ارتباط مغز انسان با فیزیک کوانتومی چیست؟

2024 نویسنده: Seth Attwood | [email protected]. آخرین اصلاح شده: 2023-12-16 16:03

هیچ کس نمی داند آگاهی چیست و چگونه کار می کند. البته دانشمندان رشته‌های مختلف علم، فرضیات مختلفی در این زمینه دارند، اما هیچ‌کس نمی‌تواند پاسخ دقیقی به این سؤال بدهد که آگاهی چیست. وضعیت مشابهی با مکانیک کوانتومی مشاهده می شود - فیزیکدانان با مطالعه برهم کنش کوچکترین ذرات جهان با یکدیگر، چیزهای زیادی یاد گرفته اند. اما از آنجایی که مکانیک کوانتومی با نظریه نسبیت عام اینشتین موافق نیست، محققان نمی توانند بفهمند که چگونه آنها را به یک مخرج مشترک برسانند.

به گفته یکی از بزرگترین دانشمندان قرن بیستم، فیزیکدان ریچارد فاینمن، هیچکس مکانیک کوانتومی را به درستی درک نمی کند. جالب است که او ممکن است به همان اندازه در مورد یک مشکل به همان اندازه پیچیده آگاهی صحبت کرده باشد. علیرغم این واقعیت که برخی از دانشمندان بر این باورند که آگاهی فقط یک توهم است، برخی دیگر برعکس معتقدند که ما اصلاً نمی‌دانیم از کجا آمده است.

بنابراین جای تعجب نیست که راز دیرینه آگاهی برخی از محققان را بر آن داشته است تا برای توضیح آن به فیزیک کوانتومی روی آورند. اما چگونه می توان یک راز حل نشده را توسط دیگری توضیح داد؟

آگاهی چیست؟

تعریف آگاهی دشوار است. چگونه به سوال "من چرا هستم" یا "آگاهی من چه تفاوتی با آگاهی یک گربه دارد" پاسخ دهیم؟ یا "چرا من جهان را این گونه می بینم و غیر از آن نه؟" خوشبختانه، دانشمندانی در جهان وجود دارند که اگر نگوییم همه، اما سؤالات زیادی در مورد چیستی آگاهی انسان آماده اند.

به عنوان مثال، دانیل دنت، فیلسوف شناختی، استاد دانشگاه تافتس (ایالات متحده آمریکا)، در کتاب خود با عنوان «از باکتری ها تا باخ و برگشت» در مورد چگونگی ایجاد جریانی از افکار و تصاویر توسط فرآیندهای بیولوژیکی در بدن انسان صحبت می کند. پروفسور معتقد است فیلم ذهنی ای که در برابر چشمان هر یک از ما پخش می شود، توهمی بیش نیست که به طرز ماهرانه ای توسط مغز ما بافته شده است. او همچنین معتقد است که آگاهی آنقدر که ما فکر می کنیم مرموز نیست و معتقد است که علم باید عملکرد عینی مغز را توضیح دهد.

از جمله محققانی که با دیدگاه دنت مخالف است، فیلسوف و معلم استرالیایی دیوید چالمرز است. او پیشنهاد می کند که آگاهی را به عنوان چیزی اساسی در نظر بگیریم، به عنوان مثال، به عنوان قوانین فیزیک، که می تواند در آینده با استفاده از آخرین فناوری کشف شود. دومین ایده حتی رادیکال‌تر او «فرضیه پان‌اسپیشیسم» نامیده می‌شود که بر اساس آن آگاهی جهانی است و هر سیستمی تا حدی دارای آن است، حتی ذرات بنیادی و فوتون‌ها. و جایی که فوتون وجود دارد، ممکن است مکانیک کوانتومی وجود داشته باشد.

فیزیک کوانتومی چگونه با آگاهی مرتبط است؟

در سال 1921، آلبرت اینشتین به دلیل کشف قانون اثر فوتوالکتریک، جایزه نوبل فیزیک را دریافت کرد. این فیزیکدان معتقد بود که نور، که معمولاً یک موج پیوسته در نظر گرفته می‌شود، می‌تواند به صورت کوانتومی نیز توزیع شود که ما آن را فوتون می‌نامیم. این رویداد، همراه با درک ماکس پلانک از تشعشعات جسم سیاه، مدل اتمی جدید نیلز بور، مطالعات اشعه ایکس آرتور کامپتون و فرض لوئیس دو بروگلی مبنی بر اینکه ماده دارای خواص موج مانند است، آغاز یک دوره کوانتومی جدید است که در آن من و شما آنقدر خوش شانس بودند که زندگی کنند

آیا جای تعجب است که نظریه کوانتومی جدیدی از آگاهی به نام کاهش هدف هماهنگ (Orch OR) پدید آمده است که توسط پروفسور راجر پنروز برنده جایزه نوبل فیزیک از دانشگاه آکسفورد و استوارت هامروف متخصص بیهوشی از دانشگاه آریزونا حمایت می شود.

نظریه Orch OR، اگرچه از زمان پیدایش تاکنون دستخوش تغییرات زیادی شده است، اما به طور کلی بیان می‌کند که کشف نوسانات کوانتومی در «ریز لوله‌هایی» که در داخل نورون‌های مغز قرار دارند، باعث ایجاد آگاهی می‌شود.میکروتوبول ها (پلیمرهای پروتئینی) عملکردهای عصبی و سیناپسی را کنترل می کنند و فرآیندهای مغز را به فرآیندهای خودسازماندهی در سطح کوانتومی مرتبط می کنند. دانشمندان بر این باورند که نظریه جدید حتی ممکن است زندگی پس از مرگ را توضیح دهد.

توجه داشته باشید که نظریه پنروز و هامروف انتقادهای زیادی را به همراه داشته است، با این حال، کاربرد نظریه کوانتومی در زمینه بیولوژیکی ادامه یافته و بیشترین موفقیت را در رابطه با فتوسنتز داشته است. جالب توجه است، مطالعات بویایی، آنزیم‌ها و حتی DNA پرندگان نیز نشان می‌دهد که اثرات کوانتومی ممکن است به طور گسترده‌تری در عملکرد ارگانیسم‌های بیولوژیکی دخیل باشد.

بتانی آدامز، دانشجوی دکترا، اخیراً مقاله ای را در Physics World در مورد نقش اثرات کوانتومی در مغز منتشر کرده است. مطالعه آدامز طیف وسیعی از اثرات کوانتومی ممکن را بر مغز برجسته می کند، اما مطالعه دکترای او

بر درهم‌تنیدگی کوانتومی بین نورون‌ها و نحوه تأثیرگذاری آن توسط مواد دارویی مانند لیتیوم تمرکز دارد.

در حالی که کار آدامز چندین کاربرد بالقوه را پوشش می دهد، خود او امیدوار است که تحقیقاتش درک بهتری از نحوه عملکرد داروهای ضد افسردگی و تثبیت کننده های خلق و همچنین درمان های جدید برای بسیاری از بیماری های روانی به ارمغان بیاورد. اما چه کسی می داند، شاید کار او به دانشمندان اجازه دهد توضیح دهند که هوشیاری چگونه کار می کند و از کجا می آید.