Меж сознанием человека и квантовой физикой существуют странноватая взаимосвязь

    Никто и не осознает, что этакое сознание и как только оно ишачит. Никто и не осознает и квантовую механику. Может ли это же быть наибольшим, чем ординарно совпадение? «Я и не могу обусловить настоящую неурядицу, потому подозреваю, что настоящей трудности нет, однако я и не уверен, что нет никакой настоящей проблемы». Южноамериканский физик Ричард Фейнман произнес это же об таинственных феноменах квантовой механики. Сейчас эту теорию физики задействуют для описания мелких объектов во Вселенной. Однако определенно эдак же он мог сообщить об запутанной неполадке сознания.

    Некие ученые задумываются, что мы уже осознаем сознание либо что это же ординарно иллюзия. Однако почти всем иным кажется, что мы вообщем даже и близко и не подобрались к сущности сознания.

    Долголетняя головоломка под заглавием «сознание» даже привела к тамошнему, что некие ученые постарались растолковать ее с помощью квантовой физики. Однако них усердие существовало встречено с значительной толикой скептицизма, и это же и не изумительно: кажется неразумным разъяснять одну загадку с помощью альтернативный.

    Однако этакие идеи никогда и не абсурдны и даже и не с потолка взялись.

    С одной стороны, к величавому неудовольствию физиков, ум сначала отрешается постигать раннюю квантовую теорию. Наиболее тамошнего, квантовые компы, по прогнозам, будут способны на этакие вещи, на какие и не способны нормальные компы. Это же припоминает нам, что наш головной мозг до сего времени в силах на подвиги, труднодоступны для искусственного ума. «Квантовое сознание» обширно высмеивается как только нереальная ерунда, однако никто эдак не сумел ее совсем развеять.



    Квантовая механика — оптимальная теория, которая у нас существуют, могущая обрисовать мир на уровне атомов и субатомных частиц. Пожалуй, самой знаменитой из ее тайн является тамошний факт, что итог квантового опыта может изменяться зависимо от тамошнего, решаем мы измерить характеристики участвующих в нем частиц либо нет.

    Когда первопроходцы квантовой теории в первый раз нашли этот «эффект наблюдателя», они встревожились и не на шуточку. Казалось, он подрывает предположение, лежащее в базе всей науки: что кое-где там бытует беспристрастный мир, независящий от нас. Ежели мир вправду ведет себя в зависимости от тамошнего, как только — или ежели — мы следим на него, что будет означать «реальность» на деле?

    Некие ученые были обязаны заключить, что объективность — это же иллюзия, и что сознание обязано играться активную участие в квантовой теории. Альтернативные же ординарно и не лицезрели в этом никакого здравого смысла. К примеру, Альберт Эйнштейн был раздосадован: неуж-то Луна бытует, лишь когда вы на нее следите?

    Сейчас некие физики подозревают, что дело и не в фолиант, что сознание оказывает влияние на квантовую механику… а уж в фолиант, что оно вообщем возникло, благодаря ей же. Они считают, что квантовая теория может пригодиться нам, дабы вообщем осознать, как только ишачит головной мозг. Может ли быть этакое, что как только квантовые объекты умеют присутствовать в двух пространствах сразу, эдак и квантовый головной мозг может сразу подразумевать две взаимоисключающие вещи?

    Эти идеи вызывают споры. Возможно окажется эдак, что квантовая физика ничуть и не сопряжена с работой сознания. Однако они хотя бы показывают, что странноватая квантовая теория принуждает нас мыслить об странноватых вещах.



    Идеальнее всего квантовая механика пробивается в сознание человека сквозь опыт с удвоенной щелью. Представьте самому себе луч света, который ниспадает на дисплей с двумя близко расположенными параллельными щелями. Часть света проходит сквозь щели и ниспадает на альтернативный дисплей.

    Можно предположить свет в образе волны. Когда волны проходят сквозь две щели, как только в опыте, они сталкиваются — интерферируют — между собой. Ежели них пики совпадают, они усиливают друг дружку, что выливается в серию черно-белых полос света на втором темном экране.

    Этот опыт употреблялся, дабы отобразить волновой темперамент света, все больше 200 лет, пока что и не возникла квантовая теория. Тогда-то опыт с удвоенной щелью провели с квантовыми частичками — электронами. Это же крохотные заряженные крупицы, ингридиенты атома. Невнятным образом, однако эти крупицы умеют яизвестия себя как только волны. Другими словами они подвергаются дифракции, когда поток частиц проходит сквозь две щели, производя интерференционную картинку.

    Сейчас представим, что квантовые крупицы проходят сквозь щели одна за альтернативный и них прибытие на дисплей тоже будет наблюдаться пошагово. Сейчас нет ничего явного, что принуждало бы частичку интерферировать на ее пути. Однако картинка попадания частиц все равно будет показывать интерференционные линии.

    Все показывает на то, что любая частичка сразу проходит сквозь обе щели и интерферирует сама с собой. Это же сочетание двух путей понятно как только состояние суперпозиции.

    Однако вот что удивительно.



    Ежели расположить сенсор в одной из щелей либо за ней, мы могли бы узнать, проходит сквозь нее крупицы либо нет. Однако в этаком случае интерференция исчезает. Простейший факт наблюдения пути крупицы — даже ежели это же наблюдение и не обязано мешать движению крупицы — обменивает итог.

    Физик Паскуаль Йордан, который функционировал с квантовым гуру Нильсом Бором в Копенгагене в 1920-х годах, определил это же эдак: «Наблюдения не совсем только нарушают то, что обязано быть измерено, они это же определяют… Мы принуждаем квантовую частичку выбирать определенное положение». То есть, Йордан разговаривает, что «мы сами производим результаты измерений».

    Ежели это же эдак, беспристрастная действительность можно ординарно выкинуть в окно.

    Однако на этом странности и не завершаются.



    Ежели природа обменивает свое поведение зависимо от тамошнего, следим мы либо нет, мы могли бы постараться обвести ее вокруг пальца. Для сего мы могли бы измерить, какой же путь избрала частичка, проходя сквозь двойную щель, однако лишь опосля тамошнего, как только пройдет сквозь нее. К тамошнему времени она уже обязана «определиться», пройти сквозь один путь либо сквозь оба.

    Провести этакий опыт в 1970-х годах предложил южноамериканский физик Джон Уилер, и в последующие десять лет опыт с «отложенным выбором» провели. Он употребляет мозговитые способы измерения путей квантовых частиц (обычно, частиц света — фотонов) опосля тамошнего, как только они выбирают один путь либо суперпозицию двух.

    Оказалось, что, как только и предвещал Бор, нет никакой различия, задерживаем мы измерения либо нет. Перед началом того времени, пока что мы измеряем путь фотона перед началом его попадания и регистрацию в сенсоре, интерференции нет. Образовывается воспоминание, что природа «знает» не совсем только когда мы подглядываем, да и когда мы планируем подглядывать.

    Юджин Вигнер

    Каждый раз, когда в этих опытах мы открываем путь квантовой крупицы, ее туча потенциальных маршрутов «сжимается» в единое верно определенное состояние. Наиболее тамошнего, опыт с заминкой подразумевает, что сам акт наблюдения, без какого-нибудь физического вмешательства, вызванного измерением, готов стать предпосылкой коллапса. Означает ли это же, что настоящий коллапс происходит лишь тогда-то, когда итог измерения добивается нашего сознания?

    Этакую вероятность предложил в 1930-х годах венгерский физик Юджин Вигнер. «Из сего следует, что квантовое описание объектов присутствует под воздействием воспоминаний, поступающих в мое сознание», писал он. «Солипсизм возможно логически согласованным с квантовой механикой».

    Уилера даже забавляла идея об фолиант, что наличие живых созданий, могущих «наблюдать», преобразовала то, что раньше существовало огромное количество потенциальных квантовых прошедших, в одну непосредственную историю. В этом смысле, разговаривает Уилер, мы становимся участниками эволюции Вселенной с самого ее начала. По его словам, мы живем в «соучастной вселенной».

    Физики до сего времени и не умеют избрать оптимальную интерпретацию этих квантовых тестов, и в некой степени право сего предоставляется и для вас. Однако, эдак либо по другому, подтекст очевиден: сознание и квантовая механика каким-то образом сопряжены.

    Начиная с 1980-х годов, британский физик Роджер Пенроуз представил, что эта взаимосвязь может ишачить в альтернативном направлении. Он произнес, что независимо от тамошнего, оказывает влияние сознание на квантовую механику либо нет, может быть, квантовая механика участвует в сознании.

    Физик и математик Роджер Пенроуз

    И гораздо Пенроуз спросил: что, ежели в нашем головном мозге есть молекулярные структуры, могущие поменять свое состояние в ответ на одно квантовое обстоятельство? Умеют ли эти структуры воспринимать состояние суперпозиции, подобно крупицам в опыте с удвоенной щелью? Умеют ли эти квантовые суперпозиции потом проявляться в фолиант, как только нейроны сообщаются средством электронных сигналов?

    Возможно, рассказывал Пенроуз, наша способность поддерживать, казалось бы, несопоставимые психологические состояния и не причуда восприятия, а уж настоящий квантовый спецэффект?

    Наконец, человечий головной мозг, похоже, в состоянии возделывать когнитивные процессы, кои до сего времени по способностям намного превышают цифровые вычислительные машинки. Может быть, мы даже способны делать вычислительные задачки, кои нельзя исполнить на нормальные персональных компьютерах, использующих традиционную цифровую логику.

    Пенроуз в первый раз представил, что квантовые спецэффекты находятся в людском сознании, в книжке 1989 года ‘The Emperor’s New Mind’. Первостепенной его мыслью предстала «оркестрованная беспристрастная редукция». Беспристрастная редукция, по воззрению Пенроуза, значит, что коллапс квантовой интерференции и суперпозиции является действительным физическим действием, как будто лопающийся волдырь.

    Оркестрованная беспристрастная редукция опирается на предположение Пенроуза об фолиант, что гравитация, которая оказывает влияние на ежедневные объекты, стулья либо планетки, и не показывает квантовых спецэффектов. Пенроуз считает, что квантовая суперпозиция становится неосуществимой для объектов все больше атомов, так как них гравитационное влияние в этаком случае привело бы к существованию двух несопоставимых версий пространства-времени.

    Далее Пенроуз развивал эту идею с южноамериканским доктором Стюартом Хамероффом. В собственной книжке «Тени разума» (1994) он представил, что структуры, участвующие в этом квантовом зании, умеют быть белковыми нитями — микротрубочками. Они имеются в большинстве наших клеток, в фолиант числе и нейронах головного мозга. Пенроуз и Хамерофф утверждали, что в процесс колебания микротрубочки умеют воспринимать состояние квантовой суперпозиции.

    Однако нет ничего в поддержку тамошнего, что это же вообщем может быть.



    Подразумевали, что идею квантовых суперпозиций в микротрубочках поддержат опыты, предложенные в 2013 году, однако на самом деле в этих изучениях и не упоминалось об квантовых спецэффектах. За исключением тамошнего, большая часть исследователей полагают, что мысль оркестрованных беспристрастных редукций существовала развенчана изучением, размещенным в 2000 году. Физик Макс Тегмарк высчитал, что квантовые суперпозиции молекул, вовлеченных в нейронные сигналы, и не сумеют просуществовать даже мгновения времени, нужного для телепередачи сигнала.

    Квантовые спецэффекты, включая суперпозицию, максимально хрупкие и разрушаются в ходе эдак именуемой декогеренции. Это же процесс обоснован взаимодействиями квантового объекта с окружающей его средой, так как его «квантовость» утекает.

    Декогеренция, как только считали, обязана протекать очень резво в теплых и мокрых средах, этаких как только живы клеточки.

    Нервные сигналы — это же электромагнитные импульсы, вызванные прохождением электрически заряженных атомов сквозь стены нервных клеток. Ежели один из этаких атомов был в суперпозиции, а уж потом столкнулся с нейроном, Тегмарк проявил, что суперпозиция обязана разлагаться наименее чем за одну миллиардную миллиардной толики секунды. Дабы нейрон выпустил сигнал, ему же надо в десять тыщ триллионов раз все больше времени.

    Вот поэтому идеи об квантовых спецэффектах в мозге и не проходят проверку скептиков.

    Однако Пенроуз неумолимо настаивает на догадке ООР. И несмотря на пророчество сверхбыстрой декогеренции Тегмарка в клеточках, альтернативные ученые отыскали проявления квантовых спецэффектов у живых созданий. Некие говорят, что квантовая механика употребляется перелетными птицами, кои задействуют магнитную навигацию, и светло-зелеными растениями, когда они задействуют солнечный свет для изготовления сахара в ходе фотосинтеза.

    При этом мысль тамошнего, что головной мозг может применять квантовые трюки, отрешается уходить насовсем. Так как в ее пользу отыскали альтернативный аргумент.

    Может ли фосфор поддерживать квантовое состояние?

    В изучении 2015 года физик Мэтью Фишер из Калифорнийского вуза в Санта-Барбаре утверждал, что головной мозг может содержать молекулы, могущие выдерживать наиболее массивные квантовые суперпозиции. А именно, он считает, что ядра атомов фосфора умеют иметь этакую способность. Атомы фосфора имеются в живых клеточках всюду. Они частенько принимают форму ионов фосфата, в каких один атом фосфора сливается с четырьмя атомами кислорода.

    Этакие ионы являются главный единицей энергии в клеточках. Большинство энергии клеточки хранится в молекулах АТФ, кои содержат последовательность из трех фосфатных групп, соединенных с органической молекулой. Когда один из фосфатов отрезается, высвобождается энергия, которая употребляется клеточкой.

    У клеток существуют молекулярные машинки для компоновки ионов фосфата в группы и для них расщепления. Фишер предложил схему, в какой два фосфатных иона умеют быть расположены в суперпозиции конкретного образа: в запутанном состоянии.

    У ядер фосфора существуют квантовое свойство — спин — которое выполняет них схожими на мизерные магниты с полюсами, указывающими в конкретных направлениях. В запутанном состоянии спин единого ядра фосфора находится в зависимости от иного. Другими словами, запутанные состояния — это же состояния суперпозиции с ролью наиболее одной квантовой крупицы.

    Фишер разговаривает, что квантово-механическое поведение этих ядерных спинов может противостоять декогеренции. Он согласен с Тегмарком в фолиант, что квантовые вибрации, об которых разговаривали Пенроуз и Хамерофф, будут очень зависеть от них окружения и «декогерировать практически сразу же же». Однако спины ядер и не эдак очень ведут взаимодействие со собственным окружением.

    И тем не менее квантовое поведение спинов ядер фосфора обязано быть «защищено» от декогеренции.

    У квантовых частиц возможно различный спин

    Это же может произойти, разговаривает Фишер, ежели атомы фосфора будут включены в наиболее большие объекты, кои названы «молекулами Познера». Они воображают собой кластеры из шести фосфатных ионов в купе с девятью ионами кальция. Есть конкретные указания на то, что этакие молекулы умеют быть в живых клеточках, однако пока что они и не максимально убедительны.

    В молекулах Познера, утверждает Фишер, спины фосфора умеют противостоять декогеренции в течение денька либо подле тамошнего, даже в живых клеточках. Как следует, умеют оказывать влияние и на мозговую деятельность.

    Мысль в фолиант, что молекулы Познера умеют быть поглощены нейронами. Оказавшись снутри, молекулы будут активировать сигнал альтернативному нейрону, распадаясь и выпуская ионы кальция. По причине запутанности в молекулах Познера, два этаких сигнала возможно окажутся запутанными в собственную очередь: в неком роде, это же будет квантовая суперпозиция «мысли». «Если квантовая обработка с ядерными спинами на деле находится в мозге, она существовала бы очень общераспространенным явлением, происходящим постоянно», разговаривает Фишер.

    В первый раз эта мысль пришла к нему в голову, когда он раздумывал об психологической заболевания.

    Капсула карбоната лития

    «Мое введение в биохимию головного мозга началось, когда я решил три-четыре года обратно обследовать, как только и посему ион лития оказывает этакий конкретный спецэффект при лечении психологических отклонений», разговаривает Фишер.

    Литиевые препараты обширно употребляются для исцеления биполярного разочарования. Они ишачят, однако никто на деле и не знает посему.

    «Я и не находил квантовое разъяснение, разговаривает Фишер. Однако потом он натолкнулся на работу, в какой описывалось, что препараты лития оказывали разнообразное воздействие на поведение крыс зависимо от тамошнего, какая форма — или «изотоп» — лития использовалась.

    Сначала это же озадачило ученых. С хим точки зрения, разнообразные изотопы ведут себя практически идиентично, потому ежели литий функционировал как только обыкновенный продукт, изотопы обязаны были иметь один и этот же спецэффект.

    Нервные клеточки сопряжены с синапсами

    Однако Фишер осознал, что ядра атомов разнообразных изотопов лития умеют иметь разнообразные спины. Это же квантовое свойство может оказывать влияние на то, как только воздействуют препараты на базе лития. К примеру, ежели литий подменяет кальций в молекулах Познера, спины лития умеют оказывать спецэффект на атомы фосфора и препятствовать них запутыванию.

    Ежели это же правильно, то сумеет и растолковать, посему литий может вылечивать биполярное расстройство.

    Сейчас предположение Фишера является менее чем интригующей мыслью. Однако существуют несколько методов ее проверить. К примеру, что спины фосфора в молекулах Познера умеют сохранять квантовую когерентность в течение долговременного времени. Это же Фишер и планирует проверить далее.

    И тем не менее он боится быть связанным с наиболее ранешними представлениями об «квантовом сознании», кои полагает в наилучшем случае спекулятивными.

    Сознание — глубочайшая потаенна

    Физики и не максимально обожают оказываться снутри собственных же теорий. Почти все из их уповают, что сознание и головной мозг можно будет извлечь из квантовой теории, а уж может, и напротив. Однако ведь мы и не знаем, что этакое сознание, и не говоря уж об фолиант, что у нас нет теории, которая его определяет.

    Наиболее тамошнего, редко звучат звучные возгласы, что квантовая механика дозволит нам обуять телепатией и телекинезом (и хотя кое-где на глубине концепций это же возможно эдак, люди соображают все очень практически). Потому физики вообщем боятся упоминать слова «квантовый» и «сознание» в одном предложении.

    В 2016 году Эдриан Кент из Кембриджского вуза в Англии, один из самых многоуважаемых «квантовых философов», представил, что сознание может поменять поведение квантовых систем стройным, однако полностью обнаружимым образом. Кент максимально осторожен в собственных высказываниях. «Нет никаких убедительных оснований предполагать, что квантовая теория — это нужная теория, из которой можно извлечь теорию сознания, либо что трудности квантовой теории обязаны хоть как-то пересекаться с неувязкой сознания», признает он.

    Однако прибавляет, что совсем невнятно, как только можно вывести описание сознание, основываясь только на доквантовой физике, как только обрисовать все его характеристики и черты.

    Мы и не осознаем, как только ишачят мысли

    Один в особенности волнительный вопросец — как только наш сознательный ум может испытывать ни на что непохожие чувства вроде бордового оттенки либо аромата жарки мяса. Ежели и не полагать граждан с нарушениями зрения, все мы знаем, на что похож темно-красный, однако и не можем передать это же ощущение, а уж в физике нет ничего, что могло бы нам поведать, на что это же похоже.

    Ощущения вроде этих именуют «квалиа». Мы воспринимаем них как только единые характеристики окружающего мира, однако на самом деле они являются товарами нашего сознания — и это же тяжело растолковать. В 1995 году философ Дэвид Чалмерс именовал это же «тяжелой проблемой» сознания.

    «Любая мысленная цепочка об взаимосвязи сознания с физикой приводит к нешуточным проблемам», разговаривает Кент.

    Это же побудило его представить, что «мы могли бы достигнуть энного прогресса в осознании трудности эволюции сознания, если б допустили (хотя бы ординарно допустили), что сознание обменивает квантовые вероятности».



    То есть, головной мозг может вправду оказывать влияние на результаты измерений.

    С данной точки зрения, он и не измеряет, «что является реальным». Однако он может оказывать влияние на возможность тамошнего, что любая из потенциальных действительностей, навязанных квантовой механикой, будет наблюдаться. Сего и не может предсказать даже сама квантовая теория. И Кент считает, что мы могли бы выискать этакие проявления экспериментально. Даже неустрашимо оценивает шансы определить них.

    «Я бы представил с 15-процентной уверенностью, что сознание вызывает отличия от квантовой теории; и гораздо 3-процентной — что мы экспериментально подтвердим это же в последующие 50 лет», разговаривает он.

    Ежели это же произойдет, мир уже и не будет прежним. А уж ради этакого стоит ли обследовать.