Ако сте имали възможност да прочетете друга статия, която написах за Нобеловата награда 2020 за физика, съм сигурен, че си спомняте за един от тримата носители на наградата - Роджър Пенроуз, заради невероятните му умения по математика и смятане.

Освен тази работа, през последните няколко години Пенроуз публикува и статии на друга интересна тема, различна от областта на черните дупки.

Пенроуз има още една област на изследване - съзнанието и квантовата механика.

Добре, можете да кажете, че квантовата механика също е математика и смятане, но можем да кажем, че това е друг вид математика, много различна от черните дупки.

Квантовата механика почти изцяло се основава на уравнението на Шрьодингер, докато черните роли се основават на уравнението на Айнщайн, може да се каже, че подходът във всеки случай е различен.

Пенроуз вярва и заключава в статията си HAMEROFF; PENROSE, 2014, че съществува връзка между структурите на Вселената и нашия мозък, по-точно биомолекулярната структура на мозъка.

И може би с помощта на квантовата механика бихме могли да обясним тази връзка. Но каква е тази връзка? Как такава голяма структура като Вселената може да има нещо общо с нашите малки големи блестящи глави?

През 2018 г. един комик на име Джо Роугън посреща Пенроуз в своето токшоу, където в продължение на почти 2 часа говори за работата на Пенроуз, съзнанието, квантовата механика и куп други неща.

По темата за съзнанието Пенроуз сподели идеите си за това колко трудно е да се формализира абстрактното разбиране за съзнанието и да се вкара в компютъра, като нещо, което може да се преведе в числа.

Дори и да имате някакъв превод и да смятате, че аргументът е правилен, за да имате това усещане за преценка, трябва да вземете предвид правилата, така че да се ръководите от тях, а може би нашият ум не следва нито едно правило, което знаем за него, което прави този аргумент и превод просто нереални. Разбирате ли?

Ето една реплика на Пенроуз за това: "Какво е разбиране? Какво означава то? Дали е нещо, което следва правилата? Дали е алгоритъм?

Това не е алгоритъм...", И така, ако не е алгоритъм, какво е? И не е ли квантовата механика нещо, което вече знаем?

Е, да, знаем, но знаем само една малка част от нещо, което изглежда толкова голямо, сложно и различно от всичко, с което работим.

На квантово ниво нещата не се случват така, както в нашата реалност, а се ръководят от съвсем други закони, ако изобщо има такива, защото все още не знаем.

Ако сте гледали Ant-Man от филмите на Marvel, мисля, че разбирате за какво говоря.

Нека си спомним за момент за котката на Шрьодингер. През 1935 г. Шрьодингер, опитвайки се да обясни концепцията на квантовата механика, я поставя в мисловен експеримент с котка, една бутилка с отрова и радиоактивен елемент в затворена кутия.

Ако елементът се разпадне, шишенцето с отровата се счупва и котката умира.

Смисълът е, че при затворена кутия не можем да видим какво се случва вътре, без да знаем резултата от експеримента, не знаем какво наистина се е случило, така че котката може да бъде както жива, така и мъртва.

Това е интересната част от квантовата механика - нещата могат да бъдат две неща едновременно или да се намират на две места едновременно.

Жив и мъртъв едновременно, разбираш ли?

Пенроуз казва, че за да бъде убеден, че това, което се случва в главите ни, не е алгоритъм, не следва никакво правило, той вярва, че е нещо друго.

Нещо, което "изисква нашата съзнателна оценка на това, за което мислим, мисленето е нещо съзнателно, а разбирането е съзнателна дейност".

Да бъдеш съвестен като дейност, да свириш на инструмент, да бъдеш креативен, да работиш или да се влюбиш. Тези съвестни дейности очевидно не са изчислителни данни, става дума за нещо друго.

За щастие, започнаха да се появяват няколко обяснения, които да обяснят всички въпроси на учените.

Отговорът може да се крие в нашите неврони - клетките, които пренасят по синапсите всякакъв вид информация, химикали, електричество, механика и топлина.

Пенроуз разказва на Роугън, че преди няколко години е получил писмо от Стюарт Хамероф, в което се казва, че Пенроуз не е взел предвид невроните и структурите, наречени микротубули, и че това може да е абсолютният фундаментален инструмент за съзнанието.

За съжаление, не е възможно да се изолират квантовите ефекти в невроните, защото се получава декохерентност на околната среда, това, което работи в квантовото състояние, не се възпроизвежда на по-високо ниво. 

"Те изглеждат точно като нещо, което би могло да бъде в подкрепа на вида на ниво квантова механика до ниво, което може да се очаква квантовото състояние на колапс", казва Пенроуз на Роугън за съдържанието на писмото на Хамероф.

Микротубули са малки тръбички, съставени от протеин, наречен тубулин, те имат различни функции в нашето тяло, но в мозъка освен конвенционалната им функция като подкрепа на структурата и транспорт, микротубулите могат да имат роля в пренасянето на информация в неврона (DENT; BAAS, 2014).

Очевидно е, че микротубулните субединици могат да имат два различни типа взаимодействия - тип А и тип В.

Първият е най-симетричен, те изглеждат еднакви по цялата си дължина. В мозъка присъства тип А, като симетрията е най-важната характеристика, която позволява информацията да се организира по различен начин.

В края на краищата какво е съзнанието? Запитан от Джо, Пенроуз обяснява, че има такъв вид квантово състояние, запазено в нивото на нашето съзнание, и че микротубулите биха могли да бъдат нещото, което носи квантовия ефект, но не изключва възможността да са замесени и други структури, които все още не сме открили. 

Пенроуз заподозря, че има клас молекули, които обитават тези синапси и са симетрични като петоъгълници и шестоъгълници, като във всеки вихър има протеин с форма на Трискелион, съединяващ се по краищата като модел на футболна топка. Но дали само симетрията е достатъчна? Дали веществата, направени от тези протеини, са друг важен фактор? И каква всъщност е функцията на тези белтъци в синапсите? За съжаление все още не знаем.

Очевидно симетрията играе ключова роля в нещо, наречено "ефект на разказвача на прежда" в квантовата механика.

Това се случва, когато имаме силно симетрична структура и е възможно да имаме голяма разлика между най-ниското енергийно ниво и следващото.

Голямото разминаване може да скрие важна информация за най-ниското енергийно ниво, като тази липса на информация е един от проблемите. Но "всичко това е един вид предположение за някакъв квантов феномен, там все още има какво да се разбере", казва Пенроуз.

 Пенроуз е прав, със сигурност все още имаме много да учим и стъпка по стъпка можем да откриваме все повече и повече за света на квантовата механика вътре в главите ни.

Някои хора казваха, че ние сме свързани помежду си и с Вселената чрез честоти и вълни - може би донякъде е така. Но за да сме сигурни, все още се нуждаем от повече изследвания.

Ако искате да гледате цялото токшоу, Кликнете тук или за да научите повече за темата и работата на Пенроуз, по-долу ще намерите някои от публикуваните му статии:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. Микротубулите в невроните като носители на информация. Journal of neurochemistry, том 129, № 2, стр. 235-239, абр. 2014.

ХАМЕРОФ, С.; ПЕНРОС, Р. Съзнанието във вселената: Преглед на теорията "Orch OR". Физика на живота Отзиви, том 11, № 1, стр. 39-78, 1 март. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. The Emperor's New Mind (Новият ум на императора): За компютрите, умовете и законите на физиката. Physics Today, том 43, № 6, стр. 73, 11 януари 2008 г.

Ако сте изследовател от областта на неврологията или физиката, можем да ви помогнем да създадете инфографика за неврология, неврология, клетъчна биология, биохимия, молекулярна биология, и Физика в Mind the Graph. 

Нашето намерение е да направим така, че научното ви съдържание да достигне до все повече хора от академичния свят и извън него, по един различен начин на комуникация на науката. Готови ли сте да опитате?

Свързани статии
абонамент за лого

Абонирайте се за нашия бюлетин

Ексклузивно висококачествено съдържание за ефективни визуални
комуникация в областта на науката.

- Ексклузивно ръководство
- Съвети за дизайн
- Научни новини и тенденции
- Уроци и шаблони