Wat is kwantumbewustzijn?

Een van de interessantste theorieën uit de wetenschap vind ik kwantumbewustzijn. Al een tijdje hebben wis- en natuurkundige Roger Penrose (Nobelprijswinnaar en emeritus hoogleraar wiskunde aan de Universiteit van Oxford) en anesthesist Stuart Hameroff een interessant model. Zij denken dat het bewustzijn werkt volgens de wetten van de kwantumfysica. Lange tijd is deze theorie in het hoekje van pseudowetenschap gestopt. Nu vinden wetenschappers steeds meer wetenschappelijke aanwijzingen dat deze bizarre theorie toch best eens waar zou kunnen zijn.

Werkt ons brein als een computer?

In 1997 was het voor het eerst dat een computer won van een wereldkampioen schaken tijdens een toernooi. Garry Kasparov nam het op tegen IBM’s supercomputer, Deep Blue, en verloor. Deep Blue had een vermogen om 200 miljoen posities per seconde te evalueren. Dat deed hij met een voorgeprogrammeerd algoritme, een eindige reeks instructies die vanuit een gegeven begintoestand naar een beoogd doel zal leiden.

schaken computer
Een computer wint van wereldkampioen Garry Kasparov

En ook sophia, de meest menselijke robot, die menselijke gebaren en gezichtsuitdrukkingen imiteert en in staat is om bepaalde vragen te beantwoorden en eenvoudige gesprekken te voeren over vooraf gedefinieerde onderwerpen is geprogrammeerd met algoritmen. Camera’s in Sophia’s ogen in combinatie met computeralgoritmen laten haar zien. Ze kan gezichten volgen, oogcontact onderhouden en personen herkennen. Ze kan spraak verwerken en gesprekken voeren met behulp van een subsysteem van natuurlijke taal.

Zo werken computers en volgens vele wetenschappers ook onze hersenen. Maar volgens Penrose werkt ons brein anders. Zo is een computer zich niet bewust dat hij een schaakwedstrijd heeft gewonnen. En ook Sophia is zich niet bewust dat ze bestaat. Zelfs als de neuronen, synapsen en neurotransmitters van het menselijk brein volledig nagemaakt zouden worden in Sophia is het niet duidelijk of ze dezelfde wereld, gedachten en gevoelens ervaart zoals wij dat doen. Er lijkt iets te ontbreken in de huidige theorieën over bewustzijn. Penrose stelt dat het menselijk bewustzijn bepaalde eigenschappen en vermogens heeft die conventionele computers niet kunnen nabootsen. Ons brein werkt anders. ”Bewustzijn is geen berekening.” Maar hoe komen we dan aan ons bewustzijn?

kwantumbewustzijn werkt anders dan de algoritmen van een robot
kwantumbewustzijn werkt anders dan de algoritmen van een robot

Kwantumbewustzijn

Penrose en Hameroff denken dat kwantumverschijnselen de mysterieuze complexiteit van het menselijk bewustzijn kunnen verklaren. Onze hersenen zijn samengesteld uit cellen, neuronen. Elk neuron bevat (zoals elke cel in ons lichaam) microtubuli, buisvormige structuren die stoffen naar verschillende delen van de cel transporteren. De kwantumbewustzijn -theorie van Penrose en Hameroff stelt dat microtubuli zijn gestructureerd in een (fractal) patroon waardoor kwantumprocessen kunnen plaatsvinden.

Penrose denkt bij deze kwantumprocessen aan bijvoorbeeld kwantumcomputers, waarin qubits zich tegelijkertijd in meerdere toestanden kunnen bevinden. Onze huidige computers bestaan uit binaire waarden met een nul of een een. Bij een kwantumcomputer heeft een qubit tegelijkertijd de binaire waarden 0 én 1 in plaats van 0 óf 1. Deeltjes zoals elektronen zijn dan in “superpositie”. Kwantumcoherentie treedt op wanneer een groot aantal deeltjes samenwerken in één kwantumtoestand (superspositie). Zodra de superpositie instort en enkele toestand overblijft hebben we een bewuste ervaring.

Het proces zou op de een of andere manier moeten worden gestructureerd of georkestreerd, zodat we bewuste keuzes kunnen maken. In de Penrose-Hameroff-theorie van georkestreerde objectieve reductie, bekend als Orch-OR, orkestreren microtubuli in onze hersenen deze momenten van bewust bewustzijn , waardoor volgens Penrose het vermogen ontstaat om informatie en geheugen op te slaan en te verwerken.

Pseudowetenschap of bewijs?

De kwantumbewustzijn-theorie werd een tijd lang afgedaan als pseudowetenschap, maar tegenwoordig vindt men steeds meer wetenschappelijke aanwijzingen en volgens steeds meer wetenschappers zou het zomaar waar kunnen zijn. Zo dacht men lange tijd dat het onmogelijk was om kwantumverschijnselen in biologische systemen te vinden, omdat het daar te warm, vochtig en ‘lawaaierig’ was. Maar biologen vinden steeds meer bewijs voor kwantumbiologische processen. Zo weet men nu dat planten gebruik maken van kwantummechanica tijdens fotosynthese en dat mutaties ontstaan door kwantumtunneling

Ook Cristiane de Morais smith, natuurkundige van Universiteit Utrecht meent dat kwantumprocessen kunnen plaatsvinden in warmere temperaturen, zo zegt ze tegen het NRC. Zo ontdekten wetenschappers in 2014 bijvoorbeeld het materiaal grafeen. Dat is een plakje koolstofatomen van één atoomlaag dik. ”In dit materiaal blijken kwantumprocessen te kunnen plaatsvinden bij ongeveer 27°C. Bovendien is grafeen gemaakt van koolstof, waar de microtubuli ook grotendeels uit bestaan. Naar mijn idee wijzen deze bevindingen erop dat het niet onmogelijk is dat de benodigde kwantumeffecten in ons lichaam plaatsvinden.”

Fractalen in de microtubuli veroorzaken het kwantumbewustzijn

De Morais doet samen met Chinese wetenschappers onderzoek naar kwantumprocessen in fractale structuren. .„Veel structuren in de natuur en ook in ons lichaam zijn fractalen. Fractalen zijn meetkundige objecten met een steeds herhalende structuur als je inzoomt. Een voorbeeld is een boom, die begint met een grote stam die telkens vertakt, waarbij de vertakkingen steeds dezelfde structuur hebben.” overal lijken kleinere structuren op grotere structuren. Een fractal beslaat een groot oppervlak en bevat veel lege ruimte. Ons neuronennetwerk in de hersenen zijn fractalen evenals de microtubuli in die neuronen, waar volgens Penrose ons bewustzijn ontstaat door kwantumprocessen.

Fractalen van een Romanesco kool
Fractalen van een Romanesco kool

In de jaren 80 is beschreven hoe een mier door een fractal doolhof beweegt. De Morais toonde aan dat het gedrag van kwantumdeeltjes, zoals licht (fotonen) die door een fractal bewegen, meetbaar anders is dan dat van een klassiek deeltje, zoals een mier. Als ze die resultaten kunnen vergelijken met eventueel gedrag van kwantumdeeltjes in de microtubuli kunnen ze bewijzen dat kwantumprocessen plaatsvinden in onze hersenen. Haar onderzoek is nog maar een begin naar een bewijs voor de theorie van Penrose. Veel onderzoek moet nog gedaan worden. Maar, zo zegt ze tegen het NRC ”Voor mijn gevoel zou het logisch zijn als bewustzijn quantum is.”

Bronnen. NRC, Universiteit Utrecht, The conversation, Hameroff, Nautilus

Please follow and like us:

Dit vind je misschien ook leuk...

Geef een antwoord

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd.