Наше сознание — это квантовая запутанность? Новая теория утверждает, что да — и объясняет процесс
Что такое сознание? Этот вопрос веками заводил в тупик философов, а сегодня ставит не менее сложные задачи перед нейробиологами. Мы привыкли думать о мозге как о невероятно сложном биологическом компьютере, где нейроны — это транзисторы, а синапсы — проводники. Но эта аналогия, при всей её удобности, даёт трещину, когда мы пытаемся объяснить не просто обработку информации, а само ощущение бытия, целостность нашего «Я» и поразительную синхронность, с которой действуют миллионы удалённых друг от друга клеток.
Классическая физика описывает мир как набор предсказуемых взаимодействий. Но что, если для рождения мысли этого недостаточно? Что, если в тёплых и хаотичных глубинах нашего черепа происходят процессы, подчиняющиеся куда более странным и загадочным законам — законам квантовой механики? Новая теоретическая работа учёных из Шанхая подливает масла в огонь этой давней и дерзкой дискуссии, предполагая, что ключ к разгадке может скрываться в самом неожиданном месте — в жировой «изоляции» наших нервных волокон.
Не просто провода: жировая изоляция как квантовая сцена
В центре нового исследования, опубликованного в Physics Review E, находится миелиновая оболочка. Это жировая структура, которая, подобно изоленте на электрическом проводе, покрывает аксоны — длинные отростки нейронов, передающие сигналы. Её основная, хорошо изученная функция — ускорять проведение электрического импульса. Однако китайские исследователи взглянули на неё под совершенно другим углом.
С помощью математических моделей они предположили, что эта структура может быть не просто пассивным изолятором, а настоящей квантовой сценой. Согласно их гипотезе, цилиндрическая полость, образуемая миелином, создаёт идеальные условия для спонтанного испускания фотонов (частиц света). Более того, этот процесс может порождать «бифотоны» — пары фотонов, которые находятся в состоянии квантовой запутанности.
Именно здесь начинается самое интересное. Квантовая запутанность, которую Эйнштейн насмешливо называл «жутким дальнодействием», — это феномен, при котором две частицы становятся неразрывно связанными. Изменение состояния одной мгновенно отражается на состоянии другой, независимо от расстояния между ними. Если эта теория верна, то нервная система может обладать собственным, сверхбыстрым каналом связи.
Представьте себе: миллионы нейронов в разных частях мозга должны сработать слаженно, как огромный оркестр, чтобы вы могли мгновенно отреагировать на летящий в вас мяч или понять сложную шутку. Как достигается такая синхронизация? Нынешние модели, основанные на медленной передаче химических и электрических сигналов, не всегда дают исчерпывающий ответ. Квантовая запутанность предлагает элегантное объяснение: это не «сообщения», идущие от нейрона к нейрону, а мгновенная, скоординированная реакция связанных частиц.
Призраки прошлого: откуда растут ноги у квантового сознания?
Идея о квантовой природе разума, конечно, не родилась вчера. Ещё в 1990-х годах физик Роджер Пенроуз и анестезиолог Стюарт Хамерофф представили миру свою модель «оркестрированной объективной редукции» (Orch-OR). Они предположили, что сознание возникает в результате квантовых вычислений внутри микротрубочек — белковых структур, составляющих цитоскелет нейронов.
Тогда научное сообщество встретило эту идею в штыки. Как вспоминал сам Хамерофф, «нас было очень популярно резко критиковать». И критика была обоснованной.
Горячо, сыро и шумно: почему мозг — не лучшее место для квантовой магии
Главный аргумент скептиков остаётся неизменным и сегодня. Квантовые состояния невероятно хрупки. Они могут существовать лишь в условиях экстремального холода и изоляции, как в недрах квантовых компьютеров. Любое внешнее воздействие — тепло, вибрация, случайное столкновение с молекулой — мгновенно разрушает хрупкую квантовую связь в процессе, называемом декогеренцией.
А что такое мозг? Это тёплая (+37 °C), влажная и невероятно «шумная» среда, где постоянно происходят миллионы химических реакций. Кажется, это самое неподходящее место для любых деликатных квантовых эффектов. Как может запутанность фотонов выжить в таком хаосе хотя бы долю секунды?
Более того, исследование шанхайских учёных — это пока лишь красивая математическая модель. Это не эксперимент, зафиксировавший «квантовую связь» в живом мозге мыши. Авторы и сами признают, что обнаружить и измерить это явление на практике будет чудовищно сложно. Ведь для этого нужно как-то отследить поведение отдельных фотонов внутри работающего мозга, не повредив его. Задача из разряда научной фантастики на сегодняшний день.
От гипотезы к пониманию: что дальше?
Так что же мы имеем в сухом остатке? С одной стороны — элегантную гипотезу, которая предлагает потенциальное решение одной из величайших загадок нейронауки — проблемы синхронизации и природы сознания. С другой — серьёзные теоретические возражения и почти непреодолимые практические трудности с её проверкой.
Эта статья — не доказательство, а приглашение к дискуссии. Она смещает фокус с микротрубочек Пенроуза-Хамероффа на куда более распространённые структуры — миелиновые оболочки, — делая идею чуть менее экзотичной.
Наука движется вперёд именно так: через смелые, порой кажущиеся безумными предположения, которые затем проходят через безжалостное сито экспериментальной проверки. Большинство из них отсеивается. Но даже если теория о квантовой запутанности в миелине окажется неверной, она заставляет нас задавать правильные вопросы и искать ответы за пределами привычных моделей.
Возможно, наш разум — это нечто большее, чем просто сумма биохимических реакций. И где-то на стыке биологии, физики и информатики нас ждёт открытие, которое навсегда изменит наше представление о самих себе. А пока «жуткий призрак» Эйнштейна продолжает бродить по коридорам науки, заглядывая в самые неожиданные места — например, в нашу собственную голову.