V tem delu bodo podrobneje prikazane nekatere posebne fizikalne teorije, ki se uporabljajo kot naturalistična razlaga osnov zavesti, predvsem Bohmova in Penroseova. Ti dve teoriji bom tudi najpogosteje uporabljal v naslednjih poglavjih.

Kompleksni sistemi delujejo na vseh svojih nivojih hkrati. Tudi zavest sama je proces na več ravneh. Lahko npr. govorimo o vseobsegajoči (transcendentalni) zavesti ali pa o osredotočeni zavesti. Slednja, vsakdanja intencionalna zavest, je dinamični gestalt zelo visokega reda s fenomenalno vsebino, ki lahko začasno izgine (npr. ob poškodbi človek zgubi zavest). Predvsem ta drugi primer kaže, da zavesti ne velja "iskati" (le) v nekem "onostranstvu", temveč prej v posebnih "fraktalnih procesih" vzdolž poti, ki so podobne tistim po t. i. Moebiusovem traku.

Kaj pa transcendentalna zavest sama na sebi? Ali je celo nekaj primarnega, fundamentalnega? Ali je nujno preiti pri iskanju "izvora" oziroma "nosilca" zavesti na nivo kvantne teorije polja ali zadoščajo že nevropsihološki procesi – seveda implicitni na visoko virtualnem nivoju? Ugotovili smo že, da svoj pravi pomen pri zavesti dobijo nevronski in (sub)kvantni procesi šele v vzajemni medigri.

Na nelinearne samointerakcije opozarjajo tudi v kvantni kromodinamiki (v gluonskem polju), češ da so morebiti odgovorne za samozavedanje (Hagelin, 1987, 1990). Samointerakcija naj bi povzročila dinamično reakcijo polja na svojo lastno prisotnost. Odprta ostaja natančna opredelitev, v kakšnem smislu bi se to dogajalo oziroma ali res gre za zvezo z zavestjo. Samointeraktivni spontani zlom simetrije naj bi tudi porušil prvotno globalno ravnovesje in homogenost ter sprožil procese tvorbe delcev, interakcij med njimi in vse kompleksnejših vezanih sistemov. Implicitni soobstoj (superpozicija) vseh možnih oblik se s tem sprevrže v eksplicitno realizacijo določenih oblik.

O takšnih procesih samih seveda lahko govorimo, ne moremo pa se prepričati, ali so dejansko povezani z zavestjo. Zdi se, da imajo raziskave sodobne fizike in poročila meditantov oziroma mistikov vse več skupnih obeležij. Nedvomno gre za nekakšno korelacijo, vendar kavzalnih in razlagalnih zaključkov ni mogoče dajati (Capra, 1982). Tako bo problem zavesti verjetno še ostajal zavit v skrivnost, posebno glede kvalij (mistična stanja jih ne razjasnjujejo). Neintencionalna zavest je dostopna v neposredni sintetični izkušnji kot najvišja raven zavesti in korelat kvantni celovitosti; v nižjih stanjih zavesti pa zlom simetrije zabriše možnosti analitičnega zasledovanja narave fokusirane (intencionalne) zavesti. Večina meni, da v trenutku spoznavanja ali zavedanja ne moremo dojeti taisto spoznavanje ali zavedanje samo (nekakšno načelo nedoločenosti). To se lahko zgodi edinole ob popolnem poenotenju zavedanega in zavedajočega, ko izgine kakršnakoli razlika in avtonomnost enega ali drugega. To pa presega znanost kot logično in analitično intersubjektivno dejavnost. Je s tem tudi samozavedanje samo transcendirano? Tedaj bi dvosmerno veljalo: zavest oziroma zavedanje je samozavedanje. Zavest sama na sebi bi potemtakem nujno bila poenotena z vso energijo (materijo), implicitnim (možnim) in eksplicitnim (nujnim) v eno prasubstanco ali praizvor. Ta prasubstanca (ki ima mnogo različnih imen) bi razpadala v svoje posamezne projekcije, kot jih dojemamo mi (to spominja na Spinozo).

Vsekakor pa je običajna intencionalna zavest (zavest o nekem vzorcu) in lokalno, osebno samozavedanje nekaj, kar je ločeno od transcendentalne zavesti. Pri vsakdanjem samozavedanju človeka gre za sekundarno samozavedanje kot samonanašanje – kot rekurziven proces, ki nastopi kot posledica razpada kompleksnega sistema v spekter ločenih ravni. Temu pa bo, kot je bilo rečeno, najbrž treba slediti tudi v okviru teorije kaosa.

Bohmova kvantna teorija in sinergetske nevronske mreže si delijo skupno lastnost: eksplicitno realiziran sistem v obeh primerih nosi še vso nadgradnjo implicitno realiziranih struktur. Le namignimo, da v sinergetiki implicitne strukture organizira dejavnost t. i. parametrov urejenosti, v kvantni mehaniki pa to vlogo igrajo verjetnostni koeficienti za lastne funkcije.

Nevronski vzorci v matematičnem formalizmu dokaj ustrezajo kvantnim lastnim funkcijam. Razlika je v ravni oziroma v naravi osnovnega elementa sistema: V prvem primeru je to živčna celica (nevron), v drugem pa so to neki "delci" ali raje "točke" na subkvantnem nivoju (kot prikazuje Bohm). Vzorci kot konfiguracije stanj nevronov v mreži pa niso le eksplicitne tvorbe, marveč dobijo svoj pomen šele v odnosu do drugih konfiguracij. Šele dejstvo, da je nek vzorec bolj stabilen od drugega ali da je bolj podoben drugemu vzorci kot tretjemu ipd., daje določenemu vzorcu določeno vlogo. Pomemben ni torej vzorec sam, temveč njegovo mesto v kontekstu drugih vzorcev in sistema kot celote. Nek vzorec lahko privlači mnoge druge konfiguracije, tako da se le-te vse bolj pretvarjajo vanj. Zato rečemo, da je tak vzorec atraktor sistemske dinamike in predstavlja minimum energije – stabilno stanje.

Pomembne torej niso realizacije vzorcev prek aktivnosti posameznih nevronov, ki tvorijo vzorec, temveč velikosti njihovih območij atrakcije in njihova stabilnost nasproti drugim vzorcem. Taki atraktorji, ki so že virtualne tvorbe, pa se potem asociativno povezujejo v implicitne hierarhične strukture. Vzorec ima torej dve manifestaciji: je konfiguracija materialnih nevronov in je atraktor ter stanje z minimalno energijo glede na druge možne konfiguracije. Prva manifestacija je eksplicitna, druga pa je implicitna oziroma virtualna. Navadno vzorci za razliko od običajnih konfiguracij predstavljajo neko vsebino (imajo nek pomen), saj so se le s stalnim potrjevanjem realnega okolja lahko stabilizirali. Vzorci so gestalti – kvalitativno nove strukture, ne le vsote osnovnih elementov. Njihov pomen ni zastopan v njihovi materialni realizaciji, temveč v njihovih medsebojnih (ko)relacijah in transformacijah (asociacijah). Pomen torej izvira iz nadmaterialne procesualne narave, saj je funkcija notranjih kontekstualnih odnosov vsega sistema. S tem je neodvisen od implementacije, kot (vsaj za ta primer) pravilno trdi funkcionalizem.

Bohm v kvantnem sistemu najde "urejene sekvence zavijajočih in razvijajočih se domen (struktur)". Delec namreč ni kompaktna gibajoča se struktura, temveč "vzorec", ki se vedno znova resonančno ustvarja v novih okoliščinah ("prostorsko premaknjen") kot implicitna lastnost celega sistema. V teoriji nevronskih mrež pa govorimo o asociativnih verigah, katerih členi (vzorci) se sproti ustvarjajo s paralelno-distribuiranim procesom.

A. Kodiranje objekta zavesti – tega, kar je "v zavesti":

C. Učenje: proces SPREMINJANJA JAKOSTI SINAPTIČNIH VEZI pod vplivom novih dražljajev iz okolja

D. Razpoznavanje vzorca: rekonstrukcija nevronskega vzorca-atraktorja v sistemu nevronov, ki jo sproži pojav ustreznega objekta v okolju (sistem pri tem najde energijski minimum)

E. Razumevanje: asociativna sinteza nevronskih ali kvantnih vzorcev-atraktorjev nižjega reda v gestaltni vzorec-atraktor (v kvalitativno novo enoto) na osnovi kontekstualnega vpliva – medsebojnega interagiranja (primerjanja) množice vzorcev

F. Hierarhične strukture vzorcev:

Sorodna fiziološka stanja so, kaže, podlaga NEZAVEDNEGA in PODZAVEDNEGA (drugi izraz je mišljen v Freudovem smislu, prvi pa v širšem). Vendar podzavednega in nezavednega ni mogoče jasno omejiti le na sistem sinaps ali na kvantno interferenco. Zanesljivo je le to, da podzavedni in nezavedni procesi ne presežejo praga, ki bi vodil k rekurziji in "budnemu" (zavestnemu) samonanašanju.

H. Korespondenca matematično-fizikalnega formalizma:

Pokazali bomo, da imajo vsi holistični modeli biofizikalnega ozadja duha in zavesti skupna obeležja. Najvidnejši izmed takih modelov so: Bohmova teorija kvantnih implikacij (Bohm, 1980; Bohm & Hiley, 1993), Pribramova holonomska teorija možganov (Pribram, 1991), holografske teorije duševnosti in vesolja (Russel, 1987; Capra, 1982), Stappova interpretacija kvantne mehanike s S-matriko (Stapp, 1971), "bootstrap" teorija (Chew, 1971; Frauenfelder, 1979) in nenazadnje posplošitve asociativnih ter sinergetskih nevronskih mrež (Haken, 1996; Kohonen, 1984; Hinton & Anderson, 1989). Osnovni matematični principi teh modelov so vselej: kolektivno sistemsko procesiranje (paralelno-distribuirano in sintetično), holizem (delovanje elementov sistema po načelu "vsi za enega, eden za vse") in nelokalna "holografska" zastopanost informacijske vsebine po načelu "vse v enem, eno v vsem". Modeli se razlikujejo po različnih težiščih svojih pristopov in po svojem izvoru: po nivoju obravnave (fizikalni, biološki, nevropsihološki) in po načinu modelske izvedbe (kvantno-fizikalna, optična, nevrofiziološka, računalniška, psihološka). Lastnosti različnih modelov se prepletajo in se rekonstruirajo na zelo različnih nivojih.

David Bohm v knjigi "Wholeness and Implicate Order" (Bohm, 1980) poljudno predstavlja svoj pogled na probleme duha in zavesti skozi kvantno teorijo. Vendar ne uporablja "klasičnega" pristopa kvantne mehanike, temveč jo dojema na ravni kompleksnega sistema, v pogojih zelo visokih energij in rekonstruirane simetrije. Posebej poudarja celostno soodvisnost. Za ponazoritev paralelno-distribuiranega procesa, ki zaznamuje kvantni "medij", uporablja analogijo s holografijo.

HOLOGRAFIJA je posebna vrsta tridimenzionalne fotografije, ki spominja na možgansko asociativno pomnjenje (Kohonen, 1984). Hologram je ploščica, ki jo osvetlimo z laserskim žarkom neposredno in posredno prek odboja od predmeta, ki ga fotografiramo. Intenziteta interferenčnega vzorca se na hologramu odraža v prepustnosti ploščice. Tako lahko v hologram zapišemo več vzorcev hkrati, tako da so v njem vzporedno-razpršeno shranjeni. S holograma lahko prikličemo določen vzorec, če hologram naknadno presvetimo z ustreznim svetlobnim vzorcem. Priklicana slika je tridimenzionalna in vidna z vseh možnih kotov. Tudi če hologram presvetimo le z delnim vzorcem, bo hologram rekonstruiral celotni vzorec, saj bo povzročil takšne jakosti in faze elektromagnetnega valovanja (svetlobe), kot bi jih povzročila prisotnost dejanskega predmeta. Le ostrina v podrobnostih bo malo manjša in prav tako tudi količina možnih zornih kotov. V vsaki točki holograma je implicitno zastopana celotna vsebina (vsi vzorci), hkrati pa je vsak vzorec zakodiran po vsem hologramu. Ti pojavi so v tesni analogiji s procesi v asociativni nevronski mreži. Matematičnofizikalni princip je malodane isti, izvedba pa je pri holografiji optična, pri nevronski mreži pa ustreza sistemu živčnih celic.

Bohm uvaja izraza EKSPLICITNI (materialno realizirani oziroma manifestirani) red in IMPLICITNI (skriti, latentni, možni, vendar še nerealizirani) red. Poslužuje se tudi sorodnih izrazov: razviti red (angl. "unfolded order") in zaviti oziroma v nečem drugem zaobseženi red (angl. "enfolded order"). Dinamika kompleksnega sistema (nevronskega ali kvantno-mehanskega) se mu zdi kot širok in množičen proces zavijanja in razvijanja materialne in informacijske vsebine. Elementi sistema (nevroni ali točke oziroma delci) zbirajo informacije ali materijo oziroma energijo od drugih, potem pa spet razpošiljajo drugim (difundirajo). Do takega dojemanja nujno pridejo poleg sistemskih kvantnih fizikov tudi raziskovalci nevronskih mrež (Peruš, 1995a, 13.2.).

Bohm izhaja pri raziskavi takega celostnega simetričnega procesa iz subkvantnega nivoja, denimo iz vakuumskih fluktuacij, katerih procesualne splete imenuje "hologibanje".

Predstavimo Bohmovo teorijo v njenem izvornem področju – kvantni fiziki in fiziki "osnovnih delcev". Mnogi kompleksni sistemi kažejo, da je nosilec informacij in (intrinzičnega, sistemskega) pomena sistem kot celota na globalni ravni, ne na ločenih lokalnih mestih. Zdi se, da zavesti ni mogoče lokalizirati. Nekateri (Berkovich, 1993) menijo, da so možgani le sprejemnik-oddajnik oziroma "terminal", "računalnik (CPU)" pa je osnovno kvantno polje, na katerega so možgani oziroma duševnost priključeni. Osnovni medij omogoča kolektivno paralelno-distribuirano obdelavo informacij, ki je decentralizirana. Princip delovanja bi bil podoben kot pri notranji asociativni nevronski mreži v individualnih možganih, le da bi možgani igrali vlogo "nevronov" v kozmični mreži. V višjih stanjih zavesti naj bi bil vstop v kozmični "medij" mogoč, v nižjih pa bi bila zavest osredotočena na notranjo vsebino "terminala" samega. Jungovo kolektivno nezavedno bi bilo s tem tudi naravoslovno legalizirano (Insinna, 1992).

V tem kontekstu ne bi bili mnogi parapsihološki pojavi in mistika nič nekompatibilnega s fiziko. Šlo bi le za fiziko kompleksnih sistemov (sinergetiko, asociativne nevronske mreže in kvantno holografijo v posplošenem smislu), ne pa za današnjo fiziko individualnih delcev. Zato so Bohmove kvantne implikacije pomembne za raziskave zavesti in duha.

Telegrafsko preglejmo nekaj osnovnih Bohmovih tez: Predlaga zamenjavo mere (razmerja (lat. "ratio"), kvantitete) s kontekstom (okoliščinami). Pomen tiči po njegovem mnenju v obstoju samem (veljalo bi dopolniti: kolikor obstoj nečesa mobilizira nek proces). Pomen, ki dobi svojo vlogo šele v nekem kontekstu (okoliščinah), organizira vse. Bistvo pomena je v tem, da vsebina postane kontekst in obratno. S tem se vsebina in kontekst izmenjujeta tako, da na različnih ravneh prehajata drug v drugega in se soustvarjata. Obstoj nečesa (npr. delca) v sebi torej kodira značilnosti vsega sistema, v pogojih zlomljene simetrije pa še posebej določene lastnosti (denimo vplivov prostorske okolice).

Če je zavest vsebina zavesti, potem je zavest pomen (pravi Bohm; mi dodajmo še: v kolikor vsebina sproži proces). Zdi se, da zgornji stavki ne opisujejo le filozofsko-psiholoških pojmov (zavest, pomen, vsebina), temveč predvsem tudi ustrezne sistemske fizikalne procese. Pravzaprav nam ni treba več ločevati med opisom procesov v nevronski mreži, med opisom kvantnega dogajanja na simetričnem nivoju in med opisi transpersonalne psihologije. Vprašanje je le, ali gre samo za analogijo med temi ravnmi ali celo kar za identičnost v nekem smislu. Torej: ali je zavest implicitno zastopana v kvantnem polju?

Različni delci so po Bohmu projekcije višje-dimenzionalne realnosti, ki je ni mogoče zreducirati na delce same in interakcije med njimi. To velja tudi za duševne vzorce. Bohm navaja primer: Človek na dveh zaslonih opazuje dogajanje, ki ga v sosednji sobi snemata z različnih zornih kotov dve kameri. Dogajanje na zaslonih je projekcija pravega dogajanja v nižjo dimenzijo. Človek lahko razbere neke korelacije med dogajanjima na obeh zaslonih, to pa še ni dovolj za določitev vzročne zveze med procesoma na enem in drugem zaslonu. Dogajanje v sosednji sobi je nekaj več – neka, celota, ki jo kameri le projicirata na ustrezne zaslone (podprostore). Ugotovitev nekakšne vzročne zveze med vsebinama zaslonov je manj verna predstavitev realnosti kot pa neposreden celovit opis samega dogajanja v sobi.

Vse te analogije vodijo Bohma do zaključka, da iz "morja neskončne energije" izhajajo štiri osnovne stvari: energija, materija, pomen in samozavedanje. Pomen povzroča kondenzacijo energije v neko regularno materialno (eksplicitno) obliko. Objektivno in subjektivno sta enakovredni in vzporedno komplementarno razvijajoči se kategoriji, ki pa imata skupni izvor v osnovnem polju oziroma vakuumu (po starem poimenovanju). Tako tudi obstoječe (eksplicitno) in obstoječe-kot-možnost (implicitno) bivata hkrati ter se izmenjujeta in drug drugega pogojujeta v realizaciji. Vendar je po Bohmu skupni izvor vsega praimplicitno, ki je le čista možnost, ki teži k realizaciji (podobno trdita Giordano Bruno in Nikolaj Kuzanski). Gre za multidimenzionalni implicitni red, imenovan "hologibanje" (po starem vakuumske fluktuacije). To, da je implicitno bolj fundamentalno kot eksplicitno zveni skoraj idealistično ali celo solipsistično. Ali lahko to prvotno simetrijo označimo kot čisto zavest? Mislim, da ne nujno. Lahko pa jo dojemamo kot Nič (v eksplicitni obliki) in Vse (v implicitnem) hkrati.

In spet – ali so Bohmove multidimenzionalne implicitne strukture atraktorji dinamike posplošenega sistema formalnih nevronov (t. i. "skritih spremenljivk"), ki virtualno izhajajo kot gestalti eksplicitnih struktur (vzorcev formalnih nevronov)? Implicitne mreže lahko delujejo tudi brez dobro definiranih osnovnih "nevronov", kot dokazuje holografija. Kar je odločilno, je interakcijska mreža – interferenčni vzorec (sistem formalnih vezi Hebbovega tipa ali sistem faznih razlik – hologram). Tukaj izhaja implicitno iz eksplicitnega, prej pa smo rekli obratno. Spet začaran krog, ki ga ne moremo razrešiti, vendar je to za kompleksne sisteme značilno in se moramo s tem sprijazniti (zaradi takih "paradoksov" svet sploh obstaja). Ali je zavest izraz te rekurzivne medsebojne imitacije?

David Bohm je kljub svojemu disidentskem slovesu svetovno priznan kvantni fizik (Albert, 1994). Velja za enega redkih uglednih sodobnih fizikov, ki se je trudil vzpostavljati most tudi s humanističnimi znanostmi (v našem okolju ima to redko vlogo Ivan Supek, Heisenbergov učenec in nedavni predsednik Hrvaške Akademije znanosti in umetnosti) (Supek, 1995). V fizikalni javnosti je Bohm najprej zaslovel z objavo opisa Aharonov-Bohmovega efekta. V fizikalnem jeziku bi ta pojav opisali v kratkem takole: Imamo magnetno polje, vendar je omejeno na geometrijsko senco med dvema režama. Poskrbimo, da elektroni, ki jih pošljemo skozi ti dve reži, potujejo le v področju, kjer magnetnega polja ni. Tedaj se interferenčne črte na zaslonu premaknejo, premik pa je sorazmeren z magnetnim pretokom, ki so ga objele poti elektronov. Dobimo torej dodaten prispevek k fazi valovne funkcije. Ta pojav dokazuje, da je na fizikalno stanje (tukaj na elektrone) mogoče vplivati tudi takrat, ko nanj ne deluje neka zunanja sila. Nadaljne raziskave kažejo, da je posrednik očitno celovit osnovni "medij" – kvantno hologibanje. In če njegovo celovito prežetost "pokvarimo", efekt izgine (Hiley & Peat, 1987).

To je bil eksperimentalni primer, sedaj pa si poglejmo še teorijo. Stanje fizikalnega sistema opišemo v kvantni mehaniki z valovno funkcijo, ki je sestavljena iz vrste neodvisnih "normalnih nihanj". Če pa ta linearni primer razširimo v nelinearnost, tedaj valovnih funkcij ne moremo kar preprosto seštevati. Približek z vsoto neodvisnih normalnih nihanj sicer lahko ohranimo, vendar tako, da dodamo njihovo sklopitev: Normalna nihanja so potlej povezana z neko interakcijo in so tako soodvisna.

Valovna funkcija določa le statistično porazdelitev potencialnosti oziroma verjetnosti za določene možnosti, katerih udejanjenje je odvisno od trenutnih eksperimentalnih okoliščin. Valovna funkcija torej ne podaja opisa dejanskih lastnosti individualnega delca, procesa ali dogodka, temveč le verjetnosti za realizacijo teh lastnosti pri danih fizikalnih pogojih.

Bohm za valovno funkcijo uporabi nastavek, ki ga sestavljata amplituda in eksponentni člen s fazo (spremenljivka S deljena s Planckovo konstanto). Z njo rešuje Schrödingerjevo enačbo in pri tem dobi dve realni enačbi. Od teh je ena v bistvu klasična enačba gibanja, ki pa vsebuje tudi dodatni člen, v katerem nastopa potencial. Ta potencial je Bohm imenoval KVANTNI POTENCIAL, ki naj bi nosil celostne kvantne efekte (take, ki so funkcija sistema kot celote). Kvantni potencial v splošnem NE povzroča POJEMAJOČE INTERAKCIJE med delcema, ko se razdalja med delcema veča. To je drugače kot pri običajnih interakcijah med delci, npr. pri delovanju električnih ali gravitacijskih sil med nabitima oziroma masnima delcema, ko velikost sile pada s kvadratom razdalje med delcema. Ti zakoni so posledica zlomljene simetrije, saj nehomogenost polja (obstoj delcev) vodi do t. i. senčenja – medsebojnega oviranja delcev z npr. različnimi naboji. Vakuum se namreč polarizira in s tem nastajajo delci ter antidelci, ki so lokalne nehomogenosti; te pa razbijajo celovitost. Če pa se dvignemo z ravni posameznih delcev in njihovih interakcij na raven celotnega sistema vzide novo stanje, ki ga zastopa kvantni potencial.

Kvantni potencial ne more biti izražen kot determinirana funkcija vseh koordinat POSAMEZNIH DELCEV, temveč je odvisen od kvantnega stanja sistema kot CELOTE. Kvantni potencial predstavlja (poleg klasičnega potenciala) dodatno silo, ki deluje na delec, vendar ne pojema z razdaljo (Gould & Hiley, 1993). Dva sistema sta torej lahko v neposredni interakciji kljub veliki prostorski oddaljenosti. Prek kvantnega potenciala se deli organizirajo v skladu s celoto. V posebnih primerih pa se kvantni potencial celote zreducira na vsoto posameznih komponent: Celota se razstavi na množico neodvisnih konstitutivnih delov. Primere koordinirane oziroma korelativne dinamike sistema najdemo v SUPERPREVODNOSTI (električni tokovi brez upora), SUPERFLUIDNOSTI (tokovi tekočine brez viskoznosti) in raznih drugih pojavih kolektivnega stanja oziroma gibanja elektronov idr. Ni več difuzije in sipanja elektronov. Take daljnosežne korelacije razpadejo, ko večamo temperaturo oziroma šum.

Basil J. Hiley je skupaj z Davidom Bohmom tvorec ontološke interpretacije kvantne teorije (Bohm & Hiley, 1993; glej tudi Hiley & Peruš, 1995). Začetki ontološke interpretacije, ki jih je postavil Bohm, sledeč idejam Louisa de Brogliea, segajo v petdeseta leta (Bohm, 1954). V knjigi "Undivided Universe" (1993) je Bohm s Hileyevo pomočjo tik pred smrtjo povzel svoje življenjsko delo in združil ideje. Preglejmo jih po vrsti od osnovnih konceptov in opisov do sestavljenega pogleda na kvantno informatiko.

Delec se lahko smatra kot sekvenca prihajajočih in izhajajočih valov. Zelo poenostavljeno bi to lahko ponazorili s skupkom vodne pene, ki nastane na površini žuboreče vode in se ohranja, čeprav se voda neprestano izmenjuje. Kolektivni rezultat prispevkov takšnih vhodnih in izhodnih valov izide iz uravnovešenja težnje po razprostiranju ("unfolding") in težnje po zoženju ("enfolding") v bolj določeno obliko. Proces zožanja je v bistvu enak tistemu, ki ga povzroči "kolaps valovne funkcije". Valovna funkcija matematično opisuje stanje kvantnega sistema. "Kolaps valovne funkcije" je prehod kvantnega sistema od superpozicije mnogih tako imenovanih lastnih stanj ("mešanice" nekakšnih kvantnih vzorcev – stabilnih karakterističnih stanj) k eni sami izmed teh lastnih stanj. To transformacijo "mešanice" (matematično: linearne kombinacije) stanj v eno čisto stanje navadno sproži proces merjenja.

Delec torej nima kontinuiranega obstoja, marveč je rezultat stalnega procesa "zavijanja" ("enfolding") in "razvijanja" ("unfolding"), oblikovanja in razpadanja, ekspliciranja in impliciranja, vendar če ta dva mikroskopska procesa potekata uravnovešeno, lahko delec makroskopsko gledano ohrani svojo obliko neprekinjeno. Časovna koordinata v Bohm-Hileyevem, pa tudi Feynmanovem pristopu predstavlja stopnjo implikacije (glej tudi Bohm, 1987).

Valovna funkcija ne predstavlja realnosti, temveč niz potencialnosti, ki se lahko realizirajo v določenih eksperimentalnih okoliščinah. Merilni aparat pravzaprav pomaga "ustvariti" opazovane rezultate. Kvantno merjenje je posebna oblika prehoda oziroma transformacije, pri kateri dva sistema interagirata in izideta v KORELIRANEM stanju.

Pri sistemih mnogih delcev obstajajo tudi močne nelokalne interakcije: delci so lahko močno povezani tudi prek zelo velikih razdalj. Pravzaprav se "vpliv" prenese takoj. Ta pojav testirajo Bellove neenačbe: če jim ni zadoščeno, imamo opravka s takojšnjo nelokalno sklopitvijo (Bertlmann, 1990). Vendar je vprašanje, v katerem referenčnem (izhodiščnem) sistemu so nelokalne interakcije takojšnje, saj se taiste interakcije lahko v drugih sistemih izražajo kot vplivi naprej in nazaj v času, četudi še naprej na površini prostor-časa.

Nelokalne interakcije in neposredne sklopitve se lahko zgodijo ne le med zelo oddaljenimi točkami v prostorskem smislu, temveč celo časovnem. V zvezi s tem je tudi interpretacija Wheelerjevega poskusa: opazovanje v sedanjosti lahko določa preteklost kvantnega sistema. Torej lahko, kaže, z načinom sedanjega opazovanja v kvantnem okviru vplivamo na preteklost (podrobni opis eksperimenta v: Kafatos & Nadeau, 1990).

Že desetletja sta Bohm in Hiley opozarjala fizikalno skupnost, da skupaj s klasičnimi silami na delec deluje tudi dodatna kvantna sila. Ustreza kvantnemu potencialu, kateraga vpliv ni odvisen od moči (jakosti), temveč od njegove OBLIKE. Delec spreminja samega sebe in se giblje pod vplivom lastne energije, ki jo določa oblika kvantnega valovnega paketa. Tudi faza (zamik med valovi – pomembna kvantna količina) ni odvisna od amplitude (jakosti) polja, ampak njegove oblike. Energija in gibalna količina "samopoganjajočega se" delca izvirata iz vakuumskih fluktuacij. Kvantne vakuumske fluktuacije so majhna slučajna oziroma statistična odstopanja od mirovnega stanja vakuuma. Če povemo po domače, gre za zelo hitre in kratkotrajne kvantne dogodke, ki se pojavijo "iz nič".

Klasični svet se od kvantnega razlikuje v tem, da postane kvantni potencial (potencial celote) na tej ravni zanemarljiv. Torej je prehod od kvantnega vedenja h klasičnemu postopen, brez natančne meje. Nižje od klasičnega nivoja se kvantna celota ne more razdeliti na analizo posameznih konstitutivnih delov. Tako je tudi kvantni potencial odvisen od "stanja" kvantnega sistema kot celote, ne da bi mogel biti določen z vsemi posamičnimi interakcijami med delci. Nelokalnost je posledica izključno delovanja kvantnega potenciala. Sile med delci so odvisne od valovne funkcije celotnega sistema.

Tudi superprevodnost (ni upornosti za električne tokove) in superfluidnost (ni viskoznosti za tokove) se pojavljata zaradi "skupnega informacijskega polja", prek katerega delci ustvarijo koherentno stanje oziroma usklajujejo svoje hitrosti na isto hitrost. Koherentna stanja so posebna kvantna stanja, kjer valovni paket niha kot enota. V interakcijah z drugimi sistemi se oscilator s koherentnim stanjem visoke povprečne energije vede kot klasični, dobro definiran objekt (Penrose, 1989).

Nadalje Bohm in Hiley (1993) uvedeta idejo aktivne informacije, ki pravi, da oblika, ki ima malo energije, lahko upravlja veliko večjo energijo. Aktivna informacija se loči od običajne Shannonove in ni odvisna od našega znanja ali neznanja, temveč je informacija, ki določa gibanje delca samega. Npr. pri poskusu z dvema režama delec lahko gre skozi eno ali skozi drugo režo, vendar je njegovo gibanje določeno z aktivno informacijo, ki prihaja od kvantnega polja, ki je šlo skozi obe reži.

Spin je osnovni pojem fizike, sploh fizike kompleksnih sistemov. Spin je kontekstualno pogojeno cirkulatorno gibanje "točkastega" delca, ki ima le eno notranjo (intrinzično) količino – svojo pozicijo. Delci (kot npr. elektron) lahko imajo hkrati dobro definirano pozicijo in gibalno količino, vendar ju le mi ne moremo hkrati dovolj natančno izmeriti (načelo nedoločenosti). Ta teza Bohma in Hileya postavlja v spor z ortodoksno kvantno teorijo.

Po Bohmu in Hileyu (1993) sta tako valovna funkcija kot tudi gostotna matrika nepopolna opisa kvantnega "stanja" (to so, bolje rečeno, procesi). Zato uvajata "beables", ki nastopajo ali kot točno definirane poti delcev ali kot natančno določena gibanja spremenljivk polja. "Beables" naj bi bile nadomestilo za opazljivke, saj so "realne bitnosti", ki niso odvisne od tega, ali so opazovane in ali se o njih kaj ve. (Opazljivke so fizikalne količine, ki se določajo z merjenjem in so s tem odvisne od procesa merjenja samega, njegovega načina in okoliščin.) Tukaj Bohm in Hiley ontologizirata svojo teorijo (rekel bi, da bržkone preuranjeno).

Ves Univerzum je na nek način zaobjet v vsem posameznem in vsaka stvar je zaobjeta v celoti. Makroskopske stvari, ki so relativno neodvisne druga od druge, so navadno le zunanje povezane. Na kvantni ravni pa princip implikatnega zaobjemanja vzpostavlja notranje povezave s celoto oziroma v celoti, tako da je vsaka stvar notranje povezana z vsako drugo.

Kvantne procese bi lahko razumeli kot prepletanje procesov informacijskega zajemanja-razprostiranja (ali tudi zavijanja-razvijanja, orig. angl. "enfolding-unfolding"). Karkoli obdrži stalno obliko, se vzdržuje kot razprostiranje rekurzivnega in stabilnega vzorca, ki je stalno obnavljan z zajemanjem in razkrojevan z razprostiranjem. Če se obnavljanje neha, oblika izgine.

Torej vse stvari, obstajajoče v implikatnem redu, izhajajo iz hologibanja in se vračajo vanj. Kvantna stanja obstajajo le nekaj časa in, dokler trajajo, je njihova eksistenca vzdrževana s stalnim procesom razvijanja in ponovnega zavijanja. To daje relativno stabilne, neodvisne, samodeterminirane in samoorganizirane oblike v eksplikatnem redu. Tukaj ponovno razložimo, da je hologibanje izraz, ki ga Bohm in Hiley predlagata namesto zastarelega izraza vakuum. Vakuum oziroma hologibanje namreč ni nič, temveč je eksplicirani (onadva uvajata poseben izraz: eksplikatni) Nič, ki pa je hkrati implicirani (implikatni) oziroma potencialni Vse. V hologibanju nič dejansko ne obstaja, vendar iz njega lahko nastane vse, torej je to vse v njem že vseskozi prisotno kot možnost! Nabor vseh možnih stanj je tudi bistvo pojma implikatni red. Za razliko od le-tega eksplikatni red predstavlja eno uresničeno možnost.

Duševni procesi in zavest so v neposredni zvezi s fizikalnimi procesi, gledano globoko celo sovpadajo. Vsaka stvar ima "mentalni pol" in "fizikalni pol". Tako imajo tudi delci neko stopnjo mentalnih kvalitet, ki so matematično predstavljene s kvantnim potencialom.

Nekateri zatrjujejo, da zavest ni fizikalna lastnost, temveč lastnost duševnosti, ki je nekaj povsem drugega. Namreč, materija zadošča kvantnemu superpozicijskemu principu, duševnost pa ne. Po tem je torej duševnost odgovorna za obstoj fenomenologije klasičnega sveta. Zavedanje klasičnega sveta je posledica tega, da se vsaka duševnost zaveda le majhnega dela celote. Klasični svet je torej iluzija, v kolikor se ta del izkazuje kot celota.

Za fizikalistične teorije zavesti je pomembna tudi Everettova interpretacija mnogih svetov, ki je široko sprejeta med kozmologi (DeWitt & Graham, 1973; Davies & Brown, 1986). Opazovalce vključuje v teorijo kot povsem fizikalne sisteme. Everett predpostavi, da vsak del valovne funkcije ustreza določenemu stanju zavesti o vsebini opazovalčevega spomina. Pravi, da je v določenem smislu samo ena totalna zavest, ki pripada takemu opazovalcu, vendar je mnogo možnih vej, sestavljenih iz sekvenc parcialnih zavesti. Ena od teh vej predstavlja doživljanje posamezne osebe. Ostale veje ne predstavljajo le možna doživljanja, ki bi jih posamezna oseba lahko imela, temveč predstavljajo sekvence zaznav drugih oseb – podobnih, a vendar različnih od naše. Vendarle te osebe niso zavestne druga druge in tudi ne celote, čeprav so posebne veje univerzalne zavesti vsega oziroma zavesti o vsem. Po neketerih interpretacijah je potrebna določena stopnja kompleksnosti, ki, ko je dosežena, sproži razdeljevanje univerzuma na dele.

Everettova teorija povezuje vesolje z različnimi zornimi koti, ki so vsebovani v njem. Squires (o njegovi teoriji glej Sqires, 1993a-d) tako trdi, da ne gre za teorijo mnogih univerzumov, temveč za teorijo mnogih zornih kotov. Kvantno stanje je tako določeno oziroma ima pomen v smislu zvez med "okviri" ali "izhodišči" ("bazami"), ki jih predstavlja spomin opazovalca.

Ne vpliva toliko opazovanje na sistem kot sistem na opazovalca, ki postane koreliran z njim. Opazovanje namreč korelira opazovalca s sistemom, v katerem se nahaja. Vendar Everett predpostavlja, da se duševnost lahko zaveda svojega spomina, ne da bi z njim interagirala in ga s tem motila. (O kvantno-fizikalnih teorijah zavesti pišejo še: Lockwood, 1989; Deutsch, 1991, 1992; Stapp, 1991b, 1995).

Primas poudarja, da t. i. slučajnost vstopa v kvantno mehaniko skozi zanemarjanje svobodne volje eksperimentatorja. Von Weizsaecker definira kvantno teorijo kot najbolj splošno teorijo, ki daje napovedi bodočih dogodkov. Skozi pojem verjetnosti vključuje kvantna teorija t. i. slučajnost v fiziko, s tem pa tudi vprašanje, kdo izbira med verjetnimi stanji in potencialnosti pretvarja v fizikalno dejanskost. Slučajnost je posledica nepopolnega znanja o natančnih vzročnih dogodkih. Prehod slučajnost-dejanskost, zavest, ki izbira, in čas, "v katerem se zgodi" izbira oziroma omenjeni prehod, so tako v neposredni, nujni zvezi. Ule (1997a) opredeljuje zavest kot proces v sistemu, ki reprezentira nek drug proces, posebno njegov vzorec POTENCIALNIH sprememb. Tako zavest lahko predvideva potencialno alternativo k danemu fiksnemu procesu. Slučajnost ali potencialnost sta novosti kvantne slike sveta, čudno neločljivo zvezani z zavestjo in časom. Krog je zaključen. Ule (1997a) povzame, da je zavest ČASA indikacija naše zmožnosti biti zavestni procesa in njegovih POSIBILIJ (verjetnih razvojev) in biti zavestni te zmožnosti same. Zavest časa po Uletu v sebi združuje procesualno (tok) in neprocesualno (nadprocesualno, transprocesualno?) plat zavesti. Reprezentiranje procesualnih potencialov je tista lastnost zavesti, ki presega njo samo. Ustvarja se tako, da izbrane posibilije udejanja v času (in prostoru). In vendar zavest ni prisotna le v udejanjenem, temveč tudi v nizu možnosti in samemu dogodku udejanjenja. Everettova interpretacija je tista, ki pomen posibilij najbolj ontološko izpostavi in zavest naredi za problem na kozmološki ravni.

Roger Penrose, priznan oxfordski matematični fizik, je napisal dve knjigi (Penrose, 1989, 1994), ki povzemata ključna področja in najpomembnejše probleme sodobne fizike, matematike, kozmologije, računalništva in kognitivne znanosti z namenom, da pripravi teren za znanost o zavesti.

Zanimivo je, da se zavzame se za "platonsko" smer filozofije matematike, ki priznava matematičnim konceptom dejanski obstoj neodvisno od človeka. Zanj matematik ni ustvarjalec ali iznajditelj, temveč odkritelj. Matematiki po Penroseu ne le ustvarjajo mentalne konstrukcije, marveč v njih poustvarjajo oziroma odkrivajo resnice, ki so bile že vseskozi prisotne v Naravi neodvisno od matematikov. Pravi, da vedno, ko matematik "zaznava" neko matematično idejo, vzpostavlja stik s "Platonovim svetom matematičnih konceptov". Po Platonu imajo matematične ideje lastni obstoj in ustvarjajo nek idealni Platonov svet, do katerega imamo pristop le skozi razum. Slike, ki jih dobimo ob stiku s Platonovim svetom, so lahko različne v raznih primerih; vendar je komunikacija možna, ker je vsak neposredno v stiku z istim zunanje-obstoječim Platonovim svetom! Še več, Platonovemu svetu pripisuje realnost, ki je primerljiva z realnostjo fizikalnega sveta. Vprašuje se, ali sta omenjena svetova identična. Zavest je tisti proces, ki omogoča neposredni kontakt s tem svetom idej.

Penrose verjame v determiniranost fizikalnih procesov, ne pa v njihovo izračunljivost. Vseskozi poudarja, da se vse mišljenje ne da ustrezno simulirati z algoritmi umetne inteligence. Menim, da zelo upravičeno (vsaj za sublogične spoznavne in asociativne procese). Trdi, da so značilnosti zavesti doživljanje resničnosti, sodbe, razumevanje, inspiracija, "zdrava pamet" oziroma splošni konsenz in umetniška (ustvarjalna) dimenzija; ne pa avtomatično, brezumno upoštevanje pravil, torej čista programiranost in algoritmičnost. V podkrepitev navaja nekaj "aha" doživetij in ustvarjalnih dogodkov matematikov in umetnikov. Matematično mišljenje primerja s komponiranjem glasbe. To velja za ustvarjanje matematičnih konceptov oziroma vpogled vanje, ki je trenuten in globalen. Temu šele kasneje sledi formalni dokaz s serijo logično argumentiranih korakov na papirju.

Penrose raziskavo inteligence same prepušča umetni inteligenci, vendar si inteligenco ne predstavlja brez vključenosti zavesti. Pri njem je zavest mišljena zgolj kot intencionalna zavest oziroma kot zavedanje nečesa. Tudi jezik je podrejen širšim procesom navdiha, vpogleda, prebliskov ter asociativnosti, iz katerih šele dobiva svojo vsebino. Obravnava neverbalnost misli.

Protagonistom "močne (trde)" smeri umetne inteligence, ki zagovarjajo zmožnost zavesti pri (obstoječih) računalnikih, postavlja vprašanje glede trditve, da zavedanje neke stvari pomeni imeti model te stvari v sebi. Samozavedanje potemtakem pomeni imeti model samega sebe v sebi samem. Vendar še ni dovolj, da bi se denimo računalnik zavedal neke stvari, če ima v svojem programu podprogram za izvedbo te stvari. Tako se tudi videokamera, ki snema samo sebe v ogledalu, še ne zaveda sebe.

Zavest potrebujemo takrat, ko moramo ravnati v novih okoliščinah, kjer moramo oblikovati nove sodbe oziroma kjer nimamo predhodno podanih (naučenih) pravil. Ta Penroseova trditev ni povsem pravilna, saj asociativna nevronska mreža lahko brez lastne zavesti adaptivno ravna v novih okoliščinah. Prav pa ima, ko trdi, da so sodbe (posebej zavestne sodbe) vsaj včasih nealgoritmične. Matematični resnici verjamemo ne še ali ne le takrat, ko nas do nje pripelje algoritem (matematično sklepanje, dokaz), temveč ko "vidimo" resničnost matematičnega argumenta. Penrose pravi, da je takojšna inspirativna sodba najpomembnejša, rigorozni dokaz pa je šele zadnji korak (končna potrditev, podana bolj zavoljo drugih). (To intuitivno asociativno "zaznavanje" resničnosti nekih zvez lahko s pomočjo modelov asociativnih in sinergetskih nevronskih mrež dojemamo že dokaj uspešno, vendar Penrose o tem ne govori.)

Več stanj lahko sobiva v kompleksni linearni kombinaciji, tako da je vsak fizikalni objekt v bistvu obstoječ v takih superpozicijah prostorsko ločenih oziroma po prostoru široko razprostrtih stanj. Tako je lahko "na večih mestih hkrati". Vendar fiziki namesto "razpršenosti delca po prostoru" raje uporabljajo opredelitev "pozicija je povsem negotova", tako da gre denimo za enakomerno verjetnost za pozicijo po raznih krajih prostora. Formalizem kvantne fizike tudi ne dela razlike med posameznimi delci in kompleksnimi sistemi mnogih delcev. Ob merjenju prihaja do lokalne manifestacije (soustvarjanja delca) sicer nelokalnih, razpršenih procesov kvantnega polja.

Penrose posebno izpostavi dva vidika kvantnega dogajanja, ki imata nevronsko analogijo: dinamski enačbi nemotenega kvantnega sistema (U) in kolapsu valovne funkcije ob merjenju oziroma zavestnemu zaznavanju (R). Pri merjenju (razpoznavanju) namreč sprožimo samoorganizacijo sistema tako, da iz linearne kombinacije lastnih funkcij (v nevronski mreži vzorcev) dobimo le eno samo. Vendar Penrose pravi, da za to redukcijo valovnega paketa zavest ni potrebna, temveč je potrebna le interakcija z valovnim paketom. Tukaj želim poudariti, da izkušnje z računalniškimi simulacijami nevronskih mrež skupaj z upoštevanjem nevro-kvantnih analogij lahko zelo pripomore k razumevanju kolapsa ali redukcije valovne funkcije. Matematično-računalniška aproksimacija kvantne mreže z nevronsko mrežo, pri čemer lahko "pogledamo vanjo", ne da bi jo predrugačili (kar se neizbežno zgodi pri merjenju kvantne mreže), potrjuje Penroseov pogled. Računalniško simulacijo nevronske mreže, ki je sorodna kvantni, lahko začasno ustavimo in pregledamo vrednosti formalnih nevronov ter vezi. Izkaže se, da kolaps ali rekonstrukcijo kvantnega / nevronskega) vzorca sprožimo takrat, ko ob priklicu vstavimo del tega vzorca (t. i. "ključ"). Le če vemo, s kakšnimi vzorci smo učili mrežo, lahko sprožimo ta kolaps ali rekonstrukcijo celotnega vzorca ob priklicu. Sicer bi lahko tudi (slučajno!) denimo padli lešniki od nekod na tipkovnico v zaporedju tistih kod, ki predstavljajo del vzorca, in priklicali celotnega. Vendar je to ZELO MALO VERJETNO. Zato za priklic oziroma kolaps kvantnega ali nevronskega vzorca zavest ni potrebna, vendar znatno poveča verjetnost, da se bo kolaps zgodil. Brez zavestnega ZNANJA o spominski vsebini mreže se sicer kolaps lahko sproži, vendar zavestno znanje verjetnost za ta dogodek lahko dvigne od skoraj nič do velike verjetnosti – torej verjetnost astronomsko poveča. Trdim torej utemeljeno oziroma s podporo računalniških simulacij, da ima Penrose prav v strogem smislu, Wigner (pripadnik zavestnega sprožanja kolapsa) pa v praktičnem smislu ("for all practical purposes", kot se navadno reče v fiziki) – namreč, navadno le zavest vsebuje toliko informacije, da lahko sproži kolaps.

Penrose vzrok za kolaps išče v KVANTNI GRAVITACIJI. Zato meni, da naj bi odigrale pomembno vlogo v širšem kontekstu problema zavesti tudi kozmologija, raziskave zgodnjega vesolja ter črnih lukenj, kar je povezano s kvantno-relativistično teorijo gravitacijo. Težišče sistemskih procesov, odločilnih za zavest, naj bi bil v mikrotubulih oziroma v kvantnih koherentnih stanjih vode v njihovi sredini (Hameroff & Penrose, 1996).

MIKROTUBULI so cevke v citoplazmi celice, povezani v mreže s pripadajočimi proteini. Zelo hitro spreminjajo strukturo. Pomembno vlogo imajo pri delitvi celice in pri celičnem transportu snovi, zelo verjetno pa tudi informacij. Informacija naj bi bila zakodirana v tubulinih, dimernih molekulah, ki lahko imajo dve konformaciji (dve obliki z določeno orientacijo). Konformacija tubulina (t. i. alfa ali beta konformacija) je odvisna od lege elektrona v tubulinu in je s tem občutljiva na kvantne vplive. Konformaciji predstavljata en bit.