Bilinç Kuantum Fiziği ile Açıklanabilir mi?

Bilinç Kuantum

Bilinç Kuantum Fiziği ile Açıklanabilir mi?

Bilimin en önemli ve henüz cevabı bilim tarafından tam olarak ortaya konulamayan sorularından biri, bilincimizin nasıl oluştuğu sorusudur. 1990’larda kara deliklerle ilgili öngörüsüyle 2020 Nobel Fizik Ödülü’nü kazanmadan çok önce, fizikçi Roger Penrose  , bilincimizin nasıl oluştuğunu açıklamaya yardımcı olabilecek iddialı bir  öneri için anestezi uzmanı Stuart Hameroff ile birlikte çalıştılar. 

İkili, karmaşık bir nöron sisteminin oluşturduğu bir ağdan meydana gelen beynin ürettiği bilincin kuantum mekaniğinin kurallarına  ( elektronlar gibi küçük parçacıkların nasıl hareket ettiğini belirleyen teori ) uyması gerektiği konusunda bir öneri ortay koydular. Ortaya koydukları bu öneri ile  insan bilincinin gizemli karmaşıklığının açıklanabileceğini savunuyorlar.

Penrose ve Hameroff kuşkuyla karşılandılar. Kuantum mekanik yasalarının genellikle yalnızca çok düşük sıcaklıklarda geçerli olduğu bilinir .Örneğin kuantum bilgisayarlar şu anda eksi  (-272°C)  civarında çalışmaktadır. Daha yüksek sıcaklıklarda, klasik mekanik devreye girer. Normalde kabul gören anlayış ise fizik bedenin oda sıcaklığında işlevini sürdürdüğü ve bu yüzden de klasik fizik yasalarına tabi olduğudur. Bu nedenle, diğer  ikna edici destekler olsa bile  kuantum bilinci teorisi birçok bilim insanı tarafından tamamen reddedildi.

Bunun tartışmasına girmek yerine araştırmacı, Şanghay Jiaotong Üniversitesi’nden Profesör Xian-Min Jin liderliğindeki Çin’den meslektaşlarımla, kuantum bilinç teorisini destekleyen ilkelerin bazılarını test etmek için güçlerimizi birleştirmeye karar verdiğini belirtiyor.

A fractal Escher artwork
 
Yeni çalışmamızda, kuantum parçacıklarının beyin gibi karmaşık bir yapı içinde olması bakımından, bunu laboratuvar ortamında modelleyerek nasıl hareket edebileceğini araştırdık. Bulgularımız bir gün beyinde ölçülen aktivite ile karşılaştırılabilirse Penrose ve Hameroff’un tartışmalı teorisini doğrulamaya veya reddetmeye bir adım daha yaklaşabiliriz.

Beyin ve Fraktallar

Beynimiz, nöron adı verilen hücrelerden  ve bunların da birleşik aktivitelerinin bilinci oluşturduğuna inanılır. Her nöron, maddeleri hücrenin farklı bölümlerine taşıyan mikrotübüller içerir. İşte tam burada da; Penrose-Hameroff ‘un kuantum bilinci teorisi, mikrotübüllerin kuantum süreçlerinin gerçekleşmesini sağlayacak fraktal bir modelde yapılandırıldığını savunuyor.   

Fraktallar, ne iki boyutlu ne de üç boyutlu olan yapılardır, bunun yerine arada bir kesir değeri boyutundadırlar. Matematikte fraktallar, kendilerini sonsuzca tekrar ederler, görünüşte imkansız olanı üreten güzel desenler olarak ortaya çıkaranlardır. Sonlu bir alana ancak sonsuz bir çevreye sahip olan bir yapıdırlar.   

Bunu görselleştirmek imkansız gelebilir ancak fraktallar aslında doğada sıklıkla bulunur. Bir karnabaharın çiçeklerine veya bir eğrelti otunun dallarına yakından bakarsanız, her ikisinin de aynı temel şekilde kendini  tekrar ederek tekrarlayan  ancak giderek küçülen ölçeklerden oluştuğunu görürsünüz. Bu, fraktalların temel bir özelliğidir.       

Kendi bedeninize bakarsanız aynı şey kendi bedeninizin içine de geçerlidir: Örneğin akciğerlerinizin yapısı, dolaşım sisteminizdeki kan damarları gibi yapılar  fraktaldır. Fraktallar ayrıca MC Escher ve Jackson Pollock’un büyüleyici tekrar eden sanat eserlerinde de yer alır ve anten tasarımı gibi teknolojide onlarca yıldır kullanılmaktadırlar. Bunların hepsi klasik fraktal örnekleridir – bunlar , kuantum fiziği yerine klasik fizik yasalarına uyan fraktallardır .       

İnsan bilincinin karmaşıklığını açıklamak için fraktalların neden kullanıldığını görmek zor değildir . Sonsuz derecede karmaşık oldukları ve basit tekrarlanan kalıplardan karmaşıklığın ortaya çıkmasına izin verdikleri için, fraktallar zihnimizin gizemli derinliklerini destekleyen yapılar olabilirler. Durum buysa eğer, zihnimizin gizemli derinliklerini destekleyen bu yapılar beynin nöronları içindeki fraktal desenlerde hareket eden küçük parçacıklar ile sadece kuantum seviyesinde gerçekleşebilirler.  Bu nedenle Penrose ve Hameroff’un önerisine “kuantum bilinci” teorisi denir.

Kuantum Bilinci

Eğer varsalar bile beyindeki kuantum fraktalların davranışını henüz ölçemiyoruz . Ancak ileri teknoloji, artık laboratuvarda kuantum fraktallarını ölçebileceğimiz anlamına geliyor. Bir taramalı tünelleme mikroskobu (STM) içeren son araştırmalarda, Utrecht’teki meslektaşlarım ve ben elektronları fraktal bir düzende dikkatlice düzenleyerek bir kuantum fraktal yarattık.           Daha sonra elektronların kuantum durumlarını tanımlayan dalga fonksiyonunu ölçtüğümüzde, onların da yaptığımız fiziksel model tarafından dikte edilen fraktal boyutta yaşadıklarını gördük. Bu durumda, kuantum ölçeğinde kullandığımız model, bir boyutlu ile iki boyutlu arasında bir yerde olan bir şekil olan Sierpiński üçgeniydi. Bu heyecan verici bir bulguydu, fakat STM teknikleri kuantum parçacıklarının nasıl hareket ettiğini araştıramaz – bu bize beyinde kuantum süreçlerinin nasıl meydana gelebileceği hakkında daha fazla bilgi verebilir. Son araştırmamızda, Şanghay Jiaotong Üniversitesi’ndeki meslektaşlarım ve ben bir adım daha ileri gittik. Son teknoloji fotonik ( bilgi paketleri ) deneylerini kullanarak, fraktallar içinde yer alan kuantum hareketini benzeri görülmemiş ayrıntılarla ortaya çıkarmayı başardık.                         

Bunu, küçük bir Sierpiński üçgeninde özenle tasarlanmış yapay bir çipe fotonları (ışık parçacıkları- bilgi paketleri ) enjekte ederek başardık. Üçgenin ucuna fotonlar enjekte ettik ve kuantum taşıma adı verilen bir süreçte fotonların fraktal yapısı boyunca nasıl yayıldıklarını izledik. Daha sonra bu deneyi, her ikisi de üçgen yerine kare şeklinde olan iki farklı fraktal yapı üzerinde tekrarladık. Ve bu yapıların her birinde yüzlerce deney yaptık. 

Bu deneylerden elde ettiğimiz gözlemlerimiz, kuantum fraktallarının aslında klasik olanlardan farklı bir şekilde davrandığını ortaya koymaktadır. Spesifik olarak, ışığın  ( bilgi paketinin) bir fraktal boyunca yayılmasının, klasik duruma kıyasla kuantum durumunda farklı yasalar tarafından yönetildiğini bulduk.

 Kuantum fraktallarının bu yeni bilgisi, bilim adamlarının kuantum bilinci teorisini deneysel olarak test etmelerinin temellerini sağlayabilir. Bir gün insan beyninden kuantum ölçümleri alınırsa, bilincin klasik mi yoksa kuantum bir fenomen mi olduğuna kesin olarak karar vermek için sonuçlarımızla karşılaştırılabilir. 

Çalışmamızın bilimsel alanlarda da derin etkileri olabilir. Yapay olarak tasarlanmış fraktal yapılarımızda kuantum taşınımını araştırarak, fizik, matematik ve biyolojinin birleştirilmesine yönelik ilk küçük adımları atmış olabiliriz; bu, çevremizdeki dünya ve zihnimizde var olan dünya hakkındaki anlayışımızı büyük ölçüde zenginleştirebilir.  

Makale Aslı  The Conversation 

https://theconversation.com adlı internet sitesinden alınmıştır

Çeviri: İbrahim Özkaraca

 

Bir yanıt yazın

Bu site, istenmeyenleri azaltmak için Akismet kullanıyor. Yorum verilerinizin nasıl işlendiği hakkında daha fazla bilgi edinin.

Çok Okunan Yazılar