Kuidas on inimese aju seotud kvantfüüsikaga?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Keegi ei tea, mis on teadvus ja kuidas see töötab. Muidugi on erinevate teadusvaldkondade teadlastel selle skoori kohta mitmesuguseid oletusi, kuid keegi ei saa anda täpset vastust küsimusele, mis on teadvus. Sarnast olukorda täheldatakse ka kvantmehaanika puhul – uurides Universumi väikseimate osakeste omavahelist vastasmõju, on füüsikud palju õppinud. Kuid kuna kvantmehaanika ei nõustu Einsteini üldrelatiivsusteooriaga, ei suuda teadlased välja mõelda, kuidas neid ühise nimetajani viia.

Kahekümnenda sajandi ühe suurima teadlase, füüsik Richard Feynmani sõnul ei mõista keegi kvantmehaanikat tõeliselt. Huvitaval kombel oleks ta võinud sama hästi rääkida teadvuse sama keerulisest probleemist. Hoolimata asjaolust, et mõned teadlased usuvad, et teadvus on vaid illusioon, usuvad teised, vastupidi, et me ei saa üldse aru, kust see tuleb.

Seega pole üllatav, et teadvuse igivana mõistatus on ajendanud mõnda teadlast selle selgitamiseks kvantfüüsika poole pöörduma. Aga kuidas saab üht lahendamata mõistatust seletada teisega?

Mis on Teadvus?

Teadvust on raske defineerida. Kuidas vastata küsimusele "miks ma olen mina" või "kuidas minu teadvus erineb kassi teadvusest?" või "miks ma tajun maailma just nii ja mitte teisiti?" Õnneks on maailmas teadlasi, kes on valmis andma vastuseid kui mitte kõigile, siis paljudele küsimustele selle kohta, mis on inimteadvus.

Näiteks kognitiivfilosoof, Tuftsi ülikooli (USA) professor Daniel Dennett räägib oma raamatus "Bakteritest Bachi ja tagasi" sellest, kuidas inimkehas toimuvad bioloogilised protsessid tekitavad mõtte- ja kujutlusvoo. Professor usub, et subjektiivne film, mida meist igaühe silme all mängitakse, pole midagi muud kui meie aju poolt oskuslikult kootud illusioon. Ta usub ka, et teadvus ei ole nii salapärane, kui me arvame, ja usub, et teadus peaks selgitama aju objektiivset toimimist.

Teadlaste seas, kes Dennetti seisukohaga ei nõustu, on Austraalia filosoof ja õpetaja David Chalmers. Ta teeb ettepaneku pidada teadvust millekski fundamentaalseks, näiteks füüsikaseadusteks, mida saab tulevikus avastada uusima tehnoloogia abil. Tema teist veelgi radikaalsemat ideed nimetatakse "panspišismi hüpoteesiks", mille kohaselt teadvus on universaalne ja mis tahes süsteem omab seda mingil määral, isegi elementaarosakesed ja footonid. Ja seal, kus on footonid, võib olla ka kvantmehaanika.

Kuidas on kvantfüüsika seotud teadvusega?

1921. aastal pälvis Albert Einstein Nobeli füüsikaauhinna fotoelektrilise efekti seaduse avastamise eest. Füüsik uskus, et valgus, mida tavaliselt peetakse pidevaks laineks, võib jaotada ka kvantides, mida me nimetame footoniteks. See sündmus koos Max Plancki arusaamaga musta keha kiirgusest, Niels Bohri uuest aatomimudelist, Arthur Comptoni röntgeniuuringutest ja Louis de Broglie oletusest, et ainel on lainelaadsed omadused, tähistas uue kvantajastu algust, kus sina ja mina. oli õnn elada.

Kas on üllatav, et on tekkinud uus teadvuse kvantteooria nimega Orchestrated Objective Reduction (Orch OR), mida rahastavad Nobeli füüsikapreemia laureaat professor Roger Penrose Oxfordi ülikoolist ja anestesioloog Stuart Hameroff Arizona ülikoolist.

Orch OR teooria, ehkki selle loomisest saadik on läbi teinud mitmeid muudatusi, väidab üldiselt, et aju neuronite sees olevates "mikrotuubulites" kvantvõnkumiste avastamine tekitab teadvuse. Mikrotuubulid (valgupolümeerid) kontrollivad neuronaalseid ja sünaptilisi funktsioone ning seovad ajuprotsesse kvanttasandil iseorganiseeruvate protsessidega. Teadlased usuvad, et uus teooria võib isegi seletada hauataguse elu.

Pange tähele, et Penrose'i ja Hameroffi teooria on tekitanud mitmeid kriitikat, kuid kvantteooria rakendamine bioloogilises kontekstis on jätkunud ja saavutanud suurimat edu seoses fotosünteesiga. Huvitaval kombel viitavad ka lõhna, ensüümide ja isegi linnu DNA uuringud, et kvantefektid võivad olla bioloogiliste organismide toimimises laiemalt seotud.

Doktorant Bethany Adams avaldas hiljuti ajakirjas Physics World artikli kvantefektide rollist ajus. Adamsi uuring tõstab esile mitmeid võimalikke kvantmõjusid ajule, kuid tema doktoritöö

keskendub neuronitevahelisele kvantpõimumisele ja sellele, kuidas ravimid, nagu liitium, võivad seda mõjutada.

Kuigi Adamsi töö hõlmab mitmeid potentsiaalseid rakendusi, loodab ta ise, et tema uurimustöö annab maailmale parema arusaamise antidepressantide ja meeleolu stabilisaatorite toimimisest ning paljude vaimuhaiguste uutest ravimeetoditest. Kuid kes teab, võib-olla võimaldab tema töö teadlastel selgitada, kuidas teadvus töötab ja kust see tuleb.