Als je de kans hebt gehad om een ander artikel te lezen dat ik heb geschreven over de Nobelprijs 2020 voor natuurkunde, dan herinner je je vast één van de drie winnaars van de prijs, Roger Penrose, vanwege zijn verbazingwekkende vaardigheden met wiskunde en calculus.
Naast dit werk heeft Penrose de afgelopen jaren ook artikelen gepubliceerd over een ander interessant thema, dat afwijkt van het gebied van zwarte gaten.
Penrose heeft een ander onderzoeksgebied met bewustzijn en kwantummechanica.
Ok, je kunt zeggen dat kwantummechanica ook wiskunde en calculus is, maar we kunnen zeggen dat dat een ander soort wiskunde is, heel anders dan zwarte gaten.
Kwantummechanica is bijna volledig gebaseerd op de Schrödingervergelijking, terwijl zwarte rollen gebaseerd zijn op de vergelijking van Einstein, je kunt zeggen dat de aanpak in beide gevallen anders is.
Penrose gelooft en concludeert in zijn artikel HAMEROFF; PENROSE, 2014 dat er een verband bestaat tussen de structuren van het universum en onze hersenen, meer specifiek de biomoleculaire structuur van de hersenen.
En misschien kunnen we door middel van kwantummechanica dit verband verklaren. Maar wat voor soort verband zou het kunnen zijn? Hoe kan zo'n grote structuur als het universum iets gemeen hebben met onze kleine grote glimmende hoofden?
In 2018 verwelkomde Joe Rogan, een komiek, Penrose in zijn talkshow. Ze spraken bijna 2 uur lang over het werk van Penrose, bewustzijn, kwantummechanica en een heleboel andere dingen.
Over het onderwerp bewustzijn deelde Penrose zijn ideeën over hoe moeilijk het is om een abstract begrip van bewustzijn te formaliseren en in de computer te stoppen, zoals iets dat in getallen kan worden vertaald.
Zelfs als je een soort van vertaling hebt en je denkt dat het argument correct is, moet je, om dat gevoel van oordeel te hebben, rekening houden met regels, dus je wordt geleid door deze regels, en misschien volgt onze geest geen enkele regel die we kennen, waardoor dat argument en die vertaling gewoon niet echt zijn. Snap je?
Hier is een zin van Penrose daarover: "Wat is begrijpen? Wat betekent het? Is het iets dat de regels volgt? Is het een algoritme?
Het is geen algoritme...", Dus als het geen algoritme is, wat is het dan wel? En is kwantummechanica niet iets wat we al kennen?
Nou, ja, dat weten we, maar we kennen maar een klein deel van iets dat zo groot en complex lijkt te zijn en verschilt van alles waar we mee werken.
Op kwantumniveau gebeuren de dingen niet zoals in onze werkelijkheid, ze worden geleid door totaal andere wetten, als er al een wet is, en dat allemaal omdat we het nog steeds niet weten.
Als je Ant-Man uit de Marvel-films hebt gezien, denk ik dat je begrijpt waar ik het over heb.
Laten we even terugdenken aan de kat van Schrödinger. Schrödinger probeerde in 1935 het concept van kwantummechanica uit te leggen aan de hand van een gedachte-experiment met een kat, een fles gif en een radioactief element in een gesloten doos.
Als het element vergaat, wordt het flesje gif gebroken en sterft de kat.
Het punt hier is, met de doos dicht kunnen we niet zien wat er binnenin gebeurt, zonder het resultaat van het experiment te kennen weet je niet wat er echt gebeurd is, dus de kat kan zowel levend als dood zijn.
Dat is het interessante aan kwantummechanica: dingen kunnen twee dingen tegelijk zijn, of op twee plaatsen tegelijk zijn.
Penrose zegt ervan overtuigd te zijn dat wat er in ons hoofd gebeurt geen algoritme is, het volgt geen enkele regel, hij gelooft dat het iets anders is.
Iets dat "onze bewuste waardering vereist van waar we aan denken, denken is een bewustzijnsding, en begrijpen is een bewuste activiteit."
Een gewetensactiviteit zijn zoals een instrument bespelen, creatief zijn, werken of verliefd worden. Deze gewetensactiviteiten zijn blijkbaar geen rekengegevens, er is iets anders aan de hand.
Gelukkig begonnen er een paar verklaringen te komen om alle vragen van de wetenschappers te verklaren.
Het antwoord zou wel eens in onze neuronen kunnen zitten, de cellen die de synapsen met allerlei informatie, chemicaliën, elektriciteit, mechanica en thermiek, doorgeven.
Penrose vertelde Rogan dat hij een paar jaar geleden een brief ontving van ene Stuart Hameroff, waarin hij zei dat Penrose geen rekening hield met de neuronen en structuren die microtubuli worden genoemd en die wel eens het absolute fundamentele gereedschap voor bewustzijn zouden kunnen zijn.
Helaas is het niet mogelijk om de kwantumeffecten in de neuronen te isoleren omdat je de omgevingsdecoherentie krijgt, wat werkt in de kwantumtoestand reproduceer je niet op een schaal met een hoger niveau.
"Ze zien er precies zo uit dat ze het soort niveau kwantummechanica zouden kunnen ondersteunen tot een niveau waarop je zou kunnen verwachten dat de kwantumtoestand in elkaar stort," zegt Penrose tegen Rogan over de inhoud van Hameroffs brief.
Microtubuli Het zijn kleine buisjes die bestaan uit een eiwit met de naam Tubuline. Ze hebben verschillende functies in ons lichaam, maar in de hersenen hebben de microtubuli naast hun conventionele functie, zoals het ondersteunen van de structuur en transport, ook een rol bij het transporteren van informatie in het neuron (DENT; BAAS, 2014).
Blijkbaar kunnen de subeenheden van de microtubuli twee verschillende soorten interacties hebben, het A-type en het B-type.
De eerste is het meest symmetrisch, ze zien er rondom hetzelfde uit. In de hersenen is het A-type aanwezig, waarbij de symmetrie het belangrijkste kenmerk is om de informatie op een andere manier te organiseren.
Want wat is bewustzijn? Op de vraag aan Joe legde Penrose uit dat er een soort kwantumtoestand bewaard blijft in ons bewustzijnsniveau en dat microtubuli het ding zouden kunnen zijn dat het kwantumeffect draagt, maar hij sluit de mogelijkheid niet uit dat er andere structuren bij betrokken zijn, structuren die we nog niet ontdekt hebben.
Penrose vermoedde dat er een klasse moleculen is die deze synapsen bewonen en dat ze symmetrisch zijn als vijfhoeken en zeshoeken, met in elke draaikolk een eiwit met een Triskelion-vorm dat zich langs de randen verbindt zoals het patroon van een voetbal. Maar is alleen de symmetrie genoeg? Zijn de stoffen die van deze eiwitten zijn gemaakt een andere belangrijke factor? En wat is eigenlijk de functie van deze eiwitten in de synapsen? Helaas weten we dat nog steeds niet.
Blijkbaar speelt symmetrie een sleutelrol in iets dat het Yarn teller effect in de kwantummechanica wordt genoemd.
Dit gebeurt wanneer we een zeer symmetrische structuur hebben en het mogelijk is om een groot gat te hebben tussen het laagste energieniveau en het volgende.
De grote kloof kan belangrijke informatie over het laagste energieniveau verbergen, dit gebrek aan informatie is een van de problemen. Maar "dit alles is een soort suggestie van een soort kwantumfenomeen, er is daar nog veel te begrijpen," zegt Penrose.
Penrose heeft gelijk, we hebben zeker nog veel te leren, en stap voor stap kunnen we meer en meer ontdekken over de kwantummechanische wereld in ons ene hoofd.
Sommige mensen zeggen dat we met elkaar en met het universum verbonden zijn door middel van frequenties en golven. Maar om het zeker te weten, moeten we er nog meer onderzoek naar doen.
Als je de volledige talkshow wilt bekijken, klik hier of om meer te weten te komen over het onderwerp en het werk van Penrose hieronder enkele van zijn gepubliceerde artikelen:
DENT, E. W.; BAAS, P. W. Microtubuli in neuronen als informatiedragers. Tijdschrift voor neurochemie, v. 129, n. 2, p. 235-239, abr. 2014.
HAMEROFF, S.; PENROSE, R. Bewustzijn in het universum: Een herziening van de 'Orch OR'-theorie. Fysica van het leven, v. 11, n. 1, p. 39-78, 1 mrt. 2014.
PENROSE, R.; LANDAUER, R. Het nieuwe verstand van de keizer: Over computers, geesten en de wetten van de fysica. Natuurkunde vandaag, v. 43, n. 6, p. 73, 11 jan. 2008.
Als je een onderzoeker bent op het gebied van neurowetenschappen of natuurkunde, kunnen we je helpen bij het maken van een infographic over neurowetenschappen, neurologie, celbiologie, biochemie, moleculaire biologieen Natuurkunde in Denk aan de grafiek.
Het is onze bedoeling om uw wetenschappelijke inhoud meer en meer mensen te laten bereiken, zowel binnen als buiten de academische wereld, op een andere manier van communiceren over wetenschap. Bent u klaar om het te proberen?
Abonneer u op onze nieuwsbrief
Exclusieve inhoud van hoge kwaliteit over effectieve visuele
communicatie in de wetenschap.
Dutch 
English 
Chinese 
Japanese 
German 
Spanish 
Portuguese 
Russian 
French 
Italian