Как связаны человеческий разум и квантовая физика

Никто не знает, что такое сознание и как оно устроено. Безусловно, у ученых из разных областей науки есть самые разные предположения на этот счет, однако точного ответа на вопрос о том, что представляет собой сознание, никто дать не может. Похожая ситуация наблюдается и с квантовой механикой.
Изучая взаимодействие мельчайших частиц Вселенной между собой, физики многое узнали. Но так как квантовая механика не согласуется с общей теорией относительности Эйнштейна, исследователи не могут понять как привести их к общему знаменателю. По мнению одного из величайших ученых ХХ века, физика Ричарда Фейнмана, по-настоящему квантовую механику не понимает никто. Интересно, что с таким же успехом он мог бы говорить о столь же запутанной проблеме сознания. Несмотря на то, что некоторые ученые полагают, что сознание – всего лишь иллюзия, другие, напротив, считают, что мы вообще не понимаем, откуда оно берется. Так что не удивительно, что извечная загадка сознания побудила некоторых исследователей обратиться к квантовой физике для ее объяснения. Но как одну неразгаданную тайну можно объяснить другой?

Что такое сознание?

Дать определение сознанию сложно. Как и ответить на вопрос о том «почему я это я» или «чем мое сознание отличается от сознания кота?» или «почему я воспринимаю мир так а не иначе?». К счастью, в мире есть ученые, готовые дать ответы если не на все, то на многие вопросы о том, что такое человеческое сознание.
Например, философ-когнитивист Дэниел Деннет, профессор Университета Тафтс (США), в своей книге «От бактерии до Баха и обратно» рассказывает о том, как биологические процессы в человеческом организме создают поток мыслей и образов. Профессор считает, что тот субъективный фильм, который проигрывается перед глазами каждого из нас, не более чем иллюзия, искусно сотканная нашим мозгом. Он также полагает, что сознание не настолько загадочно, как мы думаем и считает, что наука должна объяснить объективное функционирование мозга.

Сознание – человеческая способность воспроизведения действительности в мышлении

Среди несогласных с точкой зрения Деннета ученых австралийский философ и преподаватель Дэвид Чалмерс. Он предлагает рассматривать сознание как нечто фундаментальное, например, как законы физики, которые можно будет обнаружить в будущем с помощью новейших технологий. Его вторая еще более радикальная идея называется «гипотеза панспихизма», согласно которой сознание универсально и любая система в некоторой степени им обладает, даже элементарные частицы и фотоны. А там, где есть фотоны, может быть и квантовая механика.

Как квантовая физика связана с сознанием?

В 1921 году Альберт Эйнштейн был удостоен Нобелевской премии по физике за открытие закона фотоэлектрического эффекта. Физик полагал, что свет, который обычно считается непрерывной волной, также может распределяться в квантах, которые мы называем фотонами. Это событие наряду с пониманием излучения черного тела Максом Планком, новой моделью атома Нильса Бора, исследованием рентгеновских лучей Артуром Комптоном и предположением Луи де Бройля о том, что материя обладает волнообразными свойствами, положили начало новой квантовой эре, в которой нам с вами посчастливилось жить.
Стоит ли удивляться появлению новой квантовой теории сознания под названием «Организованная объективная редукция» (Orchestrated objective reduction или «Orch OR»), авторами которой являются лауреат Нобелевской премии по физике профессор Роджер Пенроуз из Оксфордского университета и анестезиолог Стюарт Хамерофф из Аризонского университета.
Теория «Orch OR», хоть и претерпела ряд изменений с момента своего создания, в целом гласит, что открытие квантовых колебаний в «микротрубочках», которые находятся внутри нейронов головного мозга, дает начало сознанию. Микротрубочки (белковые полимеры) управляют нейрональными и синаптическими функциями и связывают мозговые процессы с процессами самоорганизации на квантовом уровне. Ученые считают, что новая теория может объяснить даже загробную жизнь.

«Orch OR» – группа гипотез, предполагающих невозможность объяснения сознания классической механикой и требуюящая привлечения постулатов квантовой механики (явление квантовой запутанности, суперпозиции и др).

Отметим, что теория Пенроуза и Хамероффа вызвала ряд критических замечаний, однако применение квантовой теории в биологическом контексте продолжилось и имело наибольший успех в отношении фотосинтеза. Интересно, что исследования обоняния, ферментов и даже ДНК птиц также предполагают, что квантовые эффекты могут быть более широко вовлечены в функционирование биологических организмов.
Недавно в журнале Physics World была опубликована работа аспирантки Бетани Адамс, посвященная роли квантовых эффектов в работе мозга. Исследование Адамс освещает ряд возможных квантовых эффектов на работу мозга, а вот ее докторское исследование сосредоточено на квантовой запутанности между нейронами и на том, как на нее могут влиять фармацевтические препараты, например литий.
Хотя работа Адамс охватывает несколько возможных применений, сама она надеется, что ее исследования принесут миру лучшее понимание того, как работают антидепрессанты и стабилизаторы настроения, а также к новым методам лечения многих психических заболеваний. Но кто знает, может быть ее работа позволит ученым объяснить, как работает сознание и откуда берется.