Αν είχατε την ευκαιρία να διαβάσετε ένα άλλο άρθρο που έγραψα για το Νόμπελ Φυσικής 2020, είμαι σίγουρος ότι θυμάστε έναν από τους τρεις νικητές του βραβείου, τον Roger Penrose, για τις εκπληκτικές ικανότητές του στα μαθηματικά και τους υπολογισμούς.

Εκτός από αυτό το έργο, ο Penrose έχει επίσης δημοσιεύσει άρθρα, τα τελευταία χρόνια, για ένα άλλο ενδιαφέρον θέμα, διαφορετικό από το πεδίο των μαύρων οπών.

Ο Penrose έχει έναν άλλο τομέα έρευνας με τη συνείδηση και την κβαντομηχανική.

Εντάξει, μπορείτε να πείτε ότι η κβαντομηχανική είναι επίσης μαθηματικά και λογισμός, αλλά μπορούμε να πούμε ότι είναι ένα διαφορετικό είδος μαθηματικών, πολύ διαφορετικό από τις μαύρες τρύπες.

Η κβαντομηχανική βασίζεται σχεδόν εξ ολοκλήρου στην εξίσωση Schrödinger, ενώ οι μαύροι ρόλοι βασίζονται στην εξίσωση του Αϊνστάιν, μπορούμε να πούμε ότι η προσέγγιση σε κάθε περίπτωση είναι διαφορετική.

Ο Penrose πιστεύει και καταλήγει στο άρθρο του HAMEROFF; PENROSE, 2014 ότι υπάρχει σύνδεση μεταξύ των δομών του σύμπαντος και του εγκεφάλου μας, πιο συγκεκριμένα της βιομοριακής δομής του εγκεφάλου.

Και ίσως μέσω της κβαντομηχανικής, θα μπορούσαμε να εξηγήσουμε αυτή τη σύνδεση. Αλλά, τι είδους σύνδεση θα μπορούσε να είναι; Πώς μια τόσο μεγάλη δομή όπως το σύμπαν μπορεί να έχει κάτι κοινό με τα μικρά μεγάλα λαμπερά κεφάλια μας;

Το 2018 ένας κωμικός ονόματι Joe Rogan υποδέχτηκε τον Penrose στο talk show του, για σχεδόν 2 ώρες μίλησαν για το έργο του Penrose, τη συνείδηση, την κβαντομηχανική και ένα σωρό άλλα πράγματα.

Στο θέμα της συνείδησης, ο Penrose μοιράστηκε τις ιδέες του για το πόσο δύσκολο είναι να τυποποιήσουμε μια αφηρημένη κατανόηση της συνείδησης και να τη βάλουμε στον υπολογιστή, όπως κάτι που μπορεί να μεταφραστεί σε αριθμούς.

Ακόμα και αν έχετε κάποιο είδος μετάφρασης και νομίζετε ότι το επιχείρημα είναι σωστό, για να έχετε αυτό το αίσθημα κρίσης πρέπει να λάβετε υπόψη σας κανόνες, ώστε να καθοδηγείστε από αυτούς τους κανόνες, και ίσως το μυαλό μας να μην ακολουθεί κανέναν κανόνα που γνωρίζουμε γι' αυτό, κάνοντας αυτό το επιχείρημα και τη μετάφραση απλά μη αληθινή. Το καταλαβαίνετε;

Ακολουθεί μια φράση του Penrose σχετικά με αυτό: "Τι είναι κατανόηση; Τι σημαίνει; Είναι κάτι που ακολουθεί τους κανόνες; Είναι ένας αλγόριθμος;

Δεν είναι αλγόριθμος...", Αν λοιπόν δεν είναι αλγόριθμος, τότε τι είναι; Και η κβαντομηχανική δεν είναι κάτι που ήδη γνωρίζουμε;

Λοιπόν, ναι, το ξέρουμε, αλλά ξέρουμε μόνο ένα μικρό, μικροσκοπικό μέρος από κάτι που φαίνεται να είναι τόσο μεγάλο και πολύπλοκο και διαφορετικό από όλα όσα δουλεύουμε.

Στο κβαντικό επίπεδο, τα πράγματα δεν συμβαίνουν όπως συμβαίνουν στην πραγματικότητά μας, καθοδηγούνται από εντελώς διαφορετικούς νόμους, αν υπάρχει κανένας νόμος, και όλα αυτά επειδή ακόμη δεν γνωρίζουμε.

Αν έχετε παρακολουθήσει τον Ant-Man από τις ταινίες της Marvel, νομίζω ότι καταλαβαίνετε για τι πράγμα μιλάω.

Ας θυμηθούμε για λίγο τη γάτα του Schrödinger. Ο Schrödinger το 1935 προσπαθώντας να εξηγήσει την έννοια της κβαντομηχανικής την έθεσε σε ένα πείραμα σκέψης με μια γάτα, ένα μπουκάλι δηλητήριο και ένα ραδιενεργό στοιχείο μέσα σε ένα κλειστό κουτί.

Αν το στοιχείο διασπαστεί, το μπουκάλι με το δηλητήριο σπάει και η γάτα πεθαίνει.

Το θέμα εδώ είναι ότι, με το κουτί κλειστό, δεν μπορούμε να δούμε τι συμβαίνει στο εσωτερικό του, χωρίς να γνωρίζουμε το αποτέλεσμα του πειράματος δεν ξέρουμε τι πραγματικά συνέβη, οπότε η γάτα μπορεί να είναι και ζωντανή και νεκρή.

Αυτό είναι το ενδιαφέρον μέρος της κβαντομηχανικής, τα πράγματα μπορούν να είναι δύο πράγματα ταυτόχρονα, ή να βρίσκονται σε δύο μέρη ταυτόχρονα.

Ζωντανός και νεκρός ταυτόχρονα, το καταλαβαίνεις;

Ο Penrose λέει ότι για να πειστεί ότι αυτό που συμβαίνει μέσα στο κεφάλι μας δεν είναι ένας αλγόριθμος, δεν ακολουθεί κανέναν κανόνα, πιστεύει ότι είναι κάτι άλλο.

Κάτι που "απαιτεί τη συνειδητή μας εκτίμηση αυτού που σκεφτόμαστε, η σκέψη είναι κάτι συνειδητό και η κατανόηση είναι μια συνειδητή δραστηριότητα".

Να είσαι μια συνειδητή δραστηριότητα όπως, να παίζεις ένα όργανο, να είσαι δημιουργικός, να εργάζεσαι ή να ερωτεύεσαι. Αυτές οι δραστηριότητες συνείδησης προφανώς δεν είναι δεδομένα υπολογισμού, συμβαίνει κάτι άλλο.

Ευτυχώς, άρχισαν να δίνονται κάποιες εξηγήσεις που εξηγούσαν όλες τις απορίες των επιστημόνων.

Η απάντηση μπορεί να βρίσκεται στους νευρώνες μας, τα κύτταρα που μεταφέρουν στις συνάψεις κάθε είδους πληροφορίες, χημικές, ηλεκτρικές, μηχανικές και θερμικές.

Ο Penrose είπε στον Rogan ότι πριν από μερικά χρόνια έλαβε μια επιστολή από κάποιον Stuart Hameroff, λέγοντας ότι ο Penrose δεν είχε λάβει υπόψη του τους νευρώνες και τις δομές που ονομάζονται μικροσωληνίσκοι και ότι μπορεί να είναι το απόλυτο θεμελιώδες εργαλείο για τη συνείδηση.

Δυστυχώς, δεν είναι δυνατόν να απομονωθούν τα κβαντικά φαινόμενα στους νευρώνες, επειδή έχετε την περιβαλλοντική αποσυγκόλληση, αυτό που λειτουργεί στην κβαντική κατάσταση, δεν αναπαράγεται σε κλίμακα επιπέδου. 

"Φαίνονται ακριβώς το είδος του πράγματος που θα μπορούσε κάλλιστα να υποστηρίζει το είδος του επιπέδου της κβαντομηχανικής μέχρι ένα επίπεδο που θα μπορούσε να περιμένει την κβαντική κατάσταση σε μια κατάρρευση", λέει ο Penrose στον Rogan σχετικά με το περιεχόμενο της επιστολής του Hameroff.

Μικροσωληνίσκοι είναι μικροί σωλήνες που αποτελούνται από μια πρωτεΐνη που ονομάζεται σωληνίνη, έχουν διαφορετικές λειτουργίες στο σώμα μας, αλλά στον εγκέφαλο εκτός από τη συμβατική τους λειτουργία όπως η στήριξη της δομής και η μεταφορά, οι μικροσωληνίσκοι μπορεί να έχουν ρόλο στη μεταφορά πληροφοριών στον νευρώνα (DENT; BAAS, 2014).

Προφανώς, οι υπομονάδες των μικροσωληνίσκων μπορούν να έχουν δύο διαφορετικούς τύπους αλληλεπίδρασης, τον τύπο Α και τον τύπο Β.

Το πρώτο είναι το πιο συμμετρικό, μοιάζει το ίδιο σε όλη τη διαδρομή. Στον εγκέφαλο υπάρχει ο τύπος Α, καθώς η συμμετρία είναι το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό που επιτρέπει την οργάνωση των πληροφοριών με διαφορετικό τρόπο.

Εξάλλου, τι είναι η συνείδηση; Στην ερώτηση του Joe, ο Penrose εξήγησε ότι υπάρχει αυτό το είδος κβαντικής κατάστασης που διατηρείται στο επίπεδο της συνείδησής μας και ότι οι μικροσωληνίσκοι θα μπορούσαν να είναι αυτό που μεταφέρει το κβαντικό φαινόμενο, αλλά δεν αποκλείει το ενδεχόμενο να εμπλέκονται και άλλες δομές, δομές που δεν έχουμε ανακαλύψει ακόμη. 

Ο Penrose υποψιάστηκε ότι υπάρχει μια κατηγορία μορίων που κατοικούν σε αυτές τις συνάψεις και είναι συμμετρικά όπως τα πεντάγωνα και τα εξάγωνα, έχοντας σε κάθε δίνη μια πρωτεΐνη με σχήμα τρισκελλίου, που ενώνονται κατά μήκος των άκρων όπως το μοτίβο μιας μπάλας ποδοσφαίρου. Είναι όμως αρκετή μόνο η συμμετρία; Μήπως οι ουσίες που αποτελούνται από αυτές τις πρωτεΐνες είναι ένας άλλος σημαντικός παράγοντας; Και ποια είναι πραγματικά η λειτουργία αυτών των πρωτεϊνών στις συνάψεις; Δυστυχώς, ακόμη δεν γνωρίζουμε.

Προφανώς, η συμμετρία παίζει καθοριστικό ρόλο σε κάτι που ονομάζεται φαινόμενο "Yarn teller effect" στην κβαντομηχανική.

Συμβαίνει όταν έχουμε μια εξαιρετικά συμμετρική δομή και είναι δυνατόν να έχουμε ένα μεγάλο κενό μεταξύ του χαμηλότερου ενεργειακού επιπέδου και του επόμενου.

Το μεγάλο κενό μπορεί να κρύβει σημαντικές πληροφορίες σχετικά με το χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο, και αυτή η έλλειψη πληροφοριών είναι ένα από τα προβλήματα. Αλλά "όλα αυτά είναι κατά κάποιο τρόπο υποδείξεις κάποιου κβαντικού φαινομένου, υπάρχουν ακόμη πολλά που πρέπει να κατανοήσουμε εκεί", λέει ο Penrose.

 Ο Penrose έχει δίκιο, έχουμε σίγουρα πολλά ακόμα να μάθουμε, και βήμα προς βήμα μπορούμε να ανακαλύπτουμε όλο και περισσότερα για τον κόσμο της κβαντομηχανικής μέσα στο κεφάλι μας.

Κάποιοι έλεγαν ότι είμαστε κατά κάποιο τρόπο συνδεδεμένοι μεταξύ μας και με το σύμπαν μέσω συχνοτήτων και κυμάτων, ίσως σε ένα ορισμένο επίπεδο να είμαστε. Αλλά για να είμαστε σίγουροι, χρειαζόμαστε ακόμα περισσότερες μελέτες σχετικά με αυτό.

Αν θέλετε να παρακολουθήσετε ολόκληρη την εκπομπή, κάντε κλικ εδώ ή για να μάθετε περισσότερα για το θέμα και το έργο του Penrose παρακάτω είναι μερικά από τα δημοσιευμένα άρθρα του:

DENT, E. W., BAAS, P. W. Μικροσωληνίσκοι στους νευρώνες ως φορείς πληροφοριών. Περιοδικό νευροχημείας, v. 129, n. 2, p. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S., PENROSE, R. Συνείδηση στο σύμπαν: Μια ανασκόπηση της θεωρίας "Orch OR". Κριτικές για τη Φυσική της Ζωής, τ. 11, αρ. 1, σ. 39-78, 1 μαρ. 2014.

PENROSE, R., LANDAUER, R. Το νέο μυαλό του αυτοκράτορα: Σχετικά με τους υπολογιστές, τα μυαλά και τους νόμους της φυσικής. Physics Today, τ. 43, αρ. 6, σ. 73, 11 ιανουαρίου 2008.

Εάν είστε ερευνητής από τον τομέα των νευροεπιστημών ή της φυσικής, μπορούμε να σας βοηθήσουμε να δημιουργήσετε ένα infographic σχετικά με νευροεπιστήμη, νευρολογία, κυτταρική βιολογία, βιοχημεία, μοριακή βιολογία, και Φυσική στο Mind the Graph. 

Πρόθεσή μας είναι να κάνουμε το επιστημονικό σας περιεχόμενο να φτάσει σε όλο και περισσότερους ανθρώπους εντός και εκτός του ακαδημαϊκού κόσμου, με έναν διαφορετικό τρόπο επικοινωνίας της επιστήμης. Είστε έτοιμοι να το δοκιμάσετε;

Σχετικά άρθρα
logo-subscribe

Εγγραφείτε στο ενημερωτικό μας δελτίο

Αποκλειστικό περιεχόμενο υψηλής ποιότητας σχετικά με την αποτελεσματική οπτική
επικοινωνία στην επιστήμη.

- Αποκλειστικός οδηγός
- Συμβουλές σχεδιασμού
- Επιστημονικά νέα και τάσεις
- Σεμινάρια και πρότυπα