Entre la conscience de l'homme et de la physique quantique il y a un étrange lien

Personne ne comprend qu'une telle conscience et comment elle fonctionne. Personne ne comprend et . Peut-il être plus que juste une coïncidence? «Je ne peux pas déterminer le vrai problème, c'est pourquoi je soupçonne que le réel n'est pas un problème, mais je ne suis pas sûr qu'il n'y a pas de réel problème». Physicien américain Richard Feynman dit au sujet du mystérieux paradoxes de la mécanique quantique. Aujourd'hui, cette théorie de la physique utilisent pour décrire les moindres objets dans l'Univers. Mais de même, il pouvait dire que le problème complexe de la conscience.

Certains scientifiques pensent que nous comprenons déjà la conscience ou que c'est juste une illusion. Mais beaucoup d'autres il semble que nous n'avons même pas proche d'été glanées au fond de la conscience.

Pluriannuel de puzzle sous le nom de «conscience», même a conduit à ce que certains chercheurs ont tenté de l'expliquer à l'aide de la physique quantique. Mais leur zèle a été accueillie avec une bonne dose de scepticisme, et il n'est pas étonnant: il semble déraisonnable d'expliquer un mystère par un autre.

Mais ces idées n'a jamais absurde et .

D'une part, au grand dam de physiciens, l'esprit refuse d'abord de comprendre antérieure de la théorie quantique. De plus, les ordinateurs quantiques, selon les prévisions, seront capables de telles choses, qui ne sont pas capables d'ordinateurs ordinaires. Cela nous rappelle que notre cerveau est encore capable d'exploits disponibles pour l'intelligence artificielle. «Quantique de la conscience» est largement ridiculisé comme une mystique de l'absurdité, mais personne ne pouvait définitivement dissiper.

La mécanique Quantique — la meilleure théorie qui nous avons, capable de décrire le monde au niveau des atomes et des particules subatomiques. Peut-être le plus célèbre de ses mystères, c'est le fait que le résultat quantique de l'expérience peut varier, nous décidons de mesurer les propriétés impliquées dans des particules ou pas.

Lorsque les pionniers de la théorie quantique pour la première fois découvert cet effet «l'observateur», ils furent troublés, n'est pas une blague. Il semblait, il fragilise l'hypothèse qui sous-tend l'ensemble de la science: que quelque part il existe un monde objectif, indépendant de nous. Si le monde est vraiment se comporte importe comment ou si nous le regardons, ce qui signifierait la «réalité» vraiment?

Certains scientifiques ont dû conclure que l'objectivité est une illusion, et que la conscience doit jouer un rôle actif dans la théorie quantique. D'autres n'ont pas vu ce n'est le bon sens. Par exemple, Albert Einstein était vexé: est-ce la Lune n'existe que lorsque vous y voir?

Aujourd'Hui, un peu de physique soupçonnent que ce n'est pas que la conscience de l'influence sur la mécanique quantique... et qu'il n'est apparu grâce à elle. Ils croient que la théorie quantique peut avoir besoin de nous pour comprendre comment fonctionne le cerveau. Peut-être est-ce que les objets peuvent être à deux endroits à la fois, et quantique du cerveau peut avoir à la fois à l'esprit deux choses qui s'excluent mutuellement?

Ces idées suscitent la controverse. Il se peut que la physique quantique n'est pas liée au travail de la conscience. Mais au moins ils montrent que l'étrange théorie quantique nous fait penser à d'étranges choses.

Le Mieux la mécanique quantique fait son chemin dans la conscience de l'homme à travers l'expérience de la double fente. Imaginez un rayon de lumière qui tombe sur l'écran avec deux situés près de fentes parallèles. Une partie de la lumière passe à travers la fente et tombe sur un autre écran.

Vous Pouvez imaginer la lumière dans la forme d'onde. Quand les vagues passent à travers les deux fentes, comme dans l'expérience, ils se heurtent interfèrent entre eux. Si les pics correspondent pas, ils se renforcent mutuellement, ce qui se traduit en une série de zébrures de lumière sur le deuxième écran noir.

Cette expérience a été utilisé pour montrer le caractère ondulatoire de la lumière, plus de 200 ans, n'a pas su la théorie quantique. Alors l'expérience de la double fente ont quantiques de particules — électrons. Ce sont de minuscules particules chargées, les composants de l'atome. Inexplicablement, mais ces particules peuvent se comporter comme une onde. C'est qu'ils sont exposés à la diffraction, lorsque le flux de particules à travers deux fentes, en produisant de la bataille.

Maintenant, supposons que les particules passent à travers la fente l'un après l'autre et leur arrivée sur l'écran est également connaîtront pas à pas. Maintenant, il n'y a rien d'évident, que les obligeait à se particule interférer sur son chemin. Mais le modèle de la pénétration des particules sera toujours de démontrer l'interférence de la bande.

Tout indique que chaque particule de passe simultanément par les deux fentes et интерферирует elle-même. C'est la combinaison de deux voies connu comme un état de superposition.

Mais ce qui est étrange.

Si placer le détecteur dans une des fentes ou au-delà, nous pourrions trouver, à travers elle de la particule ou non. Mais dans ce cas, l'interférence disparaît. Le simple fait de l'observation de la voie de particules, même si cette observation ne doit pas interférer avec le mouvement de la particule — modifie le résultat.

Le Physicien Pascual Jordan, qui a travaillé avec le quantique gourou Niels Bore à Copenhague dans les années 1920, a formulé ainsi: «l'Observation n'est pas seulement violent ce qui doit être mesuré, ils définissent... Nous invitons quantique de la particule de choisir un statut». En d'autres termes, Yordan a déclaré que «nous produisons des résultats de mesure».

Si c'est le cas, la réalité objective, vous pouvez simplement le jeter par la fenêtre.

Mais cette étrangeté ne s'arrête pas.

Si la nature modifie son comportement en fonction de ce regardons nous ou non, nous pourrions essayer de tracer sonautour d'un doigt. Pour ce faire, nous pourrions mesurer, quel est le chemin choisi la particule, en passant par la double fente, mais seulement après avoir passé à travers elle. Au moment où elle doit «décider» de passer par un chemin ou par les deux.

Passer d'une telle expérience dans les années 1970 a proposé physicien américain John Wheeler, et dans les dix années d'expérience avec «le report de choix» ont mené. Il utilise des techniques intelligentes de mesure moyens des particules quantiques (généralement, les particules de lumière, les photons) après qu'ils choisissent un chemin ou une superposition de deux.

Il s'est Avéré que, comme l'avait prédit le Bore, il n'y a aucune différence, задерживаем nous mesure ou non. Jusqu'à ce que nous mesurons le chemin d'un photon à sa réussite et l'enregistrement dans le détecteur, l'interférence n'est pas. Il semble que la nature «sait» pas seulement quand nous подглядываем, mais quand nous prévoyons de snoop.

Eugene Wigner

Chaque fois que dans ces expériences, nous ouvrons la voie quantique de la particule, de son nuage itinéraires possibles «compressé» dans un clairement un certain état. De plus, l'expérience avec un retard implique que l'acte même d'observation, sans aucune intervention physique causée par la mesure, peut être la cause de l'effondrement. Cela signifie-t-il, que le véritable effondrement se produit uniquement lorsque le résultat de la mesure atteint notre conscience?

Cette possibilité a proposé dans les années 1930 physicien hongrois Eugene Wigner. «Il s'ensuit que la description quantique d'objets se trouve sous l'influence des expériences entrant dans mon esprit», écrit-il. «Le solipsisme ne peut être logiquement cohérente avec la mécanique quantique».

Wheeler même amusé par l'idée que la présence des êtres vivants capables de «voir», a transformé ce qui était autrefois une multitude de possibles quantiques dans le passé, à une histoire en particulier. En ce sens, dit Wheeler, nous devenons participants de l'évolution de l'Univers depuis son lancement. Selon lui, nous vivons dans le «соучастной de l'univers».

La Physique ne peut toujours pas choisir la meilleure interprétation de ces expériences quantiques, et dans une certaine mesure, le droit de ce disponible et vous. Mais, d'une façon ou d'une autre, sous-entendu est clair: la conscience et la mécanique quantique sont en quelque sorte liés.

Depuis les années 1980, le physicien anglais Roger Penrose a suggéré que cette relation peut fonctionner dans l'autre sens. Il a dit que, indépendamment de l'influence de la conscience sur la mécanique quantique ou non, peut-être, la mécanique quantique est impliqué dans la conscience.

le Physicien et mathématicien Roger Penrose

Et encore Penrose a demandé: que, si dans notre cerveau, il existe des structures moléculaires capables de changer d'état en réponse à un événement quantique? Si ces structures prendre l'état de superposition, comme les particules dans l'expérience de la double fente? Si ces quantique de superposition ensuite se manifester dans le fait que les neurones communiquent par des signaux électriques?

Peut-être, dit-Penrose, notre capacité à maintenir, apparemment incompatibles état mental n'est pas une mode de perception du réel quantique de l'effet?

En fin de compte, le cerveau humain, il semble capable de gérer des processus cognitifs, qui jusqu'à présent sur les capacités nettement supérieures à celles du calcul numérique de la machine. Peut-être, nous sommes même capables d'effectuer des tâches de calcul, qui ne peuvent pas être exécutés sur des ordinateurs qui utilisent un classique de la logique numérique.

Penrose pour la première fois suggéré que les effets quantiques sont présents dans l'esprit des gens, dans le livre de 1989, ‘The Emperor's New Mind’. La principale idée est devenue «orchestrée objective de réduction». Objective de la réduction, de l'avis de Penrose, signifie que l'effondrement quantique de l'interférence et de la superposition est un véritable processus physique, si лопающийся bulle.

Orchestrée objective de la réduction s'appuie sur la supposition Penrose sur le fait que la gravité, ce qui affecte les objets quotidiens, de chaises ou de la planète, ne démontre les effets quantiques. Penrose estime que quantique de superposition est impossible pour les objets de plus les atomes, parce que leur effet gravitationnel dans ce cas, aurait conduit à l'existence de deux versions incompatibles de l'espace-temps.

Plus Loin Penrose a développé cette idée avec le médecin américain Stuart Хамероффом. Dans son livre «les Ombres de l'esprit» (1994), il est supposé que les structures impliquées dans cette quantique connaissance, peuvent être protéiques fils — микротрубочками. Ils sont disponibles dans la plupart de nos cellules, y compris les neurones du cerveau. Penrose et Хамерофф ont affirmé que, dans le processus de fluctuations les microtubules peuvent prendre l'état de superposition quantique.

Mais il n'y a rien à l'appui de ce que c'est possible.

Supposé que l'idée quantiques суперпозиций dans микротрубочках supporteront les expériences proposées en 2013, mais ces études n'est pas mentionné sur les effets quantiques. En outre, la plupart des chercheurs estiment que l'idée оркестрованных objectives редукций a été détrôné de recherche, publié en 2000. Le physicien Max Тегмарк a calculé qu'quantique de superposition des molécules impliquées dans les signaux neuronaux, ne peuvent pas vivre plus de même instant le temps nécessaire pour la transmission du signal.

Les effets, y compris la superposition, sont très fragiles et sont détruits dans le processus de soi-disant декогеренции. C'est un processus de due à des interactions quantique de l'objet avec son environnement, car son «квантовость» qui s'en va.

Декогеренция cru, doitde fuite extrêmement rapidement dans les environnements chauds et humides, tels que les cellules vivantes.

Les signaux Nerveux — c'est une des impulsions électriques causés par le passage des atomes chargés électriquement à travers la paroi des cellules nerveuses. Si l'un de ces atomes a été en superposition, puis en collision avec le neurone, Тегмарк a montré que la superposition doit se désintégrer en moins d'un milliardième de milliardième de seconde. Pour un neurone a publié le signal, il a besoin de dix mille milliards de fois plus de temps.

C'est pourquoi les idées sur les effets quantiques dans le cerveau ne sont pas testés sceptiques.

Mais Penrose, inexorablement, insiste sur l'hypothèse REL. Et malgré la prédiction de l'ultra-rapide декогеренции Тегмарка dans les cellules, d'autres chercheurs ont trouvé les manifestations quantiques d'effets chez les êtres vivants. Certains prétendent que la mécanique quantique est utilisé par les oiseaux migrateurs magnétique qui utilisent la navigation, et les plantes vertes, quand ils utilisent la lumière du soleil pour la production de sucre dans le processus de la photosynthèse.

Tout cela, l'idée que le cerveau peut utiliser les astuces, refuse de s'en aller pour de bon. Parce qu'elle a trouvé un autre argument.

si le phosphore est de maintenir un état quantique?

Dans l'étude de 2015 physicien Matthew Fisher de l'université de Californie à Santa Barbara, a affirmé que le cerveau peut contenir des molécules capables de résister à la plus puissante quantique de superposition. En particulier, il estime que les noyaux des atomes de phosphore peuvent avoir une telle capacité. Les atomes de phosphore sont les cellules vivantes partout. Ils prennent souvent la forme d'ions phosphate, dans lequel un atome de phosphore se connecte avec quatre atomes d'oxygène.

Ces ions sont l'unité de base de l'énergie dans les cellules. Une grande partie de l'énergie des cellules est stockée dans les molécules d'ATP, qui contiennent une séquence de trois groupes phosphate, reliées à une molécule organique. Lorsque l'un des phosphates est coupé, l'énergie est libérée, qui est utilisé par la cellule.

Il ya des cellules moléculaires machines pour l'assemblage des ions phosphate dans le groupe et pour leur clivage. Fischer a proposé le schéma dans lequel deux de l'ion phosphate peuvent être placés dans la superposition d'un certain type: dans un état de confusion.

Les noyaux de phosphore est une propriété quantique — spin — qui les fait ressembler à de petits aimants avec des pôles, pointant dans des directions particulières. Dans un état de confusion que le spin d'un noyau de phosphore dépend de l'autre. En d'autres termes, l'intrication de l'état est un état de superposition, avec la participation de plus d'une de particules quantiques.

Fisher dit que quantique mécanique le comportement de ces spins nucléaires peut résister à декогеренции. Il est d'accord avec Тегмарком que les vibrations dont on a parlé Penrose et Хамерофф, dépendent de leur environnement et de «декогерировать presque immédiatement». Mais les spins des noyaux n'est pas tellement d'interagir avec son environnement.

Le gué le comportement des spins des noyaux de phosphore doit être «protégé» de декогеренции.

De particules quantiques peut être différent d'un spin

Cela peut se produire, dit Fisher, si les atomes de phosphore sont inclus dans de plus grands objets, appelés «les molécules Posner». Ils représentent des grappes de six ions phosphate en combinaison avec neuf ions calcium. Il existe certaines indications sur le fait que ces molécules peuvent être des cellules vivantes, mais jusqu'à ce qu'ils ne sont pas très convaincants.

Dans les molécules de Posner, affirme Fischer, le dos de phosphore peuvent résister à декогеренции au cours de la journée ou même dans les cellules vivantes. Par conséquent, peuvent avoir un impact sur le fonctionnement du cerveau.

L'Idée est que les molécules de Posner peuvent être absorbés par les neurones. Une fois à l'intérieur, les molécules vont activer le signal d'un autre neurone, en se désagrégeant et la libération des ions calcium. En raison de la confusion dans les molécules de Posner, deux de ces signaux peuvent être compliqués à son tour, d'une certaine manière, il sera quantique de superposition de «la pensée». «Si le quantum de traitement des matières nucléaires tourne effectivement présents dans le cerveau, il serait extrêmement fréquente, ce qui se passe en permanence», dit Fisher.

Pour la Première fois cette idée est venue à lui à la tête, quand il pensait de la maladie mentale.

la Capsule de carbonate de lithium

«Mon introduction à la biochimie du cerveau a commencé quand j'ai décidé de trois ou quatre ans, d'explorer comment et pourquoi l'ion de lithium a un radical effet dans le traitement des troubles mentaux», dit Fisher.

Au Lithium médicaments sont largement utilisés pour le traitement des troubles bipolaires. Ils travaillent, mais personne ne sait vraiment pourquoi.

«Je n'ai pas cherché quantique explication, dit Fisher. Mais ensuite, il est tombé sur le travail dans lequel décrit que les médicaments au lithium aient un impact différent sur le comportement des rats en fonction de la forme — ou «isotope» — lithium est utilisé.

Au début, il a déconcerté les scientifiques. Du point de vue chimique, les différents isotopes se comportent presque à l'identique, par conséquent, si li a travaillé en tant que le produit classique, les isotopes devaient avoir le même effet.

les cellules Nerveuses sont associés avec les synapses

Mais Fisher réalisé que les noyaux des atomes des différents isotopes du lithium peuvent avoir une variété de dos. Cette propriété quantique peut affecter la façon dont fonctionnent les médicaments à base de lithium. Par exemple, si une batterie au lithium remplace le calcium dans les molécules de Posner, le dos au lithium peuvent avoir un effet sur les atomes de phosphore et l'empêcher de les emmêler.

Si cela est vrai, alorspeut expliquer pourquoi le lithium peut traiter le trouble bipolaire.

À ce moment, l'hypothèse de Fisher n'est plus qu'intriguant idée. Mais il y a plusieurs façons de le vérifier. Par exemple, que le dos de phosphore dans les molécules de Posner peuvent garder de la cohérence quantique pendant une longue période. C'est Fisher et envisage de vérifier plus loin.

Et pourtant, il craint d'être lié avec les plus anciennes représentations de la «la conscience quantique», qui estime, dans le meilleur des cas de la spéculation.

la Conscience profonde du mystère

La Physique n'aime pas vraiment être fournie à l'intérieur de leurs théories. Beaucoup d'entre eux espèrent que la conscience et le cerveau sera possible d'extraire de la théorie quantique, et peut-être vice-versa. Mais en effet, nous ne savons pas ce qu'est la conscience, de ne pas mentionner le fait que nous n'avons pas de théorie qui décrit.

De Plus, de temps en temps sonnent grands cris que la mécanique quantique nous permettra de maîtriser la télépathie et телекинезом (et même si quelque part, à une profondeur de concepts, cela peut être le cas, les gens comprennent pas trop littéralement). C'est pourquoi la physique en général, craignent de mentionner le mot «quantique» et la «conscience» dans la même phrase.

En 2016 Adrian Kent de l'université de Cambridge au royaume-Uni, l'un des plus respectés de «quantum des philosophes», a suggéré que la conscience peut changer le comportement d'un système quantique subtil, mais tout à fait обнаружимым. Kent est très prudent dans ses déclarations. «Il n'y a aucune raison impérieuse de croire que la théorie quantique est approprié la théorie, à partir de laquelle vous pouvez extraire la théorie de la conscience, ou que les problèmes de la théorie quantique doivent pas se chevaucher avec le problème de la conscience», reconnaît-il.

Mais il ajoute qu'il est difficile de savoir comment afficher la description de la conscience, en se basant uniquement sur доквантовой physique, comment décrire toutes les propriétés et caractéristiques.

Nous ne comprenons pas comment fonctionnent les pensées

L'Un est particulièrement préoccupé par la question, notre esprit conscient peut éprouver une sensation unique comme un rouge de couleur ou d'odeur, ou la cuisson des viandes. Si ce n'est de trouver des personnes avec troubles de la vue, nous savons tous à quoi ressemble le rouge, mais ne pouvons pas transmettre ce sentiment, et en physique, il n'y a rien qui pourrait nous dire à quoi ça ressemble.

Les Sentiments comme ces appellent les «qualia». Nous les considérons comme les mêmes propriétés du monde extérieur, mais en fait, ils sont les produits de notre conscience — et c'est difficile à expliquer. En 1995, le philosophe David Chalmers a appelé «un grave problème» de la conscience.

«Toute mentale de la chaîne sur la relation de la conscience à la physique conduit à de graves problèmes», dit Kent.

Ce qui l'amena à penser que «nous pourrions faire des progrès dans la compréhension des problèmes de l'évolution de la conscience, si faites (même simplement faites), que la conscience modifie les probabilités quantiques».

En d'Autres termes, le cerveau peut vraiment influencer les résultats des mesures.

De ce point De vue, il ne détermine pas ce qui est vrai». Mais il peut influer sur la probabilité que chacune des réalités possibles imposées par la mécanique quantique, sera observée. Cela ne peut pas prédire la même que la théorie quantique. Et Kent pense que nous pourrions chercher de telles manifestations expérimentalement. Même en toute sécurité évalue les chances de les trouver.

«Je dirais à 15 pour cent de certitude que la conscience provoque le rejet de la théorie quantique; et 3-taux d'intérêt — que nous expérimentalement confirmé c'est dans les 50 prochaines années», dit-il.

Si cela se produit, le monde ne sera pas la même. Et pour ce la peine d'explorer.