Ačkoliv o mozku rádi mluvíme a opájíme se nad ním superlativy, ve skutečnosti jsou naše znalosti o fungování mozku stále velmi omezené. Někteří lidé mají přitom pocit, že když je něco záhadné, musí to souviset s kvantovými jevy. Tým irské Trinity College Dublin nedávno spojil tyhle dvě věci dohromady a přišel s tvrzením, že náš mozek dělá kvantové výpočty.
Christian Kerskens a jeho kolegové použili postup, který se uplatňuje v experimentech souvisejících s kvantovou gravitací. Jde o to, že kvantovou povahu systémů, o nichž mnoho nevíme, je možné odvozovat z chování systémů, o nichž leccos víme, a zároveň interagují s dotyčnými zkoumanými systémy.
Kerskensův tým přitom za „známý systém“ v rámci tohoto výzkumu považoval spiny protonů v mozkové kapalině, která se vyskytuje v mozku. Tyto spiny je možné měřit pomocí zobrazování magnetickou rezonancí MRI.
Badatelé použili speciální postup MRI, aby detekovali entanglované spiny protonů v mozkové kapalině. Objevili signály, které připomínají potenciály evokované tlukotem srdce, co jsou součástí EEG.
Elektrofyziologické potenciály tohoto typu by neměly být detekovatelné magnetickou rezonancí. Vědci jsou přesvědčeni, že je pozorovali jen díky kvantovému entanglementu spinů protonů atomů v mozkové kapalině. Jak říká Kerskens, pokud by kvantový entanglement byl jediným vysvětlením pozorovaného jevu, pak je prý možné odvodit, že mozek využívá kvantové mechanismy. Věří, že kvantové procesy představují významnou součást paměti, poznávacích funkcí i vědomí. Kvantová povaha by podle něj mohla vysvětlovat výjimečnost mozku.
Biologové bývají z podobných úvah rozpačití. Je příznačné, že tuto studii neuveřejnil biologický nýbrž fyzikální časopis. Zároveň je jasné, že kvantová mechanika normálně funguje i v mozku, protože ho tvoří částice. Stejně jako funguje ve dřevěném špalku nebo propečeném steaku. To ale neznamená, že by „výjimečnost“ mozku musela být přímo založená na kvantových jevech, které zřejmě v představách řady lidí nahrazují „duši“, protože působí podobně nadpřirozeným dojmem. Ať už je to ale jakkoliv, určitě nebude špatné to důkladně prověřit.
Literatura
Máme kvantové vědomí, propojené s předivem časoprostoru?
Autor: Stanislav Mihulka (03.02.2014)
Kvantová mechanika s fotosyntézou přinesou skvělé solární články
Autor: Stanislav Mihulka (03.12.2016)
Větší lidské mozky upřednostňují centra myšlení
Autor: Dagmar Gregorová (09.06.2018)
Očkování, hliník a mystické myšlení
Autor: Miloslav Pouzar (16.10.2018)
Je za spontánními mutacemi DNA kvantová mechanika?
Autor: Stanislav Mihulka (09.05.2022)
Měkký „gumový mozek“ funguje jako mechanický integrovaný obvod
Autor: Stanislav Mihulka (28.08.2022)
Diskuze:
Re: Superpozice
Bohuslav Rameš,2022-10-21 14:36:17
Ano, skutečnost zjistíte, až když se v sále zase rozsvítí...
Re: Superpozice
Mintaka Earthian,2022-10-21 15:34:58
S tím steakem to nebude tak jednoduché, protože jeho stav nezávisí binárně na rozpadu radionuklidu.
Může tedy být v n různých stavech.
A toto n = hodně velké číslo, pro nás smrtelníky splývající s nekonečnem.
Silná skepse
Jirka Naxera,2022-10-22 01:03:14
Proč? Ani v tom slavném pokusu s kočkou a radionuklidem přece nejde o dva stavy. Ale tady musíme jít hlouběji a narazíme pak na klasické že víme, že nic nevíme https://en.wikipedia.org/wiki/Measurement_problem .
Předně, je třeba se zamyslet, co to je živá a mrtvá kočka. Zjednodušme milou kočku na mnohočásticový kvantový systém (vím, že by pak nefungoval ani proton, ale pro naši úvahu to nevadí). Pak, stav kočky v daném čase obecně lze popsat nějakým stavovým vektorem v Hilbertově prostoru, který tvoří všechny možné kombinace vlnových funkce částic, ze kterých se ta kočka skládá (v otevřeném Vesmíru nekonečněrozměrný, tady jsme čičinu zavřeli do krabice takže i hybnosti jsou kvantované, přesto počet rozměrů toho prostoru je opravdu obrovský). A časový vývoj je pak hejbání se tohodle vektoru v tom prostoru (nebudu to komplikovat Hamiltoniánem, unitárním vývojem apod.).
No a my část tohodle stavového prostoru prohlásíme za "kočka je živá", a zbytek za mrtvou.
No a potom tohle nějak zase kvantově napojíte na ten radionuklid (a nebudem to komplikovat kvantovými výpočty zabití čičiny kyanidem). Každopádně, dokud kočka žije, ten její systém se vyvíjí, ten její stavový vektor prochází nespočetně mnoha stavy - a když mu necháte dost času, tak vypadne z podprostoru "živá kočka" - prostě čičina chcípne hladem/věkem/udusí se v té krabici anyway.
Stejně tak když jí zabije kyanid, tak zcela jistě místo stavového prostoru v části "mrtvá kočka" závisí m.j. na stavovém vektoru ve chvíli, kdy se kyanid uvolní.
No a celý ten myšlený pokus je v tom, že dokud neotevřeme krabici, nevíme ani jestli kočka žije, ale ani kdy umřela. Takže pak vlnová funkce kočky je superpozice všech možných stavových vektorů mrtvé kočky, plus k tomu jeden výraznej stavovej vektor odpovídající unitárnímu vývoji živé kočky (a jeho amplituda, jak jde čas přesně dle Bornovy rule klesá, juak roste pravděpodobnost čičiny mrtvé).
No a tady jsme zpátky u problému měření - to, čemu říkáme vědomí nic jako kočku v superpozici nezná. Pro naše vědomí je buď živá nebo mrtvá. V druhé polovině minulého století na tohle téma vzniko spousta velice košatých vysvětlení a hypotéz, u kterých by se dalo konstatovat, že není náhodou, že ve stejné době bylo oblíbenou kratochvílí být hipíkem a s tím spojená vysoká spotřeba LSD ;-). No doba pokročila, různá Kosmická kvantová vědomí už naštěstí nejsou mainstream, na škole se obvykle vyučující Cimrmanovsky řečeno zbaběle drží osnov v podobě Kodaňské interpretace, kde je to přímo axiom (a dělají dobře, obvykle jsou studenti zmatení i bez toho), ale problém zůstává. Myslím že tohle shrnutí je celkem v pohodě https://www.quora.com/What-is-the-measurement-problem-of-quantum-mechanics-1?share=1
Mimochodem, ta kvantovka je tam zbytečná. I v normální statistické fyzice narazíte na dobře definované věci jako "tohle rozložení atomů a jejich hybností je pevná hmota, tohle zase plyn", no a u složitějších systémů to musíte taky dodefinovat. A je jedno, jestli definujete "je tohle seskupení atomů živá kočka?" nebo "je tohle seskupení atomů propečený steak?"
zpátky ale k článku. Ano, je několik hypotéz o kvantové povaze vědomí (Penrose mluví o kvantových jevech v mikrotubulech např.) Ale jsem velmi, opravdu velmi skeptický k tomu, že jestli už vědomí něco kvantového počítá, tak že se to projeví na jádrech vodíku, na jejich precesi je MRI citlivá. A ještě více jsem skeptický, že by v daném prostředí mozku (teplota, navíc obrovské elmag. pole z MRI) pokud by už stavy byly v superpozici, tak by je okamžitě nerozbila dekoherence.
Pokud by šlo o sázku, tak bych osobně vsadil tak flašku něčeho dobrého proti bedýnce téhož na objevení nějaké systematické chyby.
Re: Silná skepse
Jirka Naxera,2022-10-22 01:10:38
(prosím, odpusťte mi pár technických chyb a vyložených lží, jako že třeba ten vývoj je jen jeden stavový vektor apod. - jsem si vědom, že je to špatně, ale netuším jak to napsat lépe aniž bych musel copypastovat celou učebnici a pro běžného čtenáře to ještě víc nezamotal...)
Diskuze je otevřená pouze 7dní od zvěřejnění příspěvku nebo na povolení redakce
