Bagaimanakah otak manusia berkaitan dengan fizik kuantum?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Tiada siapa yang tahu apa itu kesedaran dan bagaimana ia berfungsi. Sudah tentu, saintis dari bidang sains yang berbeza mempunyai pelbagai andaian mengenai skor ini, tetapi tiada siapa yang dapat memberikan jawapan yang tepat kepada soalan tentang kesedaran itu. Keadaan yang sama diperhatikan dengan mekanik kuantum - mengkaji interaksi zarah terkecil Alam Semesta antara satu sama lain, ahli fizik telah belajar banyak. Tetapi oleh kerana mekanik kuantum tidak bersetuju dengan teori relativiti am Einstein, penyelidik tidak dapat memikirkan cara untuk membawanya kepada penyebut yang sama.

Menurut salah seorang saintis terhebat abad kedua puluh, ahli fizik Richard Feynman, tiada siapa yang benar-benar memahami mekanik kuantum. Menariknya, dia mungkin juga bercakap tentang masalah kesedaran yang sama berbelit-belit. Walaupun fakta bahawa sesetengah saintis percaya bahawa kesedaran hanyalah ilusi, yang lain, sebaliknya, percaya bahawa kita tidak faham sama sekali dari mana ia datang.

Oleh itu, tidak menghairankan bahawa misteri kesedaran lama telah mendorong beberapa penyelidik untuk beralih kepada fizik kuantum untuk menjelaskannya. Tetapi bagaimana satu misteri yang tidak dapat diselesaikan dapat dijelaskan oleh yang lain?

Apakah Kesedaran?

Sukar untuk menentukan kesedaran. Bagaimana untuk menjawab soalan "mengapa saya saya" atau "bagaimana kesedaran saya berbeza daripada kesedaran kucing?" atau "mengapa saya melihat dunia dengan cara ini dan bukan sebaliknya?" Nasib baik, ada saintis di dunia yang bersedia memberi jawapan, jika tidak semua, maka banyak soalan tentang apa itu kesedaran manusia.

Sebagai contoh, ahli falsafah kognitif Daniel Dennett, profesor di Universiti Tufts (AS), dalam bukunya "From Bacteria to Bach and Back" bercakap tentang bagaimana proses biologi dalam tubuh manusia mencipta aliran pemikiran dan imej. Profesor itu percaya bahawa filem subjektif yang dimainkan di depan mata setiap daripada kita tidak lebih daripada ilusi yang direka dengan mahir oleh otak kita. Dia juga percaya bahawa kesedaran tidaklah misteri seperti yang kita fikirkan dan percaya bahawa sains harus menjelaskan fungsi objektif otak.

Antara ulama yang tidak bersetuju dengan pandangan Dennett ialah ahli falsafah dan guru Australia David Chalmers. Beliau bercadang untuk menganggap kesedaran sebagai sesuatu yang asas, contohnya, sebagai undang-undang fizik, yang boleh ditemui pada masa hadapan menggunakan teknologi terkini. Idea kedua beliau yang lebih radikal dipanggil "hipotesis panspichism", mengikut mana kesedaran adalah universal dan mana-mana sistem memilikinya sedikit sebanyak, walaupun zarah asas dan foton. Dan di mana terdapat foton, mungkin terdapat mekanik kuantum.

Bagaimanakah fizik kuantum berkaitan dengan kesedaran?

Pada tahun 1921, Albert Einstein telah dianugerahkan Hadiah Nobel dalam Fizik untuk penemuannya tentang undang-undang kesan fotoelektrik. Ahli fizik percaya bahawa cahaya, yang biasanya dianggap sebagai gelombang berterusan, juga boleh diedarkan dalam quanta, yang kita panggil foton. Peristiwa ini, bersama-sama dengan pemahaman Max Planck tentang sinaran benda hitam, model atom baru Niels Bohr, kajian sinar-X Arthur Compton dan andaian Louis de Broglie bahawa jirim mempunyai sifat seperti gelombang, menandakan permulaan era kuantum baharu di mana anda dan saya cukup bertuah untuk hidup.

Adakah menghairankan bahawa teori kesedaran kuantum baharu telah muncul yang dipanggil Pengurangan Objektif Orchestrated (Orch OR), yang ditaja oleh Pemenang Hadiah Nobel dalam Fizik Profesor Roger Penrose dari Universiti Oxford dan pakar bius Stuart Hameroff dari Universiti Arizona.

Teori Orch OR, walaupun telah mengalami beberapa perubahan sejak penubuhannya, secara amnya menyatakan bahawa penemuan ayunan kuantum dalam "microtubules" yang berada di dalam neuron otak menimbulkan kesedaran. Mikrotubul (polimer protein) mengawal fungsi neuron dan sinaptik dan menghubungkan proses otak kepada proses penyusunan sendiri pada tahap kuantum. Para saintis percaya teori baru itu mungkin menjelaskan kehidupan akhirat.

Ambil perhatian bahawa teori Penrose dan Hameroff telah menyebabkan beberapa kritikan, walau bagaimanapun, aplikasi teori kuantum dalam konteks biologi telah diteruskan dan mempunyai kejayaan terbesar berhubung dengan fotosintesis. Menariknya, kajian tentang bau, enzim, dan juga DNA burung juga mencadangkan bahawa kesan kuantum mungkin terlibat secara lebih meluas dalam fungsi organisma biologi.

Pelajar PhD Bethany Adams baru-baru ini menerbitkan kertas dalam Dunia Fizik mengenai peranan kesan kuantum dalam otak. Kajian Adams menyerlahkan pelbagai kemungkinan kesan kuantum pada otak, tetapi kajian kedoktorannya

memfokuskan pada jalinan kuantum antara neuron dan bagaimana ia boleh dipengaruhi oleh farmaseutikal seperti litium.

Walaupun kerja Adams merangkumi beberapa aplikasi yang berpotensi, dia sendiri berharap penyelidikannya akan membawa kepada dunia pemahaman yang lebih baik tentang cara antidepresan dan penstabil mood berfungsi, serta rawatan baharu untuk banyak penyakit mental. Tetapi siapa tahu, mungkin karyanya akan membolehkan para saintis menerangkan bagaimana kesedaran berfungsi dan dari mana ia berasal.