Istnieje hipoteza, a raczej wiele hipotez, zgodnie z którymi nasz mózg to nic innego jak biochemiczny komputer kwantowy. Idee te opierają się na założeniu, że świadomość jest niewytłumaczalna na poziomie mechaniki klasycznej i można ją wyjaśnić jedynie postulatami mechaniki kwantowej, zjawisk superpozycji, splątania kwantowego i innych. Naukowcy z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Santa Barbara, poprzez serię eksperymentów, postanowili dowiedzieć się, czy nasz mózg jest naprawdę komputerem kwantowym.
Na pierwszy rzut oka może się wydawać, że komputer i mózg działają w ten sam sposób - oba przetwarzają informacje, potrafią je przechowywać, podejmować decyzje, a także radzą sobie z interfejsami wejściowymi i wyjściowymi. W przypadku mózgu tymi interfejsami są nasze zmysły, a także możliwość sterowania różnymi obiektami, które nie są częścią naszego ciała, na przykład sztucznymi protezami.
Jest wiele rzeczy, których nie wiemy o tym, jak działa nasz mózg. Ale są ludzie, którzy uważają, że różnorodność procesów zachodzących w naszym mózgu, której nie można wyjaśnić z punktu widzenia mechaniki klasycznej, można wyjaśnić z punktu widzenia mechaniki kwantowej. Innymi słowy, wierzą, że aspekty mechaniki kwantowej, takie jak splątanie, zjawisko superpozycji i wszystkie inne rzeczy, nad którymi pracuje fizyka kwantowa, mogą faktycznie kontrolować pracę naszych mózgów. Oczywiście nie wszyscy zgadzają się z tym sformułowaniem, ale w ten czy inny sposób naukowcy postanowili to sprawdzić.
„Jeśli na pytanie o procesy kwantowe w mózgu odpowiemy pozytywnie, doprowadzi to do prawdziwej rewolucji w naszym rozumieniu i leczeniu funkcji ludzkiego mózgu i zdolności poznawczych” - mówi Mat Helgeson z University of California Santa Barbara i jeden z członków zespołu. zaangażowany w to badanie.
Trochę podstawowej teorii. W świecie komputerów kwantowych wszystko podlega mechanice kwantowej, która wyjaśnia zachowanie i interakcje najmniejszych obiektów we wszechświecie - na poziomie kwantowym, gdzie nie obowiązują zasady fizyki klasycznej. Jedną z kluczowych cech obliczeń kwantowych jest wykorzystanie jako nośnika pamięci tak zwanych kubitów (bitów kwantowych). W przeciwieństwie do zwykłych bitów, które są używane w zwykłych komputerach i reprezentują kod binarny w postaci „zer” i „jedynek”, kubity mogą jednocześnie uzyskiwać wartości zarówno zera, jak i jedynki, czyli znajdować się w tak zwanej superpozycji, o której wspomniano powyżej.
Wychodząc z powyższego, komputery kwantowe obiecują po prostu niesamowity potencjał w informatyce, który pozwoli ci sprostać zadaniom (w tym naukowym), do których nie są zdolne nawet najpotężniejsze, ale jednocześnie zwykłe komputery.
Jeśli chodzi o nowe badanie przeprowadzone przez naukowców z Uniwersytetu Kalifornijskiego, które ma się rozpocząć, będzie miało na celu znalezienie „kubitów mózgowych”.
Jedną z głównych cech „normalnych” kubitów jest to, że wymagają one środowiska o bardzo niskich temperaturach, zbliżających się do zera absolutnego, ale naukowcy sugerują, że zasada ta może nie mieć zastosowania do kubitów, które mogą znajdować się w ludzkim ciele.
Film promocyjny:
W ramach jednego z nadchodzących eksperymentów naukowcy spróbują dowiedzieć się, czy możliwe jest przechowywanie kubitów wewnątrz spinu jądra atomowego, a nie wśród otaczających go elektronów. W szczególności przedmiotem badań powinny być atomy fosforu - substancji zawartej w naszych organizmach - zdaniem naukowców, mogącej pełnić rolę kubitów biochemicznych.
„Dokładnie odizolowane spiny jądrowe mogą przechowywać i być może przetwarzać informacje kwantowe przez godziny lub dłużej” - mówi jeden z uczestników badania, Matthew Fisher.
W innych eksperymentach naukowcy chcą przyjrzeć się potencjałowi dekoherencji, który występuje w wyniku zerwania wiązań między kubitami. W trakcie tego procesu sam system kwantowy zaczyna pojawiać się klasyczne cechy, które odpowiadają informacjom dostępnym w środowisku. Innymi słowy, system kwantowy zaczyna mieszać się lub zaplątać w otoczenie. Aby nasz mózg mógł być uznany za komputer kwantowy, musi mieć system, który chroniłby nasze kubity biologiczne przed tą dekoherencją.
Zadaniem kolejnego eksperymentu będzie zbadanie mitochondriów - podjednostek komórkowych odpowiedzialnych za nasz metabolizm i transfer energii w naszym organizmie. Naukowcy przypuszczają, że te organelle mogą odgrywać znaczącą rolę w splątaniu kwantowym i mają kwantową łączność z neuronami.
Ogólnie rzecz biorąc, neuroprzekaźniki (aktywne związki chemiczne, które przenoszą impulsy elektrochemiczne) między neuronami a połączeniami synaptycznymi mogą tworzyć wzajemnie połączone sieci kwantowe w naszych mózgach. Fischer i jego zespół chcą to przetestować, próbując odtworzyć taki system w warunkach laboratoryjnych.
Procesy obliczeń kwantowych, jeśli są naprawdę obecne w naszym mózgu, pomogą nam wyjaśnić i zrozumieć jego najbardziej tajemnicze funkcje, na przykład jego zdolność do przenoszenia pamięci z krótkotrwałej na długoterminową, lub przybliżą nas do zrozumienia kwestii, skąd faktycznie pochodzi nasza świadomość., świadomość i emocje.
To wszystko na bardzo wysokim poziomie, bardzo złożona fizyka, wraz z biochemią, więc nikt tutaj nie gwarantuje, że będziemy w stanie uzyskać wszystkie odpowiedzi na powyższe pytania. Nawet jeśli okaże się, że nie osiągnęliśmy jeszcze wymaganego poziomu, który pozwoliłby odpowiedzieć na pytanie, czy nasz mózg jest komputerem kwantowym, zaplanowane badania mogą w dużym stopniu przyczynić się do zrozumienia, jak działa najbardziej złożony organ ludzki.
Nikolay Khizhnyak
