Hvis du har hatt muligheten til å lese en annen artikkel jeg har skrevet om Nobel 2020-prisen i fysikk, husker du sikkert en av de tre vinnerne av prisen, Roger Penrose, for hans fantastisk ferdigheter i matematikk og kalkulus.

I tillegg til dette arbeidet har Penrose de siste årene også publisert artikler om et annet interessant tema, som skiller seg fra feltet svarte hull.

Penrose har et annet område forskning med bevissthet og kvantemekanikk.

Ok, du kan si at kvantemekanikk også er matematikk og kalkulus, men vi kan si at det er en annen type matematikk, veldig forskjellig fra svarte hull.

Kvantemekanikken er nesten utelukkende basert på Schrödinger-ligningen, mens svarte roller er basert på Einsteins ligning, så man kan si at tilnærmingen er forskjellig i de to tilfellene.

Penrose mener og konkluderer i sin artikkel HAMEROFF; PENROSE, 2014 at det er en sammenheng mellom universets strukturer og hjernen vår, nærmere bestemt den biomolekylære struktur av hjernen.

Og gjennom kvantemekanikken kan vi kanskje forklare denne sammenhengen. Men hva slags sammenheng kan det være? Hvordan kan en så stor struktur som universet ha noe til felles med våre små, store, lysende hoder?

I 2018 tok komikeren Joe Rogan imot Penrose i talkshowet sitt, og i nesten to timer snakket de om Penroses arbeid, bevissthet, kvantemekanikk og mye annet.

Når det gjelder bevissthet, delte Penrose sine ideer om hvor vanskelig det er å formalisere en bevissthet. abstrakt forståelse av bevissthet og legge den inn i datamaskinen, som noe som kan oversettes til tall.

Selv om du har en eller annen form for oversettelse og du tror at argumentet er riktig, må du ta hensyn til regler for å ha den følelsen av dømmekraft, slik at du styres av disse reglene, og kanskje følger ikke sinnet vårt noen av de reglene vi kjenner til, noe som gjør at argumentet og oversettelsen ikke er ekte. Skjønner du?

Her er en setning fra Penrose om det: "Hva er forståelse? Hva betyr det? Er det noe som følger reglene? Er det en algoritme?

Det er ikke en algoritme..." Så hvis det ikke er en algoritme, hva er det da? Og er ikke kvantemekanikk noe vi allerede kjenner til?

Ja, det vet vi, men vi vet bare en bitteliten del av noe som ser ut til å være så stort og kompleks og annerledes enn alt annet vi jobber med.

På kvantenivå skjer ikke ting på samme måte som i vår virkelighet, de styres av helt andre lover, hvis det finnes noen lov, og alt dette fordi vi fortsatt ikke vet.

Hvis du har sett Ant-Man fra Marvels filmer, tror jeg du skjønner hva jeg snakker om.

La oss huske Schrödingers katt et øyeblikk. Da Schrödinger i 1935 forsøkte å forklare kvantemekanikkens konsept, brukte han et tankeeksperiment med en katt, en flaske gift og et radioaktivt element i en lukket boks.

Hvis elementet brytes ned, knuses giftflasken, og katten dør.

Poenget her er at når esken er lukket, kan vi ikke se hva som skjer inni, og uten å kjenne resultatet av eksperimentet vet du ikke hva som egentlig skjedde, så katten kan være både levende og død.

Det er det som er så interessant med kvantemekanikken: Ting kan være to ting samtidig, eller de kan være på to steder samtidig.

Joe Rohan, den fremtredende podkasteren og Roger Penrose, nobelprisvinneren i fysikk.
Levende og død på samme tid, skjønner du?

Penrose sier at for å være overbevist om at det som foregår inne i hodene våre ikke er en algoritme, at det ikke følger noen regel, mener han å være noe annet.

Noe som "krever vår bevisste forståelse av det vi tenker på, tenkning er en bevissthetsting, og forståelse er en bevisst aktivitet."

Å være en samvittighetsaktivitet som å spille et instrument, være kreativ, jobbe eller forelske seg. Disse samvittighetsaktivitetene er tilsynelatende ikke beregningsdata, det er noe annet som foregår.

Heldigvis begynte noen få forklaringer å finne sted for å forklare alle forskernes spørsmål.

Svaret ligger kanskje i nevronene våre, i de celler som fører videre synapsene med all slags informasjon, kjemikalier, elektrisitet, mekanikk og termikk.

Penrose fortalte Rogan at han for noen år siden mottok et brev fra Stuart Hameroff, som mente at Penrose ikke tok hensyn til nevronene og strukturene som kalles mikrotubuli, og som kan være det helt grunnleggende verktøyet for bevissthet.

Dessverre er det ikke mulig å isolere kvanteeffektene i nevronene fordi du får miljømessig dekoherens, og det som fungerer i kvantetilstanden, kan ikke reproduseres på et høyere nivå. 

"De ser akkurat ut som noe som kan støtte kvantemekanikken opp til et nivå der man kan forvente at kvantetilstanden kollapser", sier Penrose til Rogan om innholdet i Hameroffs brev.

Mikrotubuli er små rør som består av en protein De har ulike funksjoner i kroppen vår, men i hjernen kan mikrotubuli, i tillegg til sin vanlige funksjon som strukturstøtte og transport, ha en rolle i å transportere informasjon i nevronet (DENT; BAAS, 2014).

Det ser ut til at mikrotubuli-underenhetene kan ha to forskjellige typer av interaksjoner, A-typen og B-typen.

Den første er den mest symmetriskser de like ut hele veien rundt. I hjernen er det A-typen som er til stede, og symmetrien er den viktigste egenskapen som gjør det mulig å organisere informasjonen på en annen måte.

Når alt kommer til alt, hva er bevissthet? På spørsmål til Joe forklarte Penrose at det finnes en slik kvantetilstand bevart i vårt bevissthetsnivå, og at mikrotubuli kan være det som bærer kvanteeffekten, men han utelukker ikke at andre strukturer er involvert, strukturer vi ikke har oppdaget ennå. 

Penrose mistenkte at det finnes en klasse av molekyler som bebor disse synapsene, og at de er symmetriske som femkanter og sekskanter, og at de i hver virvel har et protein med Triskelion-form, som føyer seg sammen langs kantene som mønsteret på en fotball. Men er bare symmetrien nok? Er stoffene som disse proteinene består av, en annen viktig faktor? Og hvilken funksjon har egentlig disse proteinene i synapsene? Det vet vi dessverre fortsatt ikke.

I kvantemekanikken spiller symmetri en nøkkelrolle i det som kalles "garnteller-effekten".

Det skjer når vi har en svært symmetrisk struktur og det er mulig å ha et stort gap mellom det laveste energinivået og det neste.

Det store gapet kan skjule viktig informasjon om det laveste energinivået, og denne mangelen på informasjon er en av årsakene til at problemer. Men "alt dette er en slags antydning om et slags kvantefenomen, det er fortsatt mye å forstå der", sier Penrose.

 Penrose har rett i at vi fortsatt har mye å lære, og steg for steg kan vi oppdage mer og mer om den kvantemekaniske verdenen inne i hodene våre.

Noen pleier å si at vi på en måte er forbundet med hverandre og med universet gjennom frekvenser og bølger, og det er vi kanskje til en viss grad. Men for å vite det helt sikkert, trenger vi fortsatt flere studier.

Hvis du vil se hele talkshowet, klikk her eller hvis du vil vite mer om emnet og Penroses arbeid, finner du nedenfor noen av artiklene han har publisert:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. Mikrotubuli i nevroner som informasjonsbærere. Tidsskrift for nevrokjemi, v. 129, n. 2, s. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Bevissthet i universet: En gjennomgang av "Orch OR"-teorien. Livets fysikk Anmeldelser, v. 11, n. 1, s. 39-78, 1 mar. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. Keiserens nye hjerne: Om datamaskiner, hjerner og fysikkens lover. Fysikk i dag, v. 43, nr. 6, s. 73, 11. jan. 2008.

Hvis du er forsker innen nevrovitenskap eller fysikk, kan vi hjelpe deg med å opprette en Infografikk om nevrovitenskap, nevrologi, cellebiologi, biokjemi, molekylærbiologi, og Fysikk i Mind the Graph. 

Vår intensjon er å gjøre din vitenskapelig innhold når ut til stadig flere mennesker både i og utenfor organisasjonen. akademisk verden, på en annen måte å kommunisere på vitenskap. Er du klar til å prøve?

Relaterte artikler

logo-abonnement

Abonner på nyhetsbrevet vårt

Eksklusivt innhold av høy kvalitet om effektiv visuell
kommunikasjon innen vitenskap.

- Eksklusiv guide
- Tips om design
- Vitenskapelige nyheter og trender
- Veiledninger og maler