Kā cilvēka smadzenes ir saistītas ar kvantu fiziku?

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Neviens nezina, kas ir apziņa un kā tā darbojas. Protams, dažādu zinātņu jomu zinātniekiem ir dažādi pieņēmumi par šo punktu skaitu, taču neviens nevar sniegt precīzu atbildi uz jautājumu, kas ir apziņa. Līdzīga situācija vērojama arī ar kvantu mehāniku – pētot Visuma mazāko daļiņu savstarpējo mijiedarbību, fiziķi daudz uzzinājuši. Bet, tā kā kvantu mehānika nesaskan ar Einšteina vispārējās relativitātes teoriju, pētnieki nevar izdomāt, kā tos apvienot līdz kopsaucējam.

Saskaņā ar vienu no divdesmitā gadsimta izcilākajiem zinātniekiem, fiziķi Ričardu Feinmanu, neviens īsti nesaprot kvantu mehāniku. Interesanti, ka viņš tikpat labi varēja runāt par tikpat sarežģītu apziņas problēmu. Neskatoties uz to, ka daži zinātnieki uzskata, ka apziņa ir tikai ilūzija, citi, gluži pretēji, uzskata, ka mēs nemaz nesaprotam, no kurienes tā nāk.

Tāpēc nav pārsteidzoši, ka mūžsenais apziņas noslēpums ir pamudinājis dažus pētniekus pievērsties kvantu fizikai, lai to izskaidrotu. Bet kā vienu neatrisinātu noslēpumu var izskaidrot ar citu?

Kas ir Apziņa?

Ir grūti definēt apziņu. Kā atbildēt uz jautājumu "kāpēc es esmu es" vai "ar ko mana apziņa atšķiras no kaķa apziņas?" vai "kāpēc es pasauli uztveru tā un ne savādāk?" Par laimi, pasaulē ir zinātnieki, kuri ir gatavi sniegt atbildes ja ne uz visiem, tad uz daudziem jautājumiem par to, kas ir cilvēka apziņa.

Piemēram, kognitīvais filozofs, Tufta universitātes (ASV) profesors Daniels Denets savā grāmatā "No baktērijām līdz Baham un atpakaļ" stāsta par to, kā bioloģiskie procesi cilvēka ķermenī rada domu un attēlu straumi. Profesors uzskata, ka subjektīvā filma, kas tiek spēlēta katra no mums acu priekšā, nav nekas vairāk kā mūsu smadzeņu prasmīgi austa ilūzija. Viņš arī uzskata, ka apziņa nav tik noslēpumaina, kā mēs domājam, un uzskata, ka zinātnei vajadzētu izskaidrot smadzeņu objektīvo darbību.

Starp zinātniekiem, kas nepiekrīt Denneta viedoklim, ir Austrālijas filozofs un skolotājs Deivids Čalmerss. Viņš ierosina uzskatīt apziņu par kaut ko fundamentālu, piemēram, par fizikas likumiem, ko nākotnē var atklāt, izmantojot jaunākās tehnoloģijas. Viņa otro vēl radikālāku ideju sauc par "panspišisma hipotēzi", saskaņā ar kuru apziņa ir universāla un tā zināmā mērā piemīt jebkurai sistēmai, pat elementārdaļiņām un fotoniem. Un kur ir fotoni, tur var būt kvantu mehānika.

Kā kvantu fizika ir saistīta ar apziņu?

1921. gadā Albertam Einšteinam tika piešķirta Nobela prēmija fizikā par fotoelektriskā efekta likuma atklāšanu. Fiziķis uzskatīja, ka gaisma, ko parasti uzskata par nepārtrauktu vilni, var izplatīties arī kvantos, kurus mēs saucam par fotoniem. Šis notikums kopā ar Maksa Planka izpratni par melnā ķermeņa starojumu, Nīlsa Bora jauno atomu modeli, Artura Komptona rentgena pētījumiem un Luisa de Brolija pieņēmumu, ka matērijai piemīt viļņiem līdzīgas īpašības, iezīmēja jaunas kvantu ēras sākumu, kurā jūs un es. bija paveicies dzīvot.

Vai tas ir pārsteigums, ka ir parādījusies jauna apziņas kvantu teorija ar nosaukumu Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), ko sponsorē Nobela prēmijas laureāts fizikā, profesors Rodžers Penrouzs no Oksfordas Universitātes un anesteziologs Stjuarts Hamerofs no Arizonas universitātes.

Orch OR teorija, lai gan kopš tās pirmsākumiem ir piedzīvojusi vairākas izmaiņas, parasti norāda, ka kvantu svārstību atklāšana "mikrotubulās", kas atrodas smadzeņu neironos, rada apziņu. Mikrotubulas (olbaltumvielu polimēri) kontrolē neironu un sinaptiskās funkcijas un saista smadzeņu procesus ar pašorganizējošiem procesiem kvantu līmenī. Zinātnieki uzskata, ka jaunā teorija var pat izskaidrot pēcnāves dzīvi.

Ņemiet vērā, ka Penrouza un Hamerofa teorija ir izraisījusi virkni kritikas, tomēr kvantu teorijas pielietošana bioloģiskā kontekstā ir turpinājusies un guvusi vislielākos panākumus saistībā ar fotosintēzi. Interesanti, ka smaržas, fermentu un pat putnu DNS pētījumi arī liecina, ka kvantu efekti var būt plašāk iesaistīti bioloģisko organismu darbībā.

Doktorante Betānija Adamsa nesen publicēja rakstu Physics World par kvantu efektu lomu smadzenēs. Adamsa pētījums izceļ dažādu iespējamo kvantu ietekmi uz smadzenēm, taču viņas doktora pētījums

koncentrējas uz kvantu samezglošanos starp neironiem un to, kā to var ietekmēt tādi medikamenti kā litijs.

Lai gan Adamsa darbs aptver vairākus iespējamos lietojumus, viņa pati cer, ka viņas pētījumi sniegs pasaulei labāku izpratni par to, kā darbojas antidepresanti un garastāvokļa stabilizatori, kā arī jaunas ārstēšanas metodes daudzām garīgām slimībām. Bet kas zina, varbūt viņas darbs ļaus zinātniekiem izskaidrot, kā darbojas apziņa un no kurienes tā nāk.