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Volume 30: Pages 168-176, 2017
Where the brain hides in physics
Graham Andrewsa)
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It is well known that by employing the universal constants as conversion factors it is possible to express the other so-called “fundamental” dimensions, mass, and length, in time units. The General Conference on Weights and Measures has endorsed this approach, working toward a scheme in which time will be the only such operationally defined concept in the foundations of physics. Taking this time-only version seriously as the proper formulation of the subject immediately reveals a quantitative (at least in an order of magnitude sense) candidate for the connection between quantum reality and the “consciousness” of the observer required by the Copenhagen interpretation. It is the time constant of their brain, τ, the average time it takes to process one bit of information. This is the smallest increment of space-time the brain can deal with, the smallest piece from which it can acquire a complete bit. For humans, it is of order 10-18 s or as a length 3 A° , the size of atoms, so anyone observing reality at the subatomic level must find their knowledge to be incomplete because they are looking at fractions of a bit. This insight has not been noticed previously, presumably because a personal parameter like τ can have no role in the objective logic of physics. It leads to one obvious conclusion, that the amount human physics can learn about reality must be constrained by the power of our brains, and one far less obvious one, that this constraint is the source of the inherent uncertainties of quantum mechanics.
Il est bien connu qu’en employant les constantes universelles comme facteurs de conversion il est possible d’exprimer les autres dimensions prétendues “fondamentales“, à savoir la masse et la longueur, en unités de temps. La Conférence Générale des poids et mesures a souscrit à cette approche, œuvrant à mettre en place un modèle dans lequel le temps sera le seul concept opérationnellement défini dans les fondements de la physique. Prendre au sérieux cette version temps-seul comme bonne formulation du sujet révèle immédiatement un candidat quantitatif (au moins pour ce qui est de l’ordre de grandeur) pour le lien entre la réalité quantique et la “conscience“ de l’observateur exigé par l’interprétation de Copenhague. Il s’agit de la constante temporelle du cerveau, τ, le temps moyen nécessaire pour traiter un bit d’information ; le plus petit écart d’espace-temps que le cerveau puisse traiter, le plus petit morceau dont il puisse tirer un bit complet. Pour les êtres humains, c’est de l’ordre de 10-18 s, ou en termes de longueur 3 angströms, la taille des atomes, si bien que toute personne observant la réalité au niveau subatomique doit reconnaître son savoir comme incomplet du fait qu’elle regarde des fractions d’un bit. Cette perspective n’a pas été remarquée auparavant, sans doute parce qu’un paramètre personnel comme τ ne peut avoir aucun rôle dans la logique objective de la physique. Cela nous conduit à une première conclusion évidente: que la quantité que la physique humaine peut apprendre sur la réalité est limitée par la puissance de notre cerveau, ainsi qu’à une deuxième, qui est bien moins évidente : que cette limitation est la source des incertitudes inhérentes à la mécanique quantique.
Key words: Time; Quanta; Neurological Time Constant.
Received: September 14, 2016; Accepted: March 23, 2017; Published Online: April 14, 2017
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