Autor tekstu: Victor J. Stenger

Tłumaczenie: Małgorzata Koraszewska

W 1989 roku wybitny matematyk i kosmolog z Oksfordu, Roger Penrose, opublikował bestseller pod tytułem Nowy umysł cesarza, pełen wspaniałego materiału dotyczącego fizyki, matematyki i komputerów. Główną tezą Penrose’a jest twierdzenie, że mózg człowieka nie przypomina komputera, ale musi działać w jakiś sposób, którego nie można odtworzyć na żadnym komputerze, niezależnie od jego mocy. To znaczy, że mózg nie podąża „algorytmami" dla rozwiązywania problemów, przed którymi staje. Jak dotąd, wszystko w porządku. Następnie jednak wypływa na szerokie wody z nieprawdopodobną tezą, że faktyczny mechanizm ma coś wspólnego z grawitacją kwantową.

Penrose spotkał się ze znacznym sceptycyzmem, szczególnie wśród naukowców zajmujących się sztuczną inteligencją, którą w zasadzie próbował doprowadzić do upadku, ale także wśród fizyków, którzy nie widzieli, co grawitacja kwantowa może mieć wspólnego z dużą, gorącą strukturą, taką jak mózg.

Penrose połączył następnie siły z anestezjologiem Stuartem Hameroffem i zaproponowali model tego, jak mechanika kwantowa działa w mózgu. Oto jak to wyjaśniają:

Według zasad OR (obiektywna redukcja, zaproponowana przez Penrose’a w jego książce z 1994 roku, Shadows of Mind) nałożone stany mają własne geometrie czasoprzestrzenne. Kiedy stopień spójnej różnicy masy-energii prowadzi do wystarczającego oddzielenia geometrii czasoprzestrzeni, system musi wybrać i rozpada się (redukuje, zapada) w pojedynczy stan wszechświata, zapobiegając w ten sposób „wielości wszechświatów". W ten sposób przejściowe nałożenie się nieco różniących się geometrii czasoprzestrzeni trwa do pojawienia się nagłej klasycznej redukcji kwantowej i jedno lub drugie zostaje wybrane. W ten sposób świadomość może wiązać się z samozakłóceniem geometrii czasoprzestrzeni.

Hameroff był jedną z osób, z którymi przeprowadzano wywiad do filmu dokumentalnego z 2004 roku „What the (Bleep) do We Know?" Film ten, wraz z kolejnym filmem z 2005 roku oraz nadal znajdującą się na listach bestsellerów książką The Secret, eksploatuje koncepcję, że według mechaniki kwantowej sami tworzymy własną rzeczywistość (patrz „Reality Check", wrzesień 2007).

W „Scientific American" ze stycznia 2005 roku Michael Shermer napisał zjadliwą recenzję z filmu "What the (Bleep)". Odnośnie modelu Penrose’a i Hameroffa Shermer odwołuje się do mojej książki z 1995 roku The Unconscious Quantum, w której omawiam tę tezę dość szczegółowo, jak również poruszam ogólną kwestię, czy mózg jest urządzeniem kwantowym. W szczególności Shermer wskazywał na kryteria, które zastosowałem do zdecydowania, czy system musi być opisany przez mechanikę kwantową. Jeśli produkt typowej masy (m) i prędkości (v) oraz odległości (d) dla cząsteczek tego systemu jest rzędu stałej Plancka (h) lub mniejszy, to nie można użyć mechaniki klasycznej, by go opisać, ale musi użyć się mechaniki kwantowej.

Stosując to kryterium do mózgu posłużyłem się typową masą cząsteczki neuroprzekaźnika, jego ruchem cieplnym opartym na prędkości i odległością przez synapsę i stwierdziłem, że mvd jest o około dwa rzędy wielkości zbyt duże, by efekty kwantowe musiały być obecne.

W liście odpowiadającym na artykuł Shermera Hameroff napisał:

"Aby obalić naszą teorię, Shermer cytuje twierdzenie z książki Victora Stengera, że produkt masy, prędkości i odległości w układzie kwantowym nie może przekraczać stałej Plancka. Nie widziałem tej propozycji w piśmie recenzowanym przez specjalistów, ani nie słyszałem nigdzie jako poważnej interpretacji mechaniki kwantowej. W każdym razie twierdzenie Stengera obalił Anton Zeilinger w eksperymencie pokazującym zachowanie fali kwantowej w fulerenach i biologicznych białkach porfiru. (Sceptycyzm, panie Shermer, działa na obie strony.) Niemniej zgadzam się ze Stengerem, że synaptyczna transmisja chemiczna między neuronami jest całkowicie klasyczna. Obliczenia kwantowe, które proponujemy, są izolowane w mikrotubulach wewnątrz neuronów. Klasyczna neurotransmisja dostarcza danych wejściowych i danych wyjściowych, mikrotubulowe obliczenia kwantowe przekazują świadomość w dendrytach neuronowych".

Przede wszystkim kryterium, które proponowałem, opiera się na podręczniku mechaniki kwantowej, pochodzącym od Nielsa Bohra z 1913 roku — nie wydaje się, by potrzebowało recenzji specjalistów. Po drugie, przedstawiam je jako kryterium koniecznego użycia mechaniki kwantowej w sytuacjach, w których nie można obejść się użyciem mechaniki klasycznej. Zauważam, że istnieją makroskopijne systemy kwantowe, takie jak lasery i nadprzewodniki. Polegają one na zjawisku koherencji kwantowej, która może działać na dużych odległościach.

W każdym razie Hameroff przyznaje, że zgadza się ze mną w kwestii wniosku, że „synaptyczna transmisja chemiczna między neuronami jest całkowicie klasyczna". Powiada on, że jego i Penrose’a zdaniem efekty kwantowe zachodzą w mikrotubulach wewnątrz neuronów. Mikrotubule to wydrążone, cylindryczne polimery, które są częścią struktury podporowej komórki. Ten model opisuję w mojej książce i głowię się nad tym, że zdarza się to tylko w komórkach mózgu, a nie na przykład komórkach dużego palca u nogi.

W artykule z 1999 roku fizyk Max Tegmark przyjrzał się problemowi koherencji kwantowej w mózgu i ustalił, że skale czasowe dekoherencji byłyby o dziesięć lub więcej rzędu wielkości krótsze niż skale czasowe zdarzeń w mózgu. Mózg jest po prostu zbyt duży i zbyt gorący, by być urządzeniem kwantowym, koherentnym czy niekoherentnym.

Można bezpiecznie powiedzieć, że model Penrose’a i Hameroffa nie został poparty dowodami wystarczającymi dla olbrzymiej większości neuronaukowców. Załóżmy jednak, że Penrose ma rację co do tego, że mózg nie jest zwykłym komputerem algorytmicznym. Istnieje prosty mechanizm, dobrze znany teoretykom złożoności, który potrafi umożliwić mózgowi czy obwodowi elektronicznemu na działanie w nie dający się obliczyć sposób.

Zewnętrzne źródła w środowisku, takie jak promieniowanie kosmiczne, czy wewnętrzne, takie jak radioaktywny potas (K40) we krwi, mogą spowodować fluktuacje w prądach w mózgu. Te procesy są pochodzenia kwantowego, co oznacza, że są losowe — przynajmniej w większości interpretacji mechaniki kwantowej. Podobnie jak fluktuacje, które umożliwiają mutacje w procesie ewolucyjnym, mogą one wyzwalać to, co teoretycy złożoności nazywają bifurkacją, kiedy system przechodzi z jednego quasi stabilnego stanu do drugiego.

Mózg mógłby działać w ten sposób, będąc zasadniczo klasyczny i deterministyczny, ale czasami wstrząsany losowym zdarzeniem kwantowym. Ciekawe jest to, czy decyzje podejmowane w ten sposób byłyby nie do odróżnienia od aktów twórczych lub wolnej woli. Czy to jest wszystko, o co tu chodzi?

Po przeczytaniu tego tekstu, czytelnicy często wybierają też: Czym naprawdę są liczby? Mózgowa podstawa dla zmysłu liczb Bezmyślne kwantum

Dodaj komentarz do strony..   Zobacz komentarze (13)..

Wyślij mailem..

Wersja do druku    PDF    MS Word

Victor J. Stenger Emerytowany profesor fizyki i astronomii uniwersytetu na Hawajach oraz profesor filozofii Uniwersytetu w Colorado. Jest także członkiem Komitetu Badania Naukowego Twierdzeń Paranormalnych (CSICOP). Wychował się w polskiej dzielnicy w Bayonne New Jersey. Jego babka była pół Polką i twierdzi, że do jego ulubionych dań nadal należą kiełbasa, żeberka z kwaśną kapustą i placki ziemniaczane z gęstą śmietaną. Jest autorem następujących książek: "Physics and Psychics: The Search for a World Beyond the Senses" (1990); "The Unconscious Quantum: Metaphysics in Modern Physics and Cosmology" (1995); "Not By Desing: The Origin of the Universe" (1998); "Timeless Reality: Symetry, Simplicity and Multiple Universes" (2000); "Has Science Found God? The Latest Results in the Search for Purpose in the Universe" (2003), "God: The Failed Hypothesis. How Science Shows that God Does Not Exist" (2007).  Strona www autora  Liczba tekstów na portalu: 26  Pokaż inne teksty autora  Najnowszy tekst autora: Nauka a duchowość