yksinomaan aksoneja. Jokainen aksoni sisältää kahden tyypin alueita, jotka vuorottelevat keskenään:

1. Ranvierin sieppaukset, 2. myeliinivaipat.

Jokainen Ranvierin sieppaus on kahden myelinoidun segmentin välissä. Ranvierin sieppauksen pituus on 3 suuruusluokkaa pienempi kuin myeliinisegmentin pituus: Ranvierin sieppauksen pituus on 10^-4cm (yksi mikroni), ja myeliinisegmentin pituus on 10^-1cm (yksi millimetri).

Ranvierin sieppaukset ovat kohtia, joihin ionikanavia on upotettu. Näiden kanavien kautta Na-ionit⁺ ja K⁺ tunkeutuvat aksoniin ja ulos siitä, mikä johtaa toimintapotentiaalien muodostumiseen. Tällä hetkellä uskotaan, että toimintapotentiaalien muodostuminen on Ranvierin sieppausten ainoa toiminto.

Työssä [2] kuitenkin osoitettiin, että Ranvierin sieppaukset pystyvät suorittamaan vielä yhden tärkeän toiminnon: Ranvierin sieppauksissa syntyy koherentteja akustosähköisiä värähtelyjä.

Koherenttien akustosähköisten värähtelyjen generointi tapahtuu akustosähköisen laserefektin ansiosta, joka toteutuu Ranvierin sieppauksissa, koska molemmat tämän vaikutuksen toteuttamisen välttämättömät ehdot täyttyvät:

1) pumppauksen läsnäolo, jonka avulla värähtelytilat herätetään, 2) resonaattorin läsnäolo, jonka kautta takaisinkytkentä suoritetaan.

1) Pumppaus saadaan aikaan ionivirroilla Na⁺ ja K⁺virtaa Ranvierin sieppausten läpi. Kanavien suuren tiheyden vuoksi (10¹² cm^-2) ja niiden korkea suorituskyky (10⁷ ion / s), ionivirran tiheys Ranvierin sieppausten kautta on erittäin korkea. Kanavan läpi kulkevat ionit virittävät kanavan sisäpinnan muodostavien alayksiköiden värähtelytiloja, ja laserilmiön ansiosta nämä moodit synkronisoituvat muodostaen koherentteja hypersonic-värähtelyjä.

2) Hajautettua palautetta luovan resonaattorin toimintoa suorittaa jaksollinen rakenne, joka on läsnä myeliinikuorissa, joiden väliin Ranvierin sieppaukset ovat suljettuina. Jaksollinen rakenne muodostuu kalvokerroksista, joiden paksuus on d ~ 10^-6 cm.

Tämä jakso vastaa resonanssiaallonpituutta λ ~ 2d ~ 2 * 10^-6 cm ja taajuus ν ~ υ / λ ~ 5 * 10¹⁰ Hz, υ ~ 10⁵ cm / s - hyperääniaaltojen nopeus.

Tärkeä rooli on sillä, että ionikanavat ovat selektiivisiä. Kanavien halkaisija on sama kuin ionien halkaisija, joten ionit ovat läheisessä kosketuksessa kanavan sisäpintaa reunustavien alayksiköiden kanssa.

Tämän seurauksena ionit siirtävät suurimman osan energiastaan näiden alayksiköiden värähtelymuotoihin: ionien energia muuttuu kanavat muodostavien alayksiköiden värähtelyenergiaksi, mikä on pumppaamisen fyysinen syy.

Molempien laserefektin toteuttamisen edellytysten täyttyminen tarkoittaa, että Ranvierin sieppaukset ovat akustisia lasereita (nyt niitä kutsutaan "sasersiksi"). Hermosolujen kalvoissa olevien saserien ominaisuus on, että pumppaus suoritetaan ionivirralla: Ranvier-sieppaukset ovat sasereita, jotka tuottavat koherentteja akustosähköisiä värähtelyjä taajuudella ~ 5 * 10¹⁰ Hz.

Laservaikutuksesta johtuen Ranvierin sieppausten läpi kulkeva ionivirta ei ainoastaan herätä näiden sieppausten muodostavien molekyylien värähtelytiloja (joka olisi yksinkertainen ionivirran energian muuntaminen lämpöenergiaksi): Ranvierin sieppaukset, värähtelymoodit synkronoidaan, minkä seurauksena muodostuu resonanssitaajuuden koherentit värähtelyt.

Ranvierin sieppauksissa syntyvät värähtelyt hyperäänitaajuisten akustisten aaltojen muodossa etenevät myeliinivaippaan, jossa ne muodostavat akustisen (hypersonisen) "häiriökuvion", joka toimii aivojen tietojärjestelmän materiaalina

II. Aivojen tietojärjestelmä, kuten kvanttitietokone, jonka qubitit ovat akustosähköisiä värähtelytiloja

Jos päätelmä korkeataajuisten koherenttien akustisten värähtelyjen olemassaolosta aivoissa vastaa todellisuutta, niin on hyvin todennäköistä, että aivojen tietojärjestelmä toimii näiden värähtelyjen pohjalta: niin tilavaa välinettä on ehdottomasti käytettävä tallentamiseen. ja toistaa tietoa.

Koherenttien hypersonic-värähtelyjen läsnäolo mahdollistaa aivojen toiminnan kvanttitietokoneen tilassa. Tarkastellaan todennäköisintä mekanismia "aivojen" kvanttitietokoneen toteuttamiseksi, jossa informaation alkeissoluja (kubitit) luodaan hypersonic-värähtelymoodien perusteella.

Kubitti on mielivaltainen lineaarinen yhdistelmä perustiloja | Ψ₀> ja | Ψ₁> kertoimilla α, β, jotka täyttävät normalisointiehdon α² + β² = 1. Värähtelymoodien tapauksessa perustilat voivat erota millä tahansa neljästä näitä moodeja kuvaavasta parametrista: amplitudi, taajuus, polarisaatio, vaihe.

Amplitudia ja taajuutta ei todennäköisesti käytetä kubitin luomiseen, koska nämä 2 parametria ovat suunnilleen samat kaikilla aksonien alueilla.

Jäljelle jää kolmas ja neljäs mahdollisuus: polarisaatio ja vaihe. Polarisaatioon ja akustisten värähtelyjen vaiheeseen perustuvat kubitit ovat täysin analogisia kubittien kanssa, joissa käytetään fotonien polarisaatiota ja vaihetta (fotonien korvaaminen fononeilla ei ole olennaisen tärkeää).

On todennäköistä, että polarisaatiota ja vaihetta käytetään yhdessä muodostamaan akustisia kubitteja aivojen myeliiniverkostoon. Näiden 2 suuren arvot määrittävät ellipsin tyypin, jonka oskillaatiomoodi muodostaa kussakin aksonin myeliinivaipan poikkileikkauksessa: kvanttitietokoneen akustisten kubittien perustilat aivoissa saadaan elliptisellä polarisaatiolla.

Aivojen aksonien lukumäärä vastaa neuronien lukumäärää: noin 10¹¹… Aksonissa on keskimäärin 30 myeliinisegmenttiä, ja jokainen segmentti voi toimia kubittina. Tämä tarkoittaa, että kubittien määrä aivojen tietojärjestelmässä voi olla 3 * 10¹².

Laitteen tietokapasiteetti tällaisella kubittimäärällä vastaa tavanomaista tietokonetta, jonka muisti sisältää 2^{3 000 000 000 000}bittiä.

Tämä arvo on 10 miljardia suuruusluokkaa suurempi kuin maailmankaikkeuden hiukkasten lukumäärä (10⁸⁰). Aivojen kvanttitietokoneen tällainen suuri tietokapasiteetti antaa sinun tallentaa mielivaltaisen suuren määrän tietoa ja ratkaista mahdolliset ongelmat.

Tiedon tallentamiseksi sinun ei tarvitse luoda erityistä tallennuslaitetta: tiedot voidaan tallentaa samalle välineelle, jolla tietoja käsitellään (kubittien kvanttitiloissa).

Jokainen kuva ja jopa kuvan jokainen "sävy" (ottaen huomioon tietyn kuvan kaikki yhteydet muihin kuviin) voidaan liittää Hilbert-avaruuden pisteeseen, mikä heijastaa aivojen kvanttitietokoneen kubittien tiloja.. Kun joukko kubitteja on samassa pisteessä Hilbert-avaruudessa, tämä kuva "vilkkuu" tietoisuudessa ja se toistetaan.

Akustisten kubittien sotkeutuminen aivojen kvanttitietokoneeseen voidaan suorittaa kahdella tavalla.

Ensimmäinen tapa: aivojen myeliiniverkoston osien välisen läheisen kontaktin ja takertumisen siirtymisen vuoksi näiden kontaktien kautta.

Toinen tapa: kietoutuminen voi ilmetä saman värähtelymoodisarjan useiden toistojen seurauksena: näiden moodien välisestä korrelaatiosta tulee yksi kvanttitila, jonka elementtien välille muodostuu ei-paikallinen yhteys (luultavasti värähtelymuotojen avulla). NR¹- suorat viivat [1]). Ei-paikallinen yhteys mahdollistaa aivojen tietoverkon suorittaa johdonmukaisia laskelmia "kvanttirinnakkaisuudella".

Juuri tämä ominaisuus antaa aivojen kvanttitietokoneelle erittäin suuren laskentatehon.

Jotta aivojen kvanttitietokone toimisi tehokkaasti, ei tarvitse käyttää kaikkia 3 * 10¹² mahdolliset kubitit. Kvanttitietokoneen toiminta on tehokasta vaikka kubittien määrä olisi noin tuhat (10³). Tämä määrä kubitteja voidaan muodostaa yhteen aksoninippuun, joka koostuu vain 30 aksonista (jokainen hermo voi olla "mini" kvanttitietokone). Siten kvanttitietokone voi miehittää pienen osan aivoista, ja aivoissa voi olla monia kvanttitietokoneita.

Suurin vastaväite ehdotetulle aivojen tietojärjestelmän mekanismille on hypersonic-aaltojen suuri vaimennus. Tämä este voidaan voittaa "valaistumisen" vaikutuksella.

Muodostettujen värähtelymoodien intensiteetti voi olla riittävä etenemiseen itse aiheutetun läpinäkyvyyden moodissa (lämpövärähtelyt, jotka voivat tuhota värähtelymoodin koherenssin, tulevat itse osaksi tätä värähtelymoodia).

III. Kvanttitietokone, joka on rakennettu samoilla fysikaalisilla periaatteilla kuin ihmisen aivot

Jos aivojen tietojärjestelmä todella toimii kuin kvanttitietokone, jonka qubitit ovat akustosähköisiä tiloja, niin on täysin mahdollista luoda tietokone, joka toimii samoilla periaatteilla.

Seuraavan 5-6 kuukauden aikana kirjoittaja aikoo jättää patenttihakemuksen aivojen tietojärjestelmää simuloivalle kvanttitietokoneelle.

5-6 vuoden kuluttua voimme odottaa ensimmäisten tekoälynäytteiden ilmestymistä, jotka toimivat ihmisaivojen kuvassa ja kaltaisessa muodossa.

Kvanttitietokoneet käyttävät kvanttimekaniikan yleisimpiä lakeja. Luonto ei "keksinyt" mitään yleisempiä lakeja, joten se on aivan luonnollista tietoisuus toimii kvanttitietokoneen periaatteella hyödyntäen luonnon tarjoamia informaation käsittelyn ja tallennuksen maksimimahdollisuuksia.

On suositeltavaa suorittaa suora koe aivojen myeliiniverkoston koherenttien akustosähköisten värähtelyjen havaitsemiseksi. Tätä varten tulisi säteilyttää aivojen myeliiniverkoston osia lasersäteellä ja yrittää havaita modulaatio noin 5 * 10 taajuudella lähetetyssä tai heijastuneessa valossa.¹⁰ Hz.

Samanlainen koe voidaan suorittaa aksonin fysikaalisella mallilla, ts. keinotekoisesti luotu kalvo, jossa on sisäänrakennetut ionikanavat. Tämä koe on ensimmäinen askel kohti kvanttitietokoneen luomista, jonka työskentely tapahtuu samoilla fysikaalisilla periaatteilla kuin aivojen työ.

Aivoina toimivien (ja paremmin kuin aivot) kvanttitietokoneiden luominen nostaa sivilisaation tietotuen laadullisesti uudelle tasolle.

Johtopäätös

Kirjoittaja yrittää kiinnittää tiedeyhteisön huomion neljännesvuosisadan takaiseen työhön [2], joka voi olla tärkeää aivojen tietojärjestelmän mekanismin ymmärtämisen ja tajunnan luonteen tunnistamisen kannalta. Työn ydin on osoittaa, että hermosolujen kalvojen yksittäiset osat (Ranvier-sieppaukset) toimivat koherenttien akustosähköisten värähtelyjen lähteinä.

Tämän työn perustavanlaatuinen uutuus on kuvaus mekanismista, jolla Ranvierin sieppauksissa syntyviä värähtelyjä käytetään aivojen tietojärjestelmän toimintaan muistin ja tietoisuuden kantajana.

Hypoteesi on näytetty toteen, että aivojen tietojärjestelmä toimii kuten kvanttitietokone, jossa kubittien toimintaa hoitavat akustosähköiset värähtelymoodit neuronien kalvoissa. Työn päätehtävänä on perustella väite, joka aivot ovat kvanttitietokone, jonka kubitit ovat hermosolujen kalvojen koherentteja värähtelyjä.

Polarisaation ja vaiheen ohella toinen hermosolujen kalvojen hyperääniaaltojen parametri, jota voidaan käyttää kubittien muodostamiseen, on twist (tämä on 5^{ja minä} ominaisuus aalloilla, mikä heijastaa kiertoradan kulmamomenttia).

Pyörteilevien aaltojen luominen ei aiheuta erityisiä vaikeuksia: tätä varten Ranvierin sieppausten ja myeliinialueiden rajalla täytyy olla spiraalirakenteita tai vikoja. Todennäköisesti tällaisia rakenteita ja vikoja on olemassa (ja itse myeliinivaipat ovat spiraalimaisia).

Ehdotetun mallin mukaan pääasiallinen tiedon kantaja aivoissa on aivojen valkoinen aine (myeliinivaipat), ei harmaaaine, kuten tällä hetkellä uskotaan. Myeliinivaipat eivät ainoastaan lisää toimintapotentiaalien etenemisnopeutta, vaan ne ovat myös muistin ja tietoisuuden pääasiallinen kantaja: suurin osa tiedosta käsitellään aivojen valkoisessa, ei harmaassa aineessa.

Ehdotetun aivojen tietojärjestelmän mallin puitteissa Descartesin esittämä psykofyysinen ongelma löytää ratkaisun: "Miten ruumis ja henki liittyvät ihmisessä?" Toisin sanoen mikä on aineen ja tietoisuuden suhde?

Vastaus on seuraava: Henki on olemassa Hilbert-avaruudessa, mutta sen luovat kvantti-kubitit, jotka muodostuvat aika-avaruudessa esiintyvistä ainehiukkasista.

Nykyaikainen tekniikka pystyy toistamaan aivojen aksoniverkon rakenteen ja tarkistamaan, syntyykö tässä verkossa todella yliäänivärähtelyjä, ja sitten luomaan kvanttitietokoneen, jossa näitä värähtelyjä käytetään kubitteina.

Ajan myötä akustosähköiseen kvanttitietokoneeseen perustuva tekoäly pystyy ylittämään ihmistietoisuuden laadulliset ominaisuudet. Tämä tekee mahdolliseksi ottaa perustavanlaatuisen uuden askeleen ihmisen evoluutiossa, ja tämän askeleen tekee ihmisen itsensä tietoisuus.

On tullut aika aloittaa lopullisen työselvityksen [2] täytäntöönpano: "Tulevaisuudessa on mahdollista luoda neurotietokone, joka toimii samoilla fysikaalisilla periaatteilla kuin ihmisen aivot.".

johtopäätöksiä

1. Hermosolujen kalvoissa on koherentteja akustosähköisiä värähtelyjä: nämä värähtelyt syntyvät akustisen laserilmiön mukaisesti Ranvierin sieppauksissa ja etenevät myeliinivaippoihin

2. Koherentit akustosähköiset värähtelyt hermosolujen myeliinivaippoissa suorittavat kubittien tehtävää, jonka perusteella aivojen tietojärjestelmä toimii kvanttitietokoneen periaatteella

3. Lähivuosina on mahdollista luoda tekoälyä, joka on kvanttitietokone, joka toimii samoilla fysikaalisilla periaatteilla, joilla aivojen tietojärjestelmä toimii

KIRJALLISUUS

1. V. A. Shashlov, Uusi malli Universumista (I) // "Academy of Trinitarianism", M., El No. 77-6567, publ. 24950, 20.11.2018