Ha volt alkalmuk elolvasni egy másik cikket, amelyet a 2020-as fizikai Nobel-díjról írtam, akkor biztos vagyok benne, hogy emlékeznek a három díjazott egyikére, Roger Penrose-ra, aki elképesztő matematikai és számolási készségekkel rendelkezett.

E munkája mellett Penrose az elmúlt években egy másik érdekes, a fekete lyukaktól eltérő témáról is publikált cikkeket.

Penrose egy másik kutatási területe a tudatosság és a kvantummechanika.

Oké, mondhatod, hogy a kvantummechanika is matematika és számtan, de mondhatjuk, hogy ez egy másfajta matematika, ami nagyon különbözik a fekete lyukaktól.

A kvantummechanika szinte teljes egészében a Schrödinger-egyenleten, míg a fekete szerepek Einstein egyenletén alapulnak, mondhatjuk, hogy a megközelítés mindkét esetben más és más.

Penrose úgy véli és arra a következtetésre jut HAMEROFF; PENROSE, 2014 című cikkében, hogy kapcsolat van a világegyetem struktúrái és az agyunk, pontosabban az agy biomolekuláris szerkezete között.

És talán a kvantummechanika segítségével meg tudjuk magyarázni ezt a kapcsolatot. De miféle kapcsolat lehet ez? Hogyan lehet egy olyan nagy struktúrának, mint az univerzum, valami köze a mi kis nagy fénylő fejünkhöz?

2018-ban egy Joe Rogan nevű humorista vendégül látta Penrose-t a talkshow-jában, és majdnem 2 órán keresztül beszélgettek Penrose munkásságáról, a tudatosságról, a kvantummechanikáról és egy csomó más dologról.

A tudatosság témájában Penrose megosztotta elképzeléseit arról, hogy milyen nehéz formalizálni a tudatosság absztrakt megértését, és azt a számítógépbe helyezni, mint valami olyasmit, amit le lehet fordítani számokra.

Még ha van is valamilyen fordításod, és úgy gondolod, hogy az érvelés helyes, ahhoz, hogy az ítélet érzését érezd, szabályokat kell figyelembe venned, tehát ezek a szabályok vezérelnek, és talán az elménk nem követ semmilyen általunk ismert szabályt, így az érvelés és a fordítás egyszerűen nem valós. Érted?

Itt van egy sor Penrose-tól erről: "Mi a megértés? Mit jelent? Valami, ami követi a szabályokat? Egy algoritmus?

Ez nem egy algoritmus...", Tehát ha ez nem egy algoritmus, akkor mi az? És a kvantummechanikát nem ismerjük már?

Nos, igen, tudjuk, de csak egy aprócska kis részét ismerjük valaminek, ami olyan nagynak és összetettnek tűnik, és különbözik mindentől, amivel dolgozunk.

Kvantumszinten a dolgok nem úgy történnek, mint a mi valóságunkban, teljesen más törvények irányítják őket, ha van egyáltalán törvény, és mindezt azért, mert még mindig nem tudjuk.

Ha láttad a Hangyaembert a Marvel-filmekből, azt hiszem, érted, miről beszélek.

Emlékezzünk egy pillanatra Schrödinger macskájára. Schrödinger 1935-ben a kvantummechanika fogalmát próbálta megmagyarázni egy gondolatkísérletben, amelyben egy macskát, egy üveg mérget és egy radioaktív elemet helyezett egy zárt dobozba.

Ha az elem elbomlik, a méregpalack eltörik, és a macska meghal.

A lényeg az, hogy a doboz zárva van, nem láthatjuk, mi történik benne, a kísérlet eredményének ismerete nélkül nem tudjuk, mi történt valójában, így a macska lehet élő és halott is.

Ez az érdekes része a kvantummechanikának, hogy a dolgok egyszerre két dolog lehetnek, vagy egyszerre két helyen lehetnek.

Élő és halott egyszerre, érted?

Penrose azt mondja, hogy meg kell győződni arról, hogy ami a fejünkben zajlik, az nem egy algoritmus, nem követ semmilyen szabályt, szerinte valami másról van szó.

Valami, ami "megköveteli, hogy tudatosan értékeljük azt, amiről gondolkodunk, a gondolkodás egy tudatos dolog, a megértés pedig tudatos tevékenység".

Lelkiismeretes tevékenységnek lenni, például hangszeren játszani, kreatívnak lenni, dolgozni, vagy szerelembe esni. Ezek a lelkiismereti tevékenységek nyilvánvalóan nem számítási adatok, valami más történik.

Szerencsére elkezdődött néhány magyarázat, amely megmagyarázza a tudósok összes kérdését.

A válasz talán a neuronjainkban van, a sejtekben, amelyek a szinapszisokon keresztül mindenféle információt, vegyi, elektromos, mechanikai és termikus információt továbbítanak.

Penrose elmondta Rogannek, hogy néhány évvel ezelőtt kapott egy levelet egy bizonyos Stuart Hamerofftól, amelyben azt írta, hogy Penrose nem vette figyelembe a neuronokat és a mikrotubulusoknak nevezett struktúrákat, és ez lehet a tudatosság abszolút alapvető eszköze.

Sajnos, nem lehet elkülöníteni a kvantumhatásokat a neuronokban, mert a környezeti dekoherencia, ami a kvantumállapotban működik, nem reprodukálható egy magasabb szintű skálán. 

"Úgy néznek ki, hogy éppen az a fajta dolog, ami jól alátámasztja a kvantummechanika olyan szintig, hogy elvárható a kvantumállapot egy összeomlás" - mondja Penrose Rogan a tartalomról Hameroff levelét.

Mikrotubulusok kis csövek, amelyek egy tubulin nevű fehérjéből állnak, különböző funkciókat látnak el a testünkben, de az agyban a hagyományos funkciójuk mellett, mint például a struktúra támogatása és a szállítás, a mikrotubulusok szerepet játszhatnak a neuronban lévő információk továbbításában (DENT; BAAS, 2014).

Úgy tűnik, hogy a mikrotubulus alegységek két különböző típusú kölcsönhatással rendelkezhetnek, az A-típusú és a B-típusú kölcsönhatással.

Az első a legszimmetrikusabb, körös-körül ugyanúgy néznek ki. Az agyban az A-típusú van jelen, mivel a szimmetria a legfontosabb jellemző, amely lehetővé teszi az információ különböző módon történő szerveződését.

Végül is, mi a tudatosság? Joe kérdésére Penrose elmagyarázta, hogy a tudatszintünkben megmaradt egy ilyen kvantumállapot, és a mikrotubulusok lehetnek azok, amelyek a kvantumhatást hordozzák, de nem zárja ki, hogy más struktúrák is érintettek, olyan struktúrák, amelyeket még nem fedeztünk fel. 

Penrose azt gyanította, hogy van egy molekulaosztály, amely ezeket a szinapszisokat lakja, és ezek szimmetrikusak, mint az öt- és hatszögek, minden örvényben egy-egy triszkelion alakú fehérje van, amelyek a széleik mentén úgy csatlakoznak egymáshoz, mint egy focilabda mintázata. De vajon elég-e csak a szimmetria? Vajon az ezekből a fehérjékből készült anyagok is fontos tényező? És valójában mi a funkciója ezeknek a fehérjéknek a szinapszisokban? Sajnos még mindig nem tudjuk.

Úgy tűnik, hogy a szimmetria kulcsszerepet játszik a kvantummechanikában a fonalhúzó effektusnak nevezett dologban.

Ez akkor fordul elő, ha erősen szimmetrikus szerkezetünk van, és lehetséges, hogy a legalacsonyabb energiaszint és a következő között nagy rés van.

A nagy rés elrejtheti a legalacsonyabb energiaszintre vonatkozó fontos információkat, ez az információhiány az egyik probléma. De "mindez egyfajta sugallat valamilyen kvantumjelenségre, ott még sok mindent meg kell érteni" - mondja Penrose.

 Penrose-nak igaza van, még biztosan sokat kell tanulnunk, és lépésről lépésre egyre többet fedezhetünk fel a kvantummechanikai világról a mi fejünkben.

Néhányan azt szokták mondani, hogy frekvenciákon és hullámokon keresztül kapcsolódunk egymáshoz és az univerzumhoz, nos, talán egy bizonyos szinten igen. De ahhoz, hogy biztosan tudjuk, még több tanulmányra van szükségünk.

Ha meg akarja nézni a teljes beszélgetős műsort, kattintson ide vagy ha többet szeretne megtudni a témáról és Penrose munkásságáról, az alábbiakban néhány publikált cikkét olvashatja:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. A neuronok mikrotubulusai mint információhordozók. Neurokémiai folyóirat, v. 129, n. 2, p. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Tudatosság a világegyetemben: Az "Orch OR" elmélet felülvizsgálata. Az élet fizikája Vélemények, v. 11, n. 1, p. 39-78, 1 márc. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. A császár új elméje: A számítógépekről, az elmékről és a fizika törvényeiről. Physics Today, 43. évfolyam, 6. szám, 73. o., 2008. jan. 11.

Ha Ön kutató az idegtudományok vagy a fizika területén, segíthetünk Önnek infografikát készíteni a következőkről idegtudomány, neurológia, sejtbiológia, biokémia, molekuláris biológia, és Fizika az Mind the Graph-ben. 

Az a szándékunk, hogy az Ön tudományos tartalma egyre több emberhez jusson el a tudományos világból és azon kívülről is, a tudomány másfajta közvetítési módja révén. Készen áll arra, hogy kipróbálja?

Kapcsolódó cikkek
logo-subscribe

Iratkozzon fel hírlevelünkre

Exkluzív, kiváló minőségű tartalom a hatékony vizuális
kommunikáció a tudományban.

- Exkluzív útmutató
- Tervezési tippek
- Tudományos hírek és trendek
- Oktatóanyagok és sablonok