Hogyan kapcsolódik az emberi agy a kvantumfizikához?

2024 Szerző: Seth Attwood | [email protected]. Utoljára módosítva: 2023-12-16 16:07

Senki sem tudja, mi a tudat és hogyan működik. Természetesen a különböző tudományterületekről származó tudósok sokféle feltételezéssel élnek ezzel kapcsolatban, de senki sem tud pontos választ adni arra a kérdésre, hogy mi a tudat. Hasonló helyzet figyelhető meg a kvantummechanikával is - a fizikusok sokat tanultak az Univerzum legkisebb részecskéinek egymás közötti kölcsönhatásának tanulmányozása során. De mivel a kvantummechanika nem egyezik Einstein általános relativitáselméletével, a kutatók nem tudják kitalálni, hogyan hozhatnák őket közös nevezőre.

A huszadik század egyik legnagyobb tudósa, Richard Feynman fizikus szerint senki sem érti igazán a kvantummechanikát. Érdekes módon beszélhetett volna a tudat egy hasonlóan szövevényes problémájáról is. Annak ellenére, hogy egyes tudósok úgy vélik, hogy a tudat csak illúzió, mások éppen ellenkezőleg, azt hiszik, hogy egyáltalán nem értjük, honnan származik.

Így nem meglepő, hogy a tudat ősrégi titka néhány kutatót arra késztetett, hogy a kvantumfizika felé forduljon ennek magyarázata érdekében. De hogyan magyarázható meg egy megfejtetlen rejtély a másikkal?

Mi a Tudatosság?

Nehéz meghatározni a tudatot. Hogyan válaszoljak arra a kérdésre, hogy "miért vagyok én" vagy "miben különbözik az én tudatom egy macska tudatától?" vagy "miért így és nem másképp érzékelem a világot?" Szerencsére vannak tudósok a világon, akik készek választ adni, ha nem is minden, de sok kérdésre arról, hogy mi is az emberi tudat.

Például Daniel Dennett kognitív filozófus, a Tufts Egyetem (USA) professzora "A baktériumoktól Bachig és vissza" című könyvében arról beszél, hogy az emberi testben a biológiai folyamatok gondolat- és képfolyamot hoznak létre. A professzor úgy véli, hogy a szubjektív film, amelyet mindannyiunk szeme láttára játszanak, nem más, mint agyunk által ügyesen szőtt illúzió. Azt is hiszi, hogy a tudat nem olyan titokzatos, mint gondoljuk, és úgy véli, hogy a tudománynak meg kell magyaráznia az agy objektív működését.

Azok a tudósok, akik nem értenek egyet Dennett álláspontjával, az ausztrál filozófus és tanár, David Chalmers. Azt javasolja, hogy a tudatot tekintsék alapvetőnek, például a fizika törvényeinek, amelyek a jövőben a legújabb technológia segítségével felfedezhetők. Második, még radikálisabb gondolatát a "pánspichizmus hipotézisnek" nevezik, amely szerint a tudat univerzális, és bármely rendszer rendelkezik vele bizonyos mértékig, még az elemi részecskék és a fotonok is. És ahol fotonok vannak, ott lehet kvantummechanika.

Hogyan kapcsolódik a kvantumfizika a tudathoz?

Albert Einstein 1921-ben fizikai Nobel-díjat kapott a fotoelektromos hatás törvényének felfedezéséért. A fizikus úgy vélte, hogy az általában folytonos hullámnak tekintett fény kvantumokban is eloszlik, amelyeket fotonoknak nevezünk. Ez az esemény, Max Planck feketetest-sugárzással kapcsolatos megértésével, Niels Bohr új atommodelljével, Arthur Compton röntgenvizsgálataival és Louis de Broglie azon feltételezésével együtt, hogy az anyagnak hullámszerű tulajdonságai vannak, egy új kvantumkorszak kezdetét jelentette, amelyben te és én volt szerencsém élni.

Meglepő-e, hogy megjelent a tudat új kvantumelmélete, az Orchestrated Objective Reduction (Orchstrated Objective Reduction, Orch OR), amelyet az Oxfordi Egyetem fizikai Nobel-díjas professzora, Roger Penrose és Stuart Hameroff aneszteziológus, az Arizonai Egyetem szponzorált.

Az Orch OR elmélet, bár számos változáson ment keresztül a kezdetek óta, általában azt állítja, hogy az agy neuronjaiban található "mikrotubulusok" kvantumrezgéseinek felfedezése tudatot ad. A mikrotubulusok (protein polimerek) szabályozzák a neuronális és szinaptikus funkciókat, és összekapcsolják az agyi folyamatokat az önszerveződő folyamatokkal kvantum szinten. A tudósok úgy vélik, hogy az új elmélet akár a túlvilágra is magyarázatot adhat.

Megjegyzendő, hogy Penrose és Hameroff elmélete számos kritikát váltott ki, azonban a kvantumelmélet biológiai kontextusban való alkalmazása folytatódott, és a legnagyobb sikert a fotoszintézissel kapcsolatban érte el. Érdekes módon a szaglás, az enzimek, sőt a madarak DNS-ének vizsgálata is azt sugallja, hogy a kvantumhatások szélesebb körben is szerepet játszhatnak a biológiai szervezetek működésében.

Bethany Adams doktorandusz nemrég publikált egy tanulmányt a Physics World-ben a kvantumhatások agyban betöltött szerepéről. Adams tanulmánya az agyra gyakorolt lehetséges kvantumhatások sorát emeli ki, de doktori tanulmánya

a neuronok közötti kvantumösszefonódásra összpontosít, és arra, hogyan befolyásolhatják azt a gyógyszerek, például a lítium.

Noha Adams munkája számos lehetséges alkalmazási területet érint, ő maga reméli, hogy kutatásai révén a világ jobban megérti az antidepresszánsok és a hangulatstabilizátorok működését, valamint számos mentális betegség új kezelését. De ki tudja, talán munkája lehetővé teszi a tudósok számára, hogy elmagyarázzák, hogyan működik a tudat, és honnan származik.