Ubongo wa mwanadamu unahusiana vipi na fizikia ya quantum?

2024 Mwandishi: Seth Attwood | [email protected]. Mwisho uliobadilishwa: 2023-12-16 16:17

Hakuna mtu anajua fahamu ni nini na jinsi inavyofanya kazi. Kwa kweli, wanasayansi kutoka nyanja tofauti za sayansi wana maoni anuwai juu ya alama hii, lakini hakuna mtu anayeweza kutoa jibu kamili kwa swali la ufahamu ni nini. Hali kama hiyo inazingatiwa na mechanics ya quantum - kusoma mwingiliano wa chembe ndogo zaidi za Ulimwengu na kila mmoja, wanafizikia wamejifunza mengi. Lakini kwa kuwa mechanics ya quantum haikubaliani na nadharia ya Einstein ya uhusiano wa jumla, watafiti hawawezi kujua jinsi ya kuwaleta kwa dhehebu moja.

Kulingana na mmoja wa wanasayansi wakubwa wa karne ya ishirini, mwanafizikia Richard Feynman, hakuna mtu anayeelewa mechanics ya quantum. Inafurahisha, anaweza pia kuwa amezungumza juu ya shida iliyochanganyikiwa sawa ya fahamu. Licha ya ukweli kwamba wanasayansi wengine wanaamini kuwa ufahamu ni udanganyifu tu, wengine, kinyume chake, wanaamini kwamba hatuelewi kabisa inatoka wapi.

Kwa hivyo haishangazi kwamba fumbo la zamani la fahamu limewafanya watafiti wengine kugeukia fizikia ya quantum kuelezea. Lakini fumbo moja ambalo halijatatuliwa linawezaje kufafanuliwa na mwingine?

Fahamu ni nini?

Ni vigumu kufafanua fahamu. Jinsi ya kujibu swali la "kwa nini mimi ni mimi" au "ufahamu wangu unatofautianaje na ufahamu wa paka?" au "kwa nini ninauona ulimwengu kwa njia hii na si vinginevyo?" Kwa bahati nzuri, kuna wanasayansi ulimwenguni ambao wako tayari kutoa majibu, ikiwa sio yote, basi maswali mengi juu ya ufahamu wa mwanadamu ni nini.

Kwa mfano, mwanafalsafa wa utambuzi Daniel Dennett, profesa katika Chuo Kikuu cha Tufts (Marekani), katika kitabu chake "From Bacteria to Bach and Back" anazungumzia jinsi michakato ya kibiolojia katika mwili wa binadamu inajenga mkondo wa mawazo na picha. Profesa anaamini kwamba filamu ya kibinafsi ambayo inachezwa mbele ya macho ya kila mmoja wetu si chochote zaidi ya udanganyifu uliofumwa kwa ustadi na ubongo wetu. Pia anaamini kuwa ufahamu sio wa ajabu kama tunavyofikiri na anaamini kwamba sayansi inapaswa kuelezea utendaji wa lengo la ubongo.

Miongoni mwa wasomi ambao hawakubaliani na mtazamo wa Dennett ni mwanafalsafa na mwalimu wa Australia David Chalmers. Anapendekeza kuzingatia fahamu kama kitu cha msingi, kwa mfano, kama sheria za fizikia, ambazo zinaweza kugunduliwa katika siku zijazo kwa kutumia teknolojia ya hivi karibuni. Wazo lake la pili kali zaidi linaitwa "panspichism hypothesis", kulingana na ambayo fahamu ni ya ulimwengu wote na mfumo wowote unao nayo kwa kiwango fulani, hata chembe za msingi na fotoni. Na pale ambapo kuna photoni, kunaweza kuwa na mechanics ya quantum.

Fizikia ya quantum inahusiana vipi na fahamu?

Mnamo 1921, Albert Einstein alipewa Tuzo la Nobel katika Fizikia kwa ugunduzi wake wa sheria ya athari ya picha ya umeme. Mwanafizikia aliamini kuwa mwanga, ambao kwa kawaida huchukuliwa kuwa wimbi linaloendelea, unaweza pia kusambazwa kwa quanta, ambayo tunaita photons. Tukio hili, pamoja na uelewa wa Max Planck wa mionzi ya blackbody, modeli mpya ya atomiki ya Niels Bohr, tafiti za X-ray za Arthur Compton na dhana ya Louis de Broglie kwamba maada ina sifa zinazofanana na wimbi, iliashiria mwanzo wa enzi mpya ya quantum ambapo wewe na mimi. walikuwa na bahati ya kuishi.

Je, inashangaza kwamba nadharia mpya ya kiasi cha fahamu imeibuka iitwayo Orchestrated Objective Reduction (Orch AU), iliyofadhiliwa na Mshindi wa Tuzo ya Nobel katika Fizikia Profesa Roger Penrose wa Chuo Kikuu cha Oxford na daktari wa ganzi Stuart Hameroff wa Chuo Kikuu cha Arizona.

Nadharia ya Orch AU, ingawa imepitia mabadiliko kadhaa tangu kuanzishwa kwake, kwa ujumla inasema kwamba ugunduzi wa oscillations ya quantum katika "microtubules" iliyo ndani ya nyuroni za ubongo hutoa fahamu. Microtubules (polima za protini) hudhibiti kazi za niuroni na sinepsi na kuunganisha michakato ya ubongo na michakato ya kujipanga kwa kiwango cha quantum. Wanasayansi wanaamini kwamba nadharia mpya inaweza hata kuelezea maisha ya baada ya kifo.

Kumbuka kwamba nadharia ya Penrose na Hameroff imesababisha ukosoaji kadhaa, hata hivyo, matumizi ya nadharia ya quantum katika muktadha wa kibaolojia yameendelea na kupata mafanikio makubwa zaidi kuhusiana na usanisinuru. Inafurahisha, tafiti za harufu, vimeng'enya, na hata DNA ya ndege pia zinaonyesha kuwa athari za quantum zinaweza kuhusika zaidi katika utendakazi wa viumbe vya kibaolojia.

Mwanafunzi wa PhD Bethany Adams hivi majuzi alichapisha karatasi katika Ulimwengu wa Fizikia juu ya jukumu la athari za quantum kwenye ubongo. Utafiti wa Adams unaangazia anuwai ya athari zinazowezekana kwenye ubongo, lakini utafiti wake wa udaktari

inaangazia msongamano wa quantum kati ya niuroni na jinsi inavyoweza kuathiriwa na dawa kama vile lithiamu.

Ingawa kazi ya Adams inashughulikia maombi kadhaa yanayowezekana, yeye mwenyewe anatumai kuwa utafiti wake utaleta ulimwengu ufahamu bora wa jinsi dawamfadhaiko na vidhibiti vya hisia hufanya kazi, pamoja na matibabu mapya ya magonjwa mengi ya akili. Lakini ni nani anayejua, labda kazi yake itawaruhusu wanasayansi kuelezea jinsi fahamu inavyofanya kazi na inatoka wapi.