Kui teil oli võimalus lugeda teist artiklit, mille kirjutasin 2020. aasta Nobeli füüsikapreemia kohta, siis kindlasti mäletate ühte kolmest preemia laureaadist, Roger Penrose'i, tema hämmastavate matemaatika- ja arvutusoskuste eest.

Lisaks sellele tööle on Penrose viimastel aastatel avaldanud artikleid ka teisest huvitavast teemast, mis erineb mustade aukude valdkonnast.

Penrose'il on veel üks teadvuse ja kvantmehaanikaga seotud uurimisvaldkond.

Okei, te võite öelda, et kvantmehaanika on ka matemaatika ja arvutus, aga me võime öelda, et see on teistsugune matemaatika, mis erineb väga palju mustadest aukudest.

Kvantmehaanika põhineb peaaegu täielikult Schrödingeri võrrandil, samas kui mustad rollid põhinevad Einsteini võrrandil, võib öelda, et lähenemine on mõlemal juhul erinev.

Penrose usub ja järeldab oma artiklis HAMEROFF; PENROSE, 2014, et universumi struktuuride ja meie aju, täpsemalt aju biomolekulaarse struktuuri vahel on seos.

Ja võib-olla saaksime seda seost selgitada kvantmehaanika abil. Aga milline see seos võiks olla? Kuidas võib sellisel suurel struktuuril nagu universumil olla midagi ühist meie väikeste suurte säravate peadega?

2018. aastal tervitas koomik Joe Rogan Penrose'i oma talk show's, kus nad rääkisid peaaegu 2 tundi Penrose'i töödest, teadvusest, kvantmehaanikast ja paljudest muudest asjadest.

Teadvuse teemal jagas Penrose oma mõtteid sellest, kui raske on formaliseerida abstraktset arusaama teadvusest ja panna see arvutisse, nagu midagi, mida saab tõlkida numbriteks.

Isegi kui teil on mingi tõlge ja te arvate, et see argument on õige, siis selleks, et teil oleks see otsustamise tunne, peate te arvestama reeglitega, nii et te juhindute nendest reeglitest, ja võib-olla meie mõistus ei järgi ühtegi reeglit, mida me sellest teame, mistõttu see argument ja tõlge lihtsalt ei ole reaalne. Mõistate?

Siin on Penrose'i rida selle kohta: "Mis on mõistmine? Mida see tähendab? Kas see on midagi, mis järgib reegleid? Kas see on algoritm?

See ei ole algoritm...", Kui see ei ole algoritm, siis mis see on? Ja kas kvantmehaanika ei ole midagi, mida me juba teame?

Noh, jah, me teame, aga me teame vaid väikest pisikest osa millestki, mis näib olevat nii suur ja keeruline ja erinev kõigest, millega me töötame.

Kvantide tasandil ei toimu asjad nii nagu meie reaalsuses, neid juhivad täiesti teistsugused seadused, kui neid üldse on, sest me ei tea seda veel.

Kui te olete vaadanud Ant-Man'i Marveli filmidest, siis ma arvan, et te saate aru, millest ma räägin.

Meenutame korraks Schrödingeri kassi. Schrödinger püüdis 1935. aastal selgitada kvantmehaanika kontseptsiooni ja pani selle mõtteeksperimendi, kus kass, üks pudel mürki ja radioaktiivne element pannakse suletud kasti.

Kui element laguneb, läheb mürgipudel katki ja kass sureb.

Asja mõte on selles, et kui kast on suletud, ei näe me, mis seal sees toimub, ilma eksperimendi tulemust teadmata ei tea, mis tegelikult juhtus, seega võib kass olla nii elus kui ka surnud.

See ongi kvantmehaanika huvitav osa, et asjad võivad olla korraga kaks asja või olla korraga kahes kohas.

Elus ja surnud samal ajal, mõistad?

Penrose ütleb, et olla veendunud, et see, mis meie peas toimub, ei ole algoritm, see ei järgi mingeid reegleid, ta usub, et see on midagi muud.

Midagi, mis "nõuab meie teadlikku tunnetust sellest, millest me mõtleme, mõtlemine on teadvuse asi ja mõistmine on teadlik tegevus."

Olles südametunnistuse tegevus nagu, mängida instrumenti, olla loominguline, töötamine või armumine. Need südametunnistuse tegevused ilmselt ei ole arvutused andmed, on midagi muud toimub.

Õnneks hakkasid toimuma mõned selgitused, mis selgitasid kõiki teadlaste küsimusi.

Vastus võib peituda meie neuronites, rakkudes, mis kannavad sünapsi igasuguse informatsiooni, kemikaalide, elektri, mehaanika ja soojuse kaudu.

Penrose ütles Roganile, et mõned aastad tagasi sai ta kirja Stuart Hameroffilt, milles öeldi, et Penrose ei võtnud arvesse neuroneid ja struktuure, mida nimetatakse mikrotuubuliteks ja mis võivad olla teadvuse absoluutselt fundamentaalne vahend.

Kahjuks ei ole võimalik isoleerida kvantmõju neuronites, sest sa saad keskkonna dekoherentsuse, mis töötab kvantriigi, ei reprodutseeri üles tasandil skaalal. 

"Nad näevad välja just sellised asjad, mis võiksid hästi toetada sellist taset kvantmehaanika kuni tasemeni, et võiks oodata kvantriigi kokkuvarisemist," ütleb Penrose Roganile Hameroffi kirja sisu kohta.

Mikrotuubulid on väikesed torud, mis koosnevad valgust nimega Tubuliin, neil on meie kehas erinevad funktsioonid, kuid ajus lisaks nende tavapärasele funktsioonile, nagu struktuuri toetamine ja transport, võivad mikrotuubulid mängida rolli neuroni info edastamisel (DENT; BAAS, 2014).

Ilmselt võib mikrotuubulite allühikutel olla kaks erinevat tüüpi vastastikmõju, A-tüüpi ja B-tüüpi.

Esimene neist on kõige sümmeetrilisem, nad näevad kõik ühtemoodi välja. Ajus on olemas A-tüüpi, kusjuures sümmeetria on kõige tähtsam omadus, mis võimaldab erinevalt organiseeritud informatsiooni.

Lõppude lõpuks, mis on teadvus? Joe'lt küsides selgitas Penrose, et meie teadvuse tasandil on säilinud selline kvantolek ja et mikrotubulid võivad olla see, mis kannab kvantmõju, kuid ta ei välista, et sellega on seotud ka teised struktuurid, struktuurid, mida me veel ei ole avastanud. 

Penrose kahtlustas, et nendes sünapsides elab molekulide klass, mis on sümmeetrilised nagu viisnurgad ja kuusnurgad, kus igas keerises on triskelioni kujuga valk, mis ühendavad end mööda servi nagu jalgpalli muster. Kuid kas ainult sümmeetriast piisab? Kas nendest valkudest valmistatud ained on veel üks oluline tegur? Ja milline on tegelikult nende valkude funktsioon sünapsides? Kahjuks me ikka veel ei tea.

Ilmselt mängib sümmeetria võtmerolli selles, mida kvantmehaanikas nimetatakse lõngakandja efektiks.

See juhtub siis, kui meil on väga sümmeetriline struktuur ja on võimalik, et madalaima energiataseme ja järgmise energiataseme vahel on suur lõhe.

Suur lõhe võib varjata olulist teavet madalaima energiataseme kohta, see teabe puudumine on üks probleemidest. Aga "see kõik on omamoodi vihje mingile kvantnähtusele, seal on veel palju mõistmist," ütleb Penrose.

 Penrose'il on õigus, meil on kindlasti veel palju õppida ja samm-sammult võime üha rohkem ja rohkem avastada kvantmehaanika maailma meie ühe pea sees.

Mõned inimesed on öelnud, et me oleme omamoodi seotud üksteisega ja universumiga sageduste ja lainete kaudu, noh, võib-olla teatud tasandil me oleme. Kuid selleks, et seda kindlalt teada saada, on vaja veel rohkem uuringuid selle kohta.

Kui soovite vaadata kogu vestlussaadet, kliki siia või kui soovite rohkem teada teemast ja Penrose'i tööst, siis allpool on mõned tema avaldatud artiklid:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. Mikrotuubulid neuronites kui infokandjad. Neurokeemia ajakiri, v. 129, nr. 2, lk. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Teadvus universumis: Orch OR-teooria läbivaatamine. Elu füüsika Arvamused, v. 11, nr. 1, lk. 39-78, 1 märts. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. Keisri uus mõistus: Arvutitest, mõtetest ja füüsikaseadustest. Physics Today, v. 43, nr. 6, lk. 73, 11. jaanuar 2008.

Kui olete neuroteaduste või füüsika valdkonna teadlane, saame aidata teil koostada infograafikat, mis käsitleb neuroteadus, neuroloogia, rakubioloogia, biokeemia, molekulaarbioloogiaja Füüsika Mind the Graph-s. 

Meie eesmärk on, et teie teaduslik sisu jõuaks üha enamate inimesteni nii akadeemilises maailmas kui ka väljaspool seda, kasutades teistsugust teaduse edastamise viisi. Kas olete valmis seda proovima?

Seotud artiklid
logo-subscribe

Tellige meie uudiskiri

Eksklusiivne kvaliteetne sisu tõhusa visuaalse
teabevahetus teaduses.

- Eksklusiivne juhend
- Disaini näpunäited
- Teaduslikud uudised ja suundumused
- Juhendid ja mallid