סיקור מקיף

האם תודעה נובעת ממכניקת הקוונטים?

בשנת 1990 פנרוז והמרוף שיערו שהמקור לתודעה הוא במבנה הפרקטלי של המיקרוטובולים. תנועת החלקיקים על הפרקטל מוסברת ככל הנראה בעזרת החוקים של מכניקת הקוונטים אך זו מעולם לא הוכחה. כעת עדויות למערכות דומות במעבדה מחזקות את ההשערה שהפרקטל מאלץ את החלקיקים הנעים עליו להשמע לחוקים של מכניקת הקוונטים, אך האם זו הסיבה לתודעה?

המוח הקוונטי, קרדיט : Max Pixel

תודעה היא אחת מהתופעות המסתוריות ביותר בטבע. לאורך ההיסטוריה מדענים, פילוסופים, אנשי דת ורוח הציעו שלל תאוריות לתודעה, מופרכות יותר או פחות. רעיונות המשיכו לזרום גם בעידן המודרני – בשנת 1990, כשלושים שנה לפני זכייתו בפרס נובל, הפיזיקאי והמתמטיקאי רוג'ר פנרוז שיתף פעולה עם הרופא המרדים סטוארט המרוף כדי להציע רעיון משלו.

החוקרים טענו שהנוירונים במוח יוצרים רשת מסועפת הנשמעת לחוקים של מכניקת הקוונטים – התורה שמסבירה כיצד חלקיקים אלמנטריים מתנהגים בטבע. לדבריהם, מכניקת הקוונטים היא המפתח לתודעה. הרעיון של פנרוז והמרוף עורר ספקנות רבה בקרב הקהילה המדעית ולא בכדי. מכניקת הקוונטים נחזית במצבי קיצון, לרוב בטמפרטורות נמוכות מאוד, או באנרגיות גבוהות מאוד. מאחר וגוף האדם שומר על טמפרטורה קבועה של 36 מעלות, ההנחה המיידית היא שהחוקים הקלאסיים של ניוטון מספיקים לתיאור הפעילות הביולוגית בגוף. לכן, הרעיון של "מוח קוונטי" נדחק לשוליים, אפילו היה מושא ללעג בקרב פיזיקאים לאורך שנים.

בעשור האחרון, מדענים החלו לשנות את דעתם בנושא בעקבות עדויות חדשות ומפתיעות לתופעות קוונטיות במערכות ביולוגיות. ההסבר העיקרי המקובל לתופעת הפוטוסינתזה, חישה מגנטית ומנגנון הריח למשל, מבוסס על מכניקת הקוונטים. במאמר חדש שפורסם לאחרונה ב- NATURE PHYSICS, מכניקת הקוונטים עשויה להעמיק את השפעתה אף יותר. חוקרים מסין ומהולנד טוענים שמצאו עדויות ראשוניות לתופעות קוונטיות גם במערכות הדומות במורכבותן למוח. ליתר דיוק, החוקרים בחנו את תנועת החלקיקים ברשתות מורכבות. העדויות החדשות עדיין לא נבדקו על מוח אנושי אבל הן עוד צעד לקראת הצדקה או הפרכה של הרעיון השנוי במחלוקת של פנרוז.

רוג'ר פנרוז, ויקיפדיה
סטוראט המרוף, ויקיפדיה

מוח ופרקטלים

המוח שלנו מורכב מנוירונים. האמונה הרווחת כרגע היא שהפעילות הנוירונית מחוללת תודעה, השאלה הגדולה היא כיצד? התאוריה של פנרוז והמרוף לתודעה קוונטית מתבססת על מיקרוטובולים – חלק מתא הנוירון שאחראי על הסעת חומרים חיוניים לכל חלקיו. התאוריה מניחה שהמיקרוטובולים הם פרקטלים ולפיכך תהליכים קוונטים יכולים להתממש בהם. בגדול, פרקל היא צורה גאומטרית המורכבת מעותקים מוקטנים של עצמה. ניתן למצוא בטבע דוגמאות רבות לפרקטלים, בעלים, בצדפות, בנהרות ואפילו בריאות אנושיות או בכלי הדם. פרקטל הוא גם אובייקט מתמטי בעל תכונות אקזוטיות רבות. אחת מההגדרות המוזרות לפרקטל הוא ממד שברי. זוהי הגדרה המרחיבה את המשמעות של ממד מחיי היומיום. הממד הפרקטלי של המיקרוטובולים למשל הוא לא בדיוק שתיים וגם לא שלוש, הוא משהו בניהם. פרקטל אינו בהכרח קשור לפיזיקה קוונטית, הדוגמאות האחרונות הן תבניות שנוצרו כתוצאה מחוקים קלאסיים לחלוטין.

עם זאת, קל לראות מדוע פרקטל הוא מקור להשראה עבור חוקרי התודעה – הפרקטל הוא מורכב ומסועף, הוא עדין וייחודי, ובטבע הוא לא תמיד מושלם. ברמת העיקרון אין מגבלה לגודל הפרקטל והוא יכול להיראות גם במרחקים מיקרוסקופיים הנשלטים על ידי מכניקת הקוונטים. זאת הסיבה שפנרוז והמרוף הניחו שהמקור הקוונטי נובע מהמיקרוטובולים ושתודעה היא נגזרת מההתנהגות החלקיקית במסלולים פרקטליים.

שטיח שרפינסקי
משולש שרפינסקי

תודעה קוונטית

אנחנו עדיין רחוקים מלמדוד במוח פרקטלים קוונטיים, אם בכלל קיימים. ולמרות זאת, ההתקדמות הטכנולוגית בשנים האחרונות אפשרה לחוקרים לחזות בתופעות קוונטיות על פרקטלים בתנאי מעבדה. במאמר שפורסם לאחרונה, חוקרים בהולנד השתמשו בסורק מנהור מיקרוסקופי כדי לשנע אלקטרונים למבנה פרקטלי. המבנה שבחרו היה משולש שרפינסקי, פרקטל דיי מפורסם הבנוי ממשולשים. החוקרים הראו שרמות האנרגיה השייכות לפונקציית הגל נובעות מהממד הפרקטלי של משולש שרפינסקי, כלומר לפרקטל תפקיד חשוב בניבוי הפיזיקה שנמדדה במעבדה. אלו בהחלט ממצאים מרגשים אבל הם לא מספיקים כדי להוכיח שהמבנה הרשתי במוח נשלט על ידי מכניקת הקוונטים. לשם כך, צריך לבחון גם את הדינמיקה של החלקיקים במרחב. במאמר החדש, החוקרים מהולנד וסין השתמשו באופטיקה קוונטית מתקדמת כדי להחדיר פוטונים לצ'יפ שהונדס בעדינות רבה כפרקטל. המטרה הייתה לבחון כיצד פוטונים נעים על גבי משולש שרפינסקי ולאחר מכן על מבנה ריבועי דומה. הממצאים הראו שהפוטון הנע על פרקטל קוונטי מתפזר על הדגם בתאם לחוקי מכניקת הקוונטים. תוצאות המחקר מעודדות ומחזקות את ההשערה של פנרוז שבבסיסה תנועת החלקיקים על המיקרוטובולים נשלטת בעיקר על ידי תורת הקוונטים, אך כמובן שטענה זו חייבת להיבדק על רקמה אנושית. סביר להניח שעוד נשמע רבות על תודעה קוונטית, משני צידי המתרס, אך גם אם המקור לתודעה אינו במיקרוטובולים, מחקר שכזה מרחיב את תפקידה של הפיזיקה הבסיסית על מערכות ביולוגיות והשפעתה על מרקם החיים.

עוד בנושא באתר הידען:

שיתוף ב print
שיתוף ב email
שיתוף ב whatsapp
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב twitter
שיתוף ב facebook

15 תגובות

  1. לייבוביץ (האמיתי, לא מי שהגיב פה בשמו) הציג את הבעיה הפסיכופיזית כקיומם של 2 עולמות – העולם שכולנו חשופים אליו לעומת העולם האישי הנפרד שיש לכל אחד מאיתנו.
    כולנו יכולים למדוד בעולם הראשון את האלקטרונים שזזים ואת חוקי הפיסיקה שקורים בו, אבל לא תהיה לנו אפשרות לדעת אם יצרנו עולם אישי חדש, כזה שיש בו מחשבות, רגשות ובעצם תודעה.
    שני העולמות האלה לא עובדים באותם מושגים, והמאמר הזה לא מציע פתרון חדש שמחבר בין העולמות האלה.
    כמו שאמרו על מחשב מאוד חכם (למרות שגם מחשב בסיסי נמצא באותה בעיה, הוספנו יותר חוטים ומעבדים, אז מה אז יצרנו תודעה??), זה שעובר חשמל בחוטים, ורכיבים עובדים ומשתנים בעולם הכללי, לא מעיד על שום יצירה של עולם אישי. זה למעשה טיעון שקול לזה שאני אזרוק אבן ואגיד שיצרתי תודעה, למה שפעולה כלשהי, מתוחכמת ככל שתהיה, תיצור עולם אישי כלשהי?

  2. אי ספק שהקשר בין הכותרת למאמר רעוע….
    מה שבטוח שבעולם שלנו לאנשים יש יכולת לשלוט על מצב גופם מהתודעה, יש אינספור מקרים של פלסיבו ונוסיבו, שמראים זאת.
    לא בכדי יש מטבעות לשון של נבואה המגשימה את עצמה, האנרגיה הולכת למקום שבו תשומת הלב נמצאת ועוד.
    הסבר קוונטי, כהטיית הצופה יכולים להסביר גם באופן רעיוני זאת.
    יעברו הרבה שנים אם לא דורות עד שייראה קשר מדעי מובהק!

  3. המדע לא יכול להסביר את מקור התודעה או האם בכלל קיים דבר כזה שנקרא תודעה, יכול להיות שהתודעה היא בעצם אשלייה שהמוח יוצר. מה שכן, קיימים עדויות רבות של אנשים מכל מיני ארצות ודתות שחוו מוות קליני וחוו יציאה מן הגוף והסתכלות עליו מלמעלה. אני אומר שמבחינה מדעית נכון להסכים שכרגע אין לנו את התשובות ולכן אין טעם בוויכוחים מיותרים שנובעים מאמונה ולא מהיסק לוגי.

  4. הכתבה הזאת היא בדיוק מה שלא בסדר עם המדע המודרני ורק מעלה לי את העצבים. רוב הדברים שנכתבו לא נכונים ורואים את זה בתגובות ה"משכילות" שנכתבו פה. נתחיל מהבעיה המרכזית שיש לי עם כל הנושא של תודעה. מה זה בכלל? האם יש איזשהו בן אדם בעולם עם הגדרה מקובלת וקונסיסטנטית למהי תודעה? לא רק שהתשובה היא לא, גם היא תמיד תישאר לא. הסיבה לכך היא שאין דבר כזה תודעה! אנחנו בני האדם אוהבים מאוד להפוך אותנו למיוחדים אך האמת היא שאנחנו אוסף של חלקיקים מיקרוסקופיים שעושים אינטראקציה (וכן האינטראקציה היא קוונטית, כל אינטראקציה ביקום שלנו היא קוונטית. השאלה אם ישנם אפקטיים קוונטים או שניתן להתייחס אליה כקלאסית). האינטראקציה הזו מאוד מסובכת ולכן זה מרגיש כאילו יש איזשהו משהו נוסף מעל הכל. אבל האמת הקשה היא שההבדל היחיד בינינו לבין הטלפון שאנחנו קוראים עליו את התגובה הזו היא הסדר של אותם החלקיקים שמרכיבים אותנו. לכן כל מה שאנחנו הוא אוסף של חלקיקים שעושים אינטראקציה (קוונטית, אני עדיין לא מבין איך זה שאלה בכלל) שגורמת לנו להתנהג בדרך שאנחנו מתנהגים. אין שום הסבר סמוי נוסף, אין משתנים נסתרים, אין כלום. פשוט אבק כוכבים בסידור מסויים שמסוגל לעשות פעולות פשוטות. ברגע שהמדע יפסיק להתייחס לבני האדם כאל אלים בעלי כוחות נסתרים נוכל לשים את השטויות האלה בצד ולהתמקד במדע החשוב באמת.

  5. אני לא מבין בעניין זה אך תמיד מעניין אותי.
    יותר מכל שמחתי באמת ,לקרוא תגובות לעניין

  6. "הממצאים הראו שהפוטון הנע על פרקטל קוונטי מתפזר על הדגם בהתאם לחוקי מכניקת הקוונטים. "
    בסדר, יתכן שהמוח עובד ברמה קוואנטית. אולי. אבל מה קשר הסיבתי בין זה ליצירת תודעה? אם מניחים שפעילות מוחית=תודעה, אפשר להניח שקיים קשר של זהות, ורק צריך לבררו.
    תחת הנחה כזו נוכל לייחס למחשב (קל וחומר קוואנטי) בעל אינטלגנציה מלאכותית גבוהה מאוד, גם מה שנחזה להיות "תודעה". הבעיה היא שאנו יודעים באופן בלתי אמצעי שגם מחשב כזה הוא מכונה, אמנם משוכללת – אבל רק מכונה, ובענין הזה הוא אינו שונה מהמוח, שגם הוא רק מכונה, גם אם הוא מכונה מהסוג הביולוגי. מכונה היא מכונה, היא בסופו של דבר מוגבלת לפעילות חישובית המדמה מציאות, אבל אינה מהווה את המציאות עצמה. לכן מכונה, ובכלל זה המכונה הביולוגית הקרויה מוח, אינה יכולה להיות "תודעה" מהבחינה האונטולוגית, ויהיה עקרון הפעולה שבה אשר יהיה, ואפילו קוואנטי.
    זאת ועוד, עקרונית הרי אפשר להניח שתודעה אינה זהה לפעילות מוחית נטו, היא אינה זהה למוח, אלא ישות העומדת בפני עצמה ולכל היותר המוח משמש לה כלי או תווך לגילוי או פעולה.
    אם כן, הקושיה חוזרת למקומה: מה זו תודעה?
    עם הקושיה הזו, חוזרת גם ההבנה, שאפילו פיזיקאים גדולים מאוד, גם כאלה שהם יחידי סגולה בפיזיקה מתמטית, עלולים להיות בעלי יכולת פילוסופית ואפילו בעלי שקול דעת של שכל ישר – ברמה מביכה. מסתבר שעד גבול מסוים, חשיבה מטריאליסטית דוגמטית עשויה להיות יתרון בפיזיקה כפי שהיא מוכרת לנו כיום, אבל מעבר לגבול זה היא עלולה להיות מכשלה בהבנת אותם רבדי מציאות שעל פניהם חורגים הם מהדוגמטיקה הזו.

  7. נראה כאילו כולם פה פתרו את הבעיה הפסיכו- פיזית מזמן…
    האם החומר/אנרגיה והנפש נפרדים או שמא אחד הם? ואם נפרדים הם מה מקורה של נפש האדם?

  8. יעקב קידר, עצם העובדה שהחלקיק נירא שונה בשתי מצבים זה מצביע על תודעה. יש אומרים שחלקיקים מתנהגים אחרת כאשר נצפים ואחרת כאשר לא נצפים. חומר זה אנרגיה דחוסה, רוח זה אנרגיה…אנרגיה (קרא לזה אור/נשמה/רוח) משפיעה על אנרגיה. אנשים יכולים להזיז דברים/חפצים בעזרת התודעה (טלקינסיס) יש תודעה משפיעה על "חומר", להעביר דברים ממימד החומר 3d דרך מימד האסטראלי למקום אחר בעולם אחומר ו/או אפילו לנוע בעצמם (כגוף אור) למימדים אחרים/מקומות אחרים בעולם…כל שתרצה לעשות ותהיה משוכנע שאתה יכול לעשות תוכל לעשות בעזרת כוח הרצון וגוף האור/תודעה וכוונה

  9. מודעות עצמית זה הדבר היחיד שידוע מכלי ראשון, בלי תלות בחושים.
    לגבי כל השאר, אנחנו מגששים כמו עיוורים באפילה.
    גם אם תימדד פעילות קוונטית במוח שלנו, זה לא אמור להפוך את המבט שלנו באשר למציאות.
    או לכל הפחות למי מבינינו שיש לו מודעות עצמית.

  10. יש קשר לא קטן לפיזיקה קוונטית. הרבה מהתודעה מבוססת אנרגיה/תדרים ומשולבת באופן בלתי מעורר ליכולת החישה של האדם ולידע החושית שלו בגופו ובחלק גדול גם היכולת של האדם להזדהות ולזהות מצבים חושיים אצל אחרים (כאמפט) ולדברים שקורים לו חוויתית. מערכת העצבים והניורונים עושים עבודה מדהימה בעניין וכמו שמגיב כאן ציין ליצורים אחרים בטבע מערכת כזאת ובלמידה אדם יזהה את הדברים וילמד אותם גם אצל יצורים האחרים בדיוק כמו שהוא לומד אותם על עצמו…הכל אנרגיה…הגוף שלנו מייצר/משדר/קולט אנרגיה באופן קבוע…לפיכך יכול לחוש/לתקשר עם חיות, להעביר מסרים חושיים/טלפטים ואחרים…כולנו מחוברים ומקור כל המידע קיים ב"אקשיק רקורדס" כל שאדם צריך זה להיות מחובר למקור המידע הזה שהוא חלק בלתי נפרד מהיקום….אנחנו אחד עם היקום. היקום בתודעה וכך גם אנחנו…העניין היחיד זה להיזכר איך לעשות את הדברים שנולדנו איתם. זה לא חדש…היום יותר ויותר אנשים ברחבי העולם ערים תודעתית ובדיוק כמו שיצורים ממימדים אחרים ערים תודעתית בעצמם

  11. לעניות דעתי ה שאלה שצריכה להישאל האם התודעה של האדם משפיעה על החומר או שהחומר הפרקטל והחלקיקים מתנהגים אחרת בנוכחות תודעה אנושית .מחקרים הראו שללא תודעה החלקיק נצפה כקו ישר ועם תודעה כנקודה או ההפך .מה שאומר שהרוח משפיעה על החומר ולא ההפך .מה שמדען לעולם לא ישאל ולא יחקור .תשאלו את איינשטיין .

  12. מה שלא הובן מהכתבה זה האם החלקיק הזה הוא רק מרכיב של התודעה או התודעה בעצמה כמו שערכת העיכול או מערכת הנשימה זה לא הבן אדם אך האדם לא יכול להתקיים בלעדם

  13. הכל טוב ויפה, אבל מה הקשר בין התנהגות קוונטית של חלקיקים במוח לבין תחושת התודעה של יצור אנושי?
    אגב, אם התנהגות קוונטית כזאת קיימת במוח האנושי אז היא קיימת גם במוח של יצורים חיים אחרים, והמשמעות של כך היא מרחיקת לכת.

כתיבת תגובה

האימייל לא יוצג באתר.

לוגו אתר הידען
דילוג לתוכן