[Fis] https://authors.elsevier.com/sd/article/S0303-2647(25)00077-2

[Prof. Dr. Thomas Görnitz]

Dear all,
Below is a contribution from the perspective of quantum physics.
All the best,
Thomas Görnitz




Mind, Life & Machines

Life is unstable, at best metastable. All living things die  
eventually. Machines, on the other hand, do not die; they break down.

The instability of all living things means that it is not only matter  
and energy that have an effect on living structures, but that  
information also influences living things.
Life has evolved on Earth over billions of years. This development  
from the inanimate to the living was possible because, in diverse  
chemical processes, not only energies and substances, but also their  
mere properties can produce real effects.

Properties, e.g., dark lines on white paper, can produce effects as  
“transferable information.” Less obvious, but much more important for  
life in general, are properties of molecules and surfaces, which are  
referred to as catalysts and, in biology, as enzymes. After  
influencing a reaction, these entities return to the same state they  
were in before the reaction. In other words, they have produced real  
effects solely through their properties.
The actions caused by properties can stabilize otherwise unstable  
biochemical processes for a period of time.

Such properties can become meaningful information.


In a long evolution, control experiences are repeatedly stored in a  
factual manner. These factual structures, which cause the control of  
life processes, the DNAs, can already be artificially produced and  
modified in many ways today. What is not yet possible is the  
artificial creation of the quantum physical relationships within a  
living cell. It is possible to insert a new cell nucleus into an  
enucleated cell and let it work according to this new code.
However, it is not yet possible to create a living cell.


Machines do not evolve; they have a builder. Even when these machines  
produce new machines, there is a builder or designer in the  
background. While living things are based on biochemistry, machines  
have long functioned solely on a mechanical or electrical basis.


As forms of dynamic equilibrium, living things have been dependent on  
the processing of meaningful information from the very beginning. Such  
information processing is constitutive for life. Life without  
information processing does not exist.

As mentioned above, information processing in all forms of life is  
based on a biochemical foundation. Each of these processes changes the  
material structure.

Life can only develop and sustain itself in very rich mixtures of many  
different types of molecules. From single-celled organisms to human  
consciousness, every step in information processing is associated with  
a change in material structure.

In humans, this change means that there are no mental processes  
without a more or less clearly recognizable emotional involvement. The  
inextricable link between information processing—and, in more highly  
developed organisms, the psyche—and the body is what distinguishes  
living beings.


Machines have only been able to process information for a few decades.  
The essential physical difference between their information processing  
and biological information processing is clear.

Technical information processing depends on the material hardware  
remaining unchanged in this process.
This also applies to the technical neural networks that enable us to  
simulate conscious information processing.

The stability of the hardware is possible because, unlike in biology,  
only a tiny fraction, less than 10,000th of the material mass, namely  
only electrons and photons, are moved.
Machine information processing allows a clear separation between  
hardware and software, as described here. This is completely  
impossible in biology.

The immutability of machine hardware allows information processing  
processes to be carried out independently of the respective hardware  
and software to switch between different instances of hardware.

Machine information processing has so far mainly processed factual  
information. Even if stochastic methods are used, these have so far  
only concerned unknown facts.
The first examples of quantum computers are intended to process  
quantum physical possibilities. They have a very complicated and  
sensitive hardware structure, which has so far required extreme  
cooling. This hardware structure is also not supposed to change.
Such quantum computers have the advantages that result from the  
simultaneous parallel processing of possibilities.


In living beings, the main task of information processing is to  
optimize options for action. The ability to solve complex mathematical  
tasks that require an exact result is only a very late product of  
human cultural development. However, it is probably not obvious to  
everyone that emotional connections are also present in this process.

Quantum computers will be able to solve optimization tasks faster than  
we can with our biological brains. In optimization tasks, it is not a  
major problem that a quantum computer will only produce a probable  
optimal result and not necessarily the best one, if such a result  
exists. In this context, it should be noted that accurate results  
always require verification by a classical computer. Only then can the  
merely probable results be separated from the actual correct result.

In biology, the quantum structure of the psyche allows a certain  
departure from factually preformed stimulus-response patterns and thus  
a certain degree of freedom. Uniware, the indissoluble connection  
between hardware and software, links this freedom with physical  
existence. This connection to one's own existence and to the existence  
of one's offspring also relates all biological information processing  
to what is ultimately referred to in humans as ethics and morality.


Despite the lack of connection between software and hardware in  
machines, quantum information processing will also open up a certain  
degree of indeterminacy for these machines. I consider it fortunate  
that even such machines will not be able to develop consciousness like  
living beings.

Consciousness enables us to evaluate options for action and thus a  
certain degree of freedom. Freedom means that you can do what you  
want, not necessarily what you should do. Machines that can not only  
simulate consciousness but actually have consciousness would not  
necessarily do what their builders intended them to do.


Machine structures can support human life and maintain it for a period  
of time, but they cannot yet create artificial life.

Quantum-based information processing in biological systems also  
processes possibilities that cannot be conceived as unknown facts.  
Such quantum possibilities are capable of producing real actions.
Mere ignorance of presumed facts about a system has no consequences  
for the system. However, if a very precise, i.e., quantum description  
reveals that possibilities exist in the system that cannot yet be  
thought of as facts, it becomes understandable that these  
possibilities can produce real actions in the system.

This is a fundamental fact derived from the findings of quantum theory.

What else follows from the findings of quantum theory?

Modern science does not recognize one-sided actions. It always  
understands processes in nature as interactions. If two entities can  
interact with each other, this suggests a common basis for both, i.e.,  
a monistic view of the description of natural processes.
Current brain research still follows the accurate finding that the  
previous models for material or energetic particles did not allow for  
the integration of information. Therefore, they represent—either  
openly or covertly—a dualistic view.
 From the perspective of modern natural science, dualism is unacceptable.

In order to adapt the outdated materialistic and/or naturalistic  
philosophies to modern natural science and to a new concept of matter  
and energy, it was necessary to fall back on quantum theory.

The necessary monistic structure resulted from the explanation of  
matter and energy as special manifestations of abstract quantum  
information.

This revolutionary scientific insight also enabled a unifying  
explanation of mind and matter.

Scientific explanation starts from simple structures in order to  
explain complex structures built on them.
The most complex structures that still allow a connection to  
experiment and observation are quantum field theories. These theories  
make it possible to describe the creation and destruction of quantum  
particles and not just the creation and destruction of their  
properties. But even a quantum particle, with its infinitely  
dimensional space of states, is still a highly complex structure.


The simplest possible quantum structures for mathematical reasons have  
a two-dimensional state space. They are often referred to as quantum  
bits, but cannot yet be associated with a concrete or specific  
meaning. They are still to be understood as completely abstract and  
absolute, as absolute bits of quantum information, AQIs.
Information only becomes meaningful in cosmic evolution with the  
emergence of the first life forms. There is no inherent meaning for  
inanimate objects. Energy is necessary for actions on inanimate  
objects; mere information is not sufficient.

In photons, the quanta of light, and in large particle accelerators,  
it has long been apparent that ever smaller structures require ever  
greater energy densities, thus creating ever more complex structures.



As long as one associates the essential structures with “energy” in  
quantum theory, Max Planck's formula E=hc/λ shows that ever smaller  
extensions require ever greater energy density. From a common sense  
perspective, “more and more produces smaller and smaller” seems  
completely absurd.

On the other hand, it is completely evident that with more and more  
information, more and more precise localization becomes possible.

This insight as a theory about quantum information facilitates the  
understanding of quantum theory.

Ever simpler structures containing less and less information will  
embody ever lower energies and therefore have an ever greater  
characteristic expansion or wavelength.

The simplest quantum structures, the AQIs, are cosmically extended.  
Their action corresponds to a single quantum of action.

 From many of them, for example from 10^38 AQIs, something as tiny as  
an electron can form, from 10^41 AQIs a proton.
The mathematical structures with which states of particles in  
Minkowski space without and with rest mass can be constructed from  
AQIs within the framework of irreducible representations of the  
Poincaré group have been published for some time.
(Görnitz T, Graudenz D, Weizsäcker C F v (1992) Quantum field theory  
of binary alternatives, Intern J. Theoret Phys 31: pp. 1929–1959
Görnitz T, Schomäcker U (2012) Quantum particles from quantum  
information, J. Phys.: Conf. Ser. 380, 012025,  
doi:10.1088/1742-6596/380/1/012025)

A recent review article, “Quantum information as the scientific basis  
for the explanation of human consciousness and its evolution,” which  
appears in the special issue “Anthropogenesis and Evolution of Human  
Consciousness” in BioSystems, is now available online in open access:
https://urldefense.com/v3/__https://authors.elsevier.com/sd/article/S0303-2647(25)00077-2__;!!D9dNQwwGXtA!VCHVhE6BZwpDy37awK4p9uf6N9P94ZHvjyvVKCK8P9GD6ma1u9-_UCo3kD6bviAhuXyZAftz7ixQD78oXTizz66Cih87Cg$ 


Mind, Life & Machines

Leben ist instabil, im besten Fall metastabil. Alles Lebendige stirbt  
einmal. Maschinen hingegen sterben nicht, sie gehen kaputt.

Die Instabilität alles Lebendigen bewirkt, dass nicht nur Materie und  
Energie an lebendigen Strukturen Wirkungen erzeugen, sondern dass  
bereits Information Einfluss auf Lebendiges hat.
Leben hat sich auf der Erde über Milliarden von Jahren evolutionär  
entwickelt. Diese Entwicklung vom Unbelebten zum Lebendigen war  
möglich, weil in vielfältigen chemischen Prozessen nicht nur die  
Energien und die Stoffe, sondern auch deren bloßen Eigenschaften reale  
Wirkungen hervorrufen können.

Eigenschaften, z.B. dunkle Linien auf weißem Papier, können als  
„übertragbare Information“ Wirkungen erzeugen. Weniger anschaulich,  
aber für das Leben im Allgemeinen viel bedeutsamer sind Eigenschaften  
an Molekülen und Oberflächen, die als Katalysatoren und im  
Biologischen als Enzyme bezeichnet werden. Diese Entitäten sind nach  
der von ihnen beeinflussten Reaktion wieder im gleichen Zustand wie  
vor der Reaktion. Sie haben also lediglich durch ihre Eigenschaften  
reale Wirkungen erzeugt.
Durch die von Eigenschaften hervorgerufenen Wirkungen können sich  
eigentlich instabile biochemische Prozesse für eine Zeit lang  
stabilisieren.

Solche Eigenschaften können zu bedeutungsvoller Information werden.

In einer langen Evolution werden immer wieder Steuerungserfahrungen  
faktisch gespeichert. Diese faktischen Strukturen, welche die  
Steuerung von Lebensvorgängen verursachen, die DNAs, lassen sich heute  
bereits in vielfältiger Weise künstlich herstellen und verändern. Was  
bisher noch nicht möglich ist, das ist eine künstliche Erzeugung der  
quantenphysikalischen Zusammenhänge innerhalb einer lebendigen Zelle.  
So kann man zwar in eine entkernte Zelle einen neuen Zellkern  
einsetzen und diese gemäß diesem neuen Programm arbeiten lassen.
Bisher ist aber das Erzeugen einer lebendigen Zelle nicht möglich.

Maschinen evolvieren nicht, sie haben einen Erbauer. Auch dann, wenn  
diese Maschinen wieder neue Maschinen herstellen, steht ein Erbauer  
oder Konstrukteur im Hintergrund. Während Lebendiges auf einer  
biochemischen Grundlage aufbaut, funktionierten Maschinen für lange  
Zeit lediglich auf einer mechanischen oder elektrischen Grundlage.

Lebendiges als Formen von Fließgleichgewichten ist von Beginn an auf  
die Verarbeitung von bedeutungsvoller Information angewiesen. Eine  
solche Informationsverarbeitung ist konstitutiv für das Leben. Leben  
ohne Informationsverarbeitung gibt es nicht.

Die Informationsverarbeitung in allen Lebensformen beruht wie erwähnt  
auf einer biochemischen Grundlage. Jeder dieser Vorgänge verändert die  
materielle Struktur.

Nur in sehr reichhaltigen Gemischen von vielen verschiedenen Sorten  
von Molekülen kann sich Leben entwickeln und weiter erhalten. Von den  
Einzellern an bis zum menschlichen Bewusstsein ist jeder Schritt in  
der Informationsverarbeitung zugleich mit einer Veränderung der  
materiellen Struktur verbunden.
Diese Veränderung bewirkt beim Menschen, dass es keine psychischen  
Prozesse ohne eine mehr oder weniger deutlich erkennbare emotionale  
Beteiligung gibt. Die unlösbare Verbindung zwischen  
Informationsverarbeitung – und bei höher entwickelten Lebewesen der  
Psyche – und dem Körper zeichnet das Lebendige aus.

Erst seit wenigen Jahrzehnten können auch Maschinen Informationen  
verarbeiten. An deren Informationsverarbeitung wird der wesentliche  
physikalische Unterschied zur biologischen Informationsverarbeitung  
deutlich.

Technische Informationsverarbeitung ist darauf angewiesen, dass dabei  
die materielle Hardware unverändert bleibt.
Dies trifft ebenfalls auf die technischen neuronalen Netze zu, mit  
denen man in der Lage ist, eine bewusste Informationsverarbeitung zu  
simulieren.
Die Stabilität der Hardware ist möglich, weil bei ihr im Gegensatz zur  
Biologie lediglich ein winziger Bruchteil, weniger als der 10.000.  
Teil der materiellen Masse, nämlich nur Elektronen und Photonen bewegt  
werden.
Maschinelle Informationsverarbeitung ermöglicht eine klare Trennung  
zwischen Hardware und Software. Derartiges ist in der Biologie  
vollkommen unmöglich.

Die Unveränderlichkeit der maschinellen Hardware ermöglicht es, dass  
Informationsverarbeitungsprozesse unabhängig von der jeweiligen  
Hardware durchgeführt werden können und Software zwischen  
verschiedenen Exemplaren von Hardware wechseln kann.

Die maschinelle Informationsverarbeitung verarbeitete bisher im  
Wesentlichen faktische Information. Auch wenn stochastische Methoden  
zum Einsatz kommen, so betreffen diese bisher lediglich unbekannte  
Fakten.
Erste Exemplare von Quantencomputern sollen quantenphysikalische  
Möglichkeiten verarbeiten. Bei ihnen gibt es eine sehr komplizierte  
und empfindliche Hardwarestruktur, bisher mit einem extremen  
Kühlungs-Aufwand. Auch diese Hardwarestruktur soll sich nicht verändern.
Solche Quantencomputer haben die Vorteile, die sich aus einer  
gleichzeitigen parallelen Verarbeitung von Möglichkeiten ergeben.

Bei Lebewesen ist die Hauptaufgabe der Informationsverarbeitung eine  
Optimierung von Handlungsoptionen. Die Fähigkeit, auch komplexe  
mathematische Aufgaben zu lösen, welche ein exaktes Ergebnis  
erfordern, ist erst ein sehr spätes Produkt der kulturellen  
menschlichen Entwicklung. Dass aber auch selbst dabei emotionale  
Bezüge vorhanden sind, ist wahrscheinlich nicht für jederman  
offensichtlich.

Quantencomputer werden Optimierungsaufgaben schneller lösen können,  
als wir es mit unseren biologischen Gehirnen tun können. Bei  
Optimierungsaufgaben ist es kein großes Problem, dass ein  
Quantencomputer lediglich ein wahrscheinlich optimales Ergebnis  
produzieren wird, und nicht mit Sicherheit das Beste, falls ein  
solches existiert. In diesem Zusammenhang sei daran erinnert, dass für  
zutreffende Ergebnisse stets die Überprüfung durch einen klassischen  
Computer notwendig ist. Erst damit können die lediglich wahrscheinlich  
richtigen Ergebnisse von dem tatsächlich richtigen Ergebnis getrennt  
werden.

Im Biologischen ermöglicht die Quantenstruktur des Psychischen ein  
gewisses Austreten aus faktisch vorgeformten Reiz-Reaktions-Schemata  
und damit ein gewisses Maß an Freiheit. Die Uniware, die unauflösliche  
Verbindung von Hardware und Software, verbindet diese Freiheit mit der  
körperlichen Existenz. Diese Verbindung zur eigenen Existenz und zu  
der Existenz der Nachkommen setzt alle biologische  
Informationsverarbeitung auch in Beziehung zu dem, was schließlich bei  
Menschen als Ethik und Moral bezeichnet wird.

Trotz der bei den Maschinen fehlenden Verbindung zwischen Software und  
Hardware, wird eine quantische Informationsverarbeitung auch diesen  
Maschinen ein gewisses Maß an Indeterminiertheit eröffnen. Ich sehe es  
als einen Glücksumstand an, dass auch derartige Maschinen kein  
Bewusstsein wie Lebewesen werden entwickeln können.
Bewusstsein ermöglicht es, Handlungsoptionen zu bewerten, und damit  
ein gewisses Maß an Freiheit. Freiheit bedeutet, man kann tun, was man  
will, und nicht unbedingt das, was man soll. Maschinen, die nicht nur  
Bewusstsein simulieren können, sondern tatsächlich Bewusstsein hätten,  
würden nicht notwendigerweise das tun, wofür ihre Erbauer sie  
vorgesehen haben.

Maschinelle Strukturen können menschliches Leben unterstützen und für  
eine Zeit lang aufrechterhalten, sie können aber bisher kein  
künstliches Leben erzeugen.

Die quantentheoretisch fundierte Informationsverarbeitung im  
Biologischen verarbeitet auch Möglichkeiten, die nicht als unbekannte  
Fakten vorgestellt werden können. Solche quantischen Möglichkeiten  
sind in der Lage, reale Wirkungen zu erzeugen.
Aus einer bloßen Unkenntnis über vermutete Fakten an einem System  
folgt für das System nichts. Wenn jedoch bei einer sehr genauen, also  
quantischen Beschreibung, am System Möglichkeiten existieren, die noch  
nicht als Fakten gedacht werden dürfen, wird verstehbar, dass diese  
Möglichkeiten am System reale Wirkungen hervorrufen können.
Das ist eine Grundtatsache aus den Erkenntnissen der Quantentheorie.

Was folgt noch aus den Erkenntnissen der Quantentheorie?

Moderne Naturwissenschaft kennt keine einseitigen Wirkungen. Sie  
versteht die Vorgänge in der Natur stets als Wechselwirkung. Wenn zwei  
Entitäten aufeinander einwirken können, so legt das eine gemeinsame  
Grundlage für beides nahe, also eine monistische Sichtweise für die  
Beschreibung der Naturvorgänge.
Die gegenwärtige Hirnforschung folgt noch der zutreffenden Erkenntnis,  
dass mit den bisherigen Modellen für materielle oder energetische  
Teilchen eine Einbindung von Information nicht möglich war. Daher  
vertreten sie – offen oder verdeckt – eine dualistische Sichtweise.
Ein Dualismus ist aus Sicht der modernen Naturwissenschaft inakzeptabel.

Um die überkommenen materialistischen und/oder naturalistischen  
Philosophien an die moderne Naturwissenschaft und an eine neue  
Vorstellung von Materie und Energie anzupassen, war ein Rückgriff auf  
die Quantentheorie notwendig.

Die notwendige monistische Struktur ergab sich durch die Erklärung von  
Materie und Energie als speziellen Erscheinungsformen einer abstrakten  
Quanteninformation.

Dieser revolutionäre naturwissenschaftlichen Einsicht hatte auch eine  
zusammenführende Erklärung von mind and matter ermöglicht.

Naturwissenschaftliche Erklärung geht von einfachen Strukturen aus, um  
komplexe Strukturen darauf aufbauend zu erklären.
Die komplexesten Strukturen, die noch eine Anbindung an Experiment und  
Beobachtung ermöglichen, sind Quantenfeldtheorien. Diese Theorien  
ermöglichen es, die Erzeugung und Vernichtung von Quantenteilchen und  
nicht nur das Erzeugen und Vernichten von deren Eigenschaften zu  
beschreiben. Aber auch ein Quantenteilchen ist mit seinem  
unendlichdimensionalen Raum von Zuständen noch eine hochkomplexe  
Struktur.

Die aus mathematischen Gründen einfachstmöglichen Quantenstrukturen  
besitzen einen zweidimensionalen Zustandsraum. Sie werden oft als  
Quantenbits bezeichnet, dürfen aber noch nicht mit einer konkreten  
oder speziellen Bedeutung verbunden werden. Sie sind noch als  
vollkommen abstrakt und als absolut zu begreifen, als absolute Bits  
von Quanteninformation, AQIs.
Bedeutungsvoll wird Information in der kosmischen Evolution erst mit  
dem Auftreten der ersten Lebensformen. Für Unbelebtes gibt es keine  
inhärente Bedeutung. Für Wirkungen am Unbelebten ist Energie  
notwendig, bloße Information genügt nicht.

An den Photonen, den Lichtquanten, und bei den großen  
Elementarteilchenbeschleunigern wird seit langer Zeit erkennbar, dass  
immer kleinere Strukturen eine immer gewaltigere Energiedichte  
erforderlich machen und so immer komplexere Strukturen erzeugt werden.

Solange man in der Quantentheorie die wesentlichen Strukturen mit  
„Energie“ verbindet, zeigt Max Plancks Formel E=hc/λ , dass immer  
kleinere Ausdehnungen eine immer größere Energiedichte erforderlich  
machen. Ein „immer Mehr erzeugt immer Kleineres“ erscheint aus Sicht  
des gesunden Menschenverstandes vollkommen widersinnig.

Völlig evident hingegen ist es, dass mit immer mehr Information eine  
immer genauere Lokalisierung möglich wird.

Diese Einsicht als Theorie über Quanteninformation erleichtert das  
Verständnis der Quantentheorie.

Immer einfachere Strukturen mit immer weniger enthaltener Information  
werden immer geringere Energien verkörpern und daher eine immer  
größere charakteristische Ausdehnung beziehungsweise Wellenlänge  
besitzen.

Die einfachsten Quantenstrukturen, die AQIs, sind kosmisch ausgedehnt.  
Ihre Wirkung entspricht einem einzelnen Wirkungsquantum.

Aus vielen von ihnen, beispielsweise aus 10^38 AQIs kann sich so etwas  
Winziges wie ein Elektron formen, aus 10^41 AQIs ein Proton.
Die mathematischen Strukturen, mit denen Zustände von Teilchen im  
Minkowski-Raum ohne und mit Ruhemasse im Rahmen von irreduziblen  
Darstellungen der Poincaré-Gruppe aus AQIs konstruiert werden können,  
sind seit längerem publiziert.
(Görnitz T, Graudenz D, Weizsäcker C F v (1992) Quantum field theory  
of binary alternatives, Intern J. Theoret Phys 31: S. 1929 – 1959
Görnitz T, Schomäcker U (2012) Quantum particles from quantum  
information, J. Phys.: Conf. Ser. 380, 012025,  
doi:10.1088/1742-6596/380/1/012025)

Ein aktueller Übersichts-Artikel „Quantum information as the  
scientific basis for the explanation of human consciousness and its  
evolution”, welcher in dem special issue „Anthropogenesis and  
Evolution of Human Consciousness“ bei BioSystems erscheint, ist seit  
kurzem im open acces online:
https://urldefense.com/v3/__https://authors.elsevier.com/sd/article/S0303-2647(25)00077-2__;!!D9dNQwwGXtA!VCHVhE6BZwpDy37awK4p9uf6N9P94ZHvjyvVKCK8P9GD6ma1u9-_UCo3kD6bviAhuXyZAftz7ixQD78oXTizz66Cih87Cg$ 






Prof. Dr. Thomas Görnitz
Fellow of the INTERNATIONAL ACADEMY OF INFORMATION STUDIES

Privat (für Postsendungen):
Karl-Mangold-Str. 13
D-81245 München
Tel: 0049-89-887746
https://urldefense.com/v3/__https://goernitzunderstandingquantumtheory.com/__;!!D9dNQwwGXtA!VCHVhE6BZwpDy37awK4p9uf6N9P94ZHvjyvVKCK8P9GD6ma1u9-_UCo3kD6bviAhuXyZAftz7ixQD78oXTizz668o2T99w$ 

Fachbereich Physik
J. W. Goethe-Universität Frankfurt/Main