Hvis du har haft lejlighed til at læse en anden artikel, jeg skrev om Nobelprisen i fysik 2020, er jeg sikker på, at du husker en af de tre vindere af prisen, Roger Penrose, for hans fantastiske evner inden for matematik og kalkulation.

Ud over dette arbejde har Penrose i de seneste år også udgivet artikler om et andet interessant tema, der adskiller sig fra området med sorte huller.

Penrose har et andet forskningsområde med bevidsthed og kvantemekanik.

Okay, du kan sige, at kvantemekanik også er matematik og kalkulation, men vi kan sige, at det er en anden slags matematik, meget forskellig fra sorte huller.

Kvantemekanikken er næsten udelukkende baseret på Schrödinger-ligningen, mens sorte roller er baseret på Einsteins ligning, så man kan sige, at tilgangen er forskellig i de to tilfælde.

Penrose mener og konkluderer i sin artikel HAMEROFF; PENROSE, 2014, at der er en forbindelse mellem universets strukturer og vores hjerne, nærmere bestemt hjernens biomolekylære struktur.

Og måske kan vi gennem kvantemekanikken forklare denne forbindelse. Men hvilken slags forbindelse kan det være? Hvordan kan en så stor struktur som universet have noget til fælles med vores små, store, lysende hoveder?

I 2018 bød komikeren Joe Rogan Penrose velkommen i sit talkshow, og i næsten to timer talte de om Penroses arbejde, bevidsthed, kvantemekanik og en masse andre ting.

I forbindelse med bevidsthed delte Penrose sine ideer om, hvor svært det er at formalisere en abstrakt forståelse af bevidsthed og lægge den ind i computeren, som noget der kan oversættes til tal.

Selv hvis du har en slags oversættelse, og du mener, at argumentet er korrekt, er du nødt til at overveje regler for at have den følelse af dømmekraft, så du er styret af disse regler, og måske følger vores sind ikke nogen regler, som vi kender til, hvilket gør, at argumentet og oversættelsen bare ikke er ægte. Forstår du det?

Her er en linje fra Penrose om det: "Hvad er forståelse? Hvad betyder det? Er det noget, der følger reglerne? Er det en algoritme?

Det er ikke en algoritme...", Så hvis det ikke er en algoritme, hvad er det så? Og er kvantemekanik ikke noget, vi allerede kender?

Ja, det ved vi, men vi kender kun en lillebitte del af noget, der synes at være så stort og komplekst og anderledes end alt det, vi arbejder med.

På kvanteniveau sker tingene ikke, som de gør i vores virkelighed, de styres af helt andre love, hvis der er nogen lov, alt sammen fordi vi stadig ikke ved det.

Hvis du har set Ant-Man fra Marvels film, tror jeg, du forstår, hvad jeg taler om.

Lad os lige huske Schrödingers kat et øjeblik. Schrödinger forsøgte i 1935 at forklare begrebet kvantemekanik ved at lave et tankeeksperiment med en kat, en flaske gift og et radioaktivt element i en lukket kasse.

Hvis grundstoffet nedbrydes, går giftflasken i stykker, og katten dør.

Pointen her er, at når kassen er lukket, kan vi ikke se, hvad der sker indeni, og uden at kende resultatet af eksperimentet ved man ikke, hvad der virkelig skete, så katten kan både være levende og død.

Det er det interessante ved kvantemekanikken, at ting kan være to ting på samme tid, eller de kan være to steder på samme tid.

Levende og død på samme tid, forstår du?

Penrose siger, at for at blive overbevist om, at det, der foregår inde i vores hoveder, ikke er en algoritme, at det ikke følger nogen regel, mener han, at det er noget andet.

Noget, der "kræver vores bevidste forståelse af, hvad vi tænker på, tænkning er en bevidsthedsting, og forståelse er en bevidst aktivitet."

At være en samvittighedsaktivitet som at spille et instrument, være kreativ, arbejde eller blive forelsket. Disse samvittighedsaktiviteter er tilsyneladende ikke beregningsdata, det er noget andet, der foregår.

Heldigvis begyndte et par forklaringer at finde sted for at forklare alle forskernes spørgsmål.

Svaret kan findes i vores neuroner, de celler, der bærer synapserne med alle former for information, kemikalier, elektricitet, mekanik og termik.

Penrose fortalte Rogan, at han for et par år siden modtog et brev fra en Stuart Hameroff, der sagde, at Penrose ikke tog hensyn til neuronerne og de strukturer, der kaldes mikrotubuli, og som kan være det absolut grundlæggende redskab til bevidsthed.

Desværre er det ikke muligt at isolere kvanteeffekterne i neuronerne, fordi man får den miljømæssige dekohærens, som gør, at det, der virker i kvantetilstanden, ikke kan reproduceres på et højere niveau. 

"De ser ud som ting, der godt kunne understøtte kvantemekanikken op til et niveau, hvor man kunne forvente, at kvantetilstanden kollapsede," siger Penrose til Rogan om indholdet af Hameroffs brev.

Mikrotubuli er små rør, der består af et protein kaldet tubulin. De har forskellige funktioner i vores krop, men i hjernen kan mikrotubuli, ud over deres konventionelle funktion som strukturstøtte og transport, have en rolle i at transportere information i neuronen (DENT; BAAS, 2014).

Tilsyneladende kan mikrotubuli-underenhederne have to forskellige typer af interaktioner, A-typen og B-typen.

Den første er den mest symmetriske, de ser ens ud hele vejen rundt. I hjernen er det A-typen, der er til stede, idet symmetrien er den vigtigste egenskab, der gør det muligt at organisere informationen på en anden måde.

Når alt kommer til alt, hvad er bevidsthed? Adspurgt af Joe forklarede Penrose, at der er denne form for kvantetilstand bevaret i vores bevidsthedsniveau, og at mikrotubuli kunne være det, der bærer kvanteeffekten, men han udelukker ikke muligheden for, at andre strukturer er involveret, strukturer, vi ikke har opdaget endnu. 

Penrose formodede, at der er en klasse af molekyler, der bebor disse synapser, og de er symmetriske som femkanter og sekskanter, der i hver hvirvel har et protein med en Triskelion-form, der forbinder sig langs kanterne som mønsteret på en fodbold. Men er symmetrien nok? Er de stoffer, der er lavet af disse proteiner, en anden vigtig faktor? Og hvad er egentlig disse proteiners funktion i synapserne? Det ved vi desværre stadig ikke.

Tilsyneladende spiller symmetri en nøglerolle i det, der i kvantemekanikken kaldes garnfortællereffekten.

Det sker, når vi har en meget symmetrisk struktur, og det er muligt at have et stort hul mellem det laveste energiniveau og det næste.

Den store kløft kan skjule vigtig information om det laveste energiniveau, og denne mangel på information er et af problemerne. Men "alt dette er en slags antydning af et kvantefænomen, der er stadig meget at forstå," siger Penrose.

 Penrose har ret, vi har helt sikkert stadig meget at lære, og skridt for skridt kan vi opdage mere og mere om den kvantemekaniske verden inde i vores hoveder.

Nogle plejede at sige, at vi på en måde er forbundet med hinanden og universet gennem frekvenser og bølger, og det er vi måske også på et vist niveau. Men for at vide det med sikkerhed, har vi stadig brug for flere undersøgelser.

Hvis du vil se hele talkshowet, klik her eller hvis du vil vide mere om emnet og Penroses arbejde, kan du nedenfor læse nogle af hans offentliggjorte artikler:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. Mikrotubuli i neuroner som informationsbærere. Tidsskrift for neurokemi, v. 129, n. 2, s. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Bevidsthed i universet: En gennemgang af 'Orch OR'-teorien. Livets fysik Anmeldelser, v. 11, n. 1, s. 39-78, 1 mar. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. Kejserens nye sind: Om computere, hjerner og fysikkens love. Fysik i dag, v. 43, n. 6, p. 73, 11 jan. 2008.

Hvis du er forsker inden for neurovidenskab eller fysik, kan vi hjælpe dig med at lave en infografik om neurovidenskab, neurologi, Cellebiologi, Biokemi, molekylærbiologi, og Fysik i Mind the Graph. 

Vores hensigt er at få dit videnskabelige indhold til at nå ud til flere og flere mennesker i og uden for den akademiske verden på en anderledes måde at kommunikere videnskab på. Er du klar til at give det en chance?

Relaterede artikler
logo-abonnement

Tilmeld dig vores nyhedsbrev

Eksklusivt indhold af høj kvalitet om effektiv visuel
kommunikation inden for videnskab.

- Eksklusiv guide
- Tips til design
- Videnskabelige nyheder og tendenser
- Vejledninger og skabeloner