W biologii dowody na kwantowe podstawy procesów życiowych są przekonujące. Jest pewne, że mechanika kwantowa działa na wszystkich poziomach życia, nie tylko dlatego, że chemia, która często pojawia się w dyskusjach na temat mechaniki kwantowej, jest obecnie przedmiotem studiów na wydziałach chemicznych głównych uniwersytetów na całym świecie. Badanie to ma na celu pogłębienie naszego zrozumienia skomplikowanych interakcji w tych systemach. Rzeczywiście, w ciągu ostatnich kilku dekad neuronauka zagłębiła się w swoją tematykę. Jednak, jak to często bywa, odkrycia tylko zwiększyły złożoność – szarą materię z odwiecznym pytaniem u podstaw: w jaki sposób potencjały czynnościowe przepływające przez neurony i substancje chemiczne przemieszczające się między nimi łączą się, tworząc BYT.
John Eccles był pionierem we wczesnych próbach zbudowania neuronauki kwantowej. Nie będziemy wspominać o stronniczości dobrze znanej Nagrody Nobla, ale otrzymał ją za swoją pracę nad synapsą, małą przestrzenią między neuronami, przez którą przepływają neurochemikalia, pobudzając lub tłumiąc sąsiednie neurony. Wykazał, że w korze mózgowej przychodzące impulsy nerwowe wyzwalają uwalnianie cząsteczek neuroprzekaźników w neuronach przywspółczulnych (tj. egzocytozę) poprzez transmisję informacji i „selekcję kwantową”, która jest bezpośrednio związana ze świadomością.
Ponieważ świadome działanie (np. intencja) jest dynamicznym procesem, który kształtuje wzorce czasowe w odpowiednich obszarach kory mózgowej, zasugerowano, w jaki sposób regulacja wielu przełączników synaptycznych między milionami neuronów w odpowiednich regionach może być skutecznie regulowana przez wyzwalacz kwantowy, który później okazał się oparty na procesie transferu elektronów w błonie synaptycznej.
Następnie biologia kwantowa zaczęła ewoluować w pełnoprawną naukę, z szerokim zakresem pokrycia wszystkiego, do czego mogła dotrzeć: od mechanizmów kwantowych (które, jak wykazano, odgrywają ważną rolę w fotosyntezie), wzroku, zapachu, mitochondriów, mutacji DNA, magnetorecepcji i innych.
Istnieją wyraźne dowody na to, że interakcje o charakterze kwantowym są obserwowane w białkach mózgu. Mówimy tu o najliczniejszym białku w mózgu (około miliarda na neuron) – tubulinie, która ma formę mikrotubul, z których każda ma unikalne właściwości wibracyjne i kwantowe o wysokiej częstotliwości ze względu na niepolarne ścieżki pierścieni aromatycznych. Te cylindryczne polimery białkowe są w stanie „przetwarzać informacje”, wykonując celowe działania przestrzenno-czasowe, określając kształt neuronów oraz tworząc i regulując synapsy. Uważano, że tubuliny są podstawą pamięci, poznania i świadomości. Eksperymenty z białkiem wykazały, że opór przewodzenia w mikrotubulach staje się tak niski, że staje się niemal makroskopowym systemem kwantowym. Rozsądne byłoby założenie, że aby przetwarzanie kwantowe mogło odgrywać znaczącą lub informacyjną rolę w mózgu, musi istnieć mechanizm, który może „przechowywać i transportować informacje kwantowe w kubitach przez wystarczająco długi czas makroskopowy”.
Co więcej, mechanizm ten musi być w stanie splątać ogromną liczbę kubitów, a następnie przełożyć to splątanie na chemię wyższego poziomu, aby wpłynąć na sposób, w jaki neurony wyzwalają potencjały czynnościowe. Prace idą pełną parą, proces jest w toku, a nowe dowody sugerują, że spiny jądrowe 31 P w cząsteczkach Ca9(PO4)6 mogą stanowić podstawę mechanizmu kwantowego przetwarzania neuronalnego w mózgu.
Podstawowym wymogiem było to, aby spiny w różnych cząsteczkach Ca9(PO4)6 stały się splątane i pozostały takie przez okresy (szacowane na wiele godzin) znacznie przekraczające typowe czasy relaksacji spinu 31 P.
Jak wspomniałem ostatnio, okazało się, że do DNA mają zastosowanie nie tylko zasady chemiczne i fizyczne, ale także kwantowe. Okazało się, że zjawiska kwantowe są aktywne w DNA nawet w warunkach środowiskowych (!) i obejmują spójny transfer ładunku wzdłuż nakładających się pi-orbitali zasad DNA oraz selektywność spinową stworzoną przez chiralność* (filtruje elektrony zgodnie z ich rotacją wzdłuż DNA, a zatem jest nie tylko wskaźnikiem spójności kwantowej, ale może potencjalnie wpływać na właściwości wiązania DNA).
* Cecha cząsteczki, która uniemożliwia jej nałożenie się na jej lustrzane odbicie, znana jest jako chiralność. Termin ten pochodzi od greckiego słowa oznaczającego „rękę”, znanego obiektu chiralnego, ponieważ lewa i prawa ręka są swoimi lustrzanymi odbiciami, ale nie można ich nałożyć na siebie w przestrzeni.Jednym z oszałamiających odkryć w biologii było na przykład odkrycie w 2007 roku roli mechaniki kwantowej w fotosyntezie. Późniejsze badania wykazały, że światło pochłaniane przez chlorofil musi być przenoszone do komórkowego „reaktora” w celu konwersji. Odkryto, że wydajność komórki w przesyłaniu światła wynosi prawie 100%, przewyższając wszystkie istniejące możliwości technologiczne i sugerując istnienie przestrzeni kwantowej, która zachowuje spójność systemu, umożliwiając komórce osiągnięcie takiego poziomu wydajności. Badania dwuwymiarowej spektroskopii elektronowej kompleksu bakteriochlorofilowego FMO i uzyskują bezpośrednie dowody na niezwykle długotrwałą kwantową spójność elektronową, która odgrywa ważną rolę w procesach transferu energii w tym systemie. Koherencja kwantowa jest widoczna w charakterystycznych, bezpośrednio obserwowalnych sygnałach kwantowego bicia między ekscytonami w kompleksie FMO Chlorobium tepidum w temperaturze 77 K. Ta falowa charakterystyka transferu energii w kompleksie fotosyntetycznym może wyjaśniać jego ekstremalną wydajność, ponieważ pozwala kompleksom wybierać rozległe regiony przestrzeni fazowej w celu znalezienia najbardziej wydajnej ścieżki.
Przyjmując perspektywę ewolucjonistyczną, można by argumentować, że przez miliardy lat natura mogła zająć się „ciepłymi, wilgotnymi i hałaśliwymi” warunkami mózgu, aby utrzymać delikatne stany kwantowe. Praca Nielsa Bohra, która sugeruje związek między świadomością a mózgiem, zagłębia się w ten temat.
Podsumowując, ważne jest, aby uznać głębokie niedociągnięcia teorii fizykalistycznych w wyjaśnianiu różnych zjawisk świadomości, takich jak odczuwanie jaźni. Same procesy biologiczne nie są w stanie wyjaśnić postrzegania siebie przez organizm jako jednolitego bytu. Czynności takie jak myślenie, rozumowanie, podejmowanie decyzji i doświadczenia zmysłowe, pomimo ich złożoności, są odrębne od samej świadomości.
Koncepcja Woli
Koncepcja Woli lub wrażenie, że posiadamy zdolność podejmowania decyzji, nie może być w pełni wyjaśniona za pomocą samej chemii, fizyki lub biologii. Biorąc pod uwagę naukową perspektywę, że świat fizyczny jest systemem przyczynowym, w którym każde zdarzenie jest poprzedzone przyczyną, trudno jest zrozumieć, w jaki sposób z góry określone łańcuchy przyczynowe, procesy chemiczne w neuronach lub jakakolwiek fizyczna przyczyna może przekształcić potencjalność w rzeczywistość poprzez wybór.
Nasz mózg, umysł i świadomość są głęboko połączone ze światem w rozległej superpozycji, załamując funkcję falową w pojedynczy stan doświadczany jako qualia, który pozwala jednemu zdarzeniu, X, być „postrzeganym” jako prekursor innego zdarzenia, Y. Mechanika kwantowa wprowadza pojęcie nondeterminizmu – braku przyczynowości lub determinizmu – oraz możliwość wpływania na zdarzenia poprzez wolę, co jest zgodne z moją osobistą wiarą w autonomię wyboru, zawartą w zdaniu:
Skosztowawszy Owocu Wiedzy, można nadal zmagać się z quasi-konstruktami nauki w stopniu przypominającym marchewkę w zagrodzie. Jednak nawet bez tej wiedzy zawsze było dla mnie jasne, że obecność Sema i Kanału w świecie, a także wola ludzkości, zdolna do zaaranżowania czegokolwiek poza jej związkiem z duszą, stara się zrozumieć zakres i umiejscowienie tego połączenia w kategoriach kwantów. Na przykład, jeśli nie jesteś taki, jak chcę, ale taki, jaki naprawdę jesteś, każda osoba decyduje za siebie.
