Принято считать, что мир состоит из материи и энергии, но при этом забывают про информацию, которая определяет их преобразования. Квантовый компьютер позволяет использовать способность микрочастиц обрабатывать информацию. В конце концов и сама Вселенная является гигантским квантовым компьютером, которая, по словам С.Ллойда, непрерывно вычисляет свое собственное будущее. Ведь всё в этом мире - только стадии в обработке информации, и квантовый компьютер - одна из них. Ведь всё в этом мире, всё, что мы можем себе вообразить или сфантазировать, не просто присутствует в этом квантовом компьютере, но придает миру всю его грандиозную мощь и бесконечную сложность, предопределяет сами время и вечность…

В каком-то смысле вещи возникают из информации, по крайней мере - реализуют способность вещества и энергии обрабатывать информацию. «Способность Вселенной к вычислению объясняет одну из величайших тайн природы: как из очень простых законов физики возникают сложные системы, например живые существа». «Сложный мир, который мы мы видим вокруг, - проявление квантовых вычислений Вселенной». Можно сказать, что законы квантовой механики «программируют» Вселенную, непрерывно усложняя ее и делая трудно предсказуемой ее будущее. Человеческий мозг - не только плод этих вычислений, но и природная квантовая машина, отражающая квантовый мир, компланарная ему. Как и в квантовом компьютере, в нашем мозгу место бита занимает кубит, то есть способность квантовых объектов находиться в двух состояниях одновременно. Именно эта способность объясняет быстродействие квантового компьютера и прозрения человеческого ума. Если обычный компьютер работает с n ячейками, то квантовый будет работать с 2 в степени n одновременно, поскольку все ячейки находятся в состоянии квантовой суперпозиции, или в запутанных состояниях. Тогда мы получим экспоненциальный рост мощности или скорости счета....

Гигантские возможности человеческого сознания в обработке информации возникли в ходе природного процесса усложнения счета, отразив вычислительную возможность Вселенной от рудиментарного уровня простейших до квантового уровня современного человека.

Специалисты в области квантовой теории сравнивают работу головного мозга и особенно шишковидного тела с квантовым компьютером, в настоящее время разрабатываемым специалистами и в потенциале имеющем совершенно ошеломляющие возможности. В качестве потенциального носителя информации такого компьютера ныне рассматривается хорошо известный специалистам «мозговой песок» - кристаллы солевых отложений эпифиза *. (* Установлен состав «мозгового песка» - это слои того гидроксиапатита кальция Са5(РО4)3ОН, который является потенциальным претендентом на роль физической основы будущего квантового компьютера). Что до «программного обеспечения» мозгового компьютера, то оно «создавалось» вместе с «мозговой машиной» на протяжении огромного эволюционного пути сознания.

Именно «квантовая» природа мозгового компьютера открывает возможность использовать квантовые запутанные состояния и нелокальные корреляции в решении задач экстрасенсорики, эзотерики, магии, а духовные практики служат обучающими курсами для развития «сверхъестественных» способностей сознания, выражающихся, прежде всего, в ощущении связи экстрасенса, поэта, музыканта, творца с информационным полем или коллективным бессознательным.

Таким образом, вполне возможно, что сознание человека может функционировать в режиме квантового компьютера и человек способен научиться им управлять со всеми вытекающими отсюда последствиями - инсайтами, епифаниями и другими «чудесными» проявлениями нашей психики. Сказанное означает, что мистические способности сводятся к умению «переключать» сознание из классического в квантовый режим функционирования, то есть они используют и управляют нелокальным ресурсом запутанных состояний, делая практически то же самое, к чему стремятся сейчас физики, работая над технической реализацией квантового компьютера.

Юрий Манин, выдвинувший саму идею квантового компьютера, начал с анализа процесса репликации ДНК. Он задался таким вопросом: процесс удвоения ДНК занимает 20 минут, у ДНК - 300 тысяч витков спирали, в процессе репликации она должна раскручиваться со скоростью 125 оборотов в секунду и при этом совершать еще целый набор очень точных биохимических реакций. Как это возможно? С точки зрения классической науки это представляется невероятным. Ю.Манин предположил, что объяснение кроется в квантовой природе явления: ДНК - это и есть работающий прототип квантового компьютера, созданного самой природой!

Главное достоинство квантового компьютера, работающего с кубитами, заключается в том, что он выполняет взаимоисключающие команды ОДНОВРЕМЕННО! Дэвид Дойч назвал эту парадоксальную способность квантового компьютера делать две вещи сразу "квантовым параллелизмом", одновременным выполнением сразу нескольких задач. Эта способность выполнять сразу две функции присуща как квантовой механике, так и сознанию человека. На низших уровнях человеческого сознания доминирует классический когнитивный диссонанс, на высших - "квантовый параллелизм". Квантовое вычисление похоже на симфонию, состоящую из множества тонов, интеферирующих друг с другом, квантовое мышление симфонично по самой своей природе.

Что до механизма "квантовости", то, возможно, именно эпифиз (шишковидная железа) с ее «песком» является мостиком между классическим и квантовым мирами, или между человеческим сознанием и непроявленной реальностью. С помощью эпифиза происходят вспышки просветления, ясновидения, интроспекции, но для того, чтобы это произошло, требуются развитые мистические способности, долгие годы духовной практики или различного рода потрясения.

Весьма любопытный факт: после удаления эпифиза сознание пациентов радикально меняется: они чувствуют себя пребывающими сразу в двух реальностях или чередуют реальность этого мира с dream reality *. (* Призрачная реальность (англ.). Больной утрачивает способность выделить из квантового суперпозиционного состояния подходящую «картинку» восприятия, и они остаются наложенными друг на друга.

С другой стороны, Р. Пенроуз, отталкиваясь от теоремы Гёделя и исходя из неалгоритмической работы сознания, считает невозможным смоделировать многие функции разума и понять его работу на основе современной квантовой теории. Главный тезис Р. Пенроуза: «Сознание не поддается расчету и функционирует не алгоритмически… Мозг - это не компьютер» *. (* Р. Пенроуз «Новый разум императора. О компьютерах, сознании и законах физики» (1989). В этой книге говорится о «квантовом сознании», в работе которого присутствует внутренняя, непостижимая пока связь между квантовыми эффектами взаимодействия субатомных частиц в живом организме, нашим мышлением и информационным полем.

Глубокому пониманию работы сознания в научных и логических терминах препятствует незнание адекватных этим процессам фундаментальных законов физики. Согласно Пенроузу, современные представления о работе мозга требуют кардинального пересмотра и должны учитывать теорему Гёделя о неполноте. Сильно упрощая, можно сказать, что сознание человека работает не по принципу компьютера, а по законам квантовой механики, исполнительными механизмами которой могут быть определенные мозговые структуры. По расчетам Р. Пенроуза, в таком случае тысяча нейронов может обеспечить сотни миллионов операций в секунду, причем «исполнительным механизмом» или «клеточным автоматом», изготовленным самой природой, могут быть обнаруженные и исследованные С. Хамерофом микротрубки в нейронах мозга, которые и обеспечивают квантовые механизмы сознания.

А вот по Хамероффу, носителями человеческой памяти являются микротрубки нейронов, состоящие из двух очень похожих белков - альфа- и бета-тубулинов, которые полимеризуются в длинные полые трубки. Функции, приписываемые нейронам, по мнению Стюарта, следует искать на субклеточном уровне, и именно микротрубочки могут быть аппаратами вычисления и интегрирования информации в мозгу. В одном из своих интервью Хамерофф рассказал: «Во время летнего факультатива в онкологической лаборатории я увидел, как микротрубочки растаскивают хромосомы в делящихся клетках. Меня страстно заинтересовало, даже загипнотизировало, как эти маленькие устройства узнают, куда направляться и что делать - в чем была их разумность и что управляло этим шоу на цитоплазматическом уровне?».

По мнению Хамероффа, упорядоченная и протяженная структура микротрубочек наделяет их способностью сохранять квантовые состояния длительное время. По предположению ученых, компоненты цитоскелета (которые, вообще-то есть в каждой клетке организма) в нейронах мозга работают в качестве квантовых компьютеров, элементами которых и являются указанные микротрубочки, обеспечивающие, по расчетам, высокую энергетическую эффективность и информационную емкость мозга.

Нынешняя модель «физики сознания» Пенроуза-Хамерофа такова: микротрубки способны образовывать большие когерентные квантовые системы, способные некоторое время жить «квантовой жизнью», а потом с помощью операционной редукции переходить в классическое состояние. Эти переходы соответствуют элементарным актам сознания, а их поток ведет к тому, что именуют «потоком сознания». Иными словами, само наше сознание является как бы «тенью», отбрасываемой квантовыми процессами и их «операционной редукции» в микротрубках нейронов.

Сторонники квантового сознания опубликовали большое количество статей и организовали междисциплинарную конференцию «На пути к науке о сознании» в Тусоне (Аризона), на которой выступали философы, физики, нейробиологи и математики. Естественно, теория квантового сознания встретила много критиков, да и сама все еще находится в зачаточном состоянии.

Аргументы ее противников варьируются от обоснования невозможности влияния квантовых эффектов на макроскопические процессы в мозгу до утверждений о том, что Хамерофф с Пенроузом пытаются одну загадочную вещь - сознание - объяснить с помощью другой загадочной вещи - квантовой теории. Тем не менее эта область уже перешла из стадии критического зародыша в фазу взрывного роста. Разумная деятельность не сводится к элементарным вычислениям, и, очень вероятно, что «моменты сознания» действительно связаны с квантовыми состояниями, реализующимися в нейронах. Поэтому многие выдающиеся ученые приходят к верным выводам при наличии множества огрех в ходе вычислений, а правильные вычисления обычно не приводят к выдающимся результатам.

За тысячелетия до «Табулы расы» творцы Торы утверждали, что уже в утробе матери ребенок обладает полным знанием, которое постепенно раскрывается на протяжении жизни. Самые глубокие ответы человек получает изнутри, а не извне. Это и есть то, что во всех мистиках именуется «Господь надоумил». К. Поппер не случайно говорил о «третьей вселенной», откуда берутся еще не написанные художественные тексты и не сделанные научные открытия, которые затем переводятся во вторую вселенную - человеческую культуру.

Если бы сознание работало по Дарвину или по Марксу, то есть путем перебора всех возможностей, то человек так бы никогда не вышел из пещер. Возможно, таким принципом руководствуются материалисты, но где вы видели что-либо стоящее, придуманное этими «держателями истины»?

Мне кажется, что будь Гёдель материалистом, его знаменитая теорема никогда бы не появилась в его сознании. Вот что по этому поводу пишет Р. Пенроуз: «По-видимому, точка зрения Гёделя состоит в том, что разум не ограничен “вычислительной” способностью и даже не ограничен конечностью мозга… Гёдель отверг аргумент Тьюринга о том, что нет разума, отдельного от материи, назвав это предрассудком нашего времени. Видимо, для Гёделя было очевидно, что физический мозг должен вести себя как вычислительное устройство, но разум - нечто за пределами мозга».

Кстати, в индийском буддизме индивидуальное, частное, проявленное сознание (виджняна) сосуществует с мировым, универсальным сознанием (джняна), то есть разграничивается два источника сознания - персональный и холистический, общий для единого мирового сознания.

Многие мистические традиции, имея в виду безграничность сознания и его единство с бытием, проводят прямую аналогию человеческого мозга и Вселенной - от гермесовского «что вверху, то и внизу» до полного единства сознания и мира в мистическом холизме Зогара (каббале). Человеческий мозг не производит сознание, а является посредником между миром и человеком - так считают независимо один от другого Д. Бом, К. Гёдель и Д. Кришнамурти: «Мозг не имеет ничего общего с содержанием разума… Мозг не создает разум, но он является прибором, который помогает разуму функционировать» (Д. Бом). «Разум - нечто за пределами мозга» (К. Гёдель).

Когда я вводил в обращение понятие «сознание-бытие», я имел в виду, прежде всего, их неотрывность друг от друга, холистическое единство бытия и сознания. Это означает, что сознание не просто «встроено» в мир, но является связующим между Миром и Человеком, еще - средством продолжающегося Миротворения. Сознание потому имеет квантовую природу, что не может быть локализовано в мозгу человека, а является Миром в Человеке, свидетельством Божественного Присутствия в каждом из нас.

Хотя человеческое сознание лежит в основе всей человеческой деятельности, оно во многом продолжает оставаться «интеллектуальной черной дырой», неправильно связываемой исключительно с работой индивидуального мозга человека. По этой причине ученые долгое время пытались описывать сознание посредством химических и нейроэлектрически процессов, проходящих в мозгу. «И в рамках этой парадигмы ученые зашли столь далеко, что стали называть сознание аномалией». Последнее заблуждение является пережитком классического и материалистического подхода к реальности, а также все еще господствующего приоритета явлений «внешнего мира» над реальностью и безграничностью сознания.

По словам профессора Стэнфордского университета Ника Герберта, даже переключая внимание внутрь, мы больше интересуемся содержанием сознания, мыслями, снами, планами, размышлениями, чем природой самого сознания: «Мы проявляем живой интерес к кинематографическим образам, но совсем забываем, что они существуют только благодаря экрану».

ПРИЛОЖЕНИЕ О КВАНТОВЫХ КОМПЬЮТЕРАХ

Если в обычных компьютерах за эту функцию отвечают биты - нули и единички, - то в квантовых компьютерах им на смену приходят квантовые биты (сокращенно - кубиты). Сам кубит - вещь довольно простая. У него по-прежнему два основных значения (или состояния, как любят говорить в квантовой механике), которые он может принимать: 0 и 1. Однако благодаря свойству квантовых объектов под названием «суперпозиция» кубит может принимать все значения, которые являются комбинацией основных. При этом его квантовая природа позволяет ему находиться во всех этих состояниях одновременно.

В этом и заключается параллельность квантовых вычислений с кубитами. Все случается сразу - уже не нужно перебирать все возможные варианты состояний системы, а это именно то, чем занимается обычный компьютер. Поиск по большим базам данных, составление оптимального маршрута, разработка новых лекарств - лишь несколько примеров задач, решение которых способны ускорить во множество раз квантовые алгоритмы. Это те задачи, где для поиска правильного ответа нужно перебрать огромное количество вариантов.

Кроме того, для описания точного состояния системы теперь не нужны огромные вычислительные мощности и объемы оперативной памяти, ведь для расчета системы из 100 частиц достаточно 100 кубитов, а не триллионов триллионов бит. Более того, с ростом числа частиц (как в реальных сложных системах) эта разница становится еще существеннее.

Одна из переборных задач выделялась своей кажущейся бесполезностью - разложение больших чисел на простые множители (то есть делящиеся нацело только на самих себя и единицу). Это называется «факторизация». Дело в том, что обычные компьютеры умеют довольно быстро перемножать числа, пусть даже и весьма большие. Однако с обратной задачей разложения большого числа, получившегося в результате перемножения двух простых чисел, на исходные множители обычные компьютеры справляются очень плохо. Например, чтобы разложить на два сомножителя число из 256 цифр, даже самому мощному компьютеру понадобится не один десяток лет. А вот квантовый алгоритм, который может решить эту задачу за несколько минут, придумал в 1997 году английский математик Питер Шор.

С появлением алгоритма Шора перед научным сообществом встала серьезная проблема. Еще в конце 1970-х годов, основываясь на сложности задачи факторизации, ученые-криптографы создали алгоритм шифрования данных, получивший повсеместное распространение. В частности, с помощью этого алгоритма стали защищать данные в интернете - пароли, личную переписку, банковские и финансовые транзакции. И после многолетнего успешного использования вдруг оказалось, что зашифрованная таким способом информация становится легкой мишенью для алгоритма Шора, запущенного на квантовом компьютере. Дешифровка с его помощью становится минутным делом. Радовало одно: квантовый компьютер, на котором можно было бы запустить смертоносный алгоритм, еще не был создан.

Тем временем по всему миру десятки научных групп и лабораторий стали заниматься экспериментальными исследованиями кубитов и возможностями создания из них квантового компьютера. Ведь одно дело - теоретически придумать кубит, и совсем другое - воплотить его в реальность. Для этого было необходимо найти подходящую физическую систему с двумя квантовыми уровнями, которые можно использовать в качестве базовых состояний кубита - нуля и единицы. Сам Фейнман в своей пионерской статье предлагал использовать для этих целей закрученные в разные стороны фотоны, но первыми экспериментально созданными кубитами стали в 1995 году захваченные в специальные ловушки ионы. За ионами последовали многие другие физические реализации: ядра атомов, электроны, фотоны, дефекты в кристаллах, сверхпроводящие цепи - все они отвечали поставленным требованиям.

Такое разнообразие имело свои достоинства. Подгоняемые острой конкуренцией, различные научные группы создавали все более совершенные кубиты и строили из них все более сложные схемы. Основных соревновательных параметров у кубитов было два: время их жизни и количество кубитов, которые можно было заставить работать сообща.

Время жизни кубитов задавало то, как долго в них хранилось хрупкое квантовое состояние. Это, в свою очередь, определяло, сколько вычислительных операций можно было выполнить с кубитом, пока он не «умер».

Для эффективной работы квантовых алгоритмов нужен был не один кубит, а хотя бы сотня, причем работающая вместе. Проблема заключалась в том, что кубиты не очень любили соседствовать друг с другом и выражали протест драматическим уменьшением своего времени жизни. Чтобы обойти эту неуживчивость кубитов, ученым приходилось идти на всяческие ухищрения. И все же на сегодняшний день ученым удалось заставить работать вместе максимум один-два десятка кубитов.

Так что, на радость криптографам, квантовый компьютер - все еще дело будущего. Хотя уже совсем не такого далекого, как могло когда-то казаться, ведь к его созданию активно подключаются как крупнейшие корпорации вроде Intel, IBM и Google, так и отдельные государства, для которых создание квантового компьютера - вопрос стратегической важности.

Один из основателей квантовой теории сознания, Стюарт Хамерофф, в своей новой работе заявил, что ему удалось найти носители человеческой памяти - ими оказались микротрубочки нейронов. Хамерофф стал известен после того, как совместно с выдающимся математиком Роджером Пенроузом выдвинул теорию мышления, согласно которой человеческий разум имеет квантовую природу.

Хамерофф так прокомментировал свои результаты: "Многие нейробиологические публикации заканчиваются утверждением о том, что они могут помочь в понимании работы мозга и лечении болезни Альцгеймера, мозговых травм и различных неврологических и психиатрических отклонений. Данная работа действительно сможет это сделать. Мы сможем взглянуть на биомолекулярный код памяти мозга." Чтобы понять степень обоснованности подобных заявлений, необходимо пояснить несколько вещей, касающихся как самого Хамероффа, так и его теории.

Анестезиолог

Стюарт Хамерофф не совсем типичный биолог, и дело тут не в его оригинальной внешности - порой он напоминает то буддийского гуру, то Джона Лока из сериала Lost. В академическую науку он пришел из практической медицины, на что решаются немногие из хорошо оплачиваемых американских докторов. Впрочем, с анестезиологией он не порвал и до сих пор успешно совмещает оба занятия в Аризонском университете, что позволяет ему не заботиться о получении грантов. От простых американских анестезиологов его отличает давний и глубокий интерес к двум вещам: к природе человеческого сознания и к микротрубочкам. Именно благодаря этим интересам о нем заговорил нейробиологический мир.

"Во время летнего факультатива в онкологической лаборатории я увидел, как микротрубочки растаскивают хромосомы в делящихся клетках. Меня страстно заинтересовало, даже загипнотизировало, как эти маленькие устройства узнают, куда направляться и что делать - в чем была их разумность и что управляло этим шоу на цитоплазматическом уровне?" - рассказывал Хамерофф в одном из своих интервью.

Микротрубочки известны как основной компонент цитоскелета. Это арматура, структурные элементы, которые позволяют клеткам животных поддерживать свою форму, а не превращаться в круглую каплю цитоплазмы. Состоят они всего из двух очень похожих белков - альфа- и бета-тубулинов, которые полимеризуются в длинные полые трубки. Во время деления микротрубочки присоединяются к каждой отдельной хромосоме и растаскивают их в дочерние клетки. Кроме того, они могут работать своеобразными магистралями, по которым проходят грузы из одного конца клетки в другой. В аксонах и дендритах нервных клеток, где микротрубочек очень много, именно по ним, как по рельсам, происходит транспорт расходующихся медиаторов к синапсам.

Микротрубочки давно заняли свое место в учебниках биологии и редко привлекали внимание тех, кто занимается памятью и другой высшей нервной деятельностью. Но Хамерофф оказался поглощен именно ими. Когда он обнаружил, что некоторые анестетики влияют на структуру микротрубочек, то решил, что именно этим и объясняется потеря сознания при наркозе (позже выяснилось, что так действуют далеко не все анестетики, но для Стюарта это ничего не меняло). В 1987 году он написал книгу под названием Ultimate Computing, в которой высказал крайне неожиданное предположение о том, что микротрубочки, помимо своей традиционной функции, могут быть аппаратами вычисления и интегрирования информации в мозге. Он назвал их вычислительными автоматами. Функции, приписываемые нейронам, нужно было, по мнению Стюарта, искать на субклеточном уровне. Как именно микротрубочки "вычисляют", Хамероффу было не вполне понятно до тех пор, пока он не познакомился с нашумевшей книгой своего будущего коллеги, знаменитого математика Роджера Пенроуза "Новый Ум Короля".

Математик

К моменту выхода своей неоднозначной книги Пенроуз, вернее сэр Роджер Пенроуз (в 1994 году за выдающиеся заслуги в развитии науки ему был присвоен рыцарский титул) был одним из самых известных математиков. На его счету было создание теории твисторов, спиновых сетей, гипотеза "космической цензуры" и многие другие работы как по чистой математике, так и по теории относительности и квантовой гравитации. Над теорией квантовой гравитации он работал совместно со Стивеном Хокингом. Самую широкую известность среди его чисто математических работ получили непериодические мозаики, или "цыплята Пенроуза", - фигуры, которые могут полностью заполнить плоскость неповторяющимся узором. К концу восьмидесятых признанный ученый, вооружившись математическими знаниями, обратился к давно интересовавшей его проблеме человеческого сознания и написал популярную книгу, которая сделала его знаменитым среди людей, совершенно не интересующихся математикой, и возбудила шквал дискуссий.

В "Новом Уме Короля" Пенроуз попытался с позиции математической логики доказать, что современные представления о работе мозга требуют кардинального пересмотра. Вкратце его рассуждения можно описать следующим образом. Люди, изучающие искусственный интеллект, часто рассматривают мозг как вычислительную машину, некоторые из них даже считают, что в будущем вычислительные машины смогут превзойти по разумности человека.

Пенроуз не верил в истинность подобных заявлений и противопоставил им теорему Гёделя о неполноте. Сильно упрощая, можно сказать, что она утверждает, что всякая формальная система, например компьютер, в некотором смысле неполноценна, то есть не может осознать все высказывания, которые сама же может сформулировать.

Исходя из этого, Пенроуз решил, что искусственный интеллект, если он работает как программа, не сможет ничего "понять" так, как это делает человек. "На мой взгляд, аргумент Гёделя говорит нам, что мы не просто вычислительные машины; что наше понимание - это нечто вне вычислений. Он не говорит нам, что это нечто нематериальное, однако есть важная вещь, которую мы упускаем, которая имеет отношение к квантовой механике." - утверждал Пенроуз в интервью Сьюзан Блэкмор. Раз человек мыслит иначе, чем компьютер, следовательно, человеческому сознанию присущ некий компонент, который, по мнению Пенроуза, должен обладать квантовыми свойствами. Математик не стал утверждать, в каких структурах он присутствует.

Квантовая теория сознания

Немногие ученые, привыкшие к старым добрым нейронам и синапсам, приняли гипотезу Пенроуза серьезно. Однако среди них оказался Стюарт Хамерофф. Он убедил Пенроуза, что носителем квантовых свойств должны быть микротрубочки. По мнению Хамероффа, упорядоченная и протяженная структура микротрубочек наделяет их способностью сохранять квантовые состояния длительное время. Фактически, по предположению ученых, эти компоненты цитоскелета (которые, вообще-то есть в каждой клетке организма) в нейронах мозга работают, ни больше ни меньше, квантовыми компьютерами.

Последующие годы Хамерофф и Пенроуз посвятили разработке совместной "Нейрокомпьютерной модели сознания Orch OR". Каждый из них написал по новой книге на эту тему. Была организована междисциплинарная конференция "На пути к науке о сознании" в Тусоне (Аризона), на которой выступали философы, физики, нейробиологи и математики. К чести организаторов, среди выступающих было много их ярых критиков. Даже скептики признавали важность этой конференции для всей области исследований сознания. Сторонники квантового сознания опубликовали большое количество статей, в том числе и в рецензируемых биологических журналах. С момента выхода "Нового Ума Короля" Пенроуз написал еще несколько книг, касающихся, наряду с квантовым сознанием, и других физических теорий. В отличие от Хамерофа, Пенроуз никогда не настаивал на микротрубочках, как на единственном кандидате в квантовые компьютеры мозга.

Стюарт, напротив, неоднократно пытался показать, что именно микротрубочки должны играть в мозге совершенно особую роль, если и не в формировании сознания, то в чем-то еще. Чтобы добыть этому разнообразные экспериментальные подтверждения, он привлекал к совместной работе других соавторов. В своей последней статье он, совместно с Джеком Тыжинским и его аспирантом Тревисом Креддоком, обратился к проблеме памяти.

Фермент памяти

В работе утверждается, что именно микротрубочки могут быть ее главным хранилищем в нейронах. Статья прошла рецензирование коллегами и была опубликована 8 марта 2012 года в достаточно авторитетном журнале PLoS Computational Science.

Исследователи обратились к тем процессам, которые происходят в нейронах после активации и должны быть как-то связаны с запоминанием. Известно, что во время разряда в нейрон поступают ионы кальция, которые могут активировать кальций-зависимые ферменты.

Авторы, используя известные кусочки структуры, создали компьютерную модель комплекса CaMKII. Это содержащийся в нейронах кальций-зависимый фермент, способный модифицировать различные белки путем навешивания на них фосфатных меток. Такая модификация часто меняет структуру белка или его взаимодействие с партнерами, поэтому часто используется клетками при передаче сигналов от белка к белку в сигнальных каскадах.

Полученная структурная модель фермента напоминала шестилучевую снежинку, каждый из лучей которой несет активный центр, умеющий навешивать фосфатные метки. Получив модель CaMKII, исследователи сопоставили ее со структурой микротрубочек и решили, что фермент отлично подходит для их мечения. На поверхности микротрубочки комплекс располагается так, что может пометить кластер из шести близлежащих белков-тубулинов. Поскольку каждый белок может находиться в меченой или исходной форме, авторы статьи посчитали, что этим кодируется один бит информации. Кластер из шести белков, по их словам, в таком случае является "байтом". Исследователи даже подсчитали, сколько кодируется информации и сколько расходуется энергии при единичном взаимодействии CaMKII и микротрубочки. Полученные цифры говорили об очень хорошей энергетической эффективности и информационной емкости, гораздо большей, чем та, которую нейробиологи приписывают синапсам. Как именно информация, закодированная в виде фосфорилирования микротрубочек, может подниматься с субклеточного уровня на уровень нейронов и, в конечном счете, превращаться в воспоминания, авторы в статье подробно не объяснили. Они предполагают, что фосфорилирование может влиять на транспорт по микротрубочкам, распространяться волнами по нейрону, влиять на рост дендритов и так далее.

Здоровый скептицизм

Сложно сказать, воспримет ли научное сообщество серьезно последнюю работу Хамероффа и коллег. Статья опубликована в достаточно авторитетном журнале, а значит должна была пройти хотя бы минимальное рецензирование коллегами-учеными. Тем не менее, большинство нейробиологов очень критически относятся к идеям Хамероффа и Пенроуза.

Их совместное детище - гипотезу квантового сознания, коллеги критиковали и в статьях в Science, и на научных конференциях, и (особенно яростно) на их собственных лекциях. Аргументы противников варьировали от подробного обоснования невозможности влияния квантовых эффектов на макроскопические процессы в мозгу, до утверждений о том, что Хамерофф с Пенроузом пытаются одну загадочную вещь - сознание - объяснить с помощью другой загадочной вещи - квантовой теории. Но необходимо понимать, что эта критика касалась только той части их совместной теории, которая говорит о сознании. Современная нейробиология пока действительно очень мало знает о его природе.

В последней работе Хамерофф, уже без поддержки Пенроуза, ступил на гораздо более исследованную учеными территорию, касающуюся механизмов памяти. Здесь в последнее время происходит беспрецедентное продвижение исследований. Нейробиологи открывают принципы работы генов, важных для запоминания, их взаимодействие, роль синтеза белков и некодирующих РНК в этом процессе. Некоторые исследователи даже предлагают способы стирать нежелательные воспоминания, основанные на специфическом ингибировании образования важных для памяти белков (подробно про это можно почитать, например, ). В общем, область перешла в фазу взрывного роста.

Почему-то кажется, что на этот раз "революционная" работа в сфере, где уже так много надежных экспериментальных данных, не вызовет такой же бури обсуждений, как это было с первой книгой Пенроуза. Скорее всего, ее просто проигнорируют.

• Перевод

Новая теория объясняет, как хрупкие квантовые состояния могут сохраняться часами и даже днями в нашем тёплом и влажном мозгу. Уже готовятся эксперименты для её проверки

Мэтью Фишер, предложивший теорию о влиянии квантовых эффектов на работу мозга

Простое упоминание «квантового сознания» причиняет большинству физиков дискомфорт, поскольку эта фраза, судя по всему, напоминает им бормотание какого-нибудь гуру от "Нью Эйдж" . Но если новая гипотеза подтвердится, окажется, что квантовые эффекты действительно играют некую роль в человеческом сознании. Мэтью Фишер , физик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, в прошлом году удивил многих, опубликовав в Annals of Physics работу с предположением о том, что ядерные спины атомов фосфора могут служить рудиментарными кубитами мозга – из-за чего он способен работать по принципу квантового компьютера.

Ещё лет 10 назад эту гипотезу отвергли бы как нонсенс. Физики уже наступали на подобные грабли, в особенности в 1989 году, когда Роджер Пенроуз предположил, что загадочные белковые структуры, "микротрубочки ", играют роль в формировании сознания, используя квантовые эффекты. Мало кто поверил в достоверность такой гипотезы. Патрисия Чёрчлэнд , нейрофилософ из Калифорнийского университета, на эту тему, что для объяснения сознания с тем же успехом можно рассуждать о «волшебной пыльце фей в синапсах».

У гипотезы Фишера те же трудности, что и микротрубочек: квантовая декогеренция. Для постройки рабочего квантового компьютера необходимо объединить кубиты – квантовые биты информации – чтобы привести их в запутанное состояние. Но запутанные кубиты весьма хрупки. Их нужно тщательно ограждать от любого шума в окружающей среде. Один лишь фотон, столкнувшийся с кубитом, нарушит когерентность всей системы, уничтожит запутанность и разрушит квантовые свойства системы. Квантовую обработку тяжело вести в тщательно контролируемых лабораторных условиях, не говоря уже о тёплой, влажной и сложной каше человеческой биологии, в которой поддержание когерентности в течение достаточно длительного времени практически невозможно.

Но за последнее десятилетие появляется всё больше доказательств того, что некоторые биологические системы могут работать с квантовой механикой. Например, в процессе фотосинтеза квантовые эффекты помогают растениям превращать солнечный свет в топливо . Учёные также предполагают , что у перелётных птиц есть «квантовый компас», позволяющий им использовать для навигации магнитное поле земли, и что чувство запаха также корнями уходит в квантовую механику.

Идея Фишера о квантовой обработке данных в мозгу вписывается в новое научное направление квантовой биологии. Назовите это квантовой нейробиологией. Он разработал сложную гипотезу, включающую ядерную и квантовую физику, органическую химию, нейробиологию и биологию. И хотя его идеи сталкиваются с высоким уровнем понятного скептицизма, некоторые исследователи обращают на них внимание. «Читавшие его работы люди (а я надеюсь, что их станет больше), не могут не прийти к выводу о том, что старик не так уж и безумен», писал Джон Прескилл , физик из Калифорнийского технологического института после того, как Фишер делал там доклад. «Он, возможно, что-то нащупал. По меньшей мере, он поднимает весьма интересные вопросы».

Сентил Тодадри , физик из MIT, давний друг и коллега Фишера, сохраняет скептицизм, но считает, что Фишер изменил главный вопрос – происходит ли в мозгу квантовые вычисления – таким образом, что появилась возможность тщательно проверить эту гипотезу. «Принято считать, что разумеется, ни о каких квантовых вычислениях в мозгу не может быть и речи,- говорит Тодадри. – Он же утверждает, что на этот счёт есть ровно одна лазейка. Так что следующим шагом станет проверка возможности эту лазейку прикрыть». И в самом деле, Фишер уже набирает команду для проведения лабораторных тестов, отвечающих на этот вопрос раз и навсегда.

В поисках спина

Фишер принадлежит к династии физиков. Его отец, Майкл И. Фишер – известный физик в Мэрилендском университете, чьи работы по статистической физике заслужили многочисленные награды. Его брат, Дэниел Фишер , прикладной физик в Стэнфордском университете, специализирующийся на эволюционной динамике. Мэтью Фишер последовал по их стопам, строя очень успешную карьеру физика. В 2015 году он получил престижную награду Оливера И. Бакли за исследования квантовых фазовых переходов.

Так что же заставило его уйти от общепринятой физики по направлению к противоречивой и запутанной каши из биологии, химии, нейробиологии и квантовой физики? Его борьба с клинической депрессией.

Фишер хорошо помнит тот день в феврале 1986 года, когда он проснулся, плохо чувствуя своё тело, и с ощущением, будто не спал неделю. «Мне казалось, что меня накачали лекарствами»,- говорил он. Сон не помогал. Изменение диеты и упражнения ничего не дали, а анализы крови не выявили никаких патологий. Но такое его состояние сохранялось целых два года. «Это было похоже на головную боль по всему телу, каждое мгновение бодрствования», говорит он. Он даже пробовал совершить самоубийство, но рождение его первой дочери придало смысл его дальнейшей борьбе с туманом депрессии.

В конце концов он нашёл психиатра, прописавшего ему трициклический антидепрессант, и через три недели его состояние стало улучшаться. «Метафорический туман, окружавший меня, и заслонявший солнце, стал редеть, и я увидел, что за ним есть свет», говорит Фишер. Через пять месяцев он почувствовал, будто заново родился, несмотря на серьёзные побочные эффекты от лекарства, включающие чрезмерное кровяное давление. Позже он переключился на флуоксетин и с тех пор постоянно отслеживает и подстраивает режим принятия лекарств.

Его опыт убедил его в работоспособности лекарств. Но Фишер был удивлён тем, как мало нейробиологи знают о точных механизмах их работы. Это подогрело его любопытство, и благодаря опыту работы в области квантовой механики он начал рассматривать возможность квантовой обработки данных в мозге. Пять лет назад он занялся углублённым изучением вопроса, основываясь на своём собственном опыте принятия антидепрессантов.

Поскольку практически все лекарства, применяемые в психиатрии, обычно оказываются сложными молекулами, он сконцентрировался на одной из самых простых, на литии, единичном атоме – так сказать, сферическом коне, изучать который гораздо легче, чем тот же флуоксетин. Кстати, эта аналогия, по словам Фишера, вполне подходит к данному случаю, поскольку атом лития представляет собой сферу из электронов, окружающих ядро. Он сконцентрировался на том факте, что по рецепту в аптеке обычно можно купить распространённый изотоп литий-7. А приведёт ли использование более редкого изотопа, лития-6, к тому же самому результату? В теории должно, поскольку химически эти изотопы идентичны. Они отличаются только количеством нейтронов в ядре.

Порывшись в литературе, Фишер обнаружил, что эксперименты по сравнению лития-6 и лития-7 уже проводились. В 1986 году учёные из Корнелльского университета изучали , какой эффект эти два изотопа оказывают на поведение крыс. Беременных крыс разделили на три группы – одной давали литий-7, одной – литий-6, а третья служила контрольной группой. После рождения потомства у крыс, получавших литий-6, материнский инстинкт, выражавшийся в уходе, заботе и строительстве гнёзд, был развит гораздо сильнее, чем у двух остальных групп.

Это поразило Фишера. Химически два изотопа должны быть идентичными, и тем более в заполненной влагой среде человеческого тела у них не должны проявляться какие-то различия. Так что же могло послужить причиной появления различий в поведении, наблюдаемых исследователями?

Фишер считает, что секрет может крыться в спине ядра, в квантовом свойстве, влияющем на то, как долго каждый из атомов может оставаться когерентным – изолированным от окружения. Чем меньше спин, тем меньше ядро взаимодействует с электрическими и магнитными полями, и тем медленнее теряется когерентность.

Поскольку у лития-7 и у лития-6 различное количество нейтронов, у них отличаются и спины. В результате литий-7 теряет когерентность слишком быстро для работы квантового сознания, а литий-6 может дольше оставаться запутанным.

Фишер обнаружил два вещества, схожие во всём, кроме квантового спина, и нашё, что они оказывают разное влияние на поведение. Для него это был дразнящий намёк на то, что квантовая обработка данных играет какую-то функциональную роль в сознании.

Схема квантовой защиты

Однако задача перехода от интересной гипотезы к реальной демонстрации того, что квантовые процессы играют роль в работе мозга, выглядит удручающе. Мозгу нужен некий механизм долговременного хранения квантовой информации в кубитах. Необходимо запутывать множество кубитов, и эта запутанность каким-то химическим способом должна влиять на то, как работают нейроны. Также должен существовать механизм передачи квантовой информации, хранящейся в кубитах, по всему мозгу.

Это очень непростая задача. За пять лет поисков Фишер определил только одного подходящего кандидата на хранение квантовой информации в мозгу: атомы фосфора, единственный распространённый биологический элемент, кроме водорода, с половинным спином, достаточно маленьким для увеличения времени когерентности. Фосфор не может сам создавать стабильные кубиты, но его время когерентности можно продлить, если связать его с ионами кальция для формирования кластеров.

В 1975 году Аарон Познер , учёный из Корнелльского университета, обнаружил непонятную кластеризацию кальция и фосфора при изучении рентгеновских снимков костей. Он нарисовал структуру этих кластеров – девять атомов кальция и шесть атомов фосфора, и позднее в его честь их стали называть «молекулами Познера». Эти кластеры вновь заявили о себе в 2000-х, когда учёные, симулируя рост костей в искусственной жидкости, заметили их , плавающими в ней. Последующие эксперименты обнаружили доказательства наличия их в теле. Фишер считает, что молекулы Познера могут служить естественным кубитом мозга.

Это общая картина, но дьявол в мелочах, которые Фишер изучает последние несколько лет. Процесс начинается в клетке с химическим веществом под названием пирофосфат. Он состоит из двух связанных фосфатов, каждый из которых состоит из атома фосфора, окружённого несколькими атомами кислорода с нулевым спином. Взаимодействие между спинами фосфатов запутывает их. Они могут создавать пары четырьмя различными способами: три конфигурации суммарно дают спин равный 1 (слабо связанный триплет), а четвёртая даёт нулевой спин, или «синглет», состояние максимальной запутанности, критически важное для квантовой механики.

Далее ферменты разделяют запутанные фосфаты на три свободных иона. Они остаются запутанными даже после разделения. Этот процесс, по словам Фишера, проходит быстрее для синглетов. Эти ионы в свою очередь могут комбинироваться с ионами кальция и атомами кислорода и превращаться в молекулы Познера. У кальция и кислорода спина ядра нет, поэтому общий полуцелый спин, критичный для длительной когерентности, сохраняется. Эти кластеры защищают запутанные пары от внешних воздействий, чтобы те могли сохранять когерентность как можно дольше. Фишер оценивает, что это могут быть часы, дни или даже недели.

Таким образом запутанность может распространиться на довольно большие расстояния внутри мозга, влияя на выход нейротрансмиттеров и работу синапсов между нейронами – пугающее дальнодействие в версии мозга за работой.

Проверка теории

Исследователи в области квантовой биологии заинтригованы предположением Фишера. Александра Олайа-Кастро , физик из Университетского колледжа Лондона, работавшая над квантовым фотосинтезом, называет это «хорошо продуманной гипотезой. Она не даёт ответов, а лишь открывает вопросы, которые могут привести нас к проверкам отдельных шагов гипотезы».

С ней согласен и химик Оксфордского университета Питер Хоур , исследующий квантовые эффекты в применении к навигации перелётных птиц. «Физик-теоретик предлагает нам определённые молекулы, механизмы, и всю технологию того, как они могут влиять на работу мозга,- говорит он. – Это открывает возможности для экспериментальных проверок».

Фишер сейчас как раз и пытается провести экспериментальные проверки. Он потратил творческий отпуск в Стэнфорде, работая с исследователями над воспроизводством исследования от 1986 года с беременными крысами. Он признал, что предварительные результаты получились разочаровывающими, данные не дали достаточного количества информации. Но он считает, что если лучше воспроизвести эксперимент 1986 года, результаты могут быть более убедительными.

Фишер подал заявку на получение гранта для проведения более глубоких экспериментов в квантовой химии. Он собрал небольшую группу учёных различных специальностей в своём университете и привлёк учёных из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Во-первых ему хочется разобраться, формирует ли фосфат кальция стабильные молекулы Познера, и могут ли ядерные спины фосфора из этих молекул запутываться на длительные промежутки времени.

К этому скептически относятся даже Хоур и Олайа-Кастро, особенно к оценкам Фишера по поводу сроков – сутки и более. «Честно говоря, я думаю, что это весьма маловероятно,- говорит Олайа-Кастро. – Самые длинные временные промежутки, относящиеся к биохимии, и происходящие в мозгу, не больше секунды». (В нейронах информация хранится в течение микросекунд). Хоур называет такую возможность «отдалённой», говоря максимум о секундах. «Это не отвергает всю идею, но мне кажется, что для длительной запутанности потребуются другие молекулы,- говорит он. – Не думаю, что это молекулы Познера. Но мне интересно, как будет развиваться идея».

Кое-кто считает, что для работы мозга никаких квантовых процессов вообще не нужно. «Появляются доказательства того, что всё интересное, связанное с сознанием, можно объяснить взаимодействием нейронов»,- поделился с New Scientist Пол Тагард , нейрофилософ из Университета Уотерлу в Онтарио.

Множество других аспектов гипотезы Фишера также необходимо как следует проверить. Он надеется, что сумеет поставить необходимые для этого эксперименты. Симметрична ли структура молекулы Познера? Насколько ядерные спины изолированы?

Что более важно – а вдруг эти эксперименты докажут, что гипотеза неверна? Тогда, возможно, придётся полностью отказаться от идеи квантового сознания. «Я считаю, что если ядерный спин фосфора не используется в квантовой обработке данных, тогда квантовая механика вообще не играет роли в работе сознания на длительных промежутках,- говорит Фишер. - С научной точки зрения это очень важно исключить. Науке будет полезно знать это».

Теги:

• нейробиология
• квантовая запутанность
• кубиты
• нейрофилософия
• квантовое сознание

Добавить метки

© Fotolia, Andrea Danti

Квантовый компьютер в человеческом мозге?

20 лет назад математик Роджер Пенроуз и анестезиолог Стюарт Хамерофф заложили основы теории работы человеческого мозга и сознания. Один из ее элементов подразумевал существование квантовых состояний, которые обладают сопротивляемостью декогеренции во внутренней структуре нейронов. В недавней статье об их теории ученые утверждают, что им удалось найти весомые аргументы в пользу этой гипотезы. Однако хотя оба они пользуются большим уважением в научных кругах, их предположения пока что воспринимают весьма скептически.

Почти 20 лет назад великий математик и физик Роджер Пенроуз опубликовал книгу, которая стала результатом его размышлений о природе разума и сознания. Кроме того, в этом произведении под названием «Тени разума: В поисках науки о сознании» (Shadows of the Mind: A Search for the Missing Science of Consciousness) он говорил о ряде идей, которые предложил в 1980-х годах анестезиолог Стюарт Хамерофф. В частности, там значилось утверждение о том, что теорема Геделя о неполноте противоречила выводам работ Алана Тьюринга об искусственном интеллекте: речь идет о том, что расчеты на достаточно сложной машине могут привести к появлению осознанного человеческого разума.

По мнению Пенроуза, полученные Геделем результаты подразумевали, что разум и сознание человека невозможно свести к расчетам. Таким образом, он присоединился к лагерю тех, кто считает, что «трудную проблему сознания», по выражению австралийского философа Дэвида Чалмерса, нельзя решить путем сведения сознания к исполнению определенных алгоритмов. Другими словами, хотя мы и можем связать математическую структуру с восприятием звука или цвета, оно не может сводиться к этой самой структуре и расчету, точно так же, как симуляция звезды, циклона или электромагнитной волны на компьютере не создает эти объекты в реальной действительности. Кроме того, как и другие ученые до него (Эйнштейн, Шредингер и Белл), Пенроуз тем самым выразил свою неудовлетворенность текущим состоянием квантовой физики.

Новая квантовая физика

Как известно, в квантовой механике амплитуда вероятности физической системы (иначе она еще называется вектором волновой функции) меняется четко определенным образом, так как управляется всего одним законом: уравнением Шредингера. Тем не менее, когда нам нужно измерить некую физическую величину системы, например, расположение электрона или его спин, в действие вступает и второй закон, в результате чего волновая функция меняется резким и неопределенным образом. Все это немного напоминает то, как если бы попытка установить наличие определенной ноты в музыкальном отрывке в виде расходящихся вокруг фортепиано сферических звуковых волн приводила бы к исчезновению всех остальных нот кроме одной, которая выбиралась по закону вероятности.

Потребовалось бы несколько книг для того, чтобы рассмотреть все проблемы, которые были подняты, как говорят физики, «редукцией волнового пакета»: она тесно связана с введением амплитуд вероятности и просто законов вероятности в квантовой физике. В частности, она привела к возникновению парадокса Эйнштейна — Подольского — Розена и парадоксу кота Шредингера. Как подробно расписывает ситуацию в книге Пенроуз, он признает обоснованность теории декогеренции по поводу парадокса кота Шредингера, он полагает (и в этом он не одинок), что проблема пока что полностью не решена.

По его мнению, нам нужна некая новая физика (как следствие квантовой теории гравитации, которой стандартная квантовая механика должна давать лишь приблизительные значения), если мы на самом деле хотим решить все загадки и преодолеть все сложности, которые ставят перед нами некоторые аспекты квантовой теории. Кроме того, эта новая физика должна содержать в себе математические элементы, которые нельзя будет свести к алгоритмам, как следует из восприятия Пенроузом теоремы Геделя. Наконец, она смогла бы пролить свет на трудную проблему сознания.

Квантовые клеточные автоматы в нейронах

По итогам таких размышлений, которые он представил в несколько сокращенной версии в книге «Новый ум короля. О компьютерах, мышлении и законах физики» (The Emperor`s New Mind. Concerning Computers, Minds and The Laws of Physics), Пенроуз обратился к Стюарту Хамероффу. Тот рассуждал об этих попытках как биолог и анестезиолог: тем самым он пытался понять работу мозга и физические основы сознания. Объединив усилия, ученые предложили следующую теорию.

Они взяли за основу утверждение о том, что большая часть работы нашего мозга прекрасно объясняется с помощью законов классической физики, в частности, на уровне коннектома, то есть нейронных связей. Тем не менее на уровне связей синапсов появляется нечто новое. Эти связи ощущают на себе серьезное воздействие структур, которые обнаруживаются в цитоскелете нейронов: речь идет о микротрубочках. Они представляют собой нечто вроде волокон, которые состоят из димеров тубулина (эти протеины обладают дипольным моментом). По мнению Пенроуза и Хамероффа, эти обладающие поляризационными свойствами белки превращают микротрубочки в нечто вроде клеточных автоматов, которые способны накапливать кубиты и осуществлять расчеты помимо тех, что обычно приписываются нейронной сети. Если это действительно так, то возможности человеческого мозга по обработке информации значительно выше, чем принято считать сегодня. Кроме того, это еще больше отдаляет перспективу создания достаточно мощного компьютера, которому было бы под силу правильно симулировать его работу.

Микротрубочки — квантовые компьютеры?

Кроме того, (этот момент навлекает на себя главную критику в научном сообществе) Пенроуз и Хамерофф заявили, что микротрубочки могут представлять собой эффективные квантовые компьютеры, хотя теория декогеренции утверждает, что это невозможно. Клетки мозга и микротрубочки обладают слишком высокой температурой и слишком сильно подвержены воздействию окружающих шумов, что дает недостаточно времени для проведения долгих квантовых расчетов. Другими словами, даже если мы опускаемся до уровня тибулинов, объекты, с которыми нам приходится иметь дело, все равно слишком горячи и велики для проявления квантовых свойств.

Как бы то ни было, Пенроуз и Хамерофф ответили, что здесь мы не можем быть в чем-то уверенными. Нам известно, что на макроскопическом уровне объектам может быть свойственно квантовое поведение, которое проявляется в таких свойствах, как сверхпроводимость и сверхтекучесть (пока что речь действительно идет лишь о крайне низких температурах, однако в перспективе ученые надеются создать сверхпроводники, которые могли бы работать и при обычных условиях). Кроме того, мы знаем, что эффект Эйнштейна — Подольского — Розена на самом деле работает, несмотря на расстояние в несколько метров между квантовыми системами. Признаки квантовой когеренции свойственны также биологическим системам и наблюдаются в них при низкой температуре уже несколько лет. В частности, это касается фотосинтеза. Не исключено, что эволюции удалось обойти препятствие квантовой декогеренции.

Тени физики разума

Существует в теории Пенроуза и Хамероффа и одна еще более спорная гипотеза. Если квантовые расчеты действительно осуществляются в микротрубочках, они находятся под воздействием квантовой гравитации, а та в свою очередь задействует процессы, которые не согласуются с расчетом Пенроуза за пределами традиционной квантовой механики. В частности это происходит на уровне редукции волнового пакета при замерах данных с так называемой объективной редукцией.

По мнению Пенроуза (как, впрочем, и Эйнштейна, и таких признанных физиков, как Джон Белл и Герард"т Хоофт), имеющаяся в нашем распоряжении в данный момент квантовая физика может стать всего лишь частичным (пусть и весьма эффективным на практике) решением проблем квантования энергии и корпускулярно-волнового дуализма. Таким образом, на более глубоком уровне действительности существует еще неизвестная нам физика сознания (она включает в себя и классическую квантовую теорию): в данный момент мы видим лишь ее тень в коннектоме и микротрубочках. Как существование пространственно-временных категорий становится по-настоящему ощутимым, когда мы приближаемся к скорости света и интенсивным гравитационным полям, так и физика разума раскрывает себя лишь при рассмотрении очень сложных объектов.

Научные спекуляции и псевдонаука

Как легко догадаться, здесь мы подходим к самым вершинам научных спекуляций, где риск потеряться среди метафизических и ненаучных соображений особенно велик. Кроме того, как все мы знаем, некоторые известные ученые вроде Джона Хагелина и лауреата Нобелевской премии Брайана Джозефсона теперь оперируют одной лишь псевдонаукой, когда пытаются подойти к рассмотрению проблемы физических основ сознания.

Гипотезы Пенроуза и Хамероффа сегодня воспринимаются в научном сообществе весьма критически, однако оно не считает, что эти специалисты пересекли запретную красную линию. Скорее складывается впечатление, что их предложения находятся на одном уровне с размышлениями Шредингера в его знаменитой книге «Что такое жизнь? Физический аспект живой клетки» (What is Life? The Physical Aspect of the Living Cell) 1944 года: высказанные им теории помогли пионерам молекулярной биологии продвинуться к открытию ДНК.

Признаки квантовой когеренции в микротрубочках

В прошлом году Пенроуз и Хмерофф опубликовали в Physics of Life Reviews статью об их теории происхождения сознания. В журнале вышло несколько статей с комментариями и критикой их теории, а также их ответы. Как бы то ни было, прискорбно видеть среди этих статей публикацию известного американского врача Дипака Чопры, который отметился более чем сумбурными теориями. Однако самое удивительное в том, что Пенроуз и Хамерофф сегодня говорят о признаках наличия квантовой когеренции в микротрубочках. В этом они основываются на работах индийского специалиста Анирбана Бандиопадхая, который вот уже несколько лет занимается изучением микротрубочек совместно с коллегами из Национального института материаловедения из японской Цукубы.

Статьи Пенроуза и Хамероффа по-настоящему озадачивают, потому что лишь обширные знания квантовой физики, нейробиологии и физики твердого тела могли бы позволить с точностью указать на то, чему можно верить в выдвинутых ими теоретических конструкциях. Сложно сказать, присутствуем ли мы при первых серьезных шагах к изменениям в научной парадигме (сравнимых по масштабам с революцией в биологии в 1940-х годах) или же речь попросту идет о множестве неудачных попыток блестящих ученых развеять завесу тайны в отношениях между разумом и материей. В любом случае Пенроуз и Хамерофф определенно идут по стопам Шредингера, Паули, Вигнера и Линде в физике и Альфреда Уайтхеда и Карла Поппера в философии. Будем надеяться, что работы в области квантовых компьютеров помогут нам расширить наше понимание этих вопросов в ближайшие десятилетия.

Рассуждения Пенроуза и Хамероффа дают пищу для размышлений, но мы все равно до сих пор остаемся на стадии рабочих гипотез, которые нужно развивать и проверять на практике (оба ученых, кстати, вовсе не пытаются отрицать этот факт). Сейчас они напоминают эквилибристов, которые пытаются не свалиться в яму псевдонаучной квантовой мистики и не угодить в капкан боязливого позитивизма, отказываясь искать новые и опасные пути на terra incognita под названием физика разума.

Квантовая физика радикально изменила наши представления о мире. Согласно квантовой физике мы можем влиять своим сознанием на процесс омоложения!

Почему это возможно? С точки зрения квантовой физики, наша действительность – источник чистых потенциальных возможностей, источник сырья, из которого состоит наше тело, наш разум и вся Вселенная.Универсальное энергетическое и информационное поле никогда не перестает изменяться и преобразовываться, каждую секунду превращаясь во что-то новое.

В 20 веке, во время физических экспериментов с субатомарными частицами и фотонами, было обнаружено, что факт наблюдения за течением эксперимента изменяет его результаты. То, на что мы фокусируем наше внимание - может реагировать.

Этот факт подтверждает классический эксперимент, который каждый раз удивляет ученых. Он повторялся во многих лабораториях и всегда получались одни и те же результаты.

Для этого опыта приготовили источник света и экран с двумя щелями. В качестве источника света использовалось устройство, которое «выстреливало» фотонами в виде однократных импульсов.

За ходом эксперимента велось наблюдение. После окончания опыта, на фотобумаге, которая находилась за щелями были видны две вертикальные полоски. Это следы фотонов, которые проходили сквозь щели и засвечивали фотобумагу.

Когда этот эксперимент повторяли в автоматическом режиме, без участия человека, то картина на фотобумаге изменялась:

Если исследователь включал прибор и уходил, и через 20 минут фотобумага проявлялась, то на ней обнаруживалось не две, а множество вертикальных полосок. Это были следы излучения. Но рисунок был другим.

Структура следа на фотобумаге напоминала след от волны, которая проходила сквозь щели.Свет может проявлять свойства волны или частицы.

В результате простого факта наблюдения волна исчезает и превращается в частицы. Если не вести наблюдение, то на фотобумаге проявляется след волны. Этот физический феномен получил название «Эффект Наблюдателя».

Эти же результаты были получены и с другими частицами. Эксперименты повторялись многократно, но каждый раз они удивляли ученых. Так было обнаружено, чтона квантовом уровне материя реагирует на внимание человека. Это было новым в физике.

По представлениям современной физики все материализуется из пустоты. Эта пустота получила названия «квантовое поле», «нулевое поле» или «матрица». Пустота содержит энергию, которая может превращаться в материю.

Материя состоит из сконцентрированной энергии - это фундаментальное открытие физики 20 века.

В атоме нет твердых частей. Предметы состоят из атомов. Но почему предметы твердые? Палец приложенный к кирпичной стене не проходит сквозь нее. Почему? Это связано с различиями частотных характеристик атомов и электрическими зарядами. У каждого типа атомов своя частота вибраций. Этим определяются различия физических свойств предметов. Если бы было можно менять частоту вибраций атомов, из которых состоит тело, то человек смог бы пройти сквозь стены. Но вибрационные частоты атомов руки и атомов стены близки. Поэтому палец упирается в стену.

Для любых видов взаимодействий необходим частотный резонанс.

Это легко понять на простом примере. Если осветить каменную стену светом карманного фонаря, то свет будет задержан стеной. Однако излучение мобильного телефона легко пройдет сквозь эту стену. Все дело в различиях частот между излучением фонаря и мобильного телефона. Пока вы читаете этот текст, сквозь ваше тело проходят потоки самого различного излучения. Это космическое излучение, радиосигналы, сигналы миллионов мобильных телефонов, излучение, идущее из земли, солнечная радиация, излучение, которое создают бытовые приборы и т.п.

Вы это не ощущаете, поскольку можете видеть только свет, а слышать только звук. Даже если вы сидите в тишине с закрытыми глазами, сквозь вашу голову проходят миллионы телефонных разговоров, картины телевизионных новостей и сообщений по радио. Вы это не воспринимаете, поскольку нет резонанса частот между атомами из которых состоит ваше тело и излучением. Но если резонанс есть, - то вы немедленно реагируете. Например, когда вы вспоминаете о близком человеке, который только что подумал о вас. Все во вселенной подчиняется законам резонанса.

Мир состоит из энергии и информации. Эйнштейн, после долгих размышлений об устройства мира сказал: »Единственная существующая во вселенной реальность - это поле». Подобно тому, как волны являются творением моря, все проявления материи: организмы, планеты, звезды, галактики - это творения поля.

Возникает вопрос, как из поля создается материя? Какая сила управляет движением материи?

Исследования ученых привели их к неожиданному ответу. Создатель квантовой физики Макс Планк во время своей речи при получении Нобелевской премии произнес следующее:

«Все во Вселенной создается и существует благодаря силе. Мы должны предполагать, что за этой силой стоит сознательный разум, который является матрицей всякой материи«.

МАТЕРИЯ УПРАВЛЯЕТСЯ СОЗНАНИЕМ

На рубеже 20 и 21 века в теоретической физике появились новые идеи, которые позволяют объяснить странные свойства элементарных частиц. Частицы могут возникать из пустоты и внезапно исчезать. Ученые допускают возможность существования параллельных вселенных. Возможно частицы переходят из одного слоя вселенной в другой. В развитии этих идей участвуют такие знаменитости, как Stephen Hawking, Edward Witten, Juan Maldacena, Leonard Susskind.

Согласно представлениям теоретической физики - Вселенная напоминает матрешку, которая состоит из множества матрешек - слоев. Это варианты вселенных - параллельные миры. Те, что расположены рядом - очень похожи. Но чем дальше слои друг от друга слои - тем меньше между ними сходства. Теоретически, для того, что бы переходить из одной вселенной в другую, не требуются космические корабли. Все возможные варианты расположены один в другом. Впервые эти идеи были высказаны учеными в середине 20 века. На рубеже 20 и 21 века они получили математическое подтверждение. Сегодня подобная информация легко принимаются публикой. Однако пару сотен лет назад, за такие высказывания могли сжечь на костре или объявить сумасшедшим.

Все возникает из пустоты. Все находится в движении. Предметы - иллюзия. Материя состоит из энергии. Все создается мыслью. Эти открытия квантовой физики не содержат ничего нового. Все это было известно древним мудрецам. Во многих мистических учениях, которые считались секретными и были доступны только посвященным, говорилось, что нет никакого различия между мыслями и предметами. Все в мире наполнено энергией. Вселенная реагирует на мысль. Энергия следует за вниманием.

То, на чем ты фокусируешь свое внимание, начинает изменяться. Эти мысли в различных формулировках даются в Библии, древних гностических текстах, в мистических учениях, которые возникли в Индии и Южной Америке. Об этом догадывались строители древних пирамид. Эти знания являются ключом к новым технологиям, которые сегодня используются для управления реальностью.

Наше тело – это поле энергии, информации и разума, находящееся в состоянии постоянного динамического обмена с окружающей средой. Импульсы разума постоянно, каждую секунду придают телу новые формы для приспособления к меняющимся требованиям жизни.

С точки зрения квантовой физики, наше физическое тело под воздействием нашего разума способно совершить квантовый скачок из одного биологического возраста в другой, не проходя через все промежуточные возрасты. опубликовано

P.S. И помните, всего лишь изменяя свое потребление - мы вместе изменяем мир! © econet