Jeśli miałeś okazję przeczytać inny artykuł, który napisałem o Nagrodzie Nobla 2020 z fizyki, jestem pewien, że pamiętasz jednego z trzech laureatów nagrody, Rogera Penrose'a, za jego niesamowite umiejętności matematyczne i rachunkowe.

Oprócz tej pracy, Penrose opublikował również w ciągu ostatnich kilku lat artykuły na inny interesujący temat, inny niż dziedzina czarnych dziur.

Penrose ma inny obszar badań związany ze świadomością i mechaniką kwantową.

Ok, można powiedzieć, że mechanika kwantowa to też matematyka i rachunek różniczkowy, ale możemy powiedzieć, że to inny rodzaj matematyki, bardzo różny od czarnych dziur.

Mechanika kwantowa prawie w całości opiera się na równaniu Schrödingera, podczas gdy czarne role opierają się na równaniu Einsteina, można powiedzieć, że podejście w każdym przypadku jest inne.

Penrose wierzy i konkluduje w swoim artykule HAMEROFF; PENROSE, 2014, że istnieje związek między strukturami wszechświata a naszym mózgiem, a dokładniej biomolekularną strukturą mózgu.

I być może dzięki mechanice kwantowej moglibyśmy wyjaśnić to połączenie. Ale jaki to może być związek? Jak tak wielka struktura jak wszechświat może mieć coś wspólnego z naszymi małymi, dużymi, świecącymi głowami?

W 2018 roku komik o imieniu Joe Rogan powitał Penrose'a w swoim talk show, przez prawie 2 godziny rozmawiali o pracy Penrose'a, świadomości, mechanice kwantowej i wielu innych rzeczach.

W temacie świadomości Penrose podzielił się swoimi pomysłami na temat tego, jak trudno jest sformalizować abstrakcyjne rozumienie świadomości i umieścić je w komputerze, jak coś, co można przełożyć na liczby.

Nawet jeśli masz jakieś tłumaczenie i myślisz, że argument jest poprawny, aby mieć poczucie osądu, musisz wziąć pod uwagę zasady, więc kierujesz się tymi zasadami, a być może nasz umysł nie przestrzega żadnej znanej nam zasady, przez co ten argument i tłumaczenie po prostu nie są prawdziwe. Rozumiesz?

Oto wiersz Penrose'a na ten temat: "Czym jest zrozumienie? Co ono oznacza? Czy jest to coś zgodnego z regułami? Czy jest to algorytm?

To nie jest algorytm...", więc jeśli to nie jest algorytm, to co to jest? I czy mechanika kwantowa nie jest czymś, co już znamy?

Cóż, tak, wiemy, ale znamy tylko niewielką część czegoś, co wydaje się być tak duże, złożone i inne od wszystkiego, z czym pracujemy.

Na poziomie kwantowym rzeczy nie dzieją się tak, jak w naszej rzeczywistości, kierują nimi zupełnie inne prawa, jeśli w ogóle jakieś prawa istnieją, a wszystko dlatego, że wciąż ich nie znamy.

Jeśli oglądałeś Ant-Mana z filmów Marvela, myślę, że wiesz, o czym mówię.

Przypomnijmy sobie na chwilę kota Schrödingera. Schrödinger w 1935 roku, próbując wyjaśnić koncepcję mechaniki kwantowej, umieścił ją w eksperymencie myślowym z kotem, jedną butelką trucizny i pierwiastkiem radioaktywnym w zamkniętym pudełku.

Jeśli element rozpadnie się, butelka z trucizną zostanie rozbita, a kot umrze.

Chodzi o to, że przy zamkniętym pudełku nie możemy zobaczyć, co dzieje się w środku, a bez znajomości wyniku eksperymentu nie wiemy, co się naprawdę stało, więc kot może być zarówno żywy, jak i martwy.

Jest to interesująca część mechaniki kwantowej, rzeczy mogą być dwiema rzeczami w tym samym czasie lub mogą znajdować się w dwóch miejscach jednocześnie.

Żywy i martwy w tym samym czasie, rozumiesz?

Penrose twierdzi, że aby być przekonanym, że to, co dzieje się w naszych głowach, nie jest algorytmem, nie kieruje się żadną regułą, wierzy w coś innego.

Coś, co "wymaga naszej świadomej oceny tego, o czym myślimy, myślenie jest rzeczą świadomą, a zrozumienie jest świadomą czynnością".

Bycie aktywnością sumienia, taką jak gra na instrumencie, kreatywność, praca lub zakochanie. Te działania sumienia najwyraźniej nie są danymi obliczeniowymi, dzieje się coś innego.

Na szczęście zaczęło się pojawiać kilka wyjaśnień, które wyjaśniły wszystkie pytania naukowców.

Odpowiedź może znajdować się w naszych neuronach, komórkach, które przenoszą na synapsach wszelkiego rodzaju informacje, chemiczne, elektryczne, mechaniczne i termiczne.

Penrose powiedział Roganowi, że kilka lat temu otrzymał list od Stuarta Hameroffa, w którym stwierdził, że Penrose nie bierze pod uwagę neuronów i struktur zwanych mikrotubulami, które mogą być absolutnie podstawowym narzędziem dla świadomości.

Niestety, nie jest możliwe wyizolowanie efektów kwantowych w neuronach, ponieważ dochodzi do dekoherencji środowiskowej, a to, co działa w stanie kwantowym, nie odtwarza się w skali wyższego poziomu. 

"Wyglądają na takie, które mogłyby wspierać mechanikę kwantową do poziomu, w którym można by oczekiwać załamania się stanu kwantowego" - mówi Penrose do Rogana o treści listu Hameroffa.

Mikrotubule są małymi rurkami złożonymi z białka zwanego tubuliną, mają różne funkcje w naszym ciele, ale w mózgu oprócz ich konwencjonalnej funkcji, takiej jak zapewnienie wsparcia struktury i transportu, mikrotubule mogą odgrywać rolę w przenoszeniu informacji w neuronie (DENT; BAAS, 2014).

Najwyraźniej podjednostki mikrotubul mogą mieć dwa różne typy interakcji, typ A i typ B.

Pierwsze z nich są najbardziej symetryczne, wyglądają tak samo dookoła. W mózgu występuje typ A, ponieważ symetria jest najważniejszą cechą umożliwiającą organizację informacji w inny sposób.

W końcu czym jest świadomość? Zapytany przez Joe, Penrose wyjaśnił, że istnieje tego rodzaju stan kwantowy zachowany na poziomie naszej świadomości i że mikrotubule mogą być rzeczą, która przenosi efekt kwantowy, ale nie wyklucza możliwości, że zaangażowane są inne struktury, struktury, których jeszcze nie odkryliśmy. 

Penrose podejrzewał, że istnieje klasa cząsteczek, które zamieszkują te synapsy i są symetryczne jak pięciokąty i sześciokąty, mając w każdym wirze białko o kształcie triskelionu, łączące się wzdłuż krawędzi jak wzór piłki nożnej. Ale czy sama symetria wystarczy? Czy substancje wykonane z tych białek są kolejnym ważnym czynnikiem? I jaka jest tak naprawdę funkcja tych białek w synapsach? Niestety, wciąż tego nie wiemy.

Najwyraźniej symetria odgrywa kluczową rolę w tak zwanym efekcie przędzy w mechanice kwantowej.

Dzieje się tak, gdy mamy wysoce symetryczną strukturę i możliwe jest uzyskanie dużej luki między najniższym poziomem energetycznym a następnym.

Duża luka może ukrywać ważne informacje o najniższym poziomie energii, ten brak informacji jest jednym z problemów. Ale "wszystko to jest rodzajem sugestii pewnego rodzaju zjawiska kwantowego, wciąż jest tam wiele do zrozumienia", mówi Penrose.

 Penrose ma rację, na pewno musimy się jeszcze wiele nauczyć i krok po kroku możemy odkrywać coraz więcej o świecie mechaniki kwantowej wewnątrz naszych głów.

Niektórzy ludzie zwykli mówić, że jesteśmy w pewnym sensie połączeni ze sobą i z wszechświatem poprzez częstotliwości i fale, cóż, może na pewnym poziomie tak jest. Ale aby wiedzieć na pewno, wciąż potrzebujemy więcej badań na ten temat.

Jeśli chcesz obejrzeć cały talk show, kliknij tutaj lub dowiedzieć się więcej o temacie i pracy Penrose'a poniżej znajdują się niektóre z jego opublikowanych artykułów:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. Mikrotubule w neuronach jako nośniki informacji. Journal of neurochemistry, v. 129, n. 2, p. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Świadomość we wszechświecie: Przegląd teorii "Orch OR". Fizyka życia Recenzje, v. 11, n. 1, p. 39-78, 1 mar. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. Nowy umysł cesarza: Concerning Computers, Minds, and the Laws of Physics. Physics Today, v. 43, n. 6, s. 73, 11 stycznia 2008 r.

Jeśli jesteś badaczem z dziedziny neuronauki lub fizyki, możemy pomóc Ci stworzyć infografikę na temat neuronauka, neurologia, biologia komórki, biochemia, biologia molekularnaoraz Fizyka w Mind the Graph. 

Naszym celem jest sprawienie, aby treści naukowe docierały do coraz większej liczby osób ze świata akademickiego i spoza niego, w inny sposób komunikując naukę. Czy jesteś gotowy, aby spróbować?

Powiązane artykuły
logo-subskrybuj

Zapisz się do naszego newslettera

Ekskluzywne, wysokiej jakości treści na temat skutecznych efektów wizualnych
komunikacja w nauce.

- Ekskluzywny przewodnik
- Wskazówki dotyczące projektowania
- Wiadomości naukowe i trendy
- Samouczki i szablony