Oletus, että tietoisuuttamme voidaan pitää kvanttiprosessina, syntyi 1990-luvun alkupuolella uuden tieteellisen vallankumouksen aallolla, joka työnsi yhteiskuntaa kohti uutta maailman ajattelua. Hypoteesi hyväksyttiin vihamielisesti, ja sitä pidetään tähän päivään mennessä marginaalisena. Joka vuosi se löytää kuitenkin yhä enemmän kannattajia.
Kvanttiprosessi
Vuonna 1900 saksalainen fyysikko Max Planck, joka käsitteli ehdottomasti mustan ruumiin säteilyä, esitteli kvantti - jakamattomien energiaosuuksien käsitteen, jota aineelliset esineet vaihtavat keskenään kuumennettaessa tai jäähdytettäessä. Planckin malli oli ristiriidassa tuolloin vallitsevien fyysisten teorioiden kanssa, joten hän ei uskaltanut esitellä sitä kollegoilleen pitkään aikaan, ja kun hän esitteli sitä, hänen ajatuksensa koettiin eräänlaiseksi "mielipeliksi", joka auttaa laskennan yksinkertaistamisessa.
Mutta harjoittelevat fyysikot huomasivat pian, että Planckin malli ei vain tyylikäs laskelma, vaan myös suostu kokeisiin. Vuonna 1905 Albert Einstein julkaisi kolme artikkelia, joista yhdessä hän oletti, että energiakvantit lähettävät ja absorboivat valoa, tukeen siten Planckia. Kahden seuraavan vuosikymmenen aikana kvanttimalli sai yhä enemmän kannattajia johtavien tiedemiesten keskuudessa kääntyen reunasta yhden perustavanlaatuiseksi.
Jakauma tieteellisessä maailmassa tapahtui vuonna 1925, kun yritykset kuvata kvanttiprosesseja uudella mekaniikalla johtivat "hulluun" tulokseen - kävi ilmi, että klassisen mekaniikan lait eivät toimi kvantitasolla, mutta havaitaan vaikutuksia, jotka ovat ristiriidassa materialistisen maailmankuvan kanssa. Kymmenen vuotta myöhemmin Erwin Schrödinger osoitti, että mikä tahansa kvanttijärjestelmä on epävarmuuden tilassa ("superpositio") ja että se voidaan saattaa johonkin vakaaseen tilaan tarkkailemalla järjestelmää suoraan. Kävi ilmi, että objektiivista kuvaa maailmasta ei ole, koska maailmankaikkeuden tila perustasolla riippuu … tarkkailijan subjektiivisuudesta.
Kaikki fyysikot eivät suostuneet myöntämään kvantimekaniikan tekijöiden päätelmien paikkansapitävyyttä, koska silloin heidän olisi uhrattava omat uskomuksensa.
Mainosvideo:
GEDELEVSKY ARGUMENTTI
Ajan myötä tiede on sopinut paradoksaalisista kvanttivaikutuksista. Ja lisäksi olen oppinut käyttämään niitä käytännössä - esimerkiksi uuden sukupolven tekniikoissa: kvantitietokoneessa ja kvanttiviestinnässä. Kvanttilaskennan perusteet, jotka toimivat epävarmuudella, kunnes tulokseen saadaan, saivat fyysikot uskomaan, että jotain vastaavaa tapahtuu paitsi kuolleen aineen tasolla, mutta myös monimutkaisissa biologisissa järjestelmissä.
Vuonna 1989 julkaistiin Oxfordin professori Roger Penrose'n kirja "Kuninkaan uusi mieli", jossa hän esitti yleisölle näkemyksensä "kvantitietoisuudesta". Tiedemies tarkasteli kolme näkökulmaa tietoisuuden luonteeseen. Ensimmäinen (materialistinen) tietoisuus syntyi tavallisten prosessien aikana, joissa noudatetaan klassisia fysiikan lakeja, ja se on tapa kehittyneiden aivojen ja hermoston biologiseen sopeutumiseen. Toinen (idealistinen) tietoisuus on aineen olemassaolon erityinen muoto, joka on edelleen ymmärryksemme ulkopuolella ja jota tutkitaan spiritismin menetelmillä. Kolmas (kvantti) tietoisuus syntyy fyysisten tapahtumien sarjalta, joita on tapahtunut maailmankaikkeuden syntymisen jälkeen, joten sitä voidaan pitää yhtenä maailmanmaailman perusominaisuuksista. Penrose kirjoitti, että emme voi sanoamissä vaiheessa tietoisuuden toiminnot näkyvät, ensisijaisesti liittyneinä tietojenkäsittelyn muotoon (kognitiivisuus), mutta hän väitti, että on mahdollista ymmärtää mielemme luonne ja selittää sielun olemassaolo vain ottamalla huomioon kvanttivaikutukset.
Perustellakseen väitettään Penrose turvautui niin kutsuttuun "Gödel-argumenttiin". Tässä on muistettava itävaltalaisen matemaatikon Kurt Gödelin vuonna 1930 todistama epätäydellisyyslause. Hän osoitti, että jos on olemassa tietty johdonmukainen muodollinen järjestelmä, niin siihen sisältyy välttämättä peruuttamaton ja kiistaton lausunto. Matematiikassa sovellettuna lause voidaan muotoilla uudelleen seuraavasti: missä tahansa aritmeettisessa järjestelmässä on olemassa pelkistämätön kaava - esimerkiksi monien eri lauseiden todisteiden perusta on kaava luvun yhtäläisyydeksi itselleen, sitä ei johdeta mistään kohdasta eikä sitä voida kumota, pysyen aina aksioomana.
Puutteellisuuslause hyväksyttiin kerran muodolliseksi todisteeksi mielemme rajoituksista, mutta Roger Penrose ehdotti, että sitä tarkasteltaisiin eri näkökulmasta. Kuten tiedämme, tietokoneet toimivat matemaattiseen logiikkaan perustuvilla laskelmilla, joten niiden ominaisuuksien rajoituksia rajoittaa Gödelin lause. Mutta ihmisen ajattelu ylittää usein muodollisen logiikan. Lisäksi pystymme muuttamaan mitä tahansa loogista järjestelmää niin, että koko aksioomaattinen laite muuttuu. Näin ollen aivomme rakentuvat periaatteille, jotka ovat kaukana tietokoneissa käytetyistä ja jotka todennäköisesti liittyvät kvanttehosteisiin.
AIVAKUUTOKSET
Penrose on arvostettu fyysikko, mutta valitettavasti hänellä on heikko biologian tuntemus. Siksi hän ei voinut sanoa varmasti, mitkä ihmisen aivojen mekanismit ovat vastuussa "kvantti"-ajattelusta.
Häntä auttoi amerikkalainen neurotieteilijä Stuart Hameroff, joka on tutkinut tietoisuuden luonnetta vuodesta 1975. Vuonna 1987 hän julkaisi kirjan "Absoluuttinen tietokone", jossa hän huomautti salaperäisistä kuitumaisista rakenteista - aivojen hermosolujen sytoskeleton mikrotubuluksista. Ne koostuvat tubuliiniproteiinista. Tietyissä olosuhteissa mikrotubulusten sisällä olevat elektronit siirtyvät "takertuneeseen" tilaan, muodostaen kvanttibittejä (informaation kvanttibittejä), jotka ovat mielemme fyysinen perusta ja kykenevät ylittämään muodollisen logiikan.
Vuonna 1994 Hameroff ja Penrose yhdistivät voimansa luodakseen "neurotietokoneen tietoisuuden mallin", joka kehittyi myöhemmin kvanttihermosysteemin teoriaksi (Hameroff-Penrose-teoria), joka jatkuu tähän päivään asti. Hän kohtasi tietysti terävän kritiikin. Ensinnäkin vastustajat huomauttivat qubitin "hauraudesta". Törmäys vain yhden fotonin kanssa riittää tuhoamaan järjestelmän kvanttiset ominaisuudet. Lisäksi nykyaikaiset kvantitietokoneet ovat erittäin herkkiä melulle ja kykenevät toimimaan lämpötiloissa, jotka ovat hieman absoluuttisen nollan yläpuolella. Siksi ehdotettu malli näyttää epärealistiselta, kun otetaan huomioon se, että puhumme lämpimistä ja kosteista aivoista. Kalifornian yliopiston neurotieteilijä Patricia Churchland Kalifornian yliopistossa totesi sarkastisesti, että voidaan yhtä hyvin ajatella "keiju pölyä synapsissa" selittääkseen tietoisuuden luonteen.
Joitakin biologien havaitsemista ilmiöistä voidaan kuitenkin selittää vain kvantmekaniikalla. Esimerkiksi jo vuonna 1986 fyysikko Matthew Fisher teki sarjan sensaatiokokeita litium-isotooppien vaikutuksesta rottien käyttäytymiseen, jonka aikana hän osoitti, että kvantti "takertuminen" vaikuttaa todella kognitiivisiin kykyihin. Monia vuosia myöhemmin, vuonna 2015, hän ilmaisi hypoteesin, jonka mukaan aivojen fosfaattimolekyylit voisivat toimia eräänlaisena "varastona" vakaille kviteille.
EI kuolemaa?
Kritiikistä huolimatta kvantitietoisuuden teorian kannattajat menivät perusteluissa vielä pidemmälle. Yhdessä luennoissaan Stuart Hameroff totesi, että hänen mallinsa avulla voit vastata kaikkien huolestuttavaan kysymykseen siitä, mitä sielulle tapahtuu kuoleman jälkeen. Hänen mukaan tietoisuutemme on itseoppimisohjelma, joka kehittyy prosessoidun tiedon vuoksi, ja koko tämä tieto on sielu. Tärkeintä on, että tämä tieto ei katoa, vaan jää osaksi kvantitasolla tapahtuvaa globaalia laskentaprosessia. Todennäköisesti kuoleman jälkeen menetämme yksilöllisyytemme, mutta meistä tulee jotain enemmän.
Tietysti syytteet idealismista, anti-tieteestä ja kvasi-uskonnon luomisesta putosivat välittömästi Hameroffiin. Voimme kuitenkin muistaa, että suhteellisuusteoriaa, Ison räjähdyksen teoriaa ja itse kvantimekaniikkaa kutsuttiin viime vuosisadalla idealistiseksi. Ehkä se on odottamisen arvoinen?..
Anton Pervushin