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Physikalische Erklärung für das Bewusstsein?

501 Beiträge, Schlüsselwörter: Physik, Bewusstsein, Logik, Quantenmechanik
mathematiker
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Physikalische Erklärung für das Bewusstsein?

18.02.2014 um 19:14
@JPhys2
JPhys2 schrieb:Damit wird man in der Vielteilchentheorie nicht weit kommen.

Es geht dabei weniger um Vorlieben als um Notwendigkeiten.

Die Naturwissenschaftler müssen ihre Modelle gut genug verstehen um Vorhersagen ableiten zu können oder die Modelle sind vielleicht mathematisch interessant aber wissenschaftlich nutzlos
Das ist häufig das Problem bei mathematischen Modellen in der Naturwissenschaft. Nehmen wir ein ganz populäres Beispiel, die M Theorie. Auch wenn sich letztendlich herausstellt, dass die M Theorie nicht die Natur beschreibt kann man kaum behaupten, dass die Forschung in die Richtung nutzlos war. Zum einem hat die Mathematik als Strukturwissenschaft von der Forschung auf dem Gebiet bisher schon stark profitiert, zum anderem weiß man dann, welcher Ansatz nicht zum Ziel führt.
JPhys2 schrieb:Wenn du die Quantenverschränkungen alle mitnehmen willst
Wirst du nicht weiter als sagen wir mal 10 Atome kommen bevor selbst der beste Supercomputer unter dem Berg der Komplexität begraben wird...
Also muss man Näherungen machen...
Wenn man ein mathematisches Modell eines physikalischen Vorgangs erstellt, muss stets bedacht werden, welche Idealisierungen man verwendet. Auch wenn der Einfluss einer x beliebigen Wechselwirkung in einem Systems klein erscheint, kann er die Dynamik des Systems signifikant beeinflussen, die Chaostheorie forscht ja in die Richtung. Lässt man dann solch einen Effekt einfach raus kann das mathematisch modellierte System ein ganz anderes Verhalten zeigen als das reale System in der Natur.
Das Schöne ist ja, dass wir empirisch verifizieren können, ob ein mathematisches Modell eines physikalischen Systems tatsächlich zutreffend ist.

Mir ist vollkommen klar, dass man aufgrund des erheblichen Rechenaufwandes Idealisierungen vornehmen muss, nur sollte man, wenn das Modell nicht in der Lage ist die Wirklichkeit zu beschreiben, darüber nachdenken, welche Art von Idealisierungen man getätigt hat und ob sie nicht doch für das Modell relevant wären.
JPhys2 schrieb:Du bekommst die Maxwellgleichungen in dem du die Freiheitsgrade der Photonen ausintegrierst
Und so ein Objekt namens elektromagentsiches Feld erzeugt das a) einfacher ist und b) sich im Mittel so verhält wie es die Photonen taten.
Das verstehe ich offen gestanden nicht so wirklich. Die Formulierung der Maxwell Gleichungen über Differentialformen ist mir inzwischen klar, der Link zur QM hingegen nicht. Ich weiß dass die QED die Maxwell Gleichungen liefern muss, der exakte Weg ist mir allerdings nicht bekannt.


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Bekannter
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18.02.2014 um 19:33
@mathematiker
mathematiker schrieb:Auch wenn der Einfluss einer x beliebigen Wechselwirkung in einem Systems klein erscheint, kann er die Dynamik des Systems signifikant beeinflussen, die Chaostheorie forscht ja in die Richtung. Lässt man dann solch einen Effekt einfach raus kann das mathematisch modellierte System ein ganz anderes Verhalten zeigen als das reale System in der Natur.
In wie weit verändert es das Ergebnis bei der Oxidation eines Nagels, wenn man 100 Mrd. Quanten vernachlässigt?

Genau.


Und das ist es, was @JPhys2 meinte. Man muß also nicht immer in die subatomare Ebene heruntersteigen, um die Aktivitäten von Synapsen zu beschreiben.


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Shrimp
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Physikalische Erklärung für das Bewusstsein?

18.02.2014 um 19:39
Ich bezweifel nebenbei, dass unsere Formelsammlung überhaupt so vollständig ist, sodass wir solche makroskopischen Vorgänge selbst nicht berechnen könnten, wenn uns unendlich viel Rechenleistung zur Verfügung stünde.


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18.02.2014 um 19:56
mathematiker schrieb:Ich bin nicht der Ansicht, dass das Bewusstsein ein Produkt biochemischer Wechselwirkung darstellt, eher vermute ich, dass man einige Ebenen tiefer ansetzen muss, vielleicht arbeitet das Gehirn mit Quantenverschränkung, diesbezüglich gab es bereits Überlegungen von Roger Penrose.
wozu genau soll man die Quantentverschraenkung benoetigen? Ich vermisse hier einen Grund warum biomechanische Wechselwirkung nicht ausreicht bzw. was sich bisher nicht erklaeren laesst.


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18.02.2014 um 20:01
@mathematiker
mathematiker schrieb: Auch wenn der Einfluss einer x beliebigen Wechselwirkung in einem Systems klein erscheint, kann er die Dynamik des Systems signifikant beeinflussen,
Ja.
Aber wie gesagt man macht die Näherungen nicht zum Spass sondern aus purer Notwendigkeit.
Wenn man Glück hat kann man dem genäherten Modell ansehen ob es instabil oder stabil auf störungen reagiert.

Du solltest auch bedenken dass Quantenverschränkungen empfindlich sind und das Gehirn nicht gerade ein Tieftemperatursystem im Vakum ist.
Wir kennen die Betriebstempertaur und den Betriebsdruck des Gehirns.
Es ist schwer vorstellbar dass das Gehirn zur Verarbeitung von Information Prozesse benutzt deren Energie signifikant unter der des thermischen rauschen liegt und
Quantenverschränkungen ...haben oft überhaupt keine Energie.
mathematiker schrieb:Das Schöne ist ja, dass wir empirisch verifizieren können, ob ein mathematisches Modell eines physikalischen Systems tatsächlich zutreffend ist.
In der Tat.

Aber damit man das kann muss das Modell am Ende einfach genug sein um überhaupt vorhersagen zuzulassen.
Wenn es das nicht ist gibt es auch nichts dass man testen kann...


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Simowitsch
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Physikalische Erklärung für das Bewusstsein?

18.02.2014 um 20:30
Eigentlich ist es ganz einfach. Das Bewusstsein grenzt sich nicht klar von der toten Materie ab, sondern der Übergang ist fließend, wie wir an den Mikroorganismen sehen, die direkt aus dieser hervorgehen. Gott schläft sozusagen in der toten Materie.
Damit ist aber das ganze System selbsttragend. Es ist alles ein gerichteter Prozess, deshalb ist Gott ja auch der Richter der die ganze Welt richtet.
Auf die Frage von @therichter wie das Bewusstsein es macht, was als nächstes passiert und wen es sich als nächstes aussucht, kann es also nur die Antwort geben, die auch das Advaita geben würde, dass "dies" kein Bewusstsein macht.


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Physikalische Erklärung für das Bewusstsein?

18.02.2014 um 21:56
Das Bewusstsein ist ein Zusammenspiel von Molekülen und Ionen verschiedenster Formen.
ALLES ist Physik und Chemie.

Alles, das nicht Physik oder Chemie ist, ist Glaube, der aus Physik und Chemie besteht.


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mathematiker
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19.02.2014 um 03:30
@McNeal
McNeal schrieb:wozu genau soll man die Quantentverschraenkung benoetigen? Ich vermisse hier einen Grund warum biomechanische Wechselwirkung nicht ausreicht bzw. was sich bisher nicht erklaeren laesst.
Das Qualia Problem ist nicht gelöst. Die strukturelle Ablauf eines Denkprozesses ist noch unklar, usw.
Das heißt nicht dass die Probleme nicht auf biochemische Reaktionen zurückgeführt, nur macht dieser Ansatz auch keine weiteren signifikanten Fortschritte hinsichtlich gewisser Themen.


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19.02.2014 um 03:54
Ich denke, das es eher so ist, das die Realität oder auch Wirklichkeit ein Ausdruck oder eine Form von Bewusstsein ist, sprich alles ist Bewusstsein. Ein physikalische Erklärung halte ich dabei durchaus für möglich, da die physikalischen Prozesse ebenfalls Ausdruck dieser Form von Wahrnehmung(Bewusstsein) sind.

Was die Quantenverschränkung angeht so fehlt mir eigentlich immer wieder eine Betrachtungsweise die anscheinend niemand so richtig in Betracht ziehen will. Ich denke nicht das dort Information mit ,,Überlichtgeschwindigkeit“ ausgetauscht wird. Ich bin der Meinung das diese Betrachtung der ,,zwei“ Quanten an sich schon falsch ist. Ich denke das es überhaupt keine ,,zwei Quanten“ gibt, sondern eigentlich gibt es nur ,eins“. Eine kurze Erklärung dazu, Lichtgeschwindigkeit ist nach Definition Einsteins die absolute Obergrenze dessen was an Geschwindigkeit möglich ist, nach dieser Definition Einsteins ist es so das ,,etwas“ das sich derart ,,schnell Bewegt“ den Zeitrahmen verlässt und die Zeit still steht. Das bedeutet das aus der Perspektive des Photons betrachtet es immer existierte, und an allen punkten des Raumes zugleich ist. An allen Punkten zugleich bedeutet das es aus ,,seiner“ Perspektive betrachtet sich über das ganze Universum ausgedehnt ist. Für ein Quantenobjekt eine ziemlich große Ausdehnung?! Ausdehnung deshalb, da man dort von ,,Bewegung eines Teilchens“ nicht mehr sprechen kann. Es muss und kann sich ja nicht bewegen, da dies Zeit erfordern würde, die es aber nicht mehr hat, es ist ja Zeitlos und damit auch Raumlos.

So kam mir das erste mal in den Sinn das eventuell meine Betrachtung von Grössnordnungen überdenkenden muss. Soweit mir bekannt, spricht man in der Quantenphysik davon das ein Photon z.B. das kollabieren einer Welle ist, die sich je nach Messung(Beobachtung) an einem bestimmten Ort manifestiert. Wobei ich jetzt mal annehme das man da wohl unterscheidet, sprich es gibt dann Photonen-wellen, Elektronenwellen, Gravitonen-wellen... usw. Ich hingegen kann mir vorstellen das es nur eine ,,Welle“ (Potenzial) gibt, das nicht örtlich(überall), alles darstellt was der Beobachter ,,erwartet“ zu beobachten z.B. ein Photon,Elektron usw... Quantenverschränkung würde aus diesem Blickwinkel heraus kein so großes Rätsel sein, sondern eigentlich etwas selbstverständliches.

Ich habe keine Ahnung ob man mich versteht aber ich wollte mal einen anderen Blickwinkel hinzufügen. Sicherlich muss ich auch in meinem Beispiel den ,,Beobachter“ mit in diese ,,eine Welle“ (Potenzial von Möglichkeiten) mit einschließen, da auch er(wir) diese Welle sind... nicht teil davon sondern die welle an sich. Für mich ist eben diese Welle, oder anders gesagt das unendliche Potenzial an Möglichkeiten das diese Welle Repräsentiert, das Bewusstsein an sich.


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mathematiker
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19.02.2014 um 04:13
@eklaf
eklaf schrieb: Ich bin der Meinung das diese Betrachtung der ,,zwei“ Quanten an sich schon falsch ist. Ich denke das es überhaupt keine ,,zwei Quanten“ gibt, sondern eigentlich gibt es nur ,eins“.
Man betrachtet verschränkte Quanten auch als ein System, mathematisch hast Du ein Tensorprodukt zweier Hilbertraumbasen.


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19.02.2014 um 06:22
@mathematiker
mathematiker schrieb:Die strukturelle Ablauf eines Denkprozesses ist noch unklar, usw.
Das heißt nicht dass die Probleme nicht auf biochemische Reaktionen zurückgeführt, nur macht dieser Ansatz auch keine weiteren signifikanten Fortschritte hinsichtlich gewisser Themen.
Bleibt nur die Frage wo noch Wissenlücken liegen:

Neuronale INteraktionen sind ja schon verstanden. Auch grundlegende Probleme einzelner Krankheiten (siehe Parkinson). Auch weiß man ja schon sehr viel Welche Bereiche im Gehirn für was zuständig sind.

Dennoch sind die Neuronalen Vernetzungen im Gehirn extrem Komplex und auch wie sie zustande kommen ist noch viel nicht entdeckt. Aber warum jetzt Quantenmechanik die Lösungen bringen sollen ist mir noch nicht ganz klar. Viele Biochemische Vorgänge sind ja noch gar nicht verstanden. Hat man z.B. den Metabolusmis der nueronalen Zellen komplett verstanden?

Ich glaube da sind noch so viele Fragen offen die noch geklärt werden müssen bevor man Quantenmechanik betreibt.


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19.02.2014 um 11:24
mojorisin schrieb: Viele Biochemische Vorgänge sind ja noch gar nicht verstanden.
Wird der zeitliche verlauf aller Biochemischen Vorgänge nicht sowieso durch die Klassische Physik erfasst?
mathematiker schrieb:Das Qu alia Problem ist nicht gelöst.
Handelt es sich dabei nicht um ein schein Problem?


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19.02.2014 um 12:36
fritzchen1 schrieb:Wird der zeitliche verlauf aller Biochemischen Vorgänge nicht sowieso durch die Klassische Physik erfasst?
Das wissen wir, sobald wir ein Gehirn klassisch simuliert haben. Wenn die Simulation dann das selbe macht wie ein echter Mensch, dann wissen wir, dass die Qualia nur eine logische Abstraktion in den Verarbeitungsprozessen des Gehirns ist.
Wenn sich rausstellt, dass die Simulation so überhaupt nicht funktionieren will, dann kann man überlegen, ob man nicht vielleicht doch ein paar Vereinfachungen zuviel benutzt hat.

Ich kann dir allerdings aus erster Hand sagen, dass man für bestimmte biochemische Prozesse durchaus einige Quanteneffekte berücksichtigen muss. Z.B. hab ich mal an Simulationen von ATP-Synthase mitgearbeitet, und dort müssen Quanteneffekte berücksichtigt werden, damit das Ding realistisch funktioniert.


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19.02.2014 um 13:31
@mojorisin
mojorisin schrieb:Dennoch sind die Neuronalen Vernetzungen im Gehirn extrem Komplex und auch wie sie zustande kommen ist noch viel nicht entdeckt. Aber warum jetzt Quantenmechanik die Lösungen bringen sollen ist mir noch nicht ganz klar. Viele Biochemische Vorgänge sind ja noch gar nicht verstanden. Hat man z.B. den Metabolusmis der nueronalen Zellen komplett verstanden?
Ja, da ist noch vieles nicht verstanden. Meine persönliche Prognose hinsichtlich des Zeitraums in der das Gehirn vollständig verstanden liegt bei mehreren Hundert Jahren. Naja, das werde ich dann wohl nicht mehr verifizieren können. Erst nachdem man die Physik verstanden hat (In dem Sinne, eine einheitliche Feldtheorie konzipiert zu haben), wird man auch das Bewusstsein verstehen.


@fritzchen1
fritzchen1 schrieb:Handelt es sich dabei nicht um ein schein Problem?
Definiere mal "Schein Problem".


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19.02.2014 um 13:47
@mathematiker
Meine persönliche Prognose hinsichtlich des Zeitraums in der das Gehirn vollständig verstanden ist liegt bei mehreren Hundert Jahren.
Wenn Du mal den Zeitraum von der Extraktion des menschlichen Genoms bis zur vollständigen Aufschlüsselung vor einigen Jahren betrachtest und den Fortschritt unserer Technologie, wird es wohl nicht mehr als 50 Jahre dauern.

Unser Gehirn verarbeitet ca. 10 Biliarden Operationen/Sek.
Anfang der 1980'er Jahre verarbeiteten Prozessoren ca. 100 000 Op./s, Anfang der 1990'er waren es schon mehrere Mio/s und Anfang 2000 waren es bereits 1 Mrd.Op/s. Heute sind Prozessoren in der Lage ca. 10Mrd.Op/s zu verarbeiten. In zehn Jahren werden es ca. 1 Bill. Op/s sein.
Irgendwann zwischen 2030 und 2040 werden wir die Leistungsfähigkeit des Gehirns mit 10 Brd.OP/s erreicht haben.


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19.02.2014 um 13:53
@Bekannter
Bekannter schrieb:Unser Gehirn verarbeitet ca. 10 Biliarden Operationen/Sek.
Anfang der 1980'er Jahre verarbeiteten Prozessoren ca. 100 000 Op./s, Anfang der 1990'er waren es schon mehrere Mio/s und Anfang 2000 waren es bereits 1 Mrd.Op/s. Heute sind Prozessoren in der Lage ca. 10Mrd.Op/s zu verarbeiten. In zehn Jahren werden es ca. 1 Bill. Op/s sein.
Irgendwann zwischen 2030 und 2040 werden wir die Leistungsfähigkeit des Gehirns mit 10 Brd.OP/s erreicht haben.
Die Tatsache das Computer die selbe Leistungsfähigkeit wie das menschliche Gehirn erreichen werden, impliziert nicht, dass die Arbeitsweise des Gehirns verstanden wird.

Außerdem korrespondiert Hardware Leistung nicht zwangsweise mit tatsächlicher Leistungsfähigkeit eines Computers, die hängt auch davon ab, wie Betriebssysteme sich weiter entwickeln.


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19.02.2014 um 13:56
@mathematiker
Na, dann setzt halt nochmal 10 Jahre drauf, dann paßt's.


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mathematiker
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19.02.2014 um 13:57
@Bekannter

Ich weiß nicht wo der Optimismus her kommt, bereits viel früher hat man prognostiziert, dass Gehirn bald vollständig zu verstehen. Mit solchen Schätzungen sollte man eher vorsichtig sein.


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19.02.2014 um 20:01
mathematiker schrieb:Das Qualia Problem ist nicht gelöst. Die strukturelle Ablauf eines Denkprozesses ist noch unklar, usw.
Das heißt nicht dass die Probleme nicht auf biochemische Reaktionen zurückgeführt, nur macht dieser Ansatz auch keine weiteren signifikanten Fortschritte hinsichtlich gewisser Themen.
Das Problem kannte ich nicht und leuchtet mir ehrlich gesagt auch nicht ein. Subjektive Wahrnehmung laesst sich doch wunderbar durch Vernkuepfung von Sinneseindruecken mit Erinnerungen erklaeren, die nunmal bei jedem Einzelnen anders sind.

Und nur weil man die genaue Struktur noch nicht kennt bedeutet das immer noch nicht, dass man Quantenphysik ranziehen muss. Ich wuerde auch stark bestreiten dass auf dem Gebiet keine signifikanten Fortschritte gemacht wurden, wenn man sich diverse Veroeffentlichungen zu dem Thema anschaut, z.B. das Youtube-Guck-Paper wo ein Computernetzwerk 3 Tage lang youtube guckt und danach Katzen erkennt ohne vorher Beispiele gezeigt bekommen zu haben http://cs.stanford.edu/people/ang/?portfolio=building-high-level-features-using-large-scale-unsupervised-learning. Einzig durch die Struktur des neuronalen Netzes kommt so ein Effekt zustande. Durch die Primatenforschung wissen wir inzwischen auch immer mehr ueber die Signalwege im Gehirn , vom Formenkennen bis hin zu Greifaktionen weiss man heute schon recht genau wie das geht. Das Textverstaendnis ist beim heutigen Stand der Technik etwa bei dem eines 3. Klaessers und autofahren koennen Computer heute auch schon. Von wegen keine signifikanten Fortschritte!


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19.02.2014 um 20:23
McNeal schrieb:Das Problem kannte ich nicht und leuchtet mir ehrlich gesagt auch nicht ein. Subjektive Wahrnehmung laesst sich doch wunderbar durch Vernkuepfung von Sinneseindruecken mit Erinnerungen erklaeren, die nunmal bei jedem Einzelnen anders sind.
Na, dann erkläre mal einem Blinden, was genau man sich unter Rot vorzustellen hat...


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