Als u de gelegenheid had om een ander artikel te lezen dat ik schreef over de Nobelprijs 2020 voor natuurkunde, dan herinnert u zich ongetwijfeld een van de drie prijswinnaars, Roger Penrose, vanwege zijn verbazingwekkende vaardigheden met wiskunde en calculus.
Naast dit werk heeft Penrose de afgelopen jaren ook artikelen gepubliceerd over een ander interessant thema, dat afwijkt van het gebied van de zwarte gaten.
Penrose heeft een ander onderzoeksgebied met bewustzijn en kwantummechanica.
Ok, je kunt zeggen dat kwantummechanica ook wiskunde en calculus is, maar dat is een ander soort wiskunde, heel anders dan zwarte gaten.
De kwantummechanica is bijna volledig gebaseerd op de Schrödingervergelijking, terwijl de zwarte rollen gebaseerd zijn op de vergelijking van Einstein.
Penrose gelooft en concludeert in zijn artikel HAMEROFF; PENROSE, 2014 dat er een verband bestaat tussen de structuren van het universum en onze hersenen, meer specifiek de biomoleculaire structuur van de hersenen.
En misschien kunnen we via kwantummechanica dit verband verklaren. Maar wat voor soort verband zou het kunnen zijn? Hoe kan zo'n grote structuur als het heelal iets gemeen hebben met onze kleine grote glanzende hoofden?
In 2018 ontving Joe Rogan, een komiek, Penrose in zijn talkshow. Ze spraken bijna twee uur lang over Penrose's werk, bewustzijn, kwantummechanica en nog veel meer.
Over het onderwerp bewustzijn deelde Penrose zijn ideeën over hoe moeilijk het is om een abstract begrip van bewustzijn te formaliseren en in de computer te stoppen, als iets dat in getallen kan worden vertaald.
Zelfs als je een soort vertaling hebt en je denkt dat het argument juist is, moet je, om dat gevoel van oordeel te hebben, rekening houden met regels, zodat je je laat leiden door die regels, en misschien volgt onze geest geen enkele regel die we kennen, waardoor dat argument en die vertaling gewoon niet echt zijn. Snap je?
Hier is een regel van Penrose daarover: "Wat is begrijpen? Wat betekent het? Is het iets dat de regels volgt? Is het een algoritme?
Het is geen algoritme. Dus als het geen algoritme is, wat is het dan wel? En is kwantummechanica niet iets wat we al kennen?
Nou, ja, we weten het, maar we weten slechts een klein deel van iets dat zo groot en complex lijkt te zijn en anders dan alles waarmee we werken.
Op kwantumniveau gebeuren de dingen niet zoals in onze werkelijkheid, ze worden geleid door totaal andere wetten, als er al een wet is, en dat allemaal omdat we het nog steeds niet weten.
Als je Ant-Man van Marvel's films hebt gezien denk ik dat je begrijpt waar ik het over heb.
Laten we even denken aan de kat van Schrödinger. Schrödinger probeerde in 1935 het concept van de kwantummechanica uit te leggen aan de hand van een gedachte-experiment met een kat, een fles gif en een radioactief element in een gesloten doos.
Als het element vergaat, is het flesje gif kapot, en sterft de kat.
Het punt hier is, dat we met de gesloten doos niet kunnen zien wat er binnenin gebeurt, zonder het resultaat van het experiment te kennen weet je niet wat er werkelijk is gebeurd, dus de kat kan zowel levend als dood zijn.
Dat is het interessante aan kwantummechanica, dingen kunnen twee dingen tegelijk zijn, of op twee plaatsen tegelijk zijn.
Penrose zegt ervan overtuigd te zijn dat wat zich in ons hoofd afspeelt geen algoritme is, het volgt geen enkele regel, hij gelooft dat het iets anders is.
Iets dat "onze bewuste waardering vereist van wat we denken, denken is een bewustzijnsding, en begrijpen is een bewuste activiteit."
Een gewetensactiviteit zijn zoals, een instrument bespelen, creatief zijn, werken, of verliefd worden. Deze gewetensactiviteiten zijn blijkbaar geen rekengegevens, er is iets anders aan de hand.
Gelukkig kwamen er een paar verklaringen om alle vragen van de wetenschappers te verklaren.
Het antwoord kan liggen in onze neuronen, de cellen die de synapsen met allerlei informatie, chemicaliën, elektronica, mechanica en thermiek.
Penrose vertelde Rogan dat hij een paar jaar geleden een brief ontving van ene Stuart Hameroff, waarin stond dat Penrose geen rekening hield met de neuronen en de structuren die microtubuli worden genoemd en die het absolute fundamentele instrument voor bewustzijn kunnen zijn.
Helaas is het niet mogelijk om de kwantumeffecten in de neuronen te isoleren, omdat je de omgevingsdecoherentie krijgt, wat werkt in de kwantumtoestand, reproduceer je niet op een hoger niveau.
"Ze zien er precies zo uit dat ze het soort quantummechanica zouden kunnen ondersteunen tot een niveau dat je zou kunnen verwachten dat de quantumtoestand in elkaar stort," zegt Penrose tegen Rogan over de inhoud van Hameroffs brief.
Microtubuli microtubuli zijn kleine buisjes die bestaan uit een eiwit dat Tubuline heet. Ze hebben verschillende functies in ons lichaam, maar in de hersenen hebben ze naast hun conventionele functie, zoals structuurondersteuning en transport, ook een rol bij het transport van informatie in het neuron (DENT; BAAS, 2014).
Blijkbaar kunnen de subeenheden van de microtubuli twee verschillende soorten interacties hebben, het A-type en het B-type.
De eerste is het meest symmetrisch, ze zien er rondom hetzelfde uit. In de hersenen is het A-type aanwezig, waarbij de symmetrie het belangrijkste kenmerk is om de informatie op een andere manier te organiseren.
Want wat is bewustzijn? Op de vraag aan Joe legde Penrose uit dat er een soort kwantumtoestand in ons bewustzijnsniveau bewaard blijft en dat microtubuli het ding zouden kunnen zijn dat het kwantumeffect draagt, maar hij sluit niet uit dat er andere structuren bij betrokken zijn, structuren die we nog niet ontdekt hebben.
Penrose vermoedde dat er een klasse moleculen is die deze synapsen bewonen en die symmetrisch zijn als pentagons en hexagons, met in elke vortex een eiwit met een Triskelion-vorm, dat zich langs de randen verbindt als het patroon van een voetbal. Maar is alleen de symmetrie genoeg? Zijn de stoffen die van deze eiwitten zijn gemaakt ook een belangrijke factor? En wat is eigenlijk de functie van deze eiwitten in de synapsen? Helaas weten we dat nog steeds niet.
Blijkbaar speelt symmetrie een sleutelrol in iets wat in de kwantummechanica het Garenklokeffect wordt genoemd.
Dit gebeurt wanneer we een zeer symmetrische structuur hebben en het mogelijk is een grote kloof te hebben tussen het laagste energieniveau en het volgende.
De grote kloof kan belangrijke informatie over het laagste energieniveau verbergen. Maar "dit alles is een soort suggestie van een soort kwantumverschijnsel, er is daar nog veel te begrijpen," zegt Penrose.
Penrose heeft gelijk, we hebben zeker nog veel te leren, en stap voor stap kunnen we steeds meer ontdekken over de kwantummechanische wereld in ons ene hoofd.
Sommige mensen zeggen dat we met elkaar en met het universum verbonden zijn via frequenties en golven. Maar om het zeker te weten, hebben we meer studies nodig.
Als je de volledige talkshow wilt zien, klik hier of om meer te weten te komen over het onderwerp en het werk van Penrose hieronder enkele van zijn gepubliceerde artikelen:
DENT, E. W.; BAAS, P. W. Microtubuli in neuronen als informatiedragers. Tijdschrift voor neurochemie, v. 129, n. 2, p. 235-239, abr. 2014.
HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Bewustzijn in het universum: Een herziening van de 'Orch OR' theorie. Fysica van het leven, v. 11, n. 1, p. 39-78, 1 mrt. 2014.
PENROSE, R.; LANDAUER, R. The Emperor's New Mind: Over computers, geesten en de wetten van de fysica. Physics Today, v. 43, n. 6, p. 73, 11 jan. 2008.
Als u een onderzoeker bent op het gebied van neurowetenschappen of natuurkunde, kunnen wij u helpen bij het maken van een infographic over neurowetenschappen, neurologie, celbiologie, biochemie, moleculaire biologieen Natuurkunde in Mind the Graph.
Het is onze bedoeling dat uw wetenschappelijke inhoud steeds meer mensen van binnen en buiten de academische wereld bereikt, op een andere manier van communiceren over wetenschap. Bent u klaar om het te proberen?
Abonneer u op onze nieuwsbrief
Exclusieve inhoud van hoge kwaliteit over effectieve visuele
communicatie in de wetenschap.
