Entre a consciência humana e a física quântica tem uma estranha relação

Ninguém entende o que é a consciência e como ele funciona. Ninguém entende . Isso pode ser mais do que apenas uma coincidência? "Eu não posso determinar o problema real, então suspeito que o problema real não, mas eu não tenho certeza de que não há nenhum problema real". Um físico americano Richard Feynman disse isso sobre o misterioso парадоксах da mecânica quântica. Hoje esta teoria da física usam para descrever os menores objetos no Universo. Mas, da mesma forma, ele poderia dizer sobre uma questão de consciência.

Alguns cientistas pensam que nós já entendemos a consciência ou que é apenas uma ilusão. Mas muitos outros parece que todos nós, mesmo de perto e não chegar à essência da consciência.

Um quebra-cabeça chamado "consciência" o mesmo que levou a que alguns cientistas tentaram explicá-lo através da física quântica. Mas o seu zelo foi recebido com uma boa quantidade de ceticismo, e não é de admirar: parece imprudente explicar um enigma na outra.

Mas essas idéias nunca é um absurdo .

Por um lado, para grande aborrecimento dos físicos, a mente, a princípio se recusa a compreender a antiga teoria quântica. Para além disso, os computadores quânticos, segundo as previsões, serão capazes de fazer coisas para as quais não são capazes de computadores convencionais. Isto lembra-nos de que o nosso cérebro ainda é capaz de proezas, não estão disponíveis para a inteligência artificial. "Quântico da consciência" amplamente ridicularizada como mística absurdo, mas ninguém foi capaz de finalmente dissipar.

A mecânica Quântica é a melhor teoria que temos, capaz de descrever o mundo no nível dos átomos e das partículas subatômicas. Talvez o mais famoso de seus mistérios é o fato de que o resultado de um experimento quântico pode variar dependendo, resolvemos nós medir as propriedades de participantes de partículas ou não.

Quando os pioneiros da teoria quântica descobriu este "efeito do observador", eles assustaram-se, não em tom de brincadeira. Parecia que ele prejudica a suposição subjacente de toda a ciência: o que lá fora existe um mundo objetivo, independente de nós. Se o mundo realmente se comporta independentemente de como — ou se — olhamos para ele, o que significaria a "realidade" na verdade?

Alguns cientistas foram forçados a concluir que a objetividade é uma ilusão, e que a consciência deve desempenhar um papel activo na teoria quântica. Outros, simplesmente, não vi em nenhum bom senso. Por exemplo, Albert Einstein foi раздосадован: será que a Lua existe, só quando ela está assistindo?

Hoje, alguns física suspeitam que importa não é o que a consciência afeta conta a mecânica quântica... mas o fato de que geralmente apareceu, graças a ela. Eles acreditam que a teoria quântica pode precisar-nos, geralmente para entender como o cérebro funciona. Pode haver esse que, como os objetos podem estar em dois lugares ao mesmo tempo e quantum cérebro pode, simultaneamente, ter em mente duas coisas mutuamente exclusivas?

Essas idéias provocam controvérsias. Pode ser que a física quântica não está relacionada com o funcionamento da mente. Mas eles, pelo menos, demonstram que a estranha teoria quântica nos faz pensar em coisas estranhas.

A Melhor mecânica quântica faz o seu caminho para a consciência do homem através de um experimento de dupla fenda. Imagine um raio de luz que cai sobre uma tela com duas espaçados fendas paralelas. Parte da luz que passa através de uma fenda e cai para o outro da tela.

Você Pode imaginar a luz como uma onda. Quando as ondas passam através de duas fendas, como em um experimento, encontram — interferem entre si. Se os picos coincidem, elas reforçam-se mutuamente, o que resulta em uma série de preto e branco listras de luz na segunda tela preta.

Este experimento foi utilizado para mostrar a onda da natureza da luz, mais de 200 anos, até que surgiu a teoria quântica. Então o experimento de dupla fenda é realizado com partículas quânticas — elétrons. Este é um pequeno partículas carregadas, os componentes do átomo. Forma obscura, mas essas partículas podem se comportar como uma onda. Ou seja, eles estão expostos a difração, quando o fluxo de partículas passa por duas fendas, produzindo processos.

Agora, suponha que as partículas quânticas passa através de uma fenda, um após o outro e a sua chegada na tela também será observado passo a passo. Agora, não há nada de óbvio, o que fez com fosse uma partícula de interferir no seu caminho. Mas a imagem é a entrada de partículas ainda irá demonstrar a interferência de banda.

Tudo indica que cada partícula simultaneamente passa por ambas as fendas e интерферирует para si mesma. É uma combinação de dois caminhos é conhecido como um estado de superposição.

Mas o que é estranho.

Se colocar o detector em uma das fendas, ou por ela, poderíamos descobrir, passa através dela uma partícula ou não. Mas, neste caso, a interferência desaparece. O simples fato de vigilância caminho de partículas — mesmo se essa observação não deve interferir com a partícula — muda o resultado.

O Físico Pascual Jordan, que já trabalhou com квантовым guru Nils Broca em Copenhaga, na década de 1920, formulou assim: "a Fiscalização não só violam o que deve ser medido, eles escolhem... Nós incitamos quântica, uma partícula de escolher uma posição de destaque". Em outras palavras, Jordaan disse que "nós mesmos produzimos, os resultados da medição".

Se assim é, a realidade objetiva, você pode simplesmente fora da janela.

Mas as esquisitices não param por aí.

Se a natureza muda seu comportamento dependendo de nós as vemos ou não, poderíamos tentar cortados em torno de suaem torno de seu dedo. Para fazer isso, poderíamos medir, qual o caminho que escolheu partícula, passando através de dupla fenda, mas só depois de passar através dela. Nessa época, ela já deve "decidir", passar por um caminho, ou através de ambos.

Realizar esse tipo de experimento na década de 1970, propôs um físico americano John Wheeler, e nos próximos dez anos de experiência com o "atraso de escolha realizada. Ele usa inteligentes métodos de medição de caminhos-de-quânticos de partículas (normalmente, as partículas de luz — fótons), depois de terem de optar por um caminho ou a superposição de dois.

Acontece que, como previu o Boro, não há nenhuma diferença das pessoas, adiar nós de medição ou não. Até que nós medimos o caminho do fóton antes de ele cair e registro no detector, a interferência do não. Dá a impressão de que a natureza "sabe", não só quando estamos подглядываем, mas e quando pretendemos erguer.

Eugene Вигнер

Sempre que nestas experiências, abrimos caminho para uma partícula quântica, sua nuvem de rotas possíveis "comprimido", em uma clara de um determinado estado. Para além disso, a experiência com o atraso implica que o próprio ato de observação, sem qualquer intervenção física, causada por medida, pode provocar um colapso. Isto significa que se um verdadeiro colapso ocorre somente quando o resultado da medição atinge nossa consciência?

Essa oportunidade que propôs na década de 1930 húngaro, o físico Eugene Вигнер. "A partir daí se segue que quântico da descrição de objetos está sob a influência de impressões, que entram em minha mente", escreveu ele. "Solipsismo pode ser logicamente consistente com a mecânica quântica".

Wheeler mesmo забавляла a idéia de que a presença de seres vivos, capazes de "observar", transformou o que era um conjunto de possíveis quânticos passado, em uma história em particular. Nesse sentido, diz Wheeler, tornamo-nos participantes da evolução do Universo desde o seu início. Segundo ele, vivemos em uma "соучастной do universo".

Física ainda não podem escolher o melhor interpretação destes experimentos quânticos, e, em certa medida, o direito de o fazer, está disponível para você. Mas, de uma forma ou de outra, o subtexto é óbvia: a consciência e a mecânica quântica, estão ligadas de alguma forma.

A partir da década de 1980, o físico inglês Roger Penrose sugeriu que esta relação pode trabalhar em outra direção. Ele disse que não importa o que afeta a consciência em conta a mecânica quântica, ou não, talvez, a mecânica quântica está envolvido na consciência.

o Físico e o matemático Roger Penrose

E ainda Penrose perguntou: que, se em nosso cérebro existem as estruturas moleculares, capazes de mudar de estado, em resposta a um evento quântico? Se essas estruturas de tomar o estado de superposição, como as partículas em um experimento de dupla fenda? O quantum da superposição, em seguida, manifestar-se na forma como os neurônios comunicam por meio de sinais elétricos?

Pode ser, disse Penrose, a nossa capacidade de manter, aparentemente incompatíveis, os estados mentais não é uma moda de percepção, e o real, os efeitos quânticos?

No final, o cérebro humano parecem ser capazes de lidar com processos cognitivos, que ainda de recursos muito superior ao de computação digital da máquina. Talvez tenhamos mesmo são capazes de realizar tarefas de computação, que não é possível cumprir normais de computadores que utilizam a clássica lógica digital.

Penrose pela primeira vez, sugeriu que os efeitos quânticos estão presentes na consciência humana, no livro de 1989, 'The Emperor's New Mind'. A principal idéia tornou-se "оркестрованная objetiva de redução". Objetiva a redução, de acordo com Penrose, significa que o colapso de interferência quântica e a superposição é o verdadeiro processo físico, se лопающийся bolha.

Оркестрованная objetiva a redução se baseia na presunção de Penrose sobre o fato de que a gravidade, que afeta diárias objetos, cadeiras ou do planeta, não demonstra efeitos quânticos. Penrose acredita que a superposição quântica torna-se impossível para os objetos mais átomos, porque o seu efeito gravitacional nesse caso, teria levado à existência de duas versões incompatíveis do espaço-tempo.

Mais Penrose desenvolveram essa idéia com o médico americano Stuart Хамероффом. Em seu livro "a Sombra da mente" (1994) sugeriu que a estrutura envolvida neste quântico conhecimento, podem ser белковыми fios — microtúbulos. Eles estão disponíveis na maioria das nossas células, incluindo os neurônios do cérebro. Penrose e Хамерофф alegaram que em processo de flutuações de microtúbulos podem tomar o estado de superposição quântica.

Mas não há nada no apoio que é possível.

Supõe que a idéia de quantum суперпозиций em микротрубочках apoiarão as experiências propostas no ano de 2013, mas, na verdade, nestes estudos não foi mencionado sobre quânticos secundários. Além disso, a maioria dos pesquisadores acreditam que a idéia de оркестрованных objetivas редукций foi развенчана o estudo, publicado no ano de 2000. O físico Max Тегмарк calculou que a superposição quântica de moléculas envolvidas em sinais neurais, não será capaz de sobreviver até mesmo instante de tempo necessário para a transmissão do sinal.

Efeitos Quânticos, incluindo a superposição, são muito frágeis e se quebram em um processo chamado декогеренции. É um processo conduzido por interações quântico de um objeto com o seu ambiente, como o seu "квантовость" desaparece.

Декогеренция, como pensavam, deveescape extremamente rápido em tons quentes e ambientes úmidos, tais como células vivas.

Os sinais Neurais — é impulsos elétricos, causada pela passagem de átomos eletricamente carregados através das paredes das células nervosas. Se um desses átomos foi a superposição e, em seguida, colidiu com o neurónio, Тегмарк mostrou que a superposição deve desintegrar-se em menos de um bilionésimo de um bilionésimo de segundo. Para um neurônio, emitiu um sinal de que ele precisa de dez mil trilhões de vezes mais tempo.

É por isso que as idéias sobre quânticos secundários no cérebro não passam céticos.

Mas Penrose, inexoravelmente, insiste na hipótese de REA. E apesar de a previsão de super декогеренции Тегмарка em gaiolas, outros cientistas encontraram as manifestações quânticos efeitos em seres vivos. Alguns afirmam que a mecânica quântica é usado aves migratórias que utilizam a navegação, e de plantas verdes, quando eles usam a luz solar para a produção de açúcar no processo de fotossíntese.

Com tudo isso, a idéia de que o cérebro pode usar os truques, se recusa a ir embora de modo permanente. Porque em seu favor encontraram outro argumento.

se o fósforo manter o estado quântico?

Em um estudo de 2015, o físico Matthew Fisher, da universidade da Califórnia em Santa Barbara, alegou que o cérebro pode conter moléculas, capazes de suportar mais poderosos quânticos de superposição. Em particular, ele acredita que os núcleos dos átomos de fósforo podem ter essa habilidade. Os átomos de fósforo disponíveis em células vivas em toda a parte. Eles muitas vezes tomam a forma de íons fosfato, em que um único átomo de fósforo conecta com quatro átomos de oxigênio.

Esses íons são a unidade básica de energia nas células. A maior parte da energia da pilha é armazenada em moléculas de ATP, que contêm uma sequência de três grupos fosfato, estados com uma molécula orgânica. Quando um dos fosfatos é cortada, é liberada a energia, que é utilizada pela célula.

As células têm moleculares de máquinas para a montagem de íons fosfato em grupo e para a sua decomposição. Fisher propôs um esquema, em que os dois fosfato do íon pode ser colocado em uma superposição de um tipo específico: o estado de confusão.

Os núcleos de fósforo tem quântico da propriedade de spin — o que torna-os como pequenos ímãs, com pólos, apontando para determinados destinos. Em um estado de confusão spin de um núcleo de fósforo depende do outro. Em outras palavras, o emaranhado de estado é um estado de superposição com a participação de mais de uma partícula quântica.

Fisher diz que quântico-mecânico comportamento desses nucleares de rodadas pode resistir декогеренции. Ele concorda com Тегмарком no fato de que o quantum de vibração, o que eles dizem que Penrose e Хамерофф, variam de acordo com o seu ambiente e декогерировать quase imediatamente". Mas spins de núcleos não tanto interagem com o seu meio ambiente.

E todos os que o comportamento quântico da spins de núcleos de fósforo deve ser "protegida" da декогеренции.

quânticos das partículas pode ser diferente spin

Isso pode acontecer, diz Fischer, se os átomos de fósforo serão incluídos em mais de objectos grandes, que foram chamadas de "as moléculas de Познера". Eles representam os clusters de seis fosfato de íons em conjunto com nove íons de cálcio. Existem algumas evidências de que tais moléculas podem ser, em células vivas, mas até que não é muito convincente.

Em que as moléculas de Познера, afirma Fischer, costas de fósforo podem resistir декогеренции durante o dia ou mais, mesmo em células vivas. Portanto, pode afetar o funcionamento do cérebro.

A Ideia é que as moléculas de Познера podem ser absorvidos de neurônios. Uma vez lá dentro, as moléculas vão ativar o sinal de entrada a outro нейрону, se desintegrando e que libera íons de cálcio. Devido a uma confusão em que as moléculas de Познера, dois desses, o sinal pode ser preso por sua vez: o que, de certa forma, isso será uma superposição quântica de "pensamentos". "Se o quantum de processamento nucleares, de costas, na verdade, está presente no cérebro, ela seria extremamente comum, que ocorrem constantemente", diz Fischer.

A Primeira vez que essa idéia lhe veio a cabeça, quando ele pensou sobre a doença mental.

Cápsula de carbonato de lítio

"a Minha introdução à bioquímica do cérebro começou quando eu decidi de três a quatro anos atrás, explorar como e por que o íon de lítio tem tão radical efeito no tratamento de doenças mentais", diz Fischer.

Lítio medicamentos são amplamente utilizados para o tratamento do transtorno bipolar. Eles trabalham, mas ninguém realmente sabe o porquê.

"Eu não procurava uma explicação quântica, diz Fischer. Mas, em seguida, me deparei com essa obra, na qual é descrito, de que os medicamentos de lítio exerceu um efeito diferente sobre o comportamento de ratos dependendo de qual forma — ou "isótopo" — lítio é utilizado.

No começo, é intrigou os cientistas. Do ponto de vista químico, os diferentes isótopos comportam-se de forma quase idêntica, portanto, se a bateria de lítio trabalhou como uma droga, isótopos deveriam ter o mesmo efeito.

as células Nervosas estão relacionados com as sinapses

Mas Fisher percebeu que os núcleos dos átomos diferentes isótopos de lítio podem ter diferentes das costas. Isso é quântico da propriedade pode afetar o funcionamento dos medicamentos à base de lítio. Por exemplo, se a bateria de lítio substitui o cálcio em que as moléculas de Познера, costas de lítio podem ter o efeito de átomos de fósforo e deixar o seu запутыванию.

Se isto é verdade, entãopode explicar por que o lítio pode tratar o transtorno bipolar.

Neste momento, a hipótese de Fisher não é mais que uma idéia intrigante. Mas há muitas maneiras de verificar. Por exemplo, que as costas de fósforo em que as moléculas de Познера podem manter a coerência quântica durante um longo período de tempo. Isso Fisher e planos para verificar mais adiante.

Mesmo assim, ele teme ser relacionado com os conceitos anteriores da "quântico consciência", que acredita na melhor das hipóteses especulativas.

Consciência — mistério profundo

Física não gostam muito de ser fornecidos dentro de suas teorias. Muitos deles esperam que a consciência e o cérebro pode recuperar a partir da teoria quântica, e pode, e vice-versa. Mas afinal de contas, nós não sabemos o que é a consciência, para não mencionar o fato de que nós não temos uma teoria que descreve.

Além do Mais, raramente soam altos gritos, que a mecânica quântica nos permite dominar a telepatia e телекинезом (apesar de o lugar a uma profundidade de conceitos pode ser assim, as pessoas entendem tudo muito literalmente). Portanto, nada de física medo de mencionar a palavra "quântica" e "consciência" em uma frase.

No ano de 2016 Adrian Kent da universidade de Cambridge, no reino Unido, um dos mais respeitados "os filósofos", a hipótese de que a consciência pode mudar o comportamento de um sistema quântico é sutil, mas é de rastrear. Kent muito cauteloso em suas declarações. "Não há nenhuma razão convincente para acreditar que a teoria quântica — é uma teoria, a partir do qual se pode extrair uma teoria da consciência, ou que o problema da teoria quântica deve cruzar-se com um problema de consciência", reconhece ele.

Mas acrescenta que não está claro, como você pode exibir a descrição da consciência, com base exclusivamente na доквантовой física, como descrever todas as suas propriedades e características.

não entendemos como funcionam os pensamentos

Um especialmente emocionante pergunta — como a nossa mente consciente pode experimentar sensações únicas como o vermelho ou o cheiro de fritura da carne. Se não considerar as pessoas com deficiência visual, todos nós sabemos, com o que se parece vermelho, mas não podemos passar essa sensação, e na física não há nada que possa nos dizer o que é.

Sentimentos como estes chamam de "квалиа". Nós percebê-los como um único propriedades do mundo externo, mas, na verdade, eles são produtos de nossa consciência — e isso é difícil de explicar. Em 1995, o filósofo David Chalmers, chamou isso de "um grave problema de consciência".

"Qualquer mental cadeia sobre a relação da consciência com a física leva a sérios problemas", diz Kent.

O que o levou a supor que "nós poderíamos fazer algum progresso na compreensão de problemas de evolução de consciência, se cometeram (mesmo que fosse admitido), de que a consciência muda o quantum de probabilidade".

Em Outras palavras, o cérebro pode realmente influenciar os resultados da medição.

Com este ponto de vista, ele não define "o que é real". Mas ele pode afetar a probabilidade de que cada uma das possíveis realidades impostas mecânica quântica, será observado. Isso não pode prever até mesmo a própria teoria quântica. E Kent acredita que nós poderíamos procurar essas manifestações experimentalmente. Mesmo com ousadia avalia as chances de encontrá-los.

"Eu diria, com 15% de confiança de que a consciência causa desvios da teoria quântica; e 3-taxa de juros — o que nós experimentalmente confirmamos isso pelos próximos 50 anos", diz ele.

Se isso acontecer, o mundo já não será a mesma. E por esse vale a pena explorar.