איך המוח האנושי קשור לפיזיקת הקוונטים?

2024 מְחַבֵּר: Seth Attwood | [email protected]. שונה לאחרונה: 2023-12-16 16:05

אף אחד לא יודע מהי תודעה ואיך היא פועלת. כמובן שלמדענים מתחומי מדע שונים יש מגוון הנחות בעניין זה, אבל אף אחד לא יכול לתת תשובה מדויקת לשאלה מהי תודעה. מצב דומה נצפה עם מכניקת הקוונטים - לימוד האינטראקציה של החלקיקים הקטנים ביותר של היקום זה עם זה, פיזיקאים למדו הרבה. אבל מכיוון שמכניקת הקוונטים לא מסכימה עם תורת היחסות הכללית של איינשטיין, החוקרים לא יכולים להבין איך להביא אותם למכנה משותף.

לפי אחד מגדולי המדענים של המאה העשרים, הפיזיקאי ריצ'רד פיינמן, אף אחד לא באמת מבין את מכניקת הקוונטים. מעניין, באותה מידה הוא יכול היה לדבר על בעיה מפותלת לא פחות של תודעה. למרות העובדה שחלק מהמדענים מאמינים שהתודעה היא רק אשליה, אחרים, להיפך, מאמינים שאיננו מבינים כלל מאיפה היא באה.

אז זה לא מפתיע שהתעלומה עתיקת היומין של התודעה גרמה לכמה חוקרים לפנות לפיזיקה הקוונטית כדי להסביר אותה. אבל איך אפשר להסביר תעלומה בלתי פתורה על ידי אחר?

מהי תודעה?

קשה להגדיר תודעה. איך לענות על השאלה "למה אני אני" או "במה התודעה שלי שונה מהתודעה של חתול?" או "למה אני תופס את העולם כך ולא אחרת?" למרבה המזל, ישנם מדענים בעולם שמוכנים לתת תשובות, אם לא כולן, אז שאלות רבות לגבי מהי תודעה אנושית.

לדוגמה, הפילוסוף הקוגניטיבי דניאל דנט, פרופסור באוניברסיטת טאפטס (ארה"ב), בספרו "מחיידקים לבאך ובחזרה" מדבר על האופן שבו תהליכים ביולוגיים בגוף האדם יוצרים זרם של מחשבות ודימויים. הפרופסור מאמין שהסרט הסובייקטיבי שמוצג לנגד עיניו של כל אחד מאיתנו אינו אלא אשליה שנרקמת במיומנות על ידי המוח שלנו. הוא גם מאמין שהתודעה אינה מסתורית כפי שאנו חושבים ומאמין שהמדע צריך להסביר את התפקוד האובייקטיבי של המוח.

בין החוקרים החולקים על נקודת המבט של דנט נמצא הפילוסוף והמורה האוסטרלי דיוויד צ'למרס. הוא מציע להתייחס לתודעה כמשהו מהותי, למשל, כמו חוקי הפיזיקה, שניתן לגלות בעתיד באמצעות הטכנולוגיה העדכנית ביותר. הרעיון השני, הרדיקלי עוד יותר, שלו נקרא "השערת הפאנספיצ'יזם", לפיה התודעה היא אוניברסלית וכל מערכת מחזיקה בה במידה מסוימת, אפילו חלקיקים יסודיים ופוטונים. ובמקום שבו יש פוטונים, ייתכן שיש מכניקת קוונטים.

איך פיזיקת הקוונטים קשורה לתודעה?

בשנת 1921 זכה אלברט איינשטיין בפרס נובל לפיזיקה על גילוי חוק האפקט הפוטואלקטרי. הפיזיקאי האמין שאור, הנחשב בדרך כלל לגל מתמשך, יכול להיות מופץ גם בקוונטות, שאנו מכנים פוטונים. אירוע זה, יחד עם ההבנה של מקס פלאנק את קרינת הגוף השחור, המודל האטומי החדש של נילס בוהר, מחקרי הרנטגן של ארתור קומפטון וההנחה של לואי דה ברולי שלחומר יש תכונות דמויות גל, סימנו את תחילתו של עידן קוונטי חדש שבו אתה ואני. התמזל מזלם לחיות.

האם זה מפתיע שצמחה תורת קוונטים חדשה בשם הפחתת אובייקטיביים מתזמרים (Orch OR), בחסות חתן פרס נובל לפיזיקה פרופסור רוג'ר פנרוז מאוניברסיטת אוקספורד והמרדים סטיוארט המרוף מאוניברסיטת אריזונה.

תיאוריית ה-Orch OR, על אף שעברה מספר שינויים מאז הקמתה, קובעת בדרך כלל שגילוי של תנודות קוונטיות ב"מיקרו-צינוריות" שנמצאות בתוך הנוירונים של המוח מעורר תודעה.מיקרו-צינוריות (פולימרי חלבון) שולטות בתפקודים נוירונים וסינפטיים ומקשרות תהליכים מוחיים לתהליכי ארגון עצמי ברמה קוונטית. מדענים מאמינים שהתיאוריה החדשה עשויה אפילו להסביר את החיים שלאחר המוות.

שימו לב שהתיאוריה של פנרוז והמרוף גרמה למספר ביקורות, אולם היישום של תורת הקוונטים בהקשר ביולוגי נמשך וזוכה להצלחה הגדולה ביותר ביחס לפוטוסינתזה. מעניין לציין שמחקרים על ריח, אנזימים ואפילו DNA של ציפורים מצביעים על כך שהשפעות קוונטיות עשויות להיות מעורבות יותר בתפקוד של אורגניזמים ביולוגיים.

סטודנטית לדוקטורט בת'אני אדמס פרסמה לאחרונה מאמר ב-Physics World על תפקידן של השפעות קוונטיות במוח. המחקר של אדמס מדגיש מגוון של השפעות קוונטיות אפשריות על המוח, אבל מחקר הדוקטורט שלה

מתמקד בהסתבכות הקוונטית בין נוירונים וכיצד ניתן להשפיע עליה על ידי תרופות כגון ליתיום.

בעוד עבודתה של אדמס מכסה מספר יישומים פוטנציאליים, היא עצמה מקווה שהמחקר שלה יביא לעולם הבנה טובה יותר של אופן הפעולה של תרופות נוגדות דיכאון ומייצבי מצב רוח, כמו גם טיפולים חדשים למחלות נפש רבות. אבל מי יודע, אולי עבודתה תאפשר למדענים להסביר כיצד פועלת התודעה ומאיפה היא מגיעה.