Kako so človeški možgani povezani s kvantno fiziko?

2024 Avtor: Seth Attwood | [email protected]. Nazadnje spremenjeno: 2023-12-16 16:16

Nihče ne ve, kaj je zavest in kako deluje. Seveda imajo znanstveniki z različnih področij znanosti o tem različne predpostavke, vendar nihče ne more dati natančnega odgovora na vprašanje, kaj je zavest. Podobno situacijo opazimo pri kvantni mehaniki - fiziki so se pri preučevanju interakcije najmanjših delcev vesolja med seboj naučili veliko. Ker pa se kvantna mehanika ne strinja z Einsteinovo splošno teorijo relativnosti, raziskovalci ne morejo ugotoviti, kako jih pripeljati do skupnega imenovalca.

Po mnenju enega največjih znanstvenikov dvajsetega stoletja, fizika Richarda Feynmana, nihče zares ne razume kvantne mehanike. Zanimivo je, da bi lahko prav tako govoril o enako zapletenem problemu zavesti. Kljub temu, da nekateri znanstveniki menijo, da je zavest le iluzija, drugi, nasprotno, verjamejo, da sploh ne razumemo, od kod izvira.

Zato ni presenetljivo, da je starodavna skrivnost zavesti nekatere raziskovalce spodbudila, da so se za njeno razlago obrneli na kvantno fiziko. Toda kako je mogoče eno nerešeno skrivnost razložiti z drugo?

Kaj je zavest?

Težko je definirati zavest. Kako odgovoriti na vprašanje "zakaj sem jaz" ali "kako se moja zavest razlikuje od zavesti mačke?" ali "zakaj dojemam svet tako in ne drugače?" Na srečo na svetu obstajajo znanstveniki, ki so pripravljeni dati odgovore, če ne na vsa, pa na številna vprašanja o tem, kaj je človeška zavest.

Na primer, kognitivni filozof Daniel Dennett, profesor na univerzi Tufts (ZDA), v svoji knjigi "Od bakterij do Bacha in nazaj" govori o tem, kako biološki procesi v človeškem telesu ustvarjajo tok misli in podob. Profesor meni, da subjektivni film, ki se predvaja pred očmi vsakega izmed nas, ni nič drugega kot iluzija, ki so jo spretno tkali naši možgani. Prav tako meni, da zavest ni tako skrivnostna, kot si mislimo, in meni, da bi znanost morala pojasniti objektivno delovanje možganov.

Med znanstveniki, ki se ne strinjajo z Dennettovim stališčem, je avstralski filozof in učitelj David Chalmers. Predlaga, da se zavest obravnava kot nekaj temeljnega, na primer kot zakoni fizike, ki jih je mogoče odkriti v prihodnosti z uporabo najnovejše tehnologije. Njegova druga še bolj radikalna ideja se imenuje "hipoteza panspihizma", po kateri je zavest univerzalna in jo do neke mere premore vsak sistem, tudi elementarni delci in fotoni. In kjer so fotoni, je morda kvantna mehanika.

Kako je kvantna fizika povezana z zavestjo?

Leta 1921 je Albert Einstein prejel Nobelovo nagrado za fiziko za odkritje zakona fotoelektričnega učinka. Fizik je verjel, da se svetloba, ki se običajno šteje za neprekinjeno valovanje, lahko porazdeli tudi v kvantih, ki jim pravimo fotoni. Ta dogodek je skupaj z Max Planckovim razumevanjem sevanja črnega telesa, novim atomskim modelom Nielsa Bohra, rentgenskimi študijami Arthurja Comptona in domnevo Louisa de Broglieja, da ima snov valovite lastnosti, zaznamoval začetek nove kvantne dobe, v kateri ti in jaz imeli srečo, da so živeli.

Ali je presenetljivo, da se je pojavila nova kvantna teorija zavesti, imenovana Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), ki jo sponzorirata Nobelov nagrajenec za fiziko profesor Roger Penrose z Univerze v Oxfordu in anesteziolog Stuart Hameroff z Univerze v Arizoni.

Teorija Orch OR, čeprav je od svojega nastanka doživela številne spremembe, na splošno pravi, da odkritje kvantnih nihanj v "mikrotubulih", ki so znotraj nevronov možganov, povzroča zavest. Mikrotubule (beljakovinski polimeri) nadzorujejo nevronske in sinaptične funkcije ter povezujejo možganske procese s samoorganizirajočimi procesi na kvantni ravni. Znanstveniki verjamejo, da nova teorija lahko celo pojasni posmrtno življenje.

Upoštevajte, da je teorija Penrosea in Hameroffa povzročila številne kritike, vendar se je uporaba kvantne teorije v biološkem kontekstu nadaljevala in imela največji uspeh v zvezi s fotosintezo. Zanimivo je, da študije vonja, encimov in celo ptičje DNK tudi kažejo, da so kvantni učinki lahko širše vključeni v delovanje bioloških organizmov.

Doktorska študentka Bethany Adams je nedavno objavila članek v Physics World o vlogi kvantnih učinkov v možganih. Adamsova študija poudarja vrsto možnih kvantnih učinkov na možgane, vendar njena doktorska študija

se osredotoča na kvantno prepletenost med nevroni in kako lahko nanjo vplivajo zdravila, kot je litij.

Medtem ko Adamsovo delo pokriva več možnih aplikacij, sama upa, da bo njena raziskava svetu prinesla boljše razumevanje delovanja antidepresivov in stabilizatorjev razpoloženja ter novih načinov zdravljenja številnih duševnih bolezni. A kdo ve, morda bo njeno delo omogočilo znanstvenikom, da razložijo, kako zavest deluje in od kod prihaja.