Bộ não con người có liên quan như thế nào đến vật lý lượng tử?

2024 Tác giả: Seth Attwood | [email protected]. Sửa đổi lần cuối: 2023-12-16 16:20

Không ai biết ý thức là gì và nó hoạt động như thế nào. Tất nhiên, các nhà khoa học từ các lĩnh vực khoa học khác nhau có nhiều giả thiết về điểm số này, nhưng không ai có thể đưa ra câu trả lời chính xác cho câu hỏi ý thức là gì. Một tình huống tương tự cũng được quan sát với cơ học lượng tử - nghiên cứu sự tương tác của các hạt nhỏ nhất của Vũ trụ với nhau, các nhà vật lý đã học được rất nhiều điều. Nhưng vì cơ học lượng tử không đồng ý với thuyết tương đối rộng của Einstein, các nhà nghiên cứu không thể tìm ra cách đưa chúng về một mẫu số chung.

Theo một trong những nhà khoa học vĩ đại nhất của thế kỷ XX, nhà vật lý Richard Feynman, không ai thực sự hiểu được cơ học lượng tử. Thật thú vị, anh ấy cũng có thể đã nói về một vấn đề phức tạp không kém của ý thức. Mặc dù thực tế là một số nhà khoa học tin rằng ý thức chỉ là một ảo ảnh, những người khác thì ngược lại, tin rằng chúng ta không hiểu nó đến từ đâu.

Vì vậy, không có gì ngạc nhiên khi bí ẩn lâu đời của ý thức đã thúc đẩy một số nhà nghiên cứu chuyển sang vật lý lượng tử để giải thích nó. Nhưng làm thế nào mà một bí ẩn chưa được giải đáp có thể được giải thích bởi một bí ẩn khác?

Ý thức là gì?

Rất khó để định nghĩa ý thức. Làm thế nào để trả lời câu hỏi "tại sao tôi là tôi" hoặc "ý thức của tôi khác với ý thức của một con mèo như thế nào?" hoặc "tại sao tôi nhận thức thế giới theo cách này mà không phải theo cách khác?" May mắn thay, trên thế giới vẫn có những nhà khoa học sẵn sàng đưa ra câu trả lời, nếu không muốn nói là tất cả thì rất nhiều câu hỏi về ý thức con người là gì.

Ví dụ, nhà triết học nhận thức Daniel Dennett, giáo sư Đại học Tufts (Mỹ), trong cuốn sách "Từ vi khuẩn đến bạch và trở lại" nói về cách các quá trình sinh học trong cơ thể con người tạo ra dòng suy nghĩ và hình ảnh. Vị giáo sư tin rằng bộ phim chủ quan được chiếu trước mắt mỗi chúng ta chẳng qua chỉ là ảo ảnh do bộ não của chúng ta khéo léo thêu dệt nên. Ông cũng tin rằng ý thức không bí ẩn như chúng ta nghĩ và tin rằng khoa học nên giải thích sự vận hành khách quan của não bộ.

Trong số các học giả không đồng ý với quan điểm của Dennett có nhà triết học và giáo viên người Úc David Chalmers. Ông đề xuất coi ý thức là một cái gì đó cơ bản, chẳng hạn như các định luật vật lý, có thể được khám phá trong tương lai bằng cách sử dụng công nghệ mới nhất. Ý tưởng thứ hai thậm chí còn cấp tiến hơn của ông được gọi là "giả thuyết panspichism", theo đó ý thức là phổ quát và bất kỳ hệ thống nào cũng sở hữu nó ở một mức độ nào đó, ngay cả các hạt cơ bản và photon. Và ở đâu có photon, có thể có cơ học lượng tử.

Vật lý lượng tử liên quan đến ý thức như thế nào?

Năm 1921, Albert Einstein được trao giải Nobel Vật lý vì đã khám phá ra định luật hiệu ứng quang điện. Nhà vật lý này tin rằng ánh sáng, thường được coi là sóng liên tục, cũng có thể được phân bố dưới dạng lượng tử, mà chúng ta gọi là photon. Sự kiện này cùng với sự hiểu biết của Max Planck về bức xạ vật đen, mô hình nguyên tử mới của Niels Bohr, các nghiên cứu về tia X của Arthur Compton và giả định của Louis de Broglie rằng vật chất có các đặc tính giống như sóng, đã đánh dấu sự khởi đầu của một kỷ nguyên lượng tử mới trong đó bạn và tôi đã đủ may mắn để sống.

Có gì ngạc nhiên khi một lý thuyết lượng tử mới về ý thức đã xuất hiện được gọi là Giảm mục tiêu được điều phối (Orch OR), được tài trợ bởi Giáo sư Vật lý đoạt giải Nobel Vật lý Roger Penrose của Đại học Oxford và nhà gây mê Stuart Hameroff của Đại học Arizona.

Lý thuyết Orch OR, mặc dù nó đã trải qua một số thay đổi kể từ khi ra đời, nhưng nói chung rằng việc khám phá ra các dao động lượng tử trong các "vi ống" nằm bên trong tế bào thần kinh của não bộ sẽ làm nảy sinh ý thức. Các vi ống (polyme protein) kiểm soát các chức năng của tế bào thần kinh và khớp thần kinh và liên kết các quá trình của não với các quá trình tự tổ chức ở mức lượng tử. Các nhà khoa học tin rằng lý thuyết mới thậm chí có thể giải thích về thế giới bên kia.

Lưu ý rằng lý thuyết của Penrose và Hameroff đã gây ra một số chỉ trích, tuy nhiên, việc áp dụng lý thuyết lượng tử trong bối cảnh sinh học vẫn tiếp tục và có thành công lớn nhất liên quan đến quang hợp. Điều thú vị là các nghiên cứu về mùi, enzym và thậm chí cả DNA của loài chim cũng cho thấy rằng các hiệu ứng lượng tử có thể tham gia rộng rãi hơn vào hoạt động của các sinh vật sinh học.

Nghiên cứu sinh tiến sĩ Bethany Adams gần đây đã xuất bản một bài báo trên tạp chí Physics World về vai trò của các hiệu ứng lượng tử trong não. Nghiên cứu của Adams nhấn mạnh một loạt các hiệu ứng lượng tử có thể có trên não, nhưng nghiên cứu tiến sĩ của cô

tập trung vào sự vướng víu lượng tử giữa các nơ-ron và cách nó có thể bị ảnh hưởng bởi các dược phẩm như lithium.

Trong khi công việc của Adams bao gồm một số ứng dụng tiềm năng, bản thân cô hy vọng rằng nghiên cứu của mình sẽ mang lại cho thế giới hiểu biết tốt hơn về cách hoạt động của thuốc chống trầm cảm và ổn định tâm trạng, cũng như các phương pháp điều trị mới cho nhiều bệnh tâm thần. Nhưng ai biết được, có thể công việc của cô ấy sẽ cho phép các nhà khoa học giải thích cách thức hoạt động của ý thức và nó đến từ đâu.