Κι αν η συνείδηση δεν είναι απλώς το αποτέλεσμα ηλεκτρικών σημάτων και βιολογικών υπολογισμών; Κι αν, βαθιά μέσα στον εγκέφαλο, η φύση χρησιμοποιεί τους παράξενους νόμους της κβαντομηχανικής για να δημιουργήσει κάτι που καμία συμβατική μηχανή δεν μπορεί πραγματικά να αναπαράγει; Μια σειρά νέων πειραματικών ενδείξεων για τη διατήρηση κβαντικών καταστάσεων σε θερμοκρασίες πολύ υψηλότερες από εκείνες που θεωρούνταν ασφαλείς για την κβαντική συνοχή αναζωπυρώνει μια από τις πιο τολμηρές ιδέες στη σύγχρονη επιστήμη: ότι η συνείδηση μπορεί να έχει κβαντική προέλευση.
Η υπόθεση συνδέεται κυρίως με τον Βρετανό μαθηματικό και φυσικό Roger Penrose, ο οποίος εδώ και δεκαετίες υποστηρίζει ότι η ανθρώπινη σκέψη δεν μπορεί να εξηγηθεί πλήρως ως ένας κλασικός υπολογισμός. Η θεωρία του παραμένει περιθωριακή και έντονα αμφισβητούμενη. Όμως ένα από τα βασικά επιχειρήματα εναντίον της -ότι ο εγκέφαλος είναι υπερβολικά θερμός και «θορυβώδης» για να φιλοξενήσει χρήσιμες κβαντικές καταστάσεις- αρχίζει να φαίνεται λιγότερο αυτονόητο.
Το μεγάλο πρόβλημα: ένας «ζεστός και υγρός» εγκέφαλος
Η κβαντομηχανική κυβερνά την ύλη σε θεμελιώδες επίπεδο. Αυτό ισχύει και στον ανθρώπινο εγκέφαλο. Το ερώτημα, όμως, είναι διαφορετικό: μπορούν οι κβαντικές ιδιότητες πολλών σωματιδίων να παραμείνουν συντονισμένες για αρκετό χρόνο ώστε να επηρεάσουν μια διαδικασία τόσο σύνθετη όσο η σκέψη ή η συνείδηση;
Εδώ βρίσκεται το μεγαλύτερο εμπόδιο.
Ο εγκέφαλος είναι ένα εξαιρετικά θερμό, υγρό και δυναμικό περιβάλλον. Τα μόρια βρίσκονται σε συνεχή κίνηση και αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Αυτές οι αλληλεπιδράσεις μπορούν να προκαλέσουν αποσυνοχή (decoherence), δηλαδή την απώλεια των ευαίσθητων κβαντικών συσχετίσεων που απαιτούνται για να αξιοποιηθεί η κβαντομηχανική με τρόπο διαφορετικό από μια απλή πηγή τυχαίων διακυμάνσεων.
Γι' αυτό και η κλασική άποψη είναι σχετικά απλή: ακόμη κι αν υπάρχουν κβαντικά φαινόμενα στον εγκέφαλο, αυτά πιθανότατα «σβήνουν» πολύ γρήγορα και δεν προλαβαίνουν να παίξουν ουσιαστικό ρόλο στη λειτουργία των νευρώνων.
Αυτό το επιχείρημα, ωστόσο, δεν αποτελεί μαθηματική απόδειξη ότι η κβαντική συνείδηση είναι αδύνατη.
Τι αλλάζει με τα νέα πειράματα
Το ενδιαφέρον των πρόσφατων αποτελεσμάτων βρίσκεται ακριβώς εδώ.
Για χρόνια, η πρακτική αξιοποίηση κβαντικών καταστάσεων θεωρούνταν ιδιαίτερα δύσκολη σε θερμά περιβάλλοντα. Οι κβαντικοί υπολογιστές και άλλες ευαίσθητες κβαντικές τεχνολογίες συχνά χρειάζονται εξαιρετικά χαμηλές θερμοκρασίες, ώστε να περιορίζονται οι περιβαλλοντικές διαταραχές.
Νέα πειραματικά δεδομένα, όμως, δείχνουν ότι ορισμένες κβαντικές καταστάσεις μπορούν να παραμένουν σταθερές σε πολύ υψηλότερες θερμοκρασίες απ' ό,τι υπέθεταν παλαιότερα μοντέλα.
Αυτό δεν σημαίνει ότι αποδείχθηκε πως ο εγκέφαλος λειτουργεί ως κβαντικός υπολογιστής.
Σημαίνει κάτι πιο συγκεκριμένο και ίσως εξίσου σημαντικό: η φράση «είναι πολύ ζεστό, άρα αποκλείεται» δεν αρκεί πλέον από μόνη της ως επιχείρημα.
Η φύση φαίνεται να διαθέτει μηχανισμούς που επιτρέπουν σε κβαντικές ιδιότητες να επιβιώνουν σε περιβάλλοντα πολύ πιο «εχθρικά» από τα ιδανικά εργαστηριακά συστήματα.
Ο Penrose και η ιδέα ότι ο εγκέφαλος δεν είναι απλώς ένας υπολογιστής
Η πραγματικά ριζοσπαστική πλευρά της θεωρίας του Penrose δεν είναι απλώς ότι «υπάρχουν κβαντικά φαινόμενα στον εγκέφαλο».
Αυτό, σε θεμελιώδες επίπεδο, είναι αναπόφευκτο.
Το κρίσιμο επιχείρημα είναι ότι η ανθρώπινη συνείδηση μπορεί να περιλαμβάνει κάτι που δεν ανάγεται πλήρως σε αλγοριθμικό υπολογισμό.
Ο Penrose αξιοποίησε ιδέες από τα θεωρήματα μη πληρότητας του Gödel για να υποστηρίξει ότι η ανθρώπινη μαθηματική κατανόηση δεν μπορεί να ταυτιστεί απλά με την εκτέλεση ενός προκαθορισμένου αλγορίθμου.
Η ιδέα είναι εξαιρετικά αμφιλεγόμενη. Πολλοί ερευνητές θεωρούν ότι τα επιχειρήματα του Penrose δεν αποδεικνύουν πως ο ανθρώπινος εγκέφαλος διαθέτει μη υπολογιστικές δυνατότητες. Άλλοι επισημαίνουν ότι ακόμη και αν η ανθρώπινη σκέψη παρουσιάζει χαρακτηριστικά που φαίνονται μη αλγοριθμικά, δεν προκύπτει αυτόματα ότι η εξήγηση πρέπει να είναι κβαντική.
Κι όμως, για τον Penrose αυτό είναι το σημείο εκκίνησης.
Η Orch-OR: όταν η κβαντομηχανική συναντά τους νευρώνες
Η θεωρία που ανέπτυξε ο Penrose μαζί με τον αναισθησιολόγο και ερευνητή της συνείδησης Stuart Hameroff είναι γνωστή ως Orchestrated Objective Reduction (Orch-OR).
Στο μοντέλο αυτό, σημαντικό ρόλο υποτίθεται ότι παίζουν οι μικροσωληνίσκοι (microtubules), δομές που βρίσκονται στο εσωτερικό των νευρώνων.
Η βασική ιδέα είναι ότι κβαντικές διαδικασίες στους μικροσωληνίσκους μπορεί να εξελίσσονται με έναν τρόπο που συνδέεται με τη συνειδητή εμπειρία. Η θεωρία περιλαμβάνει επίσης την ιδέα της «αντικειμενικής κατάρρευσης» της κβαντικής κατάστασης, την οποία ο Penrose συνδέει με θεμελιώδη χαρακτηριστικά της φυσικής πραγματικότητας.
Πρόκειται για ένα εντυπωσιακό θεωρητικό οικοδόμημα — αλλά όχι για καθιερωμένη επιστημονική εξήγηση της συνείδησης.
Το κρίσιμο ερώτημα παραμένει: υπάρχει πραγματικά στον εγκέφαλο ένας βιολογικός μηχανισμός που μπορεί να διατηρήσει και να αξιοποιήσει τέτοιες κβαντικές καταστάσεις;
Γιατί η νέα εικόνα είναι σημαντική
Αν κβαντικές καταστάσεις μπορούν να παραμένουν λειτουργικές σε θερμοκρασίες πολύ υψηλότερες από εκείνες που θεωρούνταν προηγουμένως εφικτές, τότε ανοίγει ένα νέο παράθυρο για τη βιοφυσική.
Η σημασία δεν περιορίζεται στη συνείδηση.
Ήδη η επιστήμη μελετά κβαντικά φαινόμενα σε βιολογικά συστήματα, από τη μεταφορά ενέργειας σε μοριακά συστήματα έως μηχανισμούς που μπορεί να αξιοποιούν κβαντικές ιδιότητες σε συγκεκριμένες βιολογικές διεργασίες.
Το γεγονός ότι η ζωή μπορεί να λειτουργεί σε ένα περιβάλλον όπου η κβαντική και η κλασική φυσική συνυπάρχουν πολύ πιο περίπλοκα απ' όσο πίστευαν παλαιότερα, κάνει την ερώτηση για τον εγκέφαλο πιο ενδιαφέρουσα.
Δεν την απαντά.
Αλλά την κάνει δυσκολότερο να απορριφθεί εκ των προτέρων.
Το μεγάλο άλμα που δεν πρέπει να γίνει
Εδώ χρειάζεται μεγάλη προσοχή.
Από το:
«Κβαντικές καταστάσεις μπορούν να επιβιώσουν σε σχετικά υψηλές θερμοκρασίες»
δεν προκύπτει:
«Άρα η ανθρώπινη συνείδηση είναι κβαντική».
Ανάμεσα στις δύο προτάσεις υπάρχει ένα τεράστιο επιστημονικό κενό.
Για να αποκτήσει η θεωρία του Penrose πραγματική εμπειρική βαρύτητα, θα χρειάζονταν συγκεκριμένες, επαναλήψιμες αποδείξεις ότι κβαντικές διαδικασίες όχι μόνο υπάρχουν στον εγκέφαλο, αλλά διατηρούνται, ελέγχονται και συμμετέχουν αιτιωδώς στις διεργασίες που συνδέονται με τη συνείδηση.
Αυτό είναι πολύ διαφορετικό από την απλή διαπίστωση ότι η κβαντομηχανική αποτελεί τη θεμελιώδη θεωρία της ύλης.
Η συνείδηση παραμένει το μεγαλύτερο μυστήριο
Και εδώ βρίσκεται ίσως το πιο ενδιαφέρον κομμάτι της υπόθεσης.
Η επιστήμη έχει κάνει τεράστια πρόοδο στην κατανόηση του εγκεφάλου. Γνωρίζουμε όλο και περισσότερα για τους νευρώνες, τα δίκτυα, τις συνάψεις, τη νευροχημεία και τους μηχανισμούς με τους οποίους ο εγκέφαλος επεξεργάζεται πληροφορίες.
Ωστόσο, παραμένει το περίφημο «δύσκολο πρόβλημα της συνείδησης»: γιατί η επεξεργασία πληροφοριών συνοδεύεται από υποκειμενική εμπειρία;
Γιατί υπάρχει κάτι που «είναι σαν» να βλέπεις κόκκινο, να ακούς μουσική, να αισθάνεσαι πόνο ή να θυμάσαι ένα αγαπημένο πρόσωπο;
Η απάντηση δεν είναι γνωστή.
Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι η κβαντομηχανική είναι αυτομάτως η απάντηση.
Σημαίνει ότι το πρόβλημα παραμένει ανοιχτό.
Μια θεωρία που αρνείται να πεθάνει
Η υπόθεση του Penrose έχει δεχθεί σφοδρή κριτική επί δεκαετίες. Οι αντιρρήσεις αφορούν τόσο τη δυνατότητα διατήρησης κβαντικής συνοχής στον εγκέφαλο όσο και το κατά πόσο τα επιχειρήματα περί μη υπολογισιμότητας της ανθρώπινης σκέψης οδηγούν πράγματι σε μια κβαντική θεωρία της συνείδησης.
Παρά τις αντιρρήσεις, η συζήτηση επιστρέφει κάθε φορά που η πειραματική φυσική αποκαλύπτει ότι η κβαντική συμπεριφορά μπορεί να είναι πιο ανθεκτική και πιο ευέλικτη απ' όσο θεωρούσαμε.
Ίσως, λοιπόν, το σωστό ερώτημα σήμερα δεν είναι αν «αποδείχθηκε» η κβαντική συνείδηση.
Δεν αποδείχθηκε.
Το πραγματικά ενδιαφέρον ερώτημα είναι αν έχουμε πλέον αρκετούς λόγους ώστε να μην την απορρίπτουμε απλώς επειδή ο εγκέφαλος είναι ζεστός και υγρός.
Το επόμενο μεγάλο πείραμα
Για να περάσει η θεωρία από την επιστημονική περιφέρεια στο κέντρο της έρευνας, χρειάζεται κάτι πολύ συγκεκριμένο: πειραματικές προβλέψεις που να μπορούν να διαψευστούν.
Πρέπει να εντοπιστεί ο ακριβής βιολογικός μηχανισμός. Να μετρηθεί η κβαντική συνοχή. Να αποδειχθεί ότι δεν πρόκειται για ένα παροδικό ή ασήμαντο κβαντικό φαινόμενο. Και, κυρίως, να φανεί ότι η συγκεκριμένη διαδικασία συνδέεται με τη συνειδητή λειτουργία.
Μόνο τότε θα μπορούμε να μιλάμε για πραγματική ανατροπή.
Μέχρι εκείνη τη στιγμή, η θεωρία του Penrose παραμένει μια τολμηρή υπόθεση — όχι αποδεδειγμένη αλήθεια.
Όμως ίσως αυτό να είναι και το πιο συναρπαστικό στοιχείο της ιστορίας.
Η συνείδηση μπορεί τελικά να αποδειχθεί ότι δεν είναι απλώς ένα πρόβλημα νευροεπιστήμης. Μπορεί να απαιτεί να ξανασκεφτούμε τι ακριβώς σημαίνει «υπολογίζω», «παρατηρώ» και, τελικά, «υπάρχω».
www.worldenergynews.gr
