Författare

Michael Jones har en masterexamen i vetenskapsfilosofi. Han har debatterat ateister över hela världen. Han är en före detta ateist/sekulär/icke-kristen. Han har YouTube-kanalen "InspiringPhilosophy".

Om inlägget

av Publicerat: 26 juli 2023Ämnen: Filosofi, MedvetandeKommentarer inaktiverade för Kvantbiologi: Oreducerbart sinne (Del 4)Etiketter: , , , , , 3324 ord17 minuters läsningvisningar: 175

Dela inlägget!

Kvantbiologi: Oreducerbart sinne (Del 4)

Redaktörens kommentar: Denna artikel är den fjärde i en serie artiklar skrivna av Michael Jones (InspiringPhilosophy). Översättning av Richard Strong. Originaltitel: Irreducible Mind



När du tänker på din hjärna kanske du tänker på kemiska reaktioner och elektriska signaler som äger rum som du kanske tror genererar alla dina tankar, drömmar och ditt medvetande. Om detta var fallet skulle allt du är kunna förklaras av klassisk fysik. Men hur vi tänker och arbetar verkar vara helt annorlunda än hur klassisk fysik fungerar på makronivå. Och ett nytt forskningsfält, kallat kvantsinneteori, utmanar dessa etablerade föreställningar om att vi inte är något annat än biologiska robotar som bestäms av fysikens lagar.

Under de senaste decennierna har ett nytt forskningsfält börjat, kallat kvantbiologi, vilket är det vetenskapsområde som tillämpar kvantmekanik på biologiska system för att förklara hur de fungerar där klassisk biologi inte kan ge en fullständig redogörelse. Flera aspekter av biologi kan inte förklaras enbart med klassisk biologi och kvantbiologi ger bättre modeller för biologiska system.

Till exempel har kvantmekanik visat sig spela en roll i fotosyntesen och verkar användas i hur fåglar migrerar. Kvantmekaniken kan också spela en roll för hur vi kan lukta. Kvantintrassling har visat sig hålla ihop DNA, själva livets kod, och forskare hittade nyligen bevis på kvantjitter i vårt DNA, vilket kan vara en drivkraft i evolutionen

Man trodde att kvantmekaniken inte spelade någon roll i makroobjekt, än mindre biologiska strukturer, eftersom miljön var för farlig för kvantprocesser, men denna forskning ensam motbevisar detta påstående. Det är nu känt att biologiska system kan och drar fördel av kvantprocesser och kan använda dem för fördelaktiga medel.

När vår moderna teori om kvantmekanik först utvecklades, spekulerade vissa fysiker att det kanske kunde förklara en annan gåta, liv och medvetande. En av anledningarna var att kvantmekaniken bekräftades i flera experiment, och de konstiga reglerna i kvantvärlden verkade kontraintuitiva. Så vissa föreslog att det skulle kunna låsa upp ett helt nytt sätt att se på världen som så småningom kunde leda till att man förstår själva livets regler och egenskaper. Detta sågs som spekulativt som först, men nyligen har nya bevis kastat ljus över idén.

För ett decennium sedan började fysikern Diederik Aerts föreslå att kvantmekanikens matematik skulle kunna användas för att modellera sinnets inre värld.

”Vi påpekar att kvantmekaniska principer, såsom superposition och interferens, är ursprunget till specifika effekter i kognition relaterade till begreppskombinationer … Vi undersöker implikationerna av vårt kvantmodelleringsschema för strukturen av mänskligt tänkande, och visar närvaron av en tvåskiktsstruktur bestående av ett klassiskt logiskt lager och ett kvantkonceptuellt lager.”

Med andra ord verkar sinnets inre värld bete sig som om den är kvantliknande. Till exempel, inom kvantmekaniken finns det något som kallas superposition, där ett kvantsystem kan bete sig som om det är i flera tillstånd samtidigt tills det mäts, och en kollaps sker till en slutlig observerbar position.

Aerts noterar dock att detta verkar vara hur eller tankar beter sig. Vi kan ofta ha flera motsägelsefulla idéer eller lösningar på ett problem som existerar i vårt sinne samtidigt innan vi medvetande orsakar kollaps till det slutliga beslutet som vi genomför i vår klassiska eller makroverklighet. Ibland känns det som att vissa tankar eller minnen är intrasslade. Du kanske tänker på ett ämne och omedelbart är du kopplad till ett annat ämne som precis dök upp i ditt sinne.

Vi kan tänka på våra mentala processer som kvanttunnelering. Du kan till exempel stöta på ett udda föremål eller lukta på något som omedelbart påminner dig om ett länge förlorat minne. Vi kan studsa runt mellan olika ämnen utan någon logisk väg från det ena till det andra.

Aerts föreslår dessa koncept och fler är bättre på att förklara hur sinnet fungerar, med andra ord, sinnet verkar bete sig kvant och mentala processer bör modelleras som sådana.

((i) kontextuell påverkan, (ii) uppkomst på grund av superposition, (iii) interferens, (iv) intrassling och (v) kvantfältteoretiska aspekter.)

Det har hävdats att detta inte är något annat än en slump, att hjärnan bara är en klassisk maskin som beter sig kvantlikt när den genererar sinnet. I själva verket är det rättvist att säga att många forskare som arbetar med kvantkognition talar om det som bara ett abstrakt ramverk för att modellera det mänskliga mentala lexikonet genom hjärnans nätverk av neuroner.

Men detta element ensamt är förmodligen inte tillräckligt för att helt förklara varför sinnet agerar kvantliknande, och man skulle kunna hävda att hjärnans neurala nätverk är en manifestation av ett underliggande kvants mekaniska aspekt, djupt inne i hjärnan.

Och bara utifrån beräkningsfrågor är detta osannolikt att hjärnan bara simulerar ett kvantsystem. Det är mer vettigt ur en biologisk synvinkel att bara använda kvantprocesser istället för att simulera dem klassiskt, och vi vet att biologisk process kan utnyttja kvantprocesser. Stuart Hameroff förklarar:

Dessutom har vi bevis för att kvantprocesser verkar existera djupt inne i hjärnan. Fysikern Matthew Fisher tog fram en studie från 1980-talet där möss fick antingen litium-6 eller litium-7 och jämfördes med en kontrollgrupp. Litium-7 används i farmaceutiska läkemedel för att behandla saker som depression eller bipolär sjukdom.

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/18626002

Om hjärnan nu är rent kemisk och inte kvant, borde Litium-6 ha effekten. Anledningen är kemiskt att de är lika, eftersom de har samma antal elektroner. Den enda skillnaden är att litium-7 har ytterligare en neutron i kärnan. Så den enda skillnaden är deras kvantvibrationsfrekvens, inte deras kemiska sammansättning.

Forskare fann dock stora beteendeskillnader mellan Lithium-7-gruppen och Lithium-6-gruppen. Lithium-7-gruppen mjuknade och visade lite intresse för att utföra normala instinktiva uppgifter, och Lithium-6-gruppen hade precis motsatt effekt.

Fisher säger, ”…för de råttmamma som matades med Li-6 rapporterades deras bobyggnad vara överdriven, amningen var mycket frekvent / lång varaktighet, skötsel och hämtning av valpar var överdriven – så dessa var de renaste och säkraste råttungarna i världen! Beredskapstillståndet, istället för att vara ”genomsnittligt” eller ”lågt”, rapporterades vara ”mycket högt”. Tydligen hade inte bara Li-6 och Li-7 olika effekter på moderråttornas humör, utan effekterna hade motsatt tecken.”

Således påverkades förändringen av resonansen av litiumkvanttillstånden, inte deras kemiska sammansättning, vilket antyder att det finns kvantprocesser i den hjärnan som korrelerar med våra mentala egenskaper. Kvantkognition verkar vara mer än bara en modell.

Annan forskning har bara stött uppfattningen att hjärnan faktiskt är kvantberäkning. Under de senaste åren har ytterligare forskning publicerats som stödjer kvantsinneteori. Informationsbehandling har rapporterats ske inom mikrotubuli, där kvant-sinneteorier säger att kvantprocesser äger rum.

En annan uppsats har visat att tubulinproteinmolekyler kommer att självmontera via kvanttunnel. Utöver detta har vi till och med bevis som tyder på att kvantvibrationer kommer från mikrotubuli, vilket skulle antyda att topologiska kvantbitar sannolikt finns i hjärnan. Kvantbiologiforskaren Anirban Bandyopadhyay sa ”Mikrotubuli verkar vara en grundläggande informationsbearbetningsanordning inom biologi.” Det verkar alltså som om vi har tillräckliga bevis för att kvantprocesser äger rum i hjärnan.

De flesta av teorierna för kvantsinne kretsar kring den grundläggande premissen att djupt inuti neuroner finns små strukturer som kallas mikrotubuli, som är gjorda av proteiner som kallas tubuliner. Eftersom tubuliner är ett protein, innehåller de amniosyror som kallas tryptofan.

På molekylär nivå består tryptofan i sin ände av 6 kol bundna tillsammans i form av en ring. Denna ring innehåller elektroner som oscillerar från sida till sida av ringen. På grund av kvantmekanikens osäkerhetsprincip är den faktiska platsen för dessa elektroner mer korrekt beskriven av vågfunktion, eller som ett moln av möjliga platser. Eftersom dessa tryptofanmolekyler är nära varandra kan en tryptofanring dela ett elektronmoln med en annan tryptofanring. Deling av elektronmolnen orsakar förskjutningen av tryptofan till en överlagring av två tillstånd. Så i princip allt detta betyder i ett nötskal är, enligt kvantsinneteorin, inom mikrotubuli i en neuron, på grund av molekylär sammansättning av tubuliner, kan de existera i överlagring av två tillstånd, som vi kommer att representera som en 1 eller en 0. Att vara i en superposition skulle det existera som både ett tillstånd av 1 och 0, vilket skulle vara känt som en qubit, tills det kollapsar till det ena eller det andra tillståndet. Nu eftersom tubuliner utgör mikrotubuli, kan delning av superpositionen längs ett elektronmoln existera längs flera olika vägar, vilket är känt som en toplogisk qubit. Genom de olika möjligheterna med bara en mikrotubuli kan olika vägar existera i en superposition och detta resulterar i storskalig koherens mellan tusentals tryptofanmolekyler på en mikrotubuli. Nu är det här som kvantberäkning kommer in. delning av superpositionen längs ett elektronmoln kan existera längs flera olika vägar, vilket är känt som en toplogisk qubit. Genom de olika möjligheterna med bara en mikrotubuli kan olika vägar existera i en superposition och detta resulterar i storskalig koherens mellan tusentals tryptofanmolekyler på en mikrotubuli. Nu är det här som kvantberäkning kommer in. delning av superpositionen längs ett elektronmoln kan existera längs flera olika vägar, vilket är känt som en toplogisk qubit. Genom de olika möjligheterna med bara en mikrotubuli kan olika vägar existera i en superposition och detta resulterar i storskalig koherens mellan tusentals tryptofanmolekyler på en mikrotubuli. Nu är det här som kvantberäkning kommer in.

De två kraven för kvantberäkning är:

(a) Superposition av två tillstånd, vilket gör att molekyler kan representera qubits som 0 och en 1. Vi har sett hur detta kan ske i bara en tryptofanmolekyl, som när den förskjuts existerar som en superposition av ett 1- och ett 0-tillstånd

(b) Det andra kravet för kvantberäkning är storskalig koherens. Återigen har vi sett hur detta kan inträffa bland tusentals tryptofanmolekyler.

Således kan mikrotubuli inuti neuroner potentiellt uppfylla de två kraven som krävs för kvantberäkning. Jag vet att det är lite komplicerat, men vad detta skulle innebära är att hjärnan kan beräkna olika möjligheter samtidigt tills ett beslut fattas och kollaps till ett tillstånd produceras, vilket motsvarar det intuitiva sättet att tänka på, såväl som vad forskare hittats i utvecklingen av modellen för kvantkognition.

Detta stöds också av det faktum att det finns en korrelation mellan bindningsaffiniteten hos många hjärnförändrande kemikalier som anestetika för de hydrofoba fickorna där dessa tryptofanrester finns och deras anestetiska styrka. Med andra ord, ju hårdare ett bedövningsmedel binder till tryptofanrester på mikrotubuli desto mer sannolikt är det att de stör kognitiva processer som minnesbildning, vilket tyder på att det finns en korrelation mellan mikrotubuli och hur sinnet interagerar med eller manifesterar sig som en hjärna.

När dessa teorier först kom ut hävdade vissa att hjärnan är för stor och blöt för kvantkoherens. Vad detta betyder är att hjärnan innehåller mycket vatten, och den slumpmässiga rörelsen av vatten verkar förstöra kvantkoherens och producerar okoherens, och därför hävdades det att hjärnan är för ”våt” för att kvantberäkning ska ske.

Men dessa invändningar är ogiltiga av tre skäl:

För det första är invändningen baserad på en matematisk missräkning som antar att superpositionen behövde vara mycket större än vad kvantsinnemodeller förutspådde, och eftersom superpositionen skulle vara mycket mindre skulle det vara mindre chans att något skulle störa.

För det andra existerar tryptofanmolekylerna som föreslogs vara involverade i kvantkoherens i områden av mikrotubuli som är hydrofoba, det vill säga områden som utesluter vatten och skulle skydda mot interferens. Så vattenmolekyler kunde inte komma in i dessa områden och störa koherensen.

Slutligen utmanas denna invändning direkt av det faktum att kvantkoherens verkar spela en roll i biologiska organismer som diskuterats tidigare och fler upptäcks. Dessa biologiska organismer innehåller lika mycket vatten som den mänskliga hjärnan, och det verkar inte utesluta att kvantkoherens äger rum.

Quantum mind theory behandlar också andra invändningar från fysikalister och förklarar hur sinnet kan orsaka kollaps i mikrotubuli. Fysikalister har hävdat att en icke-materiell kraft, såsom ett sinne, inte kunde påverka hjärnan, eftersom den skulle bryta mot lagen om energibevarande, som säger att den totala energin i ett isolerat system förblir konstant. Om en annan kraft verkade på våra hjärnor skulle det förmodligen kräva någon typ av extern energikälla och bryta mot lagen om bevarande.

Men neurovetaren John Eccles och fysikern Henry Margenau svarar på detta genom att vädja till kvantmekaniken.

”vissa fält, som kvantmekanikens sannolikhetsfält, bär varken energi eller materia.”

Med andra ord, om sinnet beter sig eller manifesterar sig som en kvantprocess kan det orsaka kollaps i hjärnan utan att bryta mot bevarandelagen, genom att helt enkelt påverka sannolikhetsutfallet i hjärnan, istället för genom en process för att tillföra energi.

Margenau säger: ”I mycket komplicerade fysiska system som hjärnan, neuronerna och sinnesorganen, vars beståndsdelar är tillräckligt små för att styras av probabilistiska kvantlagar, är det fysiska organet alltid redo för en mängd möjliga förändringar, var och en med en bestämd sannolikhet; om en förändring sker som kräver energi, eller mer eller mindre energi än en annan, tillhandahåller den invecklade organismen den automatiskt. Därför, även om sinnet har något att göra med förändringen, det vill säga om det finns en växelverkan mellan sinne och kropp, skulle inte sinnet uppmanas att tillhandahålla energi.”

Så John Eccles avslutar med att citera Margenau, att bevarandelagen inte kränks om sinnet manifesterar sig och beter sig som kvantprocesser, vilket skulle förväntas med tanke på de nyligen upptäckta bevisen för kvantsinneteorin. Sinnets kvantnatur antyder att det inte nödvändigtvis behöver vara en produkt av hjärnan, men det kan vara något irreducerbart och bara korrelerar med hjärnan.

”Det kan dras slutsatsen att beräkningar på basis av Heisenbergs osäkerhetsprincip visar att den probabilistiska emissionen av en vesikel från det presynaptiska vesikulära rutnätet kan tänkas modifieras av en mental avsikt som agerar analogt med ett kvantalt sannolikhetsfält.”

”Allt vi kan ana är att mentala händelser som fungerar som ett fält på det sätt som postuleras av Margenau (1984) skulle kunna påverka förändringar i en moduls rums-temporala aktivitet genom att ändra sannolikheten för emission i många tusen aktiva synapser. Det behöver inte ske något brott mot bevarandelagar.”

I grund och botten energi tas inte bort eller tillsätts, allt som förändras är att sinnet verkar för att påverka den troligen fördelningen med i hjärnan. Så kvantsinneteorin förklarar hur sinnet kan påverka hjärnan utan att vara fysiskt själv.

Lägg nu märke till att Eccles inte säger att sinnet är sammansatt av kvantpartiklar eller kan reduceras till kvantprocesser. Och jag vill vara tydlig med att vi inte argumenterar för att idémedvetandet uppstår ur kvantprocesser eller är en produkt av kvantkollaps. Men om det finns oreducerbara sinnen som bara är korrelerade med hjärnan, för att behålla vår intuitiva förståelse av hur vår fria vilja och andra mentala processer fungerar, skulle sinnet, när det manifesterar sig i verkligheten för att orsaka verkliga fysiska förändringar, behöva bete sig kvantum. -tycka om. Med andra ord skulle oreducerbara sinnen förväntas manifestera sig med en kvantliknande natur, undvika den klassiska fysikens determinism och ha en förmåga att fritt tänka och bearbeta information. Kvantsystem och sinnen verkar korrelera i hur de beter sig, vilket modellen för kvantkognition visar.

Allt detta korrelerar perfekt med var bevisen inom kvantmekaniken pekar på problemet som kallas mätproblemet. Fysikern Henry Stapp påminner oss, ”Den logiska situationen i kvantteorin är… det finns ett absolut logiskt behov av något annat, såsom medvetande.” (sid. 1470)

Inom kvantmekaniken finns det ingen fysisk ekvation för att förklara kvantkollaps. Ändå har Stapp och andra fysiker hävdat att detta mätproblem innebär något bortom fysiska beskrivningar och ekvationer för att orsaka kvantkollaps, vilket de hävdar skulle behöva vara medvetande. I grund och botten är alla fysikaliska system bundna till kvantmekanikens regler, men kvantmekaniken visar oss att inget fysiskt system har bestämda egenskaper innan det mäts av en extern källa. Om allt fysiskt är bundet till dessa kvantmekaniska regler, innebär detta att något utanför hela det fysiska systemet måste interagera och orsaka kollaps, för att den klassiska fysiska världen ska uppstå som den är, vilket pekar på teorin att medvetandet är det som interagerar med det fysiska. att orsaka kollaps, istället för att vara ett framväxande inslag i materien.

Bruce Rosenblum och Fred Kuttner säger, ”Bara ett medvetande, något bortom Schrödinger ekvationsutveckling, kan kollapsa en vågfunktion.” (191)

John Gribbin och Paul Davies säger, ”…observatören spelar en nyckelroll i att bestämma resultatet av kvantmätningarna…”

Om hjärnan nu ägnar sig åt kvantberäkning så gäller samma kvantregler och effekter så implikationerna av mätproblemet gäller även för hjärnan. Om hjärnan har flera olika vägar längs sina mikrotubuli i en kvantöverlagring, vad är det då som orsakar mätning och slutlig kollaps? Som vi sa finns det ingen fysisk ekvation för att beskriva kollaps, men kollaps måste ske för att hjärnans processer ska gå framåt. Implikationerna vi ser i kvantexperiment skulle överföras till kvantbiologin. Vågfunktionen hos den materiella hjärnan kollapsas av sinnet, eller betraktaren. Med andra ord, sinnet mäter hjärnan och producerade verkliga effekter utförda i hjärnan. Således skulle hjärnan i själva verket ha påhittat behovet av en observatör för att orsaka kollaps,

Utöver det korrelerar dessa data med vad vi ser i den neurovetenskapliga forskningen om medveten uppmärksamhet och hjärnans plasticitet. Sinnet kan producera verkliga observerbara effekter i hjärnan, som forskare har påpekat i flera studier.

Således visar bevisen att sinnet är en verklig aktiv kraft som kollapsar hjärnans kvantnatur och producerar verkliga förändringar och orsakar resultat. Kvantbiologin och mätproblemet pekar tillbaka på ett oreducerbart sinne, inte skapat av hjärnkemi, som behövs för att mäta hjärnans kvantöverlagringar och får handlingar att spela ut. Sålunda pekar Quantum mind theory på en oreducerbar medveten varelse.

Michael Jones
vetenskapsfilosof
Masterexamen i vetenskapsfilosofi

Översatt av: Richard Strong

Just nu på bloggen

Facebook

Comments Box SVG iconsUsed for the like, share, comment, and reaction icons
Att dekonstruera sin tro är hetare än någonsin! Passande nog har anmälan till vårens konferens har öppnat! Våga fråga - att ifrågasätta sin tro utan att bli svarslös. Konferensen kommer att ta upp varför folk lämnar kyrkan och de skäl som ofta ligger bakom. Välkomna!
Mer info och anmälan här:  https://apologia.se/vaga-fraga/

Att dekonstruera sin tro är hetare än någonsin! Passande nog har anmälan till vårens konferens har öppnat! "Våga fråga - att ifrågasätta sin tro utan att bli svarslös." Konferensen kommer att ta upp varför folk lämnar kyrkan och de skäl som ofta ligger bakom. Välkomna!
Mer info och anmälan här: apologia.se/vaga-fraga/
... Läs merLäs mindre

2 weeks ago
Visa mer