たのしい演劇

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俳優の錬金術　量子脳力学Quantum Brain Dynamics/QBD 00

　量子脳ダイナミクス（QBD）

場の量子論を使い　神経細胞の間隙にある水を　巨視的凝集体とし
記憶の素過程などを明らかにしようとする
　認知神経科学cognitive neuroscience における脳機能解明の試み

　場の量子論Quantum Field Theory :
　　量子化された場の性質を扱う理論
　　　場は時空間にて定義され 波動を引き起こす能力がある
　　空間全域に広がる場がエネルギーを得て振動すると粒子のように振る舞う

量子理論は現在利用可能な最も基本的物理理論である
量子理論は人間の意識consciousnessを理解するのに役立つのでは？　　

　対称性symmetry(物理学)：
　　物理系の持つ対称性とは  ある特定の変換の下で「不変」である系の様相

対称性が破れる場合　可能な状態のスペクトルで　南部ゴールドストン.ボソンが観測される
例は　結晶のフォノン

　南部・ゴールドストーン粒子Nambu–Goldstone bosons (NGBs) ：
　　系の大域連続対称性が自発的に破れているときに現れる質量＝0の粒子

　フォノンphonon ：
　　振動（主に結晶中での格子振動）を量子化した粒子
　　格子振動を音波などの弾性波が伝搬する連続的な媒質中の場だと考え
　　　そこに非相対論的場の量子論を応用し得られる粒子
　　通常の粒子としての物質像が適用できない　仮想的な粒子

脳細胞内　脳細胞間の長距離コヒーレント波の一般量子論　
　南部ゴールドストーン.ボソンの観点から　記憶保存.検索.再生の機構を示す

　コヒーレンスcoherence：
　　波の持つ性質　位相の揃い具合　干渉のしやすさ/干渉縞の鮮明さ　を表す
　「干渉」とは複数の波を重ね合わせた時の　波相互の関係　打ち消し　強弱することをいう
　干渉を明瞭に観測するには重ね合わさる波の位相.振幅に一定の関係があることが必要
　　周波数の等しい2つの波を重ね合わせた場合
　　　それらの振幅.位相に一定の関係があれば　合成された波は一定の強度を持つ

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俳優の錬金術　量子認知学Quantum cognition 00

量子認知学は　量子力学の数式を適用し
　人間の脳.言語.意思決定.記憶.推論.判断.知覚による情報処理などの認知現象を観測する

量子認知学は　認知現象において
脳にマクロ物理量子が存在する(仮説)に依存する 量子精神quantum mindとは別

量子認知学は　量子力学の方法論に基づく
　脳の複雑な組織による情報処理を　文脈依存性と確率論的推論を考慮し
　　量子情報と量子確率理論の枠組みで数学的に記述することができるとす



量子仕様な脳Quantum-like brain

脳は　量子力学の微視的尺度とは異なり
　巨視的時間.空間.温度尺度で動作する物理システム
　　統計物理学： 巨視的現象の理論と微視的現象を記述する量子力学をつなぐ理論.現象を研究

脳科学では情報処理の基本単位はニューロン
ニューロンは発火と非発火という2つの状態の重層にはなり得ない
したがって量子情報処理で基本的な役割を果たす重層を生成することはできない

そのようなニューロンの動作は
　確率　および　量子のもつれ　として効果を成しえる

研究では原則として　脳内情報の量子のような存在の具体的モデルを作成しない　


脳内の情報処理が量子情報と確率と一致するという考え方をサポートする

量子力学は　測定脈絡とは無関係に定義できる目的特性はない
実験に基づく取り決めを考慮する

量子認知プロジェクトは　さまざまな認知現象が　古典理論より
　量子情報理論と量子確率により適切に記述される　という観察に基づく

文脈性は　互換性のない精神的な変数の存在　総確率の古典的法則への違反　
　および建設的および破壊的な干渉を意味する

したがって　量子認知学のアプローチは　量子力学の数式を使用し
　脳の認知過程の文脈性を形式化/数式化する試み　と考える

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俳優の錬金術　多元宇宙論 Multiverse 10

可能世界論possible world 00

可能世界論は 様相論理modal logic を論じ合う為　哲学と論理で使用する
可能世界論は 現代哲学では一般的だが　異論も多い

　様相論理modal logic：
　　古典論理の対象でない様相modal　「〜は必然的に真」や「〜は可能である」と
　　いった必然性/可能性等を扱う論理

ライプニッツGottfried Wilhelm (von) Leibniz 1646– 1716) は
可能世界論を神の心に結びつけ
　現実に創造された世界が「全ての可能世界の中で最善のものである」と論じ

ショーペンハウアー Arthur Schopenhauer1788– 1860)
「反対に　我々の世界はすべての可能な世界の中で最悪でなければならない
　単に悪い場合それは存在し続けることができないから」　と反論した


可能性、必要性、および不測の事態
可能世界論を用いる理論家は　我々のこの現実界を　多くの可能世界の1つと見なす
世界があり得たであろう　それぞれの方法に由る　異なった可能な世界が在り得る

命題/提案propositionsと可能な世界の間には密接な関係がある
可能世界への命題/提案は
　それが真実の　或いは　偽の　世界であるか/様相論理で分析する




真なる命題True propositions 
　現実世界において真である

虚偽の命題False propositions  　
　現実の世界において虚偽である

可能な命題Possible propositions 
　少なくとも一つの可能世界において真である

不可能な命題-必然的に偽の命題Impossible propositions  　
　全ての可能世界で偽である

必然的命題Necessarily true propositions
　すべての可能な世界において真である

偶発的命題Contingent propositions 
　ある可能世界では真であり　他の世界では偽である

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俳優の錬金術　ホロノミック脳理論Holonomic brain theory01

ホロノミック脳理論Holonomic brain theory01

ホログラム内の情報保存の非局所性は非常に重要
　なぜなら　部分的に損傷しても　不足ない大きさの残部に　その全情報は含まれている
光学ホログラムと脳の記憶装置は似ている
ホロノミック脳理論は　記憶は特定の領域内に保存されるが
　その領域内では非局所的に保存さる　と理解する
これにより　脳は損傷を受けても　その機能と記憶を維持する

全体を収めるに足る局部が欠損した場合にのみ記憶が失われる

神経ホログラムは　脳皮質内の振動する電波回折の図式により形成される

ホロノミック脳とホログラフィック脳の考え方の違いに注意すること
脳はホログラムとして機能するとは考えない
小さな神経系ネットワーク内の波は　全脳内各所に局所するホログラムを作成する
この脳内に点在するホログラフィをホロノミーまたは窓付きフーリエ変換(数学用語)と呼ぶ

　フーリエ変換：
　　任意の関数は様々な周波数（周期）の三角関数の線形結合で表現できる
　　任意の波は様々な周波数の波の重ね合せで表現できる
　　　虹やプリズムで個々の周波数の波を別々の色として見ることができる

ホログラフィックモデルは　従来のモデルでは不可能だった記憶の他の機能も考慮することができる
ホップフィールドメモリモデルには初期のメモリ飽和点があり
　メモリ検索が大幅に遅速　信頼性低下

　ホップフィールド・ネットワークHopfield network ：
　　ニューロン間に対称的な相互作用がある非同期型ネットワークで　　
　　自然な操作によりネットワークのエネルギーが極小値をとる
　　ネットワークによる連想記憶のモデル
　ニューラルネットワーク：
　　シナプスの結合によりネットワークを形成した人工ニューロンが学習により
　　シナプスの結合強度を変化させ　問題解決能力を持つようなモデル全般

ホログラフィック記憶モデルは　はるかに大きな理論上の記憶容量が在り得る
ホログラフィック記憶モデルは　まざまな概念間の複雑な関係の保存
　損失性記憶を再現　連想記憶を証明する

　非可逆圧縮 lossy compression ：
　　圧縮前のデータと圧縮・展開を経たデータとが完全には一致しないデータ圧縮方式
　　非可逆圧縮では　圧縮により一部のデータは欠落するが
　　人間の感覚に伝わりにくい部分は情報を大幅に減らし
　　伝わりやすい部分の情報を多く残すことで　劣化を目立たなくする

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俳優の錬金術　ホロノミック脳理論Holonomic brain theory00

2020年　稔多い一年でありますよう　心より祈ります



ホロノミック脳理論Holonomic brain theory00


人間の意識は　脳細胞の内又は間の量子効果により形成される
というアイデアを調査する神経科学

従来の神経科学は
(ニューロンのパターンと周囲の化学的性質を調べることで脳の行動を調査)
量子効果は重要ではないと反論
　量子脳理論quantum mind/quantum consciousnessiを疑似科学に分類する

ホロノミック脳理論は　人間の認知を脳における
　ホログラフィック（完全写像法的）な宇宙を解釈するホログラム（完全写像記録）
　としてモデル化することにより　記述する

そのプロセスは　軸索とシナプスを含む
　一般的に知られている活動電位とは異なり
　脳の細い繊維状の樹状突起網の電気振動を伴うことを示唆する

これらの波状振動は　記憶が自然に記号化される干渉パターンを作成
　波はフーリエ変換によって分析される

これらの脳プロセスは　ホログラムへの情報保存に類似し
　しかもフーリエ変換で分析できる

ホログラムには保存された情報全体が含まれる

この理論では　樹状突起ネットワークの各部分に
ネットワーク全体に保存されたすべての情報が含まれるよう
長期記憶の一部が樹状突起アーバに同様に配分される

このモデルは　さまざまな格納情報と記憶の非局所性との接続を可能にする
高速連想記憶など　人間の意識の重要な側面を考慮する
（特定の記憶は特定の場所には保存されない）

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俳優の錬金術　多元宇宙論 Multiverse 09

ホログラフィック原理 holographic principle

ホログラフィック原理は　弦原理の教旨　と　量子重力の特質
　例えば　見かけの地平線の様な光線仕様の境界
　つまり　空間容積の記述は　領域への低次元境界の暗号化であるとみなす　

弦理論はホログラフィック方法：重力が現れる低次元の種類を認める

ホログラフィーの主な例：AdS / CFT通信
　理論物理学における対応関係
　共形場理論 (CFT)　と　反ド・ジッター空間(anti-de Sitter; AdS)を用いた
　　量子重力の理論を対応付けるもの
　この対応は弦理論やM-理論のことばで定式化される

ホログラフィック原理は　ブラックホールだけでなく
　通常の物質のエントロピーも　
その体積ではなく表面に比例することを述べる
すなわち　　体積自体は幻影であり
　宇宙はその境界表面に刻まれた情報に同型なホログラムである


ホログラフィック原理を　ウィリアム・ブレイクが象徴的に記す
　『世界を砂粒として見ることができるだろうか'
　またはそのアイデアは詩の中でのみ許されるのだろうか』

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俳優の錬金術　多元宇宙論 Multiverse 08

ブラック宇宙論black hole cosmology 

観測可能な宇宙は　より大きな親宇宙　または多元宇宙内　ブラックホールの内部に存在する

そのようなモデルは　観測可能な宇宙のハッブル半径が　そのシュワルツシルト半径
　その質量とシュワルツシルト比例定数の積に等しいことが必要

　ハッブル体積Hubble volume：宇宙膨張の後退速度が光速未満となる宇宙の体積
　 シュワルツシルト半径Schwarzschild radius： アインシュタインの重力場方程式の解

一般相対性理論によると　シュワルツシルト半径より十分に収縮した天体は
　特異なシュワルツシルト.ブラックホールを形成する

しかし　アインシュタイン-カルタン-サイアマ-キブルの重力理論では　ワームホールを形成

　ワームホール wormhole ：時空の異なる点をリンクする位相幾何学的構造
　　　アインシュタインの場の方程式の特別な解に基づく　
　　　 ワームホールは　時空の異なる場.時間にまたがるトンネル
　　　「リンゴの虫食い」にちなむ

シュワルツシルトのワームホールとブラックホールは
　一般相対性理論とアインシュタイン・カルタン理論とは異なる解を持つ

崩壊する物質は巨大で有限の密度に達し　リバウンドし　ワームホールの反対側を形成し
　新しい宇宙として成長する

ビッグバンは　宇宙が有限最小規模の因子を持つ非特異ビッグバウンス/大きな跳ね返り

ビッグバンは　親宇宙銀河の中心にある超巨大ブラックホール
　　の結果である超巨大ホワイトホール

　ホワイトホールwhite hole ：ブラックホール解を時間反転させたアインシュタイン方程式の解　
　　一般相対性理論で理論上議論される　あらゆる物質を放出する天体

ホワイトホールが発見されていないのは　既に消滅した天体
　ならホワイトホールはビッグバン以前に存在していた筈？
ブラックホールとホワイトホールが　一方通行のワームホールで繋がっているため
　ブラックホールに吸い込まれた物質が　ホワイトホールから放出される？

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俳優の錬金術　多元宇宙論 Multiverse 07

M-theoryM理論

５つある超弦理論を統一する

M理論の完全な定式化は知られていない

2次元および5次元の膜/ブレーンが構成要素

低エネルギーで11次元の超重力が必要

余分な6~7次元は　　非常に小さなスケールでコンパクト化される

「M」は特に定義されておらず　一般に「膜membrane」の略であると理解されているが
　又 「マトリックス」「マスター」「マザー」「モンスター」「ミステリー」「マジック」
という言葉もうかがえる　

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俳優の錬金術　多元宇宙論 Multiverse 06

サイクリック/循環宇宙論cyclic universe theory
宇宙は無限の自律的な循環に従う

アインシュタインAlbert Einstein(1879 – 1955.)
振動宇宙論oscillatory universe theory ：ビッグバンに始まりビッグクランチに終わる
振動が永遠に連続する宇宙

ビッグバンとビッグクランチの間　宇宙は膨張　その後　物質の重力により再び収縮崩壊し　
ビッグバウンス/大きな跳ね返りが起こる

　ビッグバンBig Bang ：宇宙開始時の爆発的膨張 宇宙は非常に高温高密度の状態から始まり
　それが大きく膨張することで低温低密度になっていった(膨張宇宙論)

　ビッグクランチBig Crunch：宇宙の終焉の一形態 ビッグバンにより膨張を開始した宇宙は
　宇宙全体に含まれる質量/エネルギー　がある値よりも大きい場合　自身の持つ重力によって
　膨張から収縮に転じ　宇宙にある全ての物質と時空は無次元の特異点に収束する

　Big Bounce ビッグバウンス：ビッグバンによる循環宇宙/振動宇宙の様相として提案された
　ビッグバウンスは　ビッグバンを　収縮期に続く膨張期の始まりと想定する
　ビッグクランチに続いてビッグバン/ビッグバウンス　繰り返される
　ビッグバウンスの量子理論の背後にある主な考えは　密度が無限に近づくにつれ
　量子泡の挙動が変化するということ


ヒンズー教に表される脈動する宇宙
現宇宙が誕生する前　無数の反復に遭遇した
宇宙はこの無限サイクルを継続する
宇宙の終わりは「破壊」ではなく「消滅」である
ヒンドゥー教は「時間」を宇宙とともに作られたものとは考えていない
宇宙が消滅した後も　時間は能動的に在り続ける　「時間」は永遠なのだ


永劫回帰Eternal return

古代エジプト
　スカラベ/フンコロガシ）は　永遠の更新　生命の再生の兆候　次の生命への防備と見なす

Ecclesiastes コヘレトの言葉 ヘブライ聖書
「これまでのことが再び行われ　太陽の下で新しいものは何もない　と記す

古代ギリシャPalingenesis
命の再生　再創造を語る

ニーチェNietzsche 1844 – 1900)
超人的な意思によってある瞬間とまったく同じ瞬間を次々に永劫的に繰り返す　と

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俳優の錬金術　多元宇宙論 Multiverse 05

Brian Greene's nine types９種類の多元宇宙01
ブライアン・グリーン Brian Randolph Greene(1963 -) 米　理論物理学　数学　

超弦理論superstring theory
物質の基本的単位を　大きさが無限に小さな0次元の点粒子ではなく
1次元の拡がりをもつ弦であると考える弦理論に
　超対称性という考えを加え拡張したもの
宇宙の姿やその誕生のメカニズムを解き明かし　同時に原子.素粒子.微小物の
さらにその先の世界を説明する理論　先端物理学で活発に研究されている理論

カラビ.ヤウ多様体Calabi–Yau manifold
代数幾何Algebraic geometry
(多項式の零点のなす図形を代数的手法を用い代数多様体として研究する数学 )
超弦理論は時空の余分な次元が6次元のカラビ・ヤウ多様体の形をしていると推測


3.　膜brane
膜多元宇宙は　宇宙全体が　より高い次元又はバルク(界面と接しない物質本体/塊)に
浮かぶ膜上に存在すると仮定
このバルクに　独自の宇宙を持つ他の膜がある
これらの宇宙群は互いに相互作用する
　それらが衝突で発生する強圧とエネルギーはビッグバンを引き起こすのに十分
膜は　離散又は近距離にて浮遊　漂流し
　数兆年ごとに　重力または私たちが理解できない力に引き寄せられ　衝突する
この繰り返しは　多重なる　または循環するビッグバンを引き起こす
この仮説は　次元の追加を必要とするため　弦理論の範疇に含む


4.　循環Cyclic
サイクリック/循環多元宇宙は　複数の膜が衝突してビッグバンを引き起こしている
宇宙群は跳ね返り　引き戻されて　再び衝突するまでの時間を経て
　古いコンテンツを破壊し新たに生れる


5.　ランドスケープLandscape
ランドスケープ多元宇宙は　弦理論のカラビ-ヤウ空間に依存する
量子変動は　形状をより低いエネルギーレベルに落とし
　周囲の空間とは異なる一連の法則を備えたポケットを作成する


６.　量子Quantum
事象に転換が発生すると　量子多元宇宙は新しい宇宙を作成する


7.　Holographic
ホログラフィック多元宇宙は
　空間の表面は　領域のコンテンツを暗号に書き直しできるという理論から派生
ホログラフィック原理holographic principle ：量子重力および弦理論の性質：
空間の体積の記述はある領域の境界　みかけの地平面　のような
光的境界の上に符号化されていると見なす
より大きなより思弁的な意味では　全宇宙は宇宙の地平面上に描かれた2次元の情報構造とし
我々が観測する3次元は巨視的スケールおよび低エネルギー領域での有効な記述にすぎない　
宇宙の地平面は　有限の領域で時間とともに膨張もあり得　故に　数学的には正確に定義されていない


8.　似非Simulated
似非多元宇宙は　宇宙全体をシミュレートする複雑なコンピューターシステム上に存在する
シミュレーテッド・リアリティSimulated reality ：現実性realityをシミュレートできるとする考え方
コンピュータを使い　現実との峻別不能な高度のシミュレートをする
シミュレーション内で生活する意識は
　それがシミュレーション現実であると理解している場合と無い場合とあり
シミュレーション仮説：現に我々自身も実はシミュレーションの中で生きているとする


９.　究極Ultimate
究極多元宇宙には　さまざまな物理法則の下で数学的に可能なすべての宇宙が含まれる
数学的宇宙仮説 mathematical universe hypothesis/MUH：
物理学.宇宙論における思弁的な万物の理論theory of everything/TOE

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と　たのしい演劇の日々