สมองของมนุษย์เกี่ยวข้องกับฟิสิกส์ควอนตัมอย่างไร?

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

ไม่มีใครรู้ว่าจิตสำนึกคืออะไรและทำงานอย่างไร แน่นอน นักวิทยาศาสตร์จากสาขาวิทยาศาสตร์ต่างๆ มีสมมติฐานที่หลากหลายเกี่ยวกับคะแนนนี้ แต่ไม่มีใครสามารถให้คำตอบที่แน่ชัดสำหรับคำถามที่ว่าจิตสำนึกคืออะไร กลศาสตร์ควอนตัมสังเกตสถานการณ์ที่คล้ายกัน - การศึกษาปฏิสัมพันธ์ของอนุภาคที่เล็กที่สุดของจักรวาลซึ่งกันและกันนักฟิสิกส์ได้เรียนรู้มากมาย แต่เนื่องจากกลศาสตร์ควอนตัมไม่เห็นด้วยกับทฤษฏีสัมพัทธภาพทั่วไปของไอน์สไตน์ นักวิจัยจึงไม่สามารถหาวิธีนำพวกมันไปสู่ตัวส่วนร่วมได้

นักฟิสิกส์ Richard Feynman หนึ่งในนักวิทยาศาสตร์ที่ยิ่งใหญ่ที่สุดแห่งศตวรรษที่ 20 ไม่มีใครเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัมอย่างแท้จริง ที่น่าสนใจคือเขาอาจจะเคยพูดถึงปัญหาของจิตสำนึกที่ซับซ้อนพอๆ กันก็ได้ แม้ว่านักวิทยาศาสตร์บางคนเชื่อว่าจิตสำนึกเป็นเพียงภาพลวงตา แต่คนอื่น ๆ กลับเชื่อว่าเราไม่เข้าใจเลยว่ามันมาจากไหน

ดังนั้นจึงไม่น่าแปลกใจที่ความลึกลับของจิตสำนึกในสมัยโบราณได้กระตุ้นให้นักวิจัยบางคนหันไปใช้ฟิสิกส์ควอนตัมเพื่ออธิบาย แต่ความลึกลับที่ยังไม่แก้เรื่องหนึ่งจะอธิบายได้อย่างไร?

สติคืออะไร?

เป็นการยากที่จะกำหนดจิตสำนึก จะตอบคำถาม "ทำไมฉันถึงเป็นฉัน" หรือ "จิตสำนึกของฉันแตกต่างจากจิตสำนึกของแมวอย่างไร" หรือ "เหตุใดฉันจึงมองโลกในลักษณะนี้ มิใช่อย่างอื่น" โชคดีที่มีนักวิทยาศาสตร์ในโลกที่พร้อมจะให้คำตอบ ถ้าไม่ใช่ทั้งหมด ก็มีคำถามมากมายเกี่ยวกับจิตสำนึกของมนุษย์

ตัวอย่างเช่น นักปรัชญาด้านความรู้ความเข้าใจ Daniel Dennett ศาสตราจารย์แห่ง Tufts University (USA) ในหนังสือของเขา "From Bacteria to Bach and Back" กล่าวถึงกระบวนการทางชีววิทยาในร่างกายมนุษย์ที่สร้างกระแสความคิดและภาพ ศาสตราจารย์เชื่อว่าภาพยนตร์อัตนัยที่เล่นต่อหน้าต่อตาเราแต่ละคนนั้นไม่มีอะไรมากไปกว่าภาพลวงตาที่สมองของเราถักทออย่างชำนาญ นอกจากนี้ เขายังเชื่อว่าสติไม่ได้ลึกลับอย่างที่เราคิด และเชื่อว่าวิทยาศาสตร์ควรอธิบายการทำงานของสมองตามวัตถุประสงค์

ในบรรดานักวิชาการที่ไม่เห็นด้วยกับมุมมองของ Dennett คือ David Chalmers นักปรัชญาและอาจารย์ชาวออสเตรเลีย เขาเสนอให้พิจารณาว่าจิตสำนึกเป็นปัจจัยพื้นฐาน เช่น กฎแห่งฟิสิกส์ ซึ่งสามารถค้นพบได้ในอนาคตโดยใช้เทคโนโลยีล่าสุด แนวคิดที่สองที่รุนแรงยิ่งกว่านั้นเรียกว่า "สมมติฐานแพนสปิคิสม์" ซึ่งสติสัมปชัญญะนั้นเป็นสากลและระบบใดก็ตามที่ครอบครองมันในระดับหนึ่ง แม้แต่อนุภาคมูลฐานและโฟตอน และที่ใดมีโฟตอน ก็อาจมีกลศาสตร์ควอนตัม

ฟิสิกส์ควอนตัมเกี่ยวข้องกับจิตสำนึกอย่างไร?

ในปี 1921 อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ จากการค้นพบกฎของเอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก นักฟิสิกส์เชื่อว่าแสงซึ่งปกติถือว่าเป็นคลื่นต่อเนื่องสามารถกระจายในควอนตาซึ่งเราเรียกว่าโฟตอน เหตุการณ์นี้ควบคู่ไปกับความเข้าใจของ Max Planck เกี่ยวกับการแผ่รังสีของวัตถุสีดำ แบบจำลองอะตอมใหม่ของ Niels Bohr การศึกษา X-ray ของ Arthur Compton และการสันนิษฐานของ Louis de Broglie ที่ว่าสสารมีคุณสมบัติคล้ายคลื่น ถือเป็นจุดเริ่มต้นของยุคควอนตัมใหม่ที่คุณและฉัน โชคดีพอที่จะมีชีวิตอยู่

น่าแปลกใจไหมที่ทฤษฎีควอนตัมใหม่ของจิตสำนึกได้เกิดขึ้นที่เรียกว่า Orchestrated Objective Reduction (Orch OR) ซึ่งได้รับการสนับสนุนโดยผู้ได้รับรางวัลโนเบลสาขาฟิสิกส์ ศาสตราจารย์โรเจอร์ เพนโรสแห่งมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ด และวิสัญญีแพทย์ Stuart Hameroff จากมหาวิทยาลัยแอริโซนา

ทฤษฎี Orch OR แม้ว่าจะมีการเปลี่ยนแปลงหลายอย่างตั้งแต่เริ่มก่อตั้ง แต่โดยทั่วไประบุว่าการค้นพบการสั่นของควอนตัมใน "ไมโครทูบูล" ที่อยู่ภายในเซลล์ประสาทของสมองทำให้เกิดความรู้สึกตัวไมโครทูบูล (โปรตีนโพลีเมอร์) ควบคุมการทำงานของเซลล์ประสาทและซินแนปติก และเชื่อมโยงกระบวนการของสมองกับกระบวนการจัดระเบียบตนเองในระดับควอนตัม นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่าทฤษฎีใหม่นี้อาจอธิบายชีวิตหลังความตายได้

โปรดทราบว่าทฤษฎีของ Penrose และ Hameroff ทำให้เกิดการวิพากษ์วิจารณ์หลายครั้ง อย่างไรก็ตาม การประยุกต์ใช้ทฤษฎีควอนตัมในบริบททางชีววิทยายังคงดำเนินต่อไปและประสบความสำเร็จมากที่สุดในการสังเคราะห์แสง ที่น่าสนใจคือ การศึกษากลิ่น เอนไซม์ และแม้แต่ DNA ของนกยังแนะนำว่าผลกระทบของควอนตัมอาจเกี่ยวข้องอย่างกว้างขวางกว่าในการทำงานของสิ่งมีชีวิตทางชีววิทยา

นักศึกษาระดับปริญญาเอก Bethany Adams เพิ่งตีพิมพ์บทความใน Physics World เกี่ยวกับบทบาทของเอฟเฟกต์ควอนตัมในสมอง การศึกษาของ Adams เน้นย้ำถึงผลกระทบของควอนตัมที่เป็นไปได้ต่อสมอง แต่การศึกษาระดับปริญญาเอกของเธอ

มุ่งเน้นไปที่ควอนตัมพัวพันระหว่างเซลล์ประสาทและวิธีที่มันสามารถได้รับผลกระทบจากยาเช่นลิเธียม

แม้ว่างานของ Adams จะครอบคลุมการใช้งานที่เป็นไปได้หลายประการ เธอเองก็หวังว่างานวิจัยของเธอจะทำให้โลกเข้าใจถึงวิธีการทำงานของยากล่อมประสาทและยารักษาอารมณ์ รวมถึงการรักษาใหม่ๆ สำหรับความเจ็บป่วยทางจิตมากมาย แต่ใครจะรู้ บางทีงานของเธออาจทำให้นักวิทยาศาสตร์สามารถอธิบายได้ว่าจิตสำนึกทำงานอย่างไรและมาจากไหน