Hipoteza, że naszą świadomość można uznać za proces kwantowy, pojawiła się na początku lat 90. na fali nowej rewolucji naukowej, popychającej społeczeństwo w kierunku ponownego przemyślenia świata. Hipoteza została przyjęta z wrogością i do dziś uważana jest za marginalną. Jednak z roku na rok znajduje coraz więcej zwolenników.
PROCES KWANTOWY
W 1900 roku niemiecki fizyk Max Planck, który zajmował się promieniowaniem ciała absolutnie czarnego, wprowadził pojęcie kwantów - niepodzielnych porcji energii, które materialne obiekty wymieniają ze sobą podczas ogrzewania lub chłodzenia. Model Plancka zaprzeczał dominującym wówczas teoriom fizycznym, dlatego nie odważył się długo prezentować go swoim kolegom, a kiedy go przedstawiał, jego pomysły były odbierane jako rodzaj „gry umysłowej”, która pomaga uprościć obliczenia.
Jednak praktykujący fizycy szybko odkryli, że model Plancka nie tylko sprowadza się do eleganckich obliczeń, ale także zgadza się z eksperymentami. W 1905 roku Albert Einstein opublikował trzy artykuły, w jednym z których postawił hipotezę, że światło jest emitowane i pochłaniane przez kwanty energii, co potwierdza Plancka. W ciągu następnych dwóch dekad model kwantowy zyskiwał coraz więcej zwolenników wśród czołowych naukowców, przechodząc od marginalnego do podstawowego.
Rozłam w świecie naukowym nastąpił w 1925 roku, kiedy próby opisania procesów kwantowych jako nowej mechaniki doprowadziły do „szaleńczego” rezultatu - okazało się, że prawa mechaniki klasycznej nie działają na poziomie kwantowym, ale obserwuje się efekty sprzeczne z materialistycznym poglądem na świat. Dziesięć lat później Erwin Schrödinger wykazał, że każdy układ kwantowy jest w stanie niepewności („superpozycja”) i można go doprowadzić do jednego ze stabilnych stanów poprzez bezpośrednią obserwację układu. Okazało się, że obiektywny obraz świata nie istnieje, ponieważ stan Wszechświata na poziomie podstawowym zależy od … podmiotowości obserwatora.
Nie wszyscy fizycy zgodzili się uznać słuszność wniosków twórców mechaniki kwantowej, bo w takim przypadku musieliby poświęcić własne przekonania.
Film promocyjny:
GEDELEVSKY ARGUMENT
Z biegiem czasu nauka pogodziła się z paradoksalnymi efektami kwantowymi. A ponadto nauczyłem się, jak je wykorzystać w praktyce - na przykład w technologiach nowej generacji: w komputerze kwantowym i komunikacji kwantowej. Podstawy obliczeń kwantowych, działające z niepewnością do momentu uzyskania wyniku, doprowadziły fizyków do przekonania, że coś podobnego dzieje się nie tylko na poziomie martwej materii, ale także w złożonych układach biologicznych.
W 1989 roku ukazała się książka profesora Oksfordu Rogera Penrose'a „The New Mind of the King”, w której przedstawił on publiczności swoje poglądy na temat „świadomości kwantowej”. Naukowiec rozważał trzy punkty widzenia na temat natury świadomości. Pierwsza (materialistyczna) - świadomość powstała w toku zwykłych procesów podlegających klasycznym prawom fizyki i jest drogą do biologicznej adaptacji wysoko rozwiniętego mózgu i układu nerwowego. Druga (idealistyczna) - świadomość jest szczególną formą istnienia materii, która wciąż pozostaje poza naszym zrozumieniem i jest badana metodami spirytyzmu. Trzecia (kwantowa) - świadomość powstaje w wyniku szeregu fizycznych zdarzeń, które zaszły od powstania Wszechświata, dlatego można ją uznać za jedną z fundamentalnych właściwości naszego świata. Penrose napisał, że nie możemy powiedziećw którym momencie pojawiają się funkcje świadomości, związane przede wszystkim z formą przetwarzania informacji (kognitywnością), ale przekonywał, że można zrozumieć naturę naszego umysłu i wyjaśnić istnienie duszy, biorąc pod uwagę jedynie efekty kwantowe.
Aby uzasadnić swoje twierdzenie, Penrose odwołał się do tak zwanego „argumentu Gödla”. W tym miejscu musimy przypomnieć twierdzenie o niezupełności udowodnione przez austriackiego matematyka Kurta Gödla w 1930 roku. Pokazał, że jeśli istnieje pewien spójny system formalny, to z konieczności zawiera on nieredukowalne i niepodważalne stwierdzenie. W odniesieniu do matematyki twierdzenie to można przeformułować w następujący sposób: w każdym systemie arytmetycznym istnieje formuła nieredukowalna - na przykład podstawą wielu dowodów różnych twierdzeń jest wzór na równość liczby do siebie samego, nie wyprowadza się go skądkolwiek i nie można go obalić, zawsze pozostaje aksjomatem.
Twierdzenie o niezupełności zostało kiedyś zaakceptowane jako formalny dowód ograniczeń naszego umysłu, ale Roger Penrose zasugerował spojrzenie na to z innej perspektywy. Jak wiemy, komputery operują obliczeniami opartymi na logice matematycznej, więc granice ich możliwości ogranicza twierdzenie Gödla. Ale myślenie ludzkie często wykracza poza formalną logikę. Ponadto jesteśmy w stanie zmienić dowolny system logiczny tak, aby zmieniał się cały aparat aksjomatyczny. W konsekwencji nasze mózgi są zbudowane na zasadach, które są dalekie od tych stosowanych w komputerach i które prawdopodobnie są związane z efektami kwantowymi.
KOSTKI MÓZGU
Penrose jest szanowanym fizykiem, ale niestety jest słabo zorientowany w biologii. Dlatego nie mógł powiedzieć z całą pewnością, które mechanizmy w ludzkim mózgu są odpowiedzialne za myślenie „kwantowe”.
Pomógł mu amerykański neurobiolog Stuart Hameroff, który od 1975 roku zajmuje się badaniem natury świadomości. W 1987 roku opublikował książkę „The Absolute Computer”, w której wskazał na tajemnicze struktury włókniste - mikrotubule cytoszkieletu neuronów w mózgu. Składają się z tubuliny białkowej. W pewnych warunkach elektrony w mikrotubulach wchodzą w stan „splątania”, tworząc kubity kwantowe (kwantowe bity informacji), które są fizyczną podstawą naszego umysłu i mogą wykraczać poza logikę formalną.
W 1994 roku Hameroff i Penrose połączyli siły, aby stworzyć „neurokomputerowy model świadomości”, który później przekształcił się w teorię neurokomputera kwantowego (teoria Hameroffa-Penrose'a), która trwa do dziś. Oczywiście spotkała się z ostrą krytyką. Przede wszystkim przeciwnicy wskazywali na „kruchość” kubitu. Wystarczy zderzenie z jednym fotonem, aby zniszczyć kwantowe właściwości układu. Ponadto nowoczesne komputery kwantowe są bardzo wrażliwe na szum i mogą pracować w temperaturach nieco powyżej zera bezwzględnego. Dlatego proponowany model wygląda nierealistycznie, biorąc pod uwagę fakt, że mówimy o ciepłym i wilgotnym mózgu. Neurobiolog Patricia Churchland z Uniwersytetu Kalifornijskiego na Uniwersytecie Kalifornijskim sarkastycznie stwierdziła, że równie dobrze można pomyśleć o „czarodziejskim pyle w synapsach”, aby wyjaśnić naturę świadomości.
Niemniej jednak niektóre ze zjawisk obserwowanych przez biologów można wyjaśnić jedynie w kategoriach mechaniki kwantowej. Na przykład w 1986 roku fizyk Matthew Fisher przeprowadził serię rewelacyjnych eksperymentów dotyczących wpływu izotopów litu na zachowanie szczurów, podczas których udowodnił, że „splątanie” kwantowe naprawdę wpływa na zdolności poznawcze. Wiele lat później, w 2015 roku, sformułował hipotezę, że cząsteczki fosforanu w mózgu mogą służyć jako swego rodzaju „magazyn” stabilnych kubitów.
NIE MA ŚMIERCI?
Mimo krytyki zwolennicy teorii świadomości kwantowej posunęli się jeszcze dalej w rozumowaniu. Podczas jednego ze swoich wykładów Stuart Hameroff stwierdził, że jego model pozwala odpowiedzieć na nurtujące wszystkich pytanie o to, co dzieje się z duszą po śmierci. Według niego nasza świadomość jest programem samouczącym się, który rozwija się dzięki przetworzonym informacjom, a cały szereg tych informacji to dusza. Najważniejsze jest to, że ta informacja nie znika, pozostała część globalnego procesu obliczeniowego zachodzącego na poziomie kwantowym. Zapewne po śmierci stracimy swoją indywidualność, ale staniemy się czymś więcej.
Oczywiście oskarżenia o idealizm, antynaukę i stworzenie quasi-religii natychmiast spadły na Hameroffa. Możemy jednak przypomnieć, że w ubiegłym wieku teorię względności, teorię Wielkiego Wybuchu i samą mechanikę kwantową nazywano idealistycznymi. Może warto czekać?..
Anton Pervushin