Home Tudomány és technológia A tudat és a kvantumok világa

A tudat és a kvantumok világa

0

Ennek a cikknek az olvasása 7 percig tart

Bizonyára vannak köztetek olyanok, akik felkapják a fejüket a kvantummechanika szó hallatán és valamilyen rejtélyes, misztikus dologra gondolnak. Tisztázni fogjuk, mi is ez pontosan és összefüggésbe fogjuk állítani a tudattal. Merthogy a tudat is maga egy misztérium, nemde? A kvantumfizika célja, hogy leírja az univerzumban található legkisebb részecskék működését. De vajon értjük-e a tudat működését? Néhány tudós szerint a tudat mibenlétének megmagyarázásához szükség van a kvantummechanikára. Ezzel kapcsolatban viszont erős a szkepticizmus, hiszen bölcs dolog-e egy misztikus dolgot egy másik misztikus dologgal magyarázni?

Egy különös kísérlet

Az olvasók között biztos van olyan, aki hallott már a kétréses kísérletről. Képzeljünk el egy hátteret, amire rések vannak vágva. A réseken ha átmegy a fény, akkor a fénysugarak interferálhatnak – erősíthetik egymást – vagy kiolthatják egymást. Ez véletlennek tűnik. Viszont ha odateszünk egy mérőeszközt, hogy számolja az interferenciákat és a diffúziókat, akkor hihetetlen módon nincs interferencia. A mérés vagy megfigyelés maga olyan mintha befolyásolná a kísérlet kimenetelét.

A duplaréses kísérlet bebizonyította azt, hogy egy kvantumkísérlet kimenetele attól függ, hogy végzünk-e mérést a kísérlet során vagy pedig nem. Amikor először megfigyelték, hogy a kísérlet kimenetele függ a megfigyelő részvételétől, akkor a kutatók meglehetősen elbizonytalanodtak. Sokáig ugyanis azt gondolták, hogy az univerzum egy független, rajtunk kívül álló dolog. Most viszont bebizonyosodott, hogy a világ működése tőlünk függ. Most akkor honnan tudjuk, mit jelent a valóság?

Pascual Jordan az 1920-as években azt fogalmazta meg, hogy a megfigyelés nem befolyásolja a valóságban történő dolgok kimenetelét, az attól független. Márpedig ez a kísérlet ennek ellentmond. Mindez arra engedett következtetni, hogy a tárgyi világ csupán illúzió és muszáj, hogy teret engedjünk a tudat fogalmának a kvantummechanikában. Mások szerint viszont az egésznek semmi értelme. Hogy mi az igazság? Nos, Albert Einstein egykor úgy fogalmazott, hogy a Hold addig nem létezik, amíg nem látod. Lehet, hogy itt is ugyanez a párhuzam?

De mi lenne akkor, ha át akarnánk várni a természetet és csak azután végezni a mérést, miután a részecskék áthaladtak a réseken? Igen, ez nem hangzik rosszul, csakhogy ebben az esetben is már előre el van döntve, hogy fogunk-e végezni mérést vagy sem. Tetszik vagy sem, fel kell ismerni, hogy a tudat valamilyen szinten befolyásolja a fizikát. S lehet, hogy a kvantummechanika fog választ adni arra, hogyan működik az agy.

Ezt a késleltetéses trükköt John Wheeler alkalmazta először az 1970-es években. Kiderült, hogy nem volt különbség aközött, hogy késleltetjük a mérést vagy nem. Amennyiben mérés történik, nincs interferencia. Mintha a természet tudná, hogyan fogunk dönteni előre, miközben még mi se tudjuk. A kísérletet tehát a mérés befolyásolja. De mikor dől el, hogy mi lesz a kísérlet kimenetele? Amikor a tudatunk eldönti, hogy mérünk-e vagy sem?

Eugene Wigner magyar fizikus az 1930-as években azt fogalmazta meg, hogy a kísérlet kimenetele attól függ, milyen döntés születik a tudatunkban. Wheeler pedig eljátszott a gondolattal, hogy azok az élőlények a világban, melyek képesek a döntésre, valójában több kvantumidőt hoznak létre a tudatukban, melyekből csak egy valósul meg. Ebben az értelemben mindannyian részei vagyunk az Univerzum evolúciójának, a fejlődéstől kezdve.

Az agy szerepe

A tudósok tehát mint látjátok, nem igazán értik, mi is a háttere ennek a kísérletnek. Hogy te mit szűrsz le belőle, tőled függ. De valahogy mégsem lehet elvetni azt a gondolatot, hogy a tudat és a kvantummechanika összekapcsolódik. Ezt a nézetet Roger Penrose fizikus is támogatta az 1980-as években. Penrose felvetette azt, hogy mi van ha agyunk molekulaszerkezete képes alkalmazkodni egy adott kvantumeseményhez? Mi van, ha alkalmazkodik a szuperpozíció jelenségéhez (az a jelenség, melynek során egy részecske bármely pozícióban lehet) ugyanúgy, mint ahogy ez a kétréses kísérletben is történik? Vagyis az agy idegsejtjeinek elektromos kisülései mögött szintén a szuperpozíció áll.

Később, 1994-ben azt állította, hogy az agy kvantumészlelése mögött valamilyen fehérjék kellenek, hogy álljanak, ezek lehetnek a felelősek a kvantumrészecskék szuperpozíviójának mentális alkalmazkodásához. Ilyen fehérjék létezésére azonban nincs bizonyíték.

2000-ben ezt az elméletet meg is cáfolta Max Tegmark fizikus azzal, hogy a neurális kvantum-szuperpozíciója már csak azrt sem lenne lehetséges, mert a neuronok képtelenek a olyan rövid idő alatt meghatározni a kvantumpozíciót, ami felfoghatatlanul rövid időn belül eldől. A szuperpozíció sokkal hamarabb megvalósul, mint ahogyan a neuronok kisülnek.

Így tehát az agyban lévő feltételezett kvantumeffektusok erős ellenvetésre találtak. Mindezek ellenére találtak már bizonyítékot arra, hogy madarak tájékozódáshoz használhatják a kvantumfolyamatokat csakúgy mint a növények a fotoszintézishez. Ettől függetlenül persze lehetséges, hogy az agy is képes előnyt kovácsolni a kvantumok mozgásából, csak még nem tudjuk.

A foszfátatom a kulcs?

2015-ben Matthew Fisher fizikus adott ki egy tanulmányt, amiben azt állította, hogy az agynak bizonyos molekulái képesek lehetnek a szuperpozíció állapotára, nevezetesen itt a foszforatomokról van szó.A foszforatom megtalálható mindenhol az élő sejtben. Gyakran veszik fel a foszfátion alakját, ez esetben a foszfátatom négy oxigénatomhoz kötődik.
Ezek a foszfátionok a sejt alapvető energiaegységei. Az energia egy ATP (adenozin trifoszfát) nevű molekulában tárolódik, ahol három foszfátcsoport csatlakozik magához a sejthez. Amikor szabaddá válnak a foszfátcsatornák, energia szabadul fel, melyet a sejt felhasznál. A foszfátionok szuperpozícióját kiválthatja akár egy gondolat is, mivel a gondolat idegsejteket aktivál az agyban.

Zavar a tudományban

A tudósok azonban inkább szeretnének elzárkózni ezektől az elméletektől. Ők inkább külön szeretnék választani a kvantummechanikát és a tudatot. Elvégre még azt se tudjuk pontosan, hogy mi a tudat. Egyesek szerint a kvantumtudat magyarázatot adhat az olyan pszichikus képességekre is,mint a telepátia vagy a telekinézis. Persze ismét hangsúlyoznom kell, hogy a tudósok nem szeretik egy mondatban a kvantum és a tudat szót. Úgy tűnik azonban, hogy nem igazán lehet majd különválasztani őket azzal, a egyre több és több ilyen eredményt kapunk az egyes kísérleteknél.

Egy másik, ide kapcsolódó jelenség a kvália. Ez nem más mint a fizikai jelenségek egyéni megtapasztalása. Hogy mit is jelent ez? Nos, mindenki tudja, milyen az a kék szín. Vagy a piros. Mégis, mindannyian egyénileg tapasztaljuk meg a színeket amikor látjuk őket. Ezt a tapasztalást, az érzést nem lehet megosztani másokkal és a fizika se tudja, hogyan kellene ezt leírni.

Mert az ingereket a külső valóságból fogjuk fel, de az élmény és a tapasztalás a tudatban keletkezik. Az átélés ténye bizonyítja a tudat létét, de a tudatot nem sikerül leírni a fizika nyelvén. Márpedig olyan dologról van szó, ami úgy tűnik, képes előre meghatározni események kimenetelét, mintha azt határozná meg, mi legyen a valóság. Sok lehetséges esemény közül meghatároz egyet, amely be fog következni a kvantumok szintén – a makrovilágban ez az az esemény, amelynek során elvégezzük a megfigyelést. Ezt a kvantumelmélet nem képes megjósolni.

Az tehát, hogy hogyan fog összekapcsolódni a tudományban a kvantum és a tudat, további kísérletektől függ.

BBC | Gerd Altmann képe a Pixabay -en