Kaip žmogaus smegenys yra susijusios su kvantine fizika?

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Niekas nežino, kas yra sąmonė ir kaip ji veikia. Žinoma, skirtingų mokslo sričių mokslininkai turi įvairių prielaidų dėl šio balo, tačiau niekas negali tiksliai atsakyti į klausimą, kas yra sąmonė. Panaši situacija stebima ir su kvantine mechanika – tyrinėdami mažiausių Visatos dalelių sąveiką tarpusavyje, fizikai daug išmoko. Tačiau kadangi kvantinė mechanika nesutinka su Einšteino bendrosios reliatyvumo teorija, tyrėjai negali išsiaiškinti, kaip juos sujungti į bendrą vardiklį.

Pasak vieno didžiausių dvidešimtojo amžiaus mokslininkų, fiziko Richardo Feynmano, niekas iš tikrųjų nesupranta kvantinės mechanikos. Įdomu tai, kad jis lygiai taip pat galėjo kalbėti apie tokią pat sudėtingą sąmonės problemą. Nepaisant to, kad kai kurie mokslininkai mano, kad sąmonė yra tik iliuzija, kiti, atvirkščiai, mano, kad mes visiškai nesuprantame, iš kur ji atsiranda.

Taigi nenuostabu, kad sena sąmonės paslaptis kai kuriuos tyrinėtojus paskatino kreiptis į kvantinę fiziką, kad tai paaiškintų. Tačiau kaip vieną neįmintą mįslę galima paaiškinti kita?

Kas yra Sąmonė?

Sunku apibrėžti sąmonę. Kaip atsakyti į klausimą „kodėl aš esu aš“arba „kuo mano sąmonė skiriasi nuo katės sąmonės? arba "kodėl aš pasaulį suvokiu taip, o ne kitaip?" Laimei, pasaulyje yra mokslininkų, kurie yra pasirengę atsakyti, jei ne į visus, tai į daugybę klausimų apie tai, kas yra žmogaus sąmonė.

Pavyzdžiui, kognityvinis filosofas Danielis Dennettas, Tuftso universiteto (JAV) profesorius, knygoje „Nuo bakterijų iki Bacho ir atgal“pasakoja apie tai, kaip biologiniai procesai žmogaus kūne sukuria minčių ir vaizdų srautą. Profesorius mano, kad kiekvieno iš mūsų akyse rodomas subjektyvus filmas yra ne kas kita, kaip meistriškai mūsų smegenų supinta iliuzija. Jis taip pat mano, kad sąmonė nėra tokia paslaptinga, kaip mes manome, ir mano, kad mokslas turėtų paaiškinti objektyvų smegenų funkcionavimą.

Tarp mokslininkų, kurie nesutinka su Dennetto požiūriu, yra australų filosofas ir mokytojas Davidas Chalmersas. Jis siūlo sąmonę laikyti kažkuo esminiu, pavyzdžiui, fizikos dėsniais, kuriuos ateityje bus galima atrasti pasitelkus naujausias technologijas. Antroji dar radikalesnė jo idėja vadinama „panspichizmo hipoteze“, pagal kurią sąmonė yra universali ir ją tam tikru mastu turi bet kuri sistema, net elementarios dalelės ir fotonai. O kur yra fotonų, ten gali būti ir kvantinės mechanikos.

Kaip kvantinė fizika susijusi su sąmone?

1921 metais Albertas Einšteinas buvo apdovanotas Nobelio fizikos premija už fotoelektrinio efekto dėsnio atradimą. Fizikas manė, kad šviesa, kuri paprastai laikoma ištisine banga, gali pasiskirstyti ir kvantais, kuriuos vadiname fotonais. Šis įvykis kartu su Maxo Plancko supratimu apie juodųjų kūnų spinduliuotę, Nielso Bohro naujuoju atominiu modeliu, Arthuro Comptono rentgeno tyrimais ir Louiso de Broglie'o prielaida, kad materija turi bangų savybių, pažymėjo naujos kvantinės eros, kurioje jūs ir aš, pradžią. pasisekė gyventi.

Ar nenuostabu, kad atsirado nauja kvantinė sąmonės teorija, pavadinta Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), kurią remia Nobelio premijos laureatas fizikos profesorius Rogeris Penrose'as iš Oksfordo universiteto ir anesteziologas Stuartas Hameroffas iš Arizonos universiteto.

Orch OR teorija, nors ir patyrė nemažai pokyčių nuo pat jos atsiradimo, paprastai teigia, kad smegenų neuronų viduje esančiuose „mikrotubuluose“atradus kvantinius svyravimus, atsiranda sąmonė. Mikrovamzdeliai (baltymų polimerai) kontroliuoja neuronų ir sinapsines funkcijas ir susieja smegenų procesus su savaiminio organizavimo procesais kvantiniu lygmeniu. Mokslininkai mano, kad nauja teorija netgi gali paaiškinti pomirtinį gyvenimą.

Atkreipkite dėmesį, kad Penrose'o ir Hameroffo teorija sulaukė nemažai kritikos, tačiau kvantinės teorijos taikymas biologiniame kontekste tęsėsi ir sulaukė didžiausios sėkmės fotosintezės srityje. Įdomu tai, kad kvapo, fermentų ir net paukščių DNR tyrimai taip pat rodo, kad kvantinis poveikis gali būti labiau susijęs su biologinių organizmų funkcionavimu.

Doktorantė Bethany Adams neseniai paskelbė straipsnį „Physics World“apie kvantinių efektų vaidmenį smegenyse. Adams tyrimas pabrėžia galimą kvantinį poveikį smegenims, tačiau jos doktorantūros studija

dėmesys sutelkiamas į kvantinį neuronų susipynimą ir kaip jį gali paveikti vaistai, tokie kaip ličio.

Nors Adams darbas apima keletą galimų pritaikymų, ji pati tikisi, kad jos tyrimai padės pasauliui geriau suprasti, kaip veikia antidepresantai ir nuotaikos stabilizatoriai, taip pat naujų daugelio psichinių ligų gydymo būdų. Bet kas žino, galbūt jos darbas leis mokslininkams paaiškinti, kaip veikia sąmonė ir iš kur ji atsiranda.