Če ste imeli priložnost prebrati članek o Nobelovi nagradi 2020 za fiziko, sem prepričan, da se spomnite enega od treh dobitnikov nagrade, Rogerja Penrosea, zaradi njegovih neverjetnih spretnosti pri matematiki in računanju.

Poleg tega dela je Penrose v zadnjih nekaj letih objavil tudi članke o drugi zanimivi temi, ki se razlikuje od področja črnih lukenj.

Penrose se ukvarja še z enim področjem raziskav, in sicer z zavestjo in kvantno mehaniko.

Okej, lahko rečete, da je kvantna mehanika tudi matematika in računstvo, vendar lahko rečemo, da je to drugačna vrsta matematike, zelo različna od črnih lukenj.

Kvantna mehanika skoraj v celoti temelji na Schrödingerjevi enačbi, medtem ko črne vloge temeljijo na Einsteinovi enačbi, lahko rečemo, da je pristop v vsakem primeru drugačen.

Penrose v svojem članku HAMEROFF; PENROSE, 2014 meni in ugotavlja, da obstaja povezava med strukturami vesolja in našimi možgani, natančneje biomolekularno strukturo možganov.

In morda bi lahko s pomočjo kvantne mehanike pojasnili to povezavo. Toda kakšna bi lahko bila ta povezava? Kako ima lahko tako velika struktura, kot je vesolje, nekaj skupnega z našimi majhnimi velikimi svetlečimi glavami?

Leta 2018 je komik Joe Rogan sprejel Penrosa v svoji pogovorni oddaji, kjer sta skoraj dve uri govorila o Penroseovem delu, zavesti, kvantni mehaniki in številnih drugih stvareh.

V zvezi z zavestjo je Penrose delil svoje ideje o tem, kako težko je formalizirati abstraktno razumevanje zavesti in ga prenesti v računalnik, kot nekaj, kar je mogoče prevesti v številke.

Tudi če imate nekakšen prevod in menite, da je argument pravilen, morate za ta občutek sodbe upoštevati pravila, torej vas ta pravila vodijo, in morda naš um ne upošteva nobenega pravila, ki ga poznamo, zaradi česar ta argument in prevod preprosto nista resnična. Razumete?

Tukaj je vrstica iz Penrosea o tem: "Kaj je razumevanje? Kaj pomeni? Je to nekaj, kar sledi pravilom? Ali je to algoritem?

To ni algoritem...", Če torej ni algoritem, kaj je? In ali ni kvantna mehanika nekaj, kar že poznamo?

Da, vemo, vendar poznamo le majhen del nečesa, kar se zdi tako veliko, zapleteno in drugačno od vsega, s čimer se ukvarjamo.

Na kvantni ravni se stvari ne dogajajo tako kot v naši resničnosti, temveč jih vodijo povsem drugačni zakoni, če sploh obstajajo, vse zato, ker jih še vedno ne poznamo.

Če ste gledali Ant-Mana iz Marvelovih filmov, mislim, da razumete, o čem govorim.

Za trenutek se spomnimo na Schrödingerjevo mačko. Schrödinger je leta 1935 skušal razložiti koncept kvantne mehanike z miselnim eksperimentom, v katerem je v zaprto škatlo postavil mačko, stekleničko strupa in radioaktivni element.

Če element razpade, se steklenička s strupom razbije in mačka umre.

Bistvo je, da pri zaprti škatli ne moremo videti, kaj se dogaja v njej, in brez rezultata poskusa ne vemo, kaj se je v resnici zgodilo, zato je mačka lahko tako živa kot mrtva.

To je zanimivost kvantne mehanike, saj so lahko stvari hkrati dve stvari ali so lahko na dveh mestih hkrati.

Živi in mrtvi hkrati, razumete?

Penrose pravi, da je prepričan, da to, kar se dogaja v naših glavah, ni algoritem, ne sledi nobenemu pravilu, verjame, da je nekaj drugega.

Nekaj, kar "zahteva naše zavestno razumevanje tega, o čemer razmišljamo, saj je razmišljanje stvar zavesti, razumevanje pa je zavestna dejavnost."

Biti vest dejavnost, kot je, igrati instrument, biti ustvarjalen, delo, ali zaljubljenost. Te dejavnosti vesti očitno niso računski podatki, temveč se dogaja nekaj drugega.

Na srečo se je začelo pojavljati nekaj razlag, ki so pojasnile vsa vprašanja znanstvenikov.

Odgovor se morda skriva v naših nevronih, celicah, ki po sinapsah prenašajo vse vrste informacij, kemičnih, električnih, mehanskih in toplotnih.

Penrose je Roganu povedal, da je pred nekaj leti prejel pismo od Stuarta Hameroffa, v katerem pravi, da Penrose ni upošteval nevronov in struktur, imenovanih mikrotubuli, ki so lahko absolutno temeljno orodje za zavest.

Na žalost ni mogoče izolirati kvantnih učinkov v nevronih, ker se pojavi okoljska dekoherenca, kar deluje v kvantnem stanju, se ne reproducira na višji ravni. 

"Videti je, da so prav tiste vrste stvari, ki bi lahko podpirale kvantno mehaniko do stopnje, ko bi lahko pričakovali, da bo kvantno stanje propadlo," pravi Penrose Roganu o vsebini Hameroffovega pisma.

Mikrotubuli so majhne cevke, sestavljene iz proteina, imenovanega Tubulin, ki imajo v našem telesu različne funkcije, v možganih pa imajo poleg običajne funkcije, kot sta podpora strukturi in transport, mikrotubuli lahko tudi vlogo pri prenosu informacij v nevronu (DENT; BAAS, 2014).

Podenote mikrotubulov imajo lahko dve različni vrsti interakcij, tip A in tip B.

Prva je najbolj simetrična, saj so vse naokoli videti enako. V možganih je prisoten tip A, saj je simetrija najpomembnejša lastnost, ki omogoča drugačno organizacijo informacij.

Konec koncev, kaj je zavest? Na vprašanje Joeja je Penrose pojasnil, da je na ravni naše zavesti ohranjeno tovrstno kvantno stanje in da bi mikrotubuli lahko bili tisti, ki prenašajo kvantni učinek, vendar ne izključuje možnosti, da so vključene tudi druge strukture, ki jih še nismo odkrili. 

Penrose je posumil, da obstaja razred molekul, ki naseljujejo te sinapse in so simetrične kot pentagoni in heksagoni, v vsakem vrtincu pa imajo beljakovino z obliko Triskeliona, ki se ob robovih povezujejo kot vzorec nogometne žoge. Toda ali je samo simetrija dovolj? Ali so pomemben dejavnik tudi snovi, ki so narejene iz teh beljakovin? In kakšna je v resnici funkcija teh beljakovin v sinapsah? Na žalost tega še vedno ne vemo.

Simetrija ima očitno ključno vlogo v kvantni mehaniki pri pojavu, ki se imenuje učinek preja.

To se zgodi, kadar imamo zelo simetrično strukturo in je mogoča velika vrzel med najnižjim in naslednjim energijskim nivojem.

Velika vrzel lahko skriva pomembne informacije o najnižji energijski ravni, pomanjkanje informacij pa je ena od težav. Toda "vse to je le nekakšen namig na neke vrste kvantni pojav, tam je še veliko stvari, ki jih je treba razumeti," pravi Penrose.

 Penrose ima prav, zagotovo se moramo še veliko naučiti in korak za korakom lahko odkrivamo vedno več o svetu kvantne mehanike v naših glavah.

Nekateri so govorili, da smo nekako povezani drug z drugim in z vesoljem prek frekvenc in valov, no, morda na določeni ravni smo. Toda da bi vedeli zagotovo, moramo o tem opraviti še več študij.

Če si želite ogledati celotno pogovorno oddajo, kliknite tukaj če želite izvedeti več o tej temi in Penroseovem delu, spodaj najdete nekaj njegovih objavljenih člankov:

DENT, E. W.; BAAS, P. W. Mikrotubuli v nevronih kot nosilci informacij. Journal of neurochemistry, v. 129, št. 2, str. 235-239, abr. 2014.

HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Zavest v vesolju: (1): pregled teorije "Orch OR". Fizika življenja Mnenja, v. 11, št. 1, str. 39-78, 1 mar. 2014.

PENROSE, R.; LANDAUER, R. Cesarjev novi um: R.: Cesar imperator: o računalnikih, mislih in fizikalnih zakonih. Fizika danes, v. 43, št. 6, str. 73, 11. jan. 2008.

Če ste raziskovalec s področja nevroznanosti ali fizike, vam lahko pomagamo ustvariti infografiko o nevroznanost, nevrologija, celična biologija, biokemija, molekularna biologijain Fizika v Mind the Graph. 

Naš namen je, da bi vaša znanstvena vsebina dosegla vedno več ljudi v akademskem svetu in zunaj njega, in sicer na drugačen način komuniciranja znanosti. Ste pripravljeni poskusiti?

Sorodni članki
logotip-odjava

Naročite se na naše novice

Ekskluzivna visokokakovostna vsebina o učinkovitih vizualnih
komuniciranje v znanosti.

- Ekskluzivni vodnik
- Nasveti za oblikovanje
- Znanstvene novice in trendi
- Učni listi in predloge