Efim Arsentievich Lieberman (1925-2011) - Nõukogude ja Venemaa biofüüsik ja füsioloog. Suure Isamaasõja liige. Aastatel 1955–1967 töötas ta NSVL Teaduste Akadeemia biofüüsika instituudis teadurina. Aastatel 1967-2006 oli ta NSVL Teaduste Akadeemia teabe edastamise probleemide instituudi, seejärel Venemaa Teaduste Akadeemia teadur (alates 1994 - juhtivteadur) Aastal 1975 koos V. P. Skulachev, L. M. Tsofina ja A. Yasaitis pälvisid NSVL riikliku preemia tööde sarja eest, mis käsitlesid molekulaargeneraatorite ja elektrivoolutrafode uurimist. Füüsikaliste ja matemaatikateaduste kandidaat (1959), bioloogiateaduste doktor (1963). Ta pakkus välja molekulaarkompuuteri kui ühe rakufunktsiooni (Cytomolecular Computing, 1972) ja koos S. V. Minina ja N. E. Shklovsky-Kordi, idee ajust kui kvantmolekulaarsest arvutist,infotöötluse läbiviimine rakusisesel tasemel.
Efim Liebermani mälu sait: efim.liberman.ru
16. septembril 2002 oli eetris Alexander Gordoni saade "Kvantrakkude regulaator". Sellel osalesid Efim Lieberman ja bioloogiateaduste doktor, Pushchino-on-Oka eksperimentaalse ja teoreetilise biofüüsika instituudi professor Dmitri Mashkov. Programmi kokkuvõte: kas uus arusaam rakubioloogiast nõuab muutusi füüsikas ja matemaatikas? Kas on võimalik eksperimentaalselt tõestada arvutusprotsessi mõju elava süsteemi lahendatud probleemile? Milline on tegevuse hind inimese isiklikus eneseteadvuses? Kas DNA tekstides tuleks otsida looduse füüsilisi seadusi?
Arutelukava: kui füüsika suutis uurida mikroskoopilisi objekte, avastati mõõtmise mõju aatomite ja elementaarosakeste olekule. Tekkis kvantmehaanika, mille tulemusel tekkisid aatom- ja vesinikupommid. Täna, kui füüsika hakkas mõistma elava raku struktuuri ja matemaatika õppis arvutite kasutamist ja sai selgeks, et arvutamine nõuab vaba energia ja aja kohustuslikku kulutamist, on Vene teadlased näidanud, et arvutamise mõju probleemidele, mida see lahendab, on elusorganismi jaoks hädavajalik. Ilmub teadus, mis kirjeldab elu nähtust uuel viisil. Ta paljastab füüsika ja matemaatika vasturääkivused. Selle teaduse loodusseadused ei ole matemaatilised valemid, vaid DNA ja RNA tekstidesse kirjutatud molekulaarkompuutrite programmid. Uue teaduse väited on lihtsad,kuid need nõuavad teaduspraktikas aktsepteeritud traditsiooniliste mõistete muutmist.
E. Liebermani kirjas J. Sorosele
Vanade loodusteaduste võiduajamise aeg on lõppemas. Loogilise positivismi filosoofia viis teadusesse uue kriisi. Nõustun täielikult sellega, et peame oma vaate maailma maailma struktuurile radikaalselt ümber mõtlema. Olen juba mitu aastat arendanud matemaatikat, füüsikat ja bioloogiat ühendava uue teaduse aluseid. Selle aluseks on idee, et mõistuse lõi maailm ühe plaani kohaselt, et seda maksimaalselt kontrollida. Selle uue teaduse põhiidee on see, et reaalne maailm, milles me elame, pole üldse looduslik füüsiline maailm, vaid maailm, mille on loonud optimaalselt kontrollitav inimmõistus. Ilma tulevikku mõõtmata ja ennustamata pole reaalne kontroll võimalik. Kaasaegne füüsika võtab arvesse mõõtmise mõju.
Reklaamvideo:
Ma arvan, et maailma ei loonud mitte newtonlane, vaid kvant ja laine, nii et mõõtmise mõju oli minimaalne. Maailm ei põhine ebakindluse põhimõttel. Ebakindluse põhimõte ise on vaid mõistusele reaalse maailma maksimaalse kindluse ja kontrollitavuse põhimõtte tagajärg. Sest mitte ainult mõõtmine, vaid ka eelarvutamine ülimolekulaarsete kvantarvutitega muudab tulevikku. See mõju, mis pole tänapäevase füüsika lahendatud probleemide jaoks hädavajalik, on elusolendite jaoks väga oluline, kuna molekulaarsed kvantarvutid asuvad elavates rakkudes ja kontrollivad nende tööd. Kontrollimatu mõju nende lahendatavale ülesandele toimub alati. Arvan, et DNA-le salvestatud molekulaarprogrammides võetakse arvesse arvutamise mõju probleemile.
Minu esimene töö eksperimentaalbioloogias avastas kodeerimise närvisüsteemis. Seejärel uurisin närviimpulsside genereerimise ja ülekande mehhanisme rakust rakku. Koos V. P. Skulacheviga tõestas ta katseliselt, et kõigi elusolendite energia on elektriline, ning demonstreeris üksikute elektronidega töötava elektrienergia molekulaarse trafo tööd. See viis mind mõtteni, et elusrakke kontrollivad molekulaarsed arvutid.
Suutsin katseliselt tõestada, et neuronite molekulaarkompuutrid kontrollivad närviimpulsside genereerimist seestpoolt ja võtavad seetõttu osa aju tööst. Uurides neuraalset infotöötlust, jõudsin järeldusele, et molekulaarkompuuter kasutab arvutamiseks aine kvantlaine omadusi. Nii tekkis kvantkontrolleri mõiste. Ilmselt on võimatu luua tõhusamaid juhtimis- ja arvutusseadmeid. Kui raku arvuti on kvantne, saab selgeks, et katse jälgida raku otsustusprotsessi viib paratamatult otsuse enda muutumiseni. Ma nimetasin seda omadust "sisemiseks punktiks". Mulle tundub, et refleksiivseteks sündmusteks on "sisemise vaatepunkti" olemasolu.
Artiklist: Zeev Sharon "Kui pole meest, pole ka rahu"
Järgmine valdkond, mida professor Lieberman asus uurima, oli elava raku energiaallikad. Ta suutis tõestada, et raku sees on midagi elektrigeneraatori taolist, toimides elektriaku põhimõttel, ja just see generaator loob raku elektripotentsiaali. 1972. aastal asus professor Lieberman tegelema probleemiga, kuidas rakuke juba olemasolevat ja selle juurde jõudvat teavet kasutab. Seda uurimisvaldkonda nimetatakse "molekulaartöötluseks". Lieberman avastas, et raku sees olev "arvuti" saab teavet, kui teatud kemikaalid sisenevad raku välimisse membraani. Selle tulemusel arvutab rakuarvuti, kuidas sellele signaalile reageerida, ja teeb seda tuuma DNA tükkide lõikamisel ja uuesti kleepimisel. Teisisõnu, see toimib samamoodi nagu tavaline arvuti, st põhineb juhistel (käskudel) ja nende täitmisel.
Kui lõikamise ja liimimise protsess on lõpule jõudnud, sünteesib rakk valgu, mis käivitab järgneva reaktsiooni. Kirjeldatud toiming on nüüd laialt tuntud ja tegelikult põhineb geenitehnoloogia sellel põhimõttel. Idee, mida pole veel tõestatud ja millega tegeleb nüüd professor Lieberman, on seotud eeldusega, et rakk sisaldab füüsilist teavet meie ümbritseva maailma kohta. See tähendab, et inimese sünnihetkel kirjutatakse tema geneetilisse koodi seadused, mille kohaselt funktsioneerib reaalne maailm meie ümber. Näiteks kui inimene viskab palli, teab ta, kuidas teda peatada ja kuidas palli õiges kohas visata. On selge, et me ei räägi Newtoni seaduste või Einsteini relatiivsusteooria registreerimisest geneetilises koodis, vaid asjaolust, et pärismaailma seadused on kodeeritud DNA molekulis,ja inimene tegutseb vastavalt enda sees olevale teabele. See uurimisvaldkond on nüüd moodsa teaduse eesliinil.
Järgmine professor Liebermani soovitatud samm on see, et inimese aju rakud käituvad nagu hiiglaslik telefonijaam, töötades nagu analoogarvuti. Mis tahes lahtris hakkab teatud teave "töötama", kui ta saab vajalikud andmed väljastpoolt. Rakus olevad valgud reageerivad vastavalt nende spetsiifilisele struktuurile. Sellel tasemel töötab "arvuti" kvantpõhimõtete järgi. Kirjeldatud teooria eripära on see, et sellise "arvuti" toimimist ei saa täpselt analüüsida. Seda ei saa teha ei tava- ega kvantfüüsika. Põhjus on see, et kui me proovime tema olekut "kontrollida" või "mõõta", mõjutame teda ja muudame seeläbi tema tööd. Newtoni füüsikas ei mõjuta mõõteseadme sekkumine mõõtmistulemust. Kuid kvantfüüsikas, nagu teate, on täiesti täpset mõõtmistulemust võimatu saada. Nagu öeldud, mõjutab kontrollimise (või mõõteseadme) sekkumise fakt kontrolli (mõõtmise) tulemust.
Lieberman väidab, et inimese rakud ei ole passiivses, vaid aktiivses olekus. Kuna me räägime elusast rakust, on sellel tegelikult oma seisukoht, oma "arvamus". See tähendab, et rakul on mingi tahe ja tänu sellele otsustab rakk, kuidas reageerida. Kõik see tundub täiesti fantastiline, kuid Lieberman usub, et selle valdkonna teadusuuringud on vajalik etapp teel uue teaduse juurde. Sarnane asi juhtus õigel ajal ka Newtoni füüsikaseadustega, kuna tema teoorias olid ruum ja aeg konstantsed ega muutunud. Selles teoorias leitud vastuolusid, mida polnud võimalik lahendada, selgitati Einsteini relatiivsusteooria raames. Viimane nägi samuti täiesti fantastiline välja: ruumi ja aja muutused, see tähendab, mitte absoluutne, vaid suhteline. Tänapäevani on paljudel raske aru saada.
"Nüüd peame lõpetama teise korruse ehitamise," kuulutab Lieberman enesekindlalt, nimetades seda põrandat "keemiliseks matemaatikaks". Tema arvates aitavad tema esitatud põhimõtted selgitada Einsteini relatiivsusteooria keerukaid probleeme. Ehkki ta ei saa valmis matemaatilist aparaati esitada, saab selle põhimõtted sõnastada juba praegu. Uues teaduses ei põhine seadused mitte valemitel, vaid looduskaitseseadustel. Need on seadused, mis piiravad seda, mis tegelikult juhtub. “Arvutamiseks kasutatavate valemiteni on veel pikk tee,” selgitab professor. Lieberman avaldas oma uurimistöö tulemused teadusajakirjas "Biosystems". Selgub, et kui alles hiljuti olid peamised maailma valitsevad seadused füüsikaseadused ja bioloogia, mis oli nn teisejärguline,nüüd on vaja ühendada need kaks valdkonda.
Pealegi pole füüsilist maailma enam võimalik selgitada ilma elavate maailma arvesse võtmata, kuna teadvuseta pole reaalsust. Maailma seadused paljastatakse meile DNA-koodi sisseehitatud aistingute kaudu. Ja kuna see on nii, määravad nad meie ümbritseva maailma käitumise. Selgub, et meie meelte poolt mõistetavad maailma seadused toimivad ainult siis, kui on olemas reaalsus, mis on iseendast teadlik. Teisisõnu, kui pole inimest, pole ka maailma. Sellised mõisted nagu positsioon, tahe, otsus, valik tungivad vastavalt Liebermani teooriale füüsika valdkonda. Tema sõnul "pole nüüdsest enam maailma eksisteerimise võimalust ilma jumaliku sekkumiseta". Biosüsteemide toimetajad nõustusid tema artikleid avaldama ainult siis, kui ta kustutas neist "jumaliku sekkumise" mainimise. Kuna tal polnud muud valikut, nõustus taent tema arvates ei saa me enam vaimseid maailmu unarusse jättes füüsilisi seadusi sõnastada.
E. A. Lieberman ja S. V. Minina "Biofüüsikalised ja matemaatilised põhimõtted ning bioloogiline teave"
Füüsikat, matemaatikat ja bioloogiat ühendav teadus põhineb neljal põhimõttel: arvutus- ja mõõtmistoimingu madalaimad kulud, optimaalne ennustatavus, minimaalne pöördumatus ja põhjusliku seose põhimõte uues sõnastuses. Mis on elu, kas biofüüsika saab seda kirjeldada ja mis on bioloogiline teave? Selles artiklis tahame proovida anda neile küsimustele ootamatu vastuse. Selle väite mõte on selles, et maailm on tehtud kvant- ja lainekujuliseks, et elusolendid mõjutaksid mõõtmist ja arvutamist minimaalselt tulevikku. Samal ajal, ilma selle uue vaatenurgata, ilma elusolenditeta, kes suudavad mõõta ja ennustada mõõtmise ja arvutamise põhjal, ümbritseva maailma tuleviku olekut, füüsilisi seadusi ei eksisteeri üldse.
Sellise lähenemisviisi vajadust saab mõista, kui võtame arvesse mitte ainult mõõtmise mõju kvant-süsteemi olekule, vaid ka arvutamise mõju piiravate arvutisüsteemide abil. Piiravatel arvutisüsteemidel peavad olema minimaalse suurusega elemendid ja elementaarse toimingu tootmiseks tuleks kulutada minimaalselt vaba energiat ja aega. Kuna energiat ja aega ei kvanteerita, eeldati, et vajalik toiming (energia ja aja korrutis) on viidud miinimumini ja seda väärtust nimetatakse toimingu maksumuseks. Arvutuslike elementide minimaalse suuruse esimene piir on molekulaarsuurus. Eeldati, et elava raku kontrollsüsteem on molekulaarkompuuter ning DNA ja RNA molekulaarsed tekstid muundatakse molekulaarsete aadresside abil.
Katsed kinnitasid neid hüpoteese täielikult. Molekulaarse teksti iga muundamine elusrakus nõuab umbes 10 kT vaba energiat ja aega umbes 0,1 sekundit. Tegevuse hind 1 kTcek = 1013 h on piirist kaugel. Piiravas kvantregulaatoris peaks see väärtus olema ühe Plancki konstandi suurusjärgus. Kui elava raku molekulaarkompuuter tõesti kontrollib kvantregulaatorit, peab see kasutama kõrge sagedusega mehaanilisi vibratsioone. Elektromagnetilised lained, mille lainepikkus on suurusjärgus suurusjärgus, hävitavad tõepoolest molekulaarstruktuure ja seetõttu ei saa neid elusrakkude juhtimiseks tõhusalt kasutada. Mehaanilised vibratsioonid levivad palju madalamal kiirusel ja lainepikkusel 10–1000 Å ei hävita eriti väikeseid elemente. Põhimõtteliselt võiks selliseid vibratsioone kasutada ülimas molekulaarses kvantregulaatoris. Ilmselt pole võimalik tõhusamaid juhtimis- ja arvutusseadmeid luua.
Näib, et uue teaduse ehitamine, sealhulgas elusolendite kirjeldamine, on kasulik alustada selle põhiprintsiipide sõnastamisest. Eeldati, et meie maailmas ei toimi mitte väikseima tegutsemise põhimõte, vaid väikseima toimingukulu põhimõte arvutuse kohta. Füüsika võtab arvesse ainult neid juhtumeid, kus arvutamise mõju pole oluline. Siis kehtib vähima toimimise põhimõte, mida, nagu näitas Feynman, saab kasutada relativistliku kvantmehaanika alusena. Elavate asjade jaoks on alati vaja arvestada arvutamise mõjuga, kuna molekulaarne kvantarvuti on raku sees. Siseprobleemide korral, mida elusrakk lahendab, on mõõtmistel ja arvutustel, mis tekivad selle sees, märkimisväärne mõju, kuna kvantkontrolleri ühe operatsiooni toimingukulud ei saa olla väiksemad kui Plancki konstant h. See ei ole selge,Kas seda piiri saab saavutada molekulikontrollerites, mis kasutavad termilist liikumist ja töötavad seetõttu temperatuuril kaugel 0 K. Võib-olla saavutatakse see piir ainult kvantregulaatorite piiramisel, millel on elemendi suuruse füüsikaline piir.
Mõõtmis- ja arvutustoimingu madalaima maksustamise põhimõte on õigesti sõnastatud kui madalaima toimimiskulu põhimõte. Kui arvutus ei mõjuta ja kasutatakse makroskoopilisi seadmeid, mille mõõtmist seade ei mõjuta, viib see põhimõte kvantmehaanikani. Kui võtame arvesse mõlemaid mõjusid, postuleerib mõõtmise ja arvutamise väikseima tegutsemise maksumuse printsiip optimaalsete kvantkontrollerite olemasolu, mis on võimelised teostama äärmiselt tõhusat füüsilise maailma arvutamist ja juhtimist. Selliste objektide olemasolu nõuab teatud seost põhiliste füüsikaliste konstantide ja arvude vahel. Täpsed loodusseadused ei ole matemaatilised valemid, mis ei sisalda teavet selle kohta, milliseid seadmeid loetakse. Täpsed seadused on molekulaarse DNA tekst lõplike molekulaarsete juhtimissüsteemide jaoks. Loodusteaduste teiseks põhimõtteks on optimaalsuse printsiip või, täpsemalt öeldes, optimaalse etteaimatavuse põhimõte. Mõõtmise ja simulatsiooni mõju ennustatud tulemusele puudumisel tuleneb sellest Einsteini relatiivsuse põhimõte.
Nende mehaanika probleemide lahendamiseks, mille puhul mõõtmise ja arvutamise mõju pole oluline, viib optimaalse prognoositavuse põhimõte kõigi koordinaatsüsteemide võrdsuseni. See võimaldab elusolenditel modelleerida oma liikumist koordinaatsüsteemis, mis on seotud maja või rongiauto liikumatute seintega. Kuid kui inimene pöörleb piisavalt kiiresti, lülitub tema aju automaatselt kehaga seotud koordinaatsüsteemile, kuna keha tasakaalu hoidmise ülesanne muutub nii raskeks, et seda ei saa mõõtmise mõjul aju neuronite piiravatel molekulaarkompuutritel fikseeritud seinte süsteemis lahendada. ja modelleerimine. Nime "optimaalne etteaimatavus" teine põhjendus on seotud sellega, etet optimaalsete elusüsteemide loomiseks ning nende olemasolu kindlakstegemiseks ja molekulaarsete tekstide ning valkude äärmiselt tõhusate mõõtmis- ja käitusseadmete arendamiseks on vaja stabiilsete aatomite ja molekulide olemasolu.
Bose osakeste olemasolu tagab Fermi osakeste mõõtmise ja kommunikatsiooni minimaalse mõju erinevate aatomite ja molekulide moodustumisele, võimaldades kirjutada molekulaarseid tekste, mis määravad valkude struktuuri. Järelikult tulenevad sellised omadused nagu elektrilaeng ja elektronide spinn relativistlikust kvantmehaanikast, millele arvutamise mõju puudumisel vähenevad loodusõpetuse kaks esimest põhimõtet. Laineomaduste, ühikulaengu ja elektronide spinni olemasolu tõttu on võimalik stabiilsete aatomite, molekulide ja makromolekulide, DNA ja RNA molekulaarsete tekstide moodustumine. Looja poolt sobivate tekstide kirjutamise tulemusel on olemas elusate asjade molekulaarsed kvantarvutid. Ilma elusate asjadeta pole mõõtmist ja arvutamist ning päris loodusel pole reaalseid seadusi. Loodusseadus ei ole valem, mis ei sisalda viiteid selle arvutamiseks,elusate rakkude molekulaarsete kvantarvutite molekulaarne tekst.
Loodusteaduste kolmas põhimõte peaks selgitama termodünaamika seaduste ilmset pöördumatust põhiseaduste ilmse pöörduvusega. See on minimaalse pöördumatuse põhimõte, mis väidab, et loodusseaduste pöördumatus ajas on seotud ainult mõõtmis- ja arvutustoimingute "maksumuse" pöördumatu kulutamisega, kasutades optimaalseid (molekulaarseid) mõõte- ja arvutusseadmeid. Loodusseadused on probleemide puhul, mille jaoks need pöördumatud kaotused pole hädavajalikud, nagu täheldatakse katsetes põhiosakestega. Eksperimentaalse kinnituse alla kuulub ka hüpotees, et lisaks Universumi loomisel loodud allikatele on reaalses maailmas ka uusi vaba energia allikaid. Loodusteaduste neljas põhimõte on põhjuslikkuse põhimõte. Füüsika pidi seoses kvantmehaanika avastamisega kahetsusväärselt sellest põhimõttest loobuma,mille kohaselt näiteks Peterburis tehtud mõõtmine muudab samal ajal Moskvas psi funktsiooni, samal ajal kui füüsikalised väljad ei levi valguse kiirusest kiiremini. Loodusteadus taastab põhjuslikkuse põhimõtte uuel kujul, vana teaduse jaoks täiesti ebaharilik.
Põhjuslikkuse põhimõttes öeldakse, et põhjus eelneb alati tagajärjele, kuna meie kontrollitud maailmas regulaarsete sündmuste põhjustajaks on alati juhtsüsteemi - kvantarvuti - otsus. Välissüsteemi jaoks, mis ei tea seda protsessi kontrolliva kvantarvuti otsusest, põhjuslikkuse põhimõttest - puudub võimalus selle edasisi tegevusi ennustada. Loodusteadus peaks loobuma Suurbritannia kuningliku seltsi motodest - verba et nula - sõnad ei tähenda midagi.
E. A. Liebermani, S. V. Minina, N. E. Shklovsky-Kordi artiklist "Haimatika: uue teaduse vajadus elavate kirjeldamiseks"
Uurisime elusaid asju juba aastaid, proovisime seda kirjeldada füüsika, keemia ja matemaatika meetodeid ja ideid kasutades ning tundus, et sellel teel oli meil märgatavaid õnnestumisi. Esimene töö selle kohta, kuidas teave konna närvisüsteemi kodeeritakse, avaldati kaks aastat varem kui sarnane, kuid ebatäpne teos, mille eest anti Nobeli preemia. Siis oli võimalik tõestada, et kogu elava energia on elektriline. Mõõdeti mitokondrite ja fotosünteetiliste osakeste membraanipotentsiaali. Selle elektrilise potentsiaali erinevuse loomisesse on kaasatud üksikud elektronid. Siis tekkis idee ülimate arvutusmasinate kohta, mis pole selles maailmas paremad. Selgus, et üksikutel elektronidel pole võimatu arvutusmasinat teha ning raku molekulaarkompuuter töötab DNA, RNA ja sihtvalgu operaatorite süsteemiga,kasutades arvutamisel nende molekulaarstruktuuride termilist Brown'i liikumist.
Tähelepanu juhiti arvutusprotsessi füüsilistele piirangutele molekulaarkompuutris ja mõõtmisprotsessi mõjule elusate rakkude molekulaarsetele mõõteseadmetele, mida kvantmehaanika ei arvesta. Geenitehnoloogia areng on näidanud, et just elusaid rakke kontrollib selline molekulaarkompuuter.
Me läksime tagasi närvirakkudesse ja tõestasime, et aju töötab neuronite siseste molekulaarsete müra arvutitega. Kuid neuronite molekulaarkompuuter on aeglane ega ole eriti sobiv elusolendiga silmitsi seisvate füüsiliste probleemide lahendamiseks. Selliseid ülesandeid saaks lahendada analooglaineregulaatori abil neuronite kehas, kasutades arvutuskeskkonnana tsütoskeletti. Kuna rakusisese arvutikeskkonna elementidel on molekulaarsed mõõtmed, ei sobi elektromagnetilised lained, kuna lained, mille lainepikkus on suurusjärgus 100–1000 Å, hävitavad molekulaarstruktuure. Ainus sobiv kandja on hüpersoon sagedusega 109–1011 Hz. Siiski pole veel suudetud tõestada, et neuroni sees on selline kvantmolekulaarne regulaator. Põhimõtteliselt saab seda teha katsetamise teel,milles laserkiired, mida moduleerib hüpersooniline sagedus, valgustavad neuronit. Eeldame, et tekkinud hüpersoonilised lained levivad piki neuroni tsütoskelet ja kontrollivad cAMP suhtes tundlikke väljund ioonkanaleid.
Neuraalsisese cAMP-i süstimisega tehtud katsed on näidanud, et aju ülesanded lahendatakse müraarvutites ja kuna isikliku eneseteadvuse sees pole müra, tuleb mõelda, et see asub väljaspool aju. Eeldasime, et see on piirav kvantkontroller, milles arvutuslike elementide minimaalse suuruse füüsiline piir on saavutatud. Nii järk-järgult sai selgeks, et elavaid asju ei saa kirjeldada ilma füüsika ja matemaatika aluseid muutmata. Fakt on see, et füüsika ja matemaatika on teadused sama reaalse maailma kohta, kuid need kaks teadust räägivad sama maailma kohta vastupidiseid asju. Füüsika, sealhulgas kvantmehaanika, väidavad, et maailma mineviku olek määrab selle tuleviku, samas kui reaalses maailmas on elusad juhtimissüsteemid, mis võivad maailma tulevikku muuta. Samal ajal on matemaatika (mitte ainult küberneetika,kuid kogu matemaatika) on kontrolliteadus ja tavaliselt ei arvesta matemaatika kontrolli tegelikke füüsilisi piiranguid, mis on elusolendite kirjeldamisel hädavajalikud.
Edastatud sõnumi kirjeldamiseks võeti kasutusele mõiste "mitmemõõtmeline teave". Et mõista, mida me mõtleme täna mitmemõõtmelise teabe all, peame kõigepealt kokku leppima, mis on teave? Teaduslik põhitähendus on lihtne. Kui edastame sõnumeid, siis saab neid teateid kodeerida. Kodeerimisprotsess tähendab edastavate ja vastuvõtvate subjektide olemasolu, kes on kokku leppinud, mis kood igal sõnumil on. Kodeerida on võimalik, kuna subjekt suudab makroskoopilisi objekte ruumis ja ajas paigutada suvalises järjekorras oma äranägemise järgi. Sama kehtib närviimpulsside ajastamise kohta. Eeldatakse, et molekulaarne kvantregulaator (MCR) korraldab närviimpulsse õigeaegselt, kontrollides neuronmembraani väljundkanalit vastavalt nende otsustele. Kvantregulaator on sisemise vaatepunktiga süsteem. Seetõttu oskab ta koodi kodeerida. Nii teeme ettepaneku lahendada iidne vaba tahte probleem.
Objektide, ikoonide või närviimpulsside meelevaldse ümberkorraldamise võime on seotud nende makroskoopilise suurusega. CMR-is sellist võimalust pole. Seal võivad elementaarsed kvaasiosakesed sündida ja kaduda välisest vaatlejast sõltumatult. Seetõttu viitab teabe mõiste tingimata makroskoopilistele objektidele ja signaalidele. Mõiste "teabe hulk" on puhtalt matemaatiline. Füüsikas pole midagi sellist. Füüsika eeldab, et süsteemi tulevik ei sõltu üldse meie soovidest, vaid ainult süsteemi minevikust. Füüsikas on olnud palju katseid siduda teabe mõiste termodünaamiliste omadustega. Sellel teemal tehtud palju tööd - nii enne kui ka pärast Brillouini - polnud reaalset teaduslikku tulemust. Fakt on see, et teabe hulka ja entroopiat kirjeldavate valemite sarnasus on puhtalt väline.
Mõiste "teabe hulk" on rangelt määratletud. See väärtus näitab koodi pikkust. Ja kuna koodis saab kasutada kõiki võimalikke permutatsioone, siis kui edastatud teadete arv on N, on koodi pikkus logaN, kus a on kodeerimiseks kasutatud erinevate märkide arv. Nii et lg ilmumine valemis, mis määrab teabe hulga, pole juhuslik.
Infoteooria looja Shannon oli insener. Seda, et koodi pikkus on logaritm, teati juba ammu enne teda. Shannoni põhiidee oli lihtne. Sageli edastatav sõnum peaks olema lühike ja harv - pikk. Siis laaditakse rida keskmiselt vähem. Siit tuleneb kuulus valem teabe hulgale, mis sarnaneb entroopia valemile. Termodünaamikas on füüsilise süsteemi seisundi tõenäosusel täiesti erinev tähendus. See on suure hulga osakeste olek, mille liikumine järgib füüsikaseadusi. Infoteooria ja kodeerimise teooria pole üldse füüsika. Need teadused põhinevad puhta matemaatika ideedel. Saate luua ükskõik millise koodi, saate teksti tähti järjestada suvalises järjekorras, st võite makroskoopilisi objekte suvaliselt ruumis või ajas teisaldada, täielikus vastuolus faktiga.mida füüsika väidab. Selle vastuolu saab lahendada ainult elusaid süsteeme kirjeldades - kvantkontrollereid, mis on võimelised kodeerima soovi korral.
Tekib küsimus, kas on võimalik kindlaks teha, millistes elusraku molekulaarkompuutris lahendatud probleemides on arvutamise mõju probleemile oluline. On selge, et organismi käitumise ülesannetele, mida lahendavad närvirakud, selline mõju puudub. Arvutamise mõju on elusrakkude sisemiste ülesannete täitmisel hädavajalik. Siiani pole seda olnud võimalik erksa katse abil demonstreerida just seetõttu, et loodus on korraldatud vastavalt mõõtmise ja arvutamise minimaalse mõju põhimõttele. Mõõtmise mõju avastati suhteliselt hiljuti ka Plancki konstandi väikese väärtuse tõttu.
Elusolendid suudavad reaalset maailma kontrollida ainult seetõttu, et füüsilisel ja vaimsel maailmal on ühine olemus. Arvame, et just siin on mitmemõõtmelise teabe kontseptsioon mõttekas. Elementaarosakeste tänapäevane füüsikaline teooria räägib värvilistest kvarkadest ja värv on olemuslik omadus: värvilisi osakesi ei saa täheldada. Samuti pole värvitundlikkus otseselt seotud valguse lainepikkusega, vaid on isikliku eneseteadvuse lahutamatu omadus. Meie hüpoteesi kohaselt on isiklik eneseteadvus väljaspool aju ja annab igaühele meist võimaluse vaadata füüsilist maailma seestpoolt.
Kaasaegne füüsikaline teooria püüab kirjeldada meie maailma mitmemõõtmelise geomeetrilise teooriana. Lisaks vaadeldakse lisaks kolmele laiendatud ruumilisele mõõtmele ka ruumi kumerusega seotud laiendamata mõõtmeid. Seda tüüpi mõõtmine kirjeldab kvarkide värvi. Vaatleme oma isiklikus eneseteadvuses mitmemõõtmelist maailma, mis sarnaneb sellele, millest moodne teoreetiline füüsika räägib. Me näeme kolmemõõtmelist ruumi, mille iga punkti saab värvida kolme põhivärvi ja antivärviga, igast punktist võib pärineda erineva sageduse ja helitugevusega heli (veel kaks mõõdet). Võttes arvesse mõõtmise koordinaati - aega - saadakse kümmemõõtmeline maailm. Ülejäänud mõõtmeid saab hõlpsasti omistada lõhnale, maitsele ja tekstuurile (millist taktiilset aistingut konkreetne maailma punkt isiklikus teadvuses esile kutsub). Selles tõlgenduses on füüsiline maailm mõistmiseks piisavalt lihtne - kõike seletab ruumi kumerus. Mida suurem on mõõtme kumerus, mida tavaliselt tähistame arvuga 6, seda heledam on punane värv. Ja mõõtmete arv pole liiga suur. Selle hüpoteesi raames sobib värvitundlikkuse kirjeldamiseks mõiste "mitmemõõtmeline teave".
Hoolimata hüpoteesi fantastilisest olemusest, üritasime seda katsetada. Kontrolliti, kas inimene tunneb intensiivset impulssneutriinokiirt. Sellist kiiret tekitavad kiirendid, milles väga kiired prootonid põrkuvad sihtmärgiga. Kasutasime Kõrge Energia Füüsika Instituudi (Protvino) kiirendit. Katse ajal ei imendu inimkeha mitte ükski neutriino. Kontrolliti, kas neutrinoid imenduvad inimese isikliku eneseteadvuse lõplikus kvantregulaatoris. Saime teavet, et neutriinolaskurist oli tekkinud neutriinoimpulss. Lambipirn süttis põlema ja katsealune üritas aru saada, kas tal on sellel hetkel mingeid aistinguid. EA Liebermanile tundus, et mõnikord tekib ebaharilik sensatsioon. Seda ei juhtunud aga iga impulsi korral ja statistika oli järgmine:et neutriinoimpulsside usaldusväärset registreerimist ilma loendurit kasutamata oli võimatu loota.
Lisaks kõrge energiafüüsika instituudi kiirendile on maailmas praegu ka kaks kohta, kus neutriinokiire impulsside intensiivsus on palju suurem. Meie arvates on mõistlik korrata ühes neist instituutidest katseid suure hulga putukatega. Selle katse õnnestumine võimaldaks kohe populariseerida uut teadust, milles pole vaatlejast sõltumatut maailma, tehes mõõtmisi ja arvutades eeluurimise. Kui need mõõtmisrajatised on suured kui kiirendid, mida tahame kasutada, muudavad nad maastikku märgatavalt. Meie eksperimendi maksumus on suhteliselt madal. Kui see kogemus tulemust ei anna, tuleb vaeva näha uue teaduse nelja põhimõtte testimisel teiste katsetega, mille hind dollarites on palju kõrgem. Näiteks pole sugugi lihtne näidata, et loodusseadused on tõesti kirjutatud DNA-le,mis taandatakse füüsikaseadustele, kui arvutamise mõju võib tähelepanuta jätta.
