Interview med Roger Penrose

Den britiske matematiker og fysiker Roger Penrose har de seneste år vakt opsigt med sin ide om, at bevidstheden afhænger af en kvanteeffekt.


Af Robin Engelhardt og Frederik Stjernfelt


Roger Penrose har for nylig deltaget i seminaret "The Spontaneous Order of Life" på Niels Bohr Instituttet. Da en kameramand under pauserne mellem de mange forelæsninger fik til opgave, at filme nogle af Penroses transparenter, som han havde brugt til sine forelæsninger, fik han hjælp af en lokal fysiker, som lagde transparenterne af og på projektoren.

Samtidig forsøgte fysikeren - i et dagligdags sprog - at forklare kameramanden den dybere mening i kvantemekanikken og Penroses argumentation på transparenterne. Der var flotte tegninger af døde og levende katte, af små mikrotubuli, af ikke-beregnelige matematiske teoremer og meget andet, og fysikeren skulle, hver gang en ny tegning kom frem, forklare indholdet.

Kameramanden fik at vide, at da Roger Penrose i 1990 udsendte The Emperor's New Mind, så var ideen bag den H.C.Andersen inspirerede titel at trække tæppet væk under een af tidens afguder. Den kejser, der ikke havde noget på, var Kunstig Intelligens-forskningen, og for at sandsynliggøre dette, kastede Penrose sig ud i en formelig tour-de-force, hvor en lang række avancerede grene i matematik og fysik blev fortolket filosofisk. Det berømte Gòdels bevis blev således set som et bevis for, at intelligens er ikke-beregnelig og dermed som en afgørende hindring for, at det skulle være muligt at lave kunstig intelligens på computere. Men hvis bevidstheden indebærer noget ikke-beregneligt, lød Penroses hovedargument, så må hjernens fysik være ikke-beregnelig, og det meste af den kendte fysik er beregnelig.

Mens kameramanden og fysikeren sad og filmede Penroses transparenter, sad to af dette blads udsendte medarbejdere i en sofarække ved siden af, og talte med Penrose:

- Deres to bøger har fået en meget kaotisk modtagelse med debat for og især mod. Hvad tror De er grunden til opstandelsen?
Penrose: "På nogle måder overraskede The Emperor's New Mind folk. De, der var mest hårdnakkede i deres afvisning, var sikkert de mest overraskede. Især Kunstig-Intelligens-folk var skeptiske..."


- Det er der næppe noget at sige til ...
"... men ikke allesammen. Der var flere der var glade for, at et andet synspunkt omsider kom frem. Hvad angår The Emperor's New Mind blev jeg også selv overrasket både over den interesse den vakte - jeg troede den ville blive forbigået i tavshed - og over styrken i de indvendinger, den kaldte frem. Nogle fandt bogen truende, og jeg blev faktisk ret overrasket, hvor grove mennesker kan være. Jeg troede, at folk have en mere videnskabelig indstilling til tingene. Der var også meget omfattende misforståelser. Meningen med min anden bog Shadows of the Mind var at afklare disse misforståelser - men den har bare fremkaldt endnu flere misforståelser. Meget af kritikken kommer fra folk som slet ikke har forstået hvad jeg siger, og som jeg ikke kan tro overhovedet har læst bogen. Mange taler som om de argumenter jag har fremført slet ikke eksisterede, hvilket jeg synes er meget underligt".


- Især Deres fortolkning af Gòdels teorem - at det udelukker muligheden for kunstig intelligens baseret på computere - har vakt harme ...
"Ja, og jeg forstår det ikke, for min argumentation er fuldstændig konsistent".


- Måske det har noget at gøre med, at modsætningen mellem Gòdels teorem og kunstig intelligens er en gammel affære i amerikansk filosofi. Allerede i 1962 var der jo John Lucas, som De også nævner, der anførte, at konsekvensen af Gòdel måtte være et farvel til computerintelligens, og han blev komplet jordet af kunstig-intelligens-forskerne ..."
"Ja. Og hans argument er også blevet konsekvent fejlagtigt gengivet af kunstig-intelligens-miljøet. Måske har det truet med at spænde ben for hele projektets mulighed og alle deres bygninger med maskiner og budgetter og så videre. I den engelske kontekst tror jeg også, at Lighthill-rapporten, der længe før jeg interesserede mig for området, skulle vurdere sandsynligheden for et positivt udbytte af denne forskning og kom frem til en meget negativ konklusion, har været afgørende. Den medførte stærkt reduceret støtte til området og der er stadig en udbredt bitterhed på grund af den. Jeg kan ikke vurdere om den var retfærdig eller ej - måske var den, men jeg tror det er den bitterhed, der nu er overført på mig. Jeg tror en del af problemet er, at kunstig-intelligens-forskerne overdriver deres muligheder ganske meget - selv om der faktisk er meget interessante ting at udrette på deres område, så skader det dem selv, at de overdriver deres egne muligheder".

Et par meter ved siden af, stod kameramanden fortsat og filmede. Nogle transparenter redegjorde ifølge hans hjælper for, at kvantemekanikken har en ikke-beregnelig komponent, andre tilbød en hypotese til løsning af eet af kvantemekanikkens klassiske problemer: det om bølgefunktionens kollaps. Et systems kvantetilstand er i princippet fuldstændig beskrevet ved den såkaldte Schròdingerligning, der er heltigennem deterministisk.

På et tidspunkt - i eksperimentet typisk når man går fra kvantevirkelighed og til udslag på måleinstrumentet - får kvanteprocessen imidlertid effekter på makroniveau, man går fra kvanteniveauet til den klassiske fysiks niveau, og for at nå fra Schròdingerligningen og hertil, kvadrerer man visse variable, der herefter fortolkes som sandsynligheder for en række forskellige udfald - som der i øvrigt ikke er nogen teoretisk mulighed for at vælge imellem, heraf uberegneligheden. Inden bølgefunktionen kollaberer, så eksisterer alle disse mulige udfald så at sige side om side, de overlapper hinanden.

Dette blev forklaret på transparenten med Penroses tegning af Schròdingers kat: et tankeeksperiment, der stiller problemet om "bølgefunktionens kollaps" på spidsen: en kvantetilstand indvolverer et lineært overlap af en reflekteret og en ikke-reflekteret foton. Den ikke-reflekterede foton tænder et apparat, fx. en pistol, som dræber katten. Kvantemekanikken synes nu at fortælle os, at katten kan eksistere i to forskellig tilstande samtidigt: død og levende. Først ved kollapset, når fx. en observatør træder ind, udvælges een af dem som klassisk virkelighed. Denne overgang fra kvantevirkelighed til klassisk virkelighed er "bølgefunktionens kollaps" eller "tilstandsvektorens reduktion".

Kameramanden viste sig her at kunne tale med, for han havde altid forstået og fortolket det på den måde, at virkeligheden kun er et resultat af subjektiviteten - at alt er relativt i forhold til en selv. Fysikeren måtte indrømme, at enkelte videnskabsmænd vitterligt insisterede på en så subjektivistisk verdensopfattelse, men at de fleste dog ikke var helt så langt ude på overdrevet, og fortolkede det som om det kun var noget der foregik, når et eksperiment blev udført, dvs. at det aldrig var en reel fysisk makro-manifestation, fordi bølgefunktionen kollaberer blot ved den mindste påvirkning af makroskopiske elementer (endnu andre spidsfindige forskere mener, at der eksisterer parallelverdener, som så at sigeopfager de andre muligheder....).

Penroses næsten alt for indlysende krav er nu i stedet: denne bølgefunktionens kollaps må selv fortolkes som en rent fysisk proces, der intet har med iagttagere og eksperimenter at gøre. Det mente kameramanden så afgjort også. "Katten må da enten være død eller levende", sagde han. Takket være endnu en hypotese, der foreslår at løse to gåder ved at se dem som svar på hinanden, må den - som foreslået af ungarske fysikere - have noget at gøre med den endnu uigennemførte sammenkobling af kvanteteorien med tyngden. Alt dette var naturligvis rent tankespind, det hypoteser gøres af, og savnede eksperimentel underbygning.


- Når man har læst Deres bøger, forekommer det fuldstændig indlysende, at bølgefunktionens kollaps må skulle gives en realistisk fortolkning, dvs. en fysisk fortolkning. Hvordan i alverden kunne den uvidenskabelige, subjektivistiske "forklaring" på den være i stand til at overleve så længe og endda dominere fysikmiljøerne?
"Det er der mindst to grunde til. For det første er der ubetvivlelige problemer ved at kvanteteoriens ikke-lokale effekter ikke er konsistente med relativitetsteorien - og folk har naturligvis af denne grund været tøvende over for store forandringer. Den anden grund er, at folk generelt er tøvende overfor at ændre regler - hvis man anser bølgefunktionens kollaps for at være en virkelig proces, så kan man ikke længere have en enhedslig og uproblematisk udvikling fra kvanteniveau til klassisk niveau og så ophører Schròdinger-ligningen med at fungere på alle niveauer - hvilket i øvrigt ville have frydet Schròdinger selv, der ikke brød sig om den traditionelle tolkning af sin ligning. Men jeg er enig i, at der er en gåde i, at den subjektivistiske tolkning kunne leve så længe, men det er der sandsynligvis en psykologisk grund til. Men Schròdinger selv, Einstein og også Dirac anså den tolkning for at være foreløbig."


- Så den traditionelle tolkning, københavnertolkningen, er simpelthen antividenskabelig?
"Ja. Jeg tror Bohrs ide med at foreslå den egentlig var god nok, idet det var et standpunkt, som oprettede et midlertidigt stop for spekulationerne. For at opnå fremskridt var det godt nok, men det var ikke det sidste ord om den sag".

Sandsynligvis på grund af sådanne tanker udløste Penroses bog en syndflod af diskussion - det var uhørt at en estimeret fysiker på den måde fremsatte uortodokse forslag i en bog der på een gang var henvendt til videnskabelige kolleger og en bredere offentlighed. Især fortolkningen af Gòdels teorem stod der umådelig blæst om. I 1994 udsendte Penrose så Shadows of the Mind (anmeldt her i bladet 24.-30. marts 1995) for at tage brodden af de mange misforståelser af hans synspunkter, han så fremsat - den udgøres for en stor dels vedkommende af grundige svar på de forskellige indvendinger, samt et nyt forslag: bevidsthedens kvanteeffekt kunne måske være at lokalisere i de "mikrotubuli", der udgøre en central del af alle cellers indre arkitektur, således at de skulle evne at holde bølgefunktionen ukollaberet, såkaldt "kvantekohærens", i særlig lang tid?


- Hvad er Deres ideer til, hvorledes man kan efterprøve Deres påstande eksperimentelt og udsætte dem for falsifikation?
"Det er helt afgørende at efterprøve disse ideer experimentelt - ellers er det jo kun snak. Det er dog tvivlsomt hvor enig jeg er i det popperianske syn på eksperimenter, som De antyder ...det afhænger af, hvor entydige eksperimenterne er, og det er måske snarere et spørgsmål om at føle sig frem. Men jeg ser mange mulige steder man vil kunne prøve den med kun ganske lidtstørre præcision end vi besidder i dag. Fysisk kan man undersøge, om der skulle være superponerede kvantetilstande i kviksølvdråber - dvs. egentlig at udføre Bohrs dobbeltspalteeksperiment med store genstande! Det kræver ganske vist at man kan holde superpositionen af flere tilstande intakt i umådelig meget længere tid, end man kan nu, og det kræver at de er komplet isolerede, hvilket er vanskeligt. Det samme princip kunne undersøges med flydende, superledende helium, der allerede er i kvantekohærent tilstand. Tilsvarende med Mòssbauer-effekten, der kunne udgøres af interferens mellem superponerede placeringer af et krystal. Store krystaller kunne virke som detektorer for gravitationsbølger. Og endelig, som det er blevet foreslået her på konferencen, kunne man undersøge neutronstjerner, der også må være i en slags makroskopisk kvantetilstand. Biologisk kan man undersøge mikrotubuli og cellevægge og andre steder, hvor det forekommer sandsynligt, at der kunne optræde kvantekohærens. Neurofysiologisk kunne man undersøge forholdet mellem mikrotubuli og bevidsthed, hvor det ser ud til, at bedøvelsesmidler generelt har deres effekt i kraft af, at de indvirker på mikrotubuli, ligesom man kunne undersøge forskellen mellem lillehjerne og storhjerne. Er der særlige typer af celler, der bevirker bevidsthed i modsætning til andre, der ikke gør det? Forskellen mellem Alzheimers og Parkinsons syge, hvor den første synes at medføre svind i bevidstheden og den anden ikke, burde undersøges. Endelig kunne man psykologisk undersøge Libets eksperimenter om bevidstehedens "forsinkelse", selv om jeg nu ikke er sikker på, at der ville komme noget ud af denne vej. Eller man kunne undersøge forskellige dele af hjernen med henblik på forskelle i bevidsthedens hastighed; hvis min teori passer, skulle systemer med færre nerveceller give langsommere bevidsthed end med flere ... Men jeg insisterer ikke på, at mislykkede resultater i disse udforskninger ville falsificere min ide. Jeg insisterer fx.ikke på, at mikrotubuli er det eneste sted, hvor der foreligger kvanteeffekter, ja, faktisk er det nok en smule usandsynligt, at de er dér, men selv om det blev bevist, at de ingen rolle spiller, så ville det ikke ugyldiggøre min generelle teori. Spørgsmålet er: hvor kunne man finde sådanne effekter? Jeg synes bare, at mikrotubuli forekommer at være det mest sandsynlige sted at lede, jeg har fået øje på indtil nu. Vi må holde os alle disse muligheder for øje for at finde ud af, hvad det egentlig er, der foregår".


- Deres syn på bevidsthed og fysik har ført Dem til at antage en platonisk matematikfilosofi, altså at matematikkens genstande har en selvberoende og ideal eksistens ...
"Ja, jeg har fået mange indvendinger mod dette, helt uafhængigt af mine andre argumenter. Men det er jo et ganske udbredt synspunkt blandt matematikere: der er noget, det man laver er faktisk at opdage noget, der allerede eksisterer, det er næsten den eneste måde man kan tænke det på, hvis man er matematiker. Der er intet revolutionerende eller unormalt i det. Men spørgsmålet er, hvor langt man kan strække denne holdning. Især matematiske logikere er nervøse for hvor langt denne holdning kan bære. En eller anden udgave af platonisme være sand, den er jo næsten common sense. Men især mange filosoffer har problemer med at acceptere den, hvilket jeg aldrig helt har forstået".

- I Deres foredrag her foreslog De, at man kunne forestille sig, at abstrakte platoniske begreber kunne have forskellig grad af realitet. Kan De uddybe denne ide?
"Det angår meget hvilken slags matematik, hvilke dele af matematikken, man skulle forvente spiller en rolle i fysikken. Nogle dele af matematikken underbygger fysiske fænomener i en dybere grad end andre. Jeg henviser ofte til Wigners berømte udsagn om matematikkens overraskende virkningsfuldhed i fysikken. Det gælder mange dele af den, medens der er andre dele af den, der virker mere menneskeskabte".

- Det lyder som ideen om, at Gud skabte de hele tal, resten er menneskeværk ...
"Det var Kronecker, der sagde det. Men ideen er den samme. Der er dele af matematikken, der ikke behøver være særlig dybe. Man antager et sæt regler og ser hvad de fører til og det behøver ikke betyde særlig meget. Det viser den fysiske verden".

- De mener altså at den fysiske verden er sandhedsvidnet på, hvilke dele af matematikken, der er dybe?
"Nej ikke kun. Også i matematikken selv er der visse universelle begreber, der trænger sig på - det er andre kriterier, der gælder i matematikken end fysikken, nemlig om begreber er universelle og forener vidt adskilte områder. Men begreber, der er centrale i matematikken er meget sandsynlige kandidater til også at være brugbare i fysikken. Tag fx. de komplexe tal, der fra begyndelsen er en rent matematisk opfindelse og forener en mængde områder i matematikken - de viste sig senere at være helt uundværlige i kvantemekanikken ..."

- Men hvordan vil De psykologisk eller kognitivt beskrive den åndsevne, som vi anvender, når vi indser disse uberegnelige sandheder, og som vi altså har fremfor maskinerne?
""Forståelse", "indsigt", "common sense" ... som jo er meget svært at programmere på en computer. Kunstig-intelligens-folkene tror, at det bare er fordi computerne stadig har for lille hukommelse eller lignende. Men det mener jeg ikke. Forståelse er ikke lig med en stor mængde viden, den er noget helt andet, der ikke han reduceres til beregning".


- Deres bøger har været en del af en formelig bølge af filosofi og mere eller mindre videnskabelig spekulation over "the mind" de senere år: Gerald Edelman, John Searle, Cairns-Smith, Crick, Dennett, Chalmers, Nicholas Humphrey og mange flere. Hvordan vil De vurdere denne buket af ideer i forhold til Deres egen teori?
"Cairns-Smith synes at være tættere på min tankegang end de andre. Jeg ved ikke hvad jeg skal mene om hele denne aktivitet. Stuart Kauffman lykønskede mig på dette møde for at være den, der har gjort bevidstheden respektabel som videnskabeligt undersøgelsesområde. Jeg har to bekymringer med det: dels er det ikke mig, men snarere PET-scannere (scanninger som måler atomare sammenstød mellem positroner og elektroner i de aktive dele af hjernen, red.) som har haft en større rolle. Og dels: er der noget at ønske tillykke for? Man må være meget forsigtig ... Måske er der alt for mange teorier i omløb. Man skal være forsigtig før man udråber sit forslag til at være videnskabeligt. Nogle gange kan man godt være lidt bekymret".
There was an error in this gadget