De hypothese dat ons bewustzijn kan worden gezien als een kwantumproces ontstond in het begin van de jaren negentig op de golf van een nieuwe wetenschappelijke revolutie, die de samenleving naar een andere heroverweging van de wereld dreef. De hypothese werd vijandig aanvaard en wordt tot op de dag van vandaag als marginaal beschouwd. Elk jaar vindt het echter meer en meer supporters.
QUANTUM PROCES
In 1900 introduceerde de Duitse natuurkundige Max Planck, die zich bezighield met de straling van een absoluut zwart lichaam, het concept van quanta - ondeelbare delen van energie die materiële objecten met elkaar uitwisselen bij verhitting of afkoeling. Het model van Planck was in tegenspraak met de toen heersende natuurkundige theorieën, dus hij durfde het lange tijd niet aan zijn collega's te presenteren, en toen hij het presenteerde, werden zijn ideeën gezien als een soort 'denkspel' dat helpt om berekeningen te vereenvoudigen.
Maar praktiserende natuurkundigen ontdekten al snel dat het model van Planck niet alleen neerkomt op elegante berekeningen, maar ook overeenkomt met experimenten. In 1905 publiceerde Albert Einstein drie artikelen, waarvan hij er één veronderstelde dat licht wordt uitgezonden en geabsorbeerd door energiekwanta, waarmee hij Planck ondersteunt. In de loop van de volgende twee decennia kreeg het kwantummodel steeds meer aanhang onder vooraanstaande wetenschappers, en veranderde het van een marginaal in een van de fundamentele.
Een breuk in de wetenschappelijke wereld vond plaats in 1925, toen pogingen om kwantumprocessen te beschrijven als een nieuwe mechanica leidden tot een 'krankzinnig' resultaat - het bleek dat de wetten van de klassieke mechanica niet werken op kwantumniveau, maar er worden effecten waargenomen die de materialistische kijk op de wereld tegenspreken. Tien jaar later toonde Erwin Schrödinger aan dat elk kwantumsysteem in een staat van onzekerheid verkeert ("superpositie"), en dat het door directe observatie van het systeem naar een van de stabiele staten kan worden gebracht. Het bleek dat een objectief beeld van de wereld niet bestaat, omdat de toestand van het universum op het basisniveau afhangt van … de subjectiviteit van de waarnemer.
Niet alle natuurkundigen waren het erover eens om de juistheid van de conclusies van de makers van de kwantummechanica toe te geven, omdat ze in dat geval hun eigen overtuigingen zouden moeten opofferen.
Promotie video:
GEDELEVSKY ARGUMENT
In de loop van de tijd heeft de wetenschap de paradoxale kwantumeffecten onder ogen gekregen. En bovendien leerde ik hoe ik ze in de praktijk moest gebruiken - bijvoorbeeld in technologieën van een nieuwe generatie: in een kwantumcomputer en kwantumcommunicatie. De grondbeginselen van kwantumcomputers, die met onzekerheid werken totdat een resultaat is verkregen, brachten natuurkundigen tot het idee dat zoiets niet alleen gebeurt op het niveau van dode materie, maar ook in complexe biologische systemen.
In 1989 werd het boek "The New Mind of the King" van professor Roger Penrose uit Oxford gepubliceerd, waarin hij zijn mening over "kwantumbewustzijn" aan het publiek presenteerde. De wetenschapper overwoog drie standpunten over de aard van bewustzijn. Het eerste (materialistische) bewustzijn ontstond in de loop van gewone processen die de klassieke natuurkundige wetten gehoorzamen, en is een manier van biologische aanpassing van een hoog ontwikkeld brein en zenuwstelsel. Het tweede (idealistische) bewustzijn is een speciale vorm van het bestaan van materie, die nog steeds buiten ons begrip valt en wordt bestudeerd door de methoden van spiritualisme. Het derde (kwantum) - bewustzijn ontstaat als gevolg van een reeks fysieke gebeurtenissen die hebben plaatsgevonden sinds de opkomst van het universum, daarom kan het worden beschouwd als een van de fundamentele eigenschappen van onze wereld. Penrose schreef dat we het niet kunnen zeggenop welk punt ontstaan de functies van het bewustzijn, voornamelijk geassocieerd met de vorm van informatieverwerking (cognitiviteit), maar hij voerde aan dat het alleen mogelijk is om de aard van onze geest te begrijpen en het bestaan van de ziel te verklaren door rekening te houden met kwantumeffecten.
Om zijn bewering te staven, nam Penrose zijn toevlucht tot het zogenaamde "Gödel-argument". Hier moeten we de onvolledigheidsstelling in herinnering brengen die de Oostenrijkse wiskundige Kurt Gödel in 1930 bewees. Hij toonde aan dat als er een bepaald consistent formeel systeem is, het noodzakelijkerwijs een onherleidbare en onweerlegbare verklaring bevat. Zoals toegepast op de wiskunde, kan de stelling als volgt worden geherformuleerd: in elk rekenkundig systeem is er een onherleidbare formule - de basis van veel bewijzen van verschillende stellingen is bijvoorbeeld de formule voor de gelijkheid van een getal met zichzelf, het is nergens afgeleid en kan niet worden weerlegd, en blijft altijd een axioma.
De onvolledigheidsstelling werd ooit aanvaard als een formeel bewijs van de beperkingen van onze geest, maar Roger Penrose stelde voor om er vanuit een andere hoek naar te kijken. Zoals we weten, werken computers met berekeningen op basis van wiskundige logica, dus de grenzen van hun mogelijkheden worden beperkt door de stelling van Gödel. Maar het menselijk denken gaat vaak verder dan de formele logica. Bovendien zijn we in staat om elk logisch systeem te veranderen, zodat het hele axiomatische apparaat verandert. Bijgevolg zijn onze hersenen gebouwd op principes die verre van die gebruikt worden in computers en die waarschijnlijk verband houden met kwantumeffecten.
BRAIN CUBES
Penrose is een gerespecteerd natuurkundige, maar is helaas slecht thuis in de biologie. Daarom kon hij niet met zekerheid zeggen welke mechanismen in het menselijk brein verantwoordelijk zijn voor "kwantumdenken".
Hij werd geholpen door de Amerikaanse neurowetenschapper Stuart Hameroff, die sinds 1975 de aard van bewustzijn bestudeert. In 1987 publiceerde hij het boek "The Absolute Computer", waarin hij wees op de mysterieuze vezelstructuren - de microtubuli van het cytoskelet van neuronen in de hersenen. Ze zijn samengesteld uit het eiwit tubuline. Onder bepaalde omstandigheden komen de elektronen in de microtubuli in een "verstrengelde" toestand terecht, waarbij ze kwantumqubits (kwantumbits aan informatie) vormen, die de fysieke basis vormen van onze geest, die verder kunnen gaan dan de formele logica.
In 1994 sloegen Hameroff en Penrose de handen in elkaar om een 'neurocomputer-model van bewustzijn' te creëren, dat later evolueerde tot de theorie van kwantumneurocomputering (Hameroff-Penrose-theorie), die tot op de dag van vandaag voortduurt. Natuurlijk kreeg ze scherpe kritiek. Allereerst wezen tegenstanders op de "kwetsbaarheid" van de qubit. Een botsing met slechts één foton is voldoende om de kwantumeigenschappen van het systeem te vernietigen. Bovendien zijn moderne kwantumcomputers erg gevoelig voor ruis en kunnen ze werken bij temperaturen iets boven het absolute nulpunt. Daarom lijkt het voorgestelde model onrealistisch gezien het feit dat we het hebben over warme en vochtige hersenen. De neurowetenschapper Patricia Churchland van de University of California, University of California, stelde sarcastisch dat men net zo goed aan "feeënstof in synapsen" zou kunnen denken om de aard van bewustzijn te verklaren.
Niettemin kunnen sommige door biologen waargenomen verschijnselen alleen worden verklaard in termen van kwantummechanica. Zo voerde natuurkundige Matthew Fisher in 1986 een reeks sensationele experimenten uit naar het effect van lithiumisotopen op het gedrag van ratten, waarbij hij bewees dat kwantum "verstrengeling" de cognitieve vaardigheden echt beïnvloedt. Vele jaren later, in 2015, uitte hij de hypothese dat fosfaatmoleculen in de hersenen zouden kunnen dienen als een soort "opslagplaats" voor stabiele qubits.
GEEN DOOD?
Ondanks de kritiek gingen aanhangers van de theorie van het kwantumbewustzijn zelfs nog verder in hun redenering. Tijdens een van zijn lezingen verklaarde Stuart Hameroff dat je met zijn model de verontrustende vraag van iedereen kunt beantwoorden over wat er met de ziel gebeurt na de dood. Volgens hem is ons bewustzijn een zelflerend programma dat zich ontwikkelt door verwerkte informatie, en de hele reeks van deze informatie is de ziel. Het belangrijkste is dat deze informatie niet verdwijnt, maar een deel blijft van het wereldwijde computerproces dat plaatsvindt op kwantumniveau. Waarschijnlijk zullen we na de dood onze individualiteit verliezen, maar we zullen iets meer worden.
Natuurlijk vielen beschuldigingen van idealisme, anti-wetenschap en de oprichting van een quasi-religie onmiddellijk op Hameroff. We kunnen ons echter herinneren dat in de vorige eeuw de relativiteitstheorie, de theorie van de oerknal en de kwantummechanica zelf idealistisch werden genoemd. Misschien is het het wachten waard?..
Anton Pervushin
