Πέμπτη, 14 Ιουλίου 2016

Θεωρία και πειράματα στον κβαντικό νου

integral-options.blogspot.gr
Εδώ και τρεις δεκαετίες τουλάχιστον, θεωρητικοί φυσικοί έχουν προτείνει ότι η λειτουργία µακροµοριακών βιολογικών συστηµάτων όπως π.χ. των πρωτεϊνών (Froelich 1983) σχετίζεται άµεσα µε τις αρχές της κβαντοµηχανικής, µιας επιστήµης που συνήθως περιγράφει τα φαινόµενα του ατοµικού και υποατοµικού κόσµου.
Η αίσθηση της πλειοψηφίας της βιολογικής κοινότητας ήταν, ότι ακόµη και αν κβαντικά φαινόµενα όντως συναντούνται σε βιολογικά συστήµατα, δεν παίζουν κάποιο σηµαντικό ρόλο.
Αυτό έχει ως αποτέλεσµα, µέχρι πριν δέκα χρόνια περίπου, το ενδιαφέρον στην κβαντική προσέγγιση βιολογικών συστηµάτων να έχει παραµείνει ως επί το πλείστον µαθηµατικό.
Το 1989, ο παγκοσµίου φήµης Άγγλος µαθηµατικός και θεωρητικός φυσικός Roger Penrose δηµοσίευσε ένα βιβλίο µε τίτλο "Το καινούργιο µυαλό του αυτοκράτορα" (Penrose 1989) στο οποίο έθεσε το ερώτηµα εάν η κλασσική (µη-κβαντική) φυσική, και κατ' επέκταση όλες οι βιολογικές επιστήµες µπορούν να ελπίζουν ότι κάποια µέρα θα δώσουν απάντηση σε ερωτήµατα όπως π.χ. πώς δηµιουργούνται οι ιδέες, η έµπνευση ή η κατανόηση της αλήθειας µιας µαθηµατικής απόδειξης.
Ο Penrose επιχείρησε να δείξει ότι καµία από τις σηµερινές τεχνολογικές προσπάθειες εξοµοίωσης του εγκεφάλου ως εξαιρετικά εξελιγµένου µεν, κοινού (κλασικού) δε υπολογιστή δεν θα µπορέσει να δηµιουργήσει µηχανές µε πραγµατική συνείδηση.
Συνεχίζοντας το επιχείρηµά του, το οποίο βάσισε πάνω στη µαθηµατική ιδέα της υπολογιστικής µηχανής Touring, κατέληξε στο συµπέρασµα ότι η συνείδηση είναι µία εκδήλωση της κβαντικής φύσης του εγκεφάλου, ως πηγή της οποίας πρότεινε τα µικροσωληνίδια των εγκεφαλικών νευρώνων.
Τέλος, ανέπτυξε την ιδέα ότι ακόµα και οι βασικοί νόµοι της φυσικής πρέπει να αναθεωρηθούν και µόνο όταν υπάρξει µια θεωρία κβαντικής βαρύτητας θα µπορέσουν οι φυσικοί και βιολόγοι να καταλάβουν επαρκώς τη λειτουργία του νου ώστε να µπορέσουν να τον µιµηθούν.
Όπως ήταν αναµενόµενο, και σωστά κατά την αντίληψή µας, η επιστηµονική κοινότητα δέχτηκε σχετικά ψυχρά τις ιδέες αυτές µε κύριο λόγο όχι µόνο την πλήρη απουσία πειραµατικών δεδοµένων αλλά και την φαινοµενική έλλειψη οποιασδήποτε πιθανότητας πειραµατικής εξέτασης και επαλήθευσής τους.
Εντούτοις, λόγω της σπουδαιότητας και ενδιαφέροντος του ερωτήµατος, καθώς επίσης και της ειδικότητας της οµάδας µας στην κβαντοµηχανική, θεωρήσαµε ότι οι ιδέες αυτές είναι χρήσιµο να εξεταστούν όσο το δυνατόν πιο εξαντλητικά ως προς την ορθότητά τους, (Νανόπουλος 1994, Mavromatos κ.α. 2002) και σχετικά πειράµατα πρέπει να προταθούν και να εκτελεσθούν.
Κατά την διάρκεια της έρευνάς µας,οδηγηθήκαµε σε µια διαφορετική αντίληψη απ' αυτή του Penrose, και προτείναµε ότι η κβαντική φύση του µικρόκοσµου, υπό συγκεκριµένες συνθήκες, µπορεί να επεκταθεί στον µακρόκοσµο όλων των κυττάρων, καθώς επίσης και ολόκληρων συστηµάτων όπως ο εγκέφαλος και µπορεί να ανιχνευτεί κάνοντας προσεχτικά σχεδιασµένα φυσικά και βιολογικά πειράµατα.
Επίσης, ανακαλύψαµε ότι η προσπάθεια εξήγησης της λειτουργίας των πρωτεϊνών αλλά και συστηµάτων όπως αυτό της µνήµης διευκολύνεται µε την χρήση της κβαντικής φυσικής και πολλά προς το παρόν ανεξήγητα φαινόµενα όπως αυτό του binding εξηγούνται.
Εδώ παρουσιάζουµε µία περίληψη της θεωρητικής µας προόδου, τα αποτελέσµατα των προκαταρκτικών βιολογικών πειραµάτων που προτείναµε και εκτελέσαµε όπως επίσης και µια περιγραφή του επόµενου κύκλου πειραµάτων που θα πραγµατοποιήσουµε.
http://arxiv.org/ftp/physics/papers/0505/0505096.pdf