सोमवार, 1 जुलाई को सुबह 9:25 बजे अपडेट किया गया।
न्यूयार्क - यह विचार कि मस्तिष्क में क्वांटम यांत्रिक घटनाओं से चेतना पैदा होती है, पेचीदा है, फिर भी सबूतों की कमी है।
एरिज़ोना विश्वविद्यालय के भौतिक विज्ञानी रोजर पेनरोज़ और एरिज़ोना विश्वविद्यालय के एनेस्थेसियोलॉजिस्ट स्टुअर्ट हैमरॉफ़ का प्रस्ताव है कि मस्तिष्क एक क्वांटम कंप्यूटर के रूप में काम करता है - एक कम्प्यूटेशनल मशीन जो क्वांटम मैकेनिकल मशीन का उपयोग करती है (जैसे कणों की क्षमता दो स्थानों पर एक बार) जटिल गणना करने के लिए। मस्तिष्क में, न्यूरॉन्स के अंदर फाइबर क्वांटम कम्प्यूटेशन की बुनियादी इकाइयों का निर्माण कर सकते हैं, पेनरोज और हैमरॉफ़ ने ग्लोबल फ्यूचर 2045 इंटरनेशनल कांग्रेस में समझाया, एक भविष्य सम्मेलन 15-16 जून को यहां आयोजित किया गया था।
विचार आकर्षक है, क्योंकि तंत्रिका विज्ञान, अब तक, चेतना के लिए कोई संतोषजनक स्पष्टीकरण नहीं है - आत्म-जागरूक होने की अवस्था और संवेदी अनुभव और विचार। लेकिन कई वैज्ञानिकों को संदेह है, विचार के लिए प्रयोगात्मक सबूत की कमी का हवाला देते हुए।
ऑर्च या मॉडल
पेनरोज़ और हैमरॉफ़ ने अपने विचारों को स्वतंत्र रूप से विकसित किया, लेकिन 1990 के दशक के शुरुआती दिनों में उन्होंने ऑर्केस्टेड ऑब्जेक्टिव रिडक्शन (ऑर्च या) मॉडल को विकसित करने के लिए सहयोग किया।
पेनरोज़ का काम गणितज्ञ कर्ट गोडेल की अपूर्णता प्रमेय की व्याख्या पर टिकी हुई है, जिसमें कहा गया है कि कुछ परिणाम कंप्यूटर एल्गोरिथम द्वारा सिद्ध नहीं किए जा सकते हैं। पेनरोज़ का तर्क है कि मानव गणितज्ञ तथाकथित "गोडेल-अनप्रोवेबल" परिणामों को साबित करने में सक्षम हैं, और इसलिए मानव दिमाग को विशिष्ट कंप्यूटर के रूप में वर्णित नहीं किया जा सकता है। इसके बजाय, वह कहते हैं, इन उच्च क्षमताओं को प्राप्त करने के लिए, मस्तिष्क प्रक्रियाओं को क्वांटम यांत्रिकी पर भरोसा करना चाहिए।
लेकिन पेनरोज़ के सिद्धांत ने यह नहीं बताया कि वास्तविक दिमाग के अंदर यह क्वांटम कंप्यूटिंग कैसे हुई, बस कुछ गणितीय समीकरणों को हल करने के लिए इस घटना की आवश्यकता होगी। हैमरॉफ़ ने पेनरोज़ के काम को पढ़ा और छोटे रेशेदार ढांचे का सुझाव दिया जो कोशिकाओं को उनका संरचनात्मक समर्थन देते हैं - जिन्हें सूक्ष्मनलिकाएं के रूप में जाना जाता है - क्वांटम कम्प्यूटेशन को पूरा करने में सक्षम हो सकता है।
माइक्रोट्यूब्यूल्स प्रोटीन ट्यूबुलिन की इकाइयों से बने होते हैं, जिसमें ऐसे क्षेत्र होते हैं जहां इलेक्ट्रॉन एक दूसरे के बहुत करीब घूम रहे होते हैं। हमरॉफ़ ने प्रस्ताव दिया कि ये इलेक्ट्रॉन "क्वांटम उलझ सकते हैं", एक राज्य जिसमें दो कण एक कनेक्शन को बनाए रखते हैं, और एक पर की गई क्रिया दूसरे को प्रभावित करती है, तब भी जब दोनों एक दूरी से अलग हो जाते हैं।
ऑर्क या मॉडल में, गणितीय संभावनाएं जो सूक्ष्मनलिकाओं में इन उलझे हुए इलेक्ट्रॉनों की क्वांटम स्थिति का वर्णन करती हैं, वे अंतरिक्ष-समय में अस्थिर हो जाती हैं। इन गणितीय संभावनाओं को वेव फ़ंक्शंस कहा जाता है, और इस परिदृश्य में वे पतन की संभावना की स्थिति से एक विशिष्ट वास्तविकता तक बढ़ते हैं। इस स्थिति में, एक न्यूरॉन में माइक्रोट्यूबुल्स को अन्य न्यूरॉन्स में उन लोगों से जोड़ा जा सकता है, जिन्हें अंतराल कनेक्शन के रूप में जाना जाता है। ये जंक्शन मस्तिष्क के अन्य क्षेत्रों में इलेक्ट्रॉनों को "सुरंग" करने की अनुमति देते हैं, जिसके परिणामस्वरूप तंत्रिका गतिविधि की तरंगें होती हैं जिन्हें सचेत अनुभव माना जाता है।
हैमरॉफ़ ने लाइवसाइंस को बताया, "पेनरोज़ के पास चेतना के लिए एक तंत्र था, और मेरे पास एक संरचना थी।"
मॉडल के साथ समस्याएं
दिलचस्प है कि यह लगता है, ऑर्च या मॉडल का प्रयोगात्मक रूप से परीक्षण नहीं किया गया है, और कई वैज्ञानिक इसे अस्वीकार करते हैं।
क्वांटम कंप्यूटर - वे कंप्यूटर जो क्वांटम यांत्रिक प्रभावों का लाभ उठाते हैं, वे बहुत तेज़ गणनाएँ प्राप्त करने के लिए प्रमेयित हुए हैं, लेकिन केवल एक (कंपनी डी-वेव द्वारा निर्मित) व्यावसायिक रूप से उपलब्ध है, और क्या यह सच है कि क्वांटम कंप्यूटर पर बहस की जाती है। इस तरह के कंप्यूटर एक प्रणाली में गड़बड़ी के लिए बेहद संवेदनशील होंगे, जिसे वैज्ञानिक "शोर" कहते हैं। शोर को कम करने के लिए, सिस्टम को अलग करना और इसे बहुत ठंडा रखना महत्वपूर्ण है (क्योंकि गर्मी के कारण कणों की गति बढ़ जाती है और शोर उत्पन्न होता है)।
क्वांटम कंप्यूटर का निर्माण सावधानीपूर्वक नियंत्रित परिस्थितियों में भी चुनौतीपूर्ण है। "यह गीला और गर्म मस्तिष्क के अंदर क्वांटम अभिकलन के लिए एक उजाड़ चित्र पेश करता है," स्विट्जरलैंड के ज्यूरिख विश्वविद्यालय के क्रिस्टोफ कोच और क्लाउस हेप ने 2006 में जर्नल नेचर में प्रकाशित एक निबंध में लिखा था।
मॉडल के साथ एक और समस्या क्वांटम गणना में शामिल टाइमस्केल्स के साथ है। MIT भौतिक विज्ञानी मैक्स टेगमार्क ने मस्तिष्क में क्वांटम प्रभावों की गणना की है, जिससे यह पता चलता है कि मस्तिष्क में क्वांटम अवस्थाएं बहुत कम समय तक सार्थक मस्तिष्क प्रसंस्करण की ओर ले जाती हैं। Tegmark ने Orch OR मॉडल को अस्पष्ट कहा, यह कहते हुए कि अधिक ठोस मॉडल के लिए केवल वही नंबर देखे जा सकते हैं जो बंद हैं।
टेगमार्क ने लाइवसाइंस को बताया, "कई लोगों को लगता है कि चेतना एक रहस्य है और क्वांटम यांत्रिकी एक रहस्य है, इसलिए उन्हें संबंधित होना चाहिए।"
ऑर्क या मॉडल न्यूरोसाइंटिस्टों की आलोचना भी करता है। मॉडल मानता है कि सूक्ष्मनलिकाएं के अंदर क्वांटम उतार-चढ़ाव चेतना पैदा करते हैं। लेकिन पादप कोशिकाओं में सूक्ष्मनलिकाएं भी पाए जाते हैं, फॉल्स चर्च में मन-मस्तिष्क विज्ञान के लिए गैर-लाभकारी सोसायटी के सीईओ, सैद्धांतिक न्यूरोसाइंटिस्ट बर्नार्ड बार्स ने कहा, "जो हमारे ज्ञान का सबसे अच्छा करने के लिए" पौधों, जागरूक नहीं हैं। "
ये आलोचनाएँ सिद्धांत रूप में क्वांटम चेतना को खारिज नहीं करती हैं, लेकिन प्रायोगिक साक्ष्य के बिना, कई वैज्ञानिक असंबद्ध बने हुए हैं।
क्वांटम चेतना प्रदर्शित करने के लिए "अगर कोई सिर्फ एक एकल प्रयोग के साथ आता है, तो बार्स ने कहा," मैं अपने सभी संदेह को छोड़ दूंगा। "
संपादक की टिप्पणी: इस लेख को 27 जून, 2013 को इस कथन को संशोधित करने के लिए अपडेट किया गया था कि "कोई क्वांटम कंप्यूटर नहीं है।" कंपनी डी-वेव ने एक बनाने का दावा किया है, हालांकि कुछ ने सवाल किया है कि क्या यह वास्तव में क्वांटम कंप्यूटर के रूप में काम करता है।
परिशिष्ट: (१ जुलाई २०१३)
इस लेख में उद्धृत ऑर्ख या मॉडल की आलोचनाओं के जवाब में, स्टुअर्ट हैमरॉफ़ कई सबूत पेश करता है। इस आक्षेप के जवाब में कि क्वांटम संगणनाओं के लिए मस्तिष्क बहुत गर्म है, हमरॉफ़ ने 2013 में जापान के त्सुकुबा में नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ मैटेरियल साइंसेज (एनआईएमएस) में अनिर्बान बंद्योपाध्याय के नेतृत्व में एक अध्ययन का हवाला दिया, जिसमें पाया गया कि "सूक्ष्मनलिकाएं अनिवार्य रूप से क्वांटम प्रवाहकीय हो जाती हैं जब उत्तेजित होती हैं। विशिष्ट गुंजयमान आवृत्तियों पर, "हमरॉफ़ ने कहा।
माइक्रोट्यूबुल्स (बेहोश) पौधों की कोशिकाओं में भी पाया जाता है कि आलोचना के जवाब में, हैमरॉफ़ ने कहा कि पौधों में सूक्ष्मनलिकाएं की एक छोटी संख्या है, चेतना के लिए आवश्यक सीमा तक पहुंचने के लिए बहुत कम संभावना है। लेकिन उन्होंने यह भी कहा कि शिकागो विश्वविद्यालय के ग्रेगरी एंगेल और उनके सहयोगियों ने पादप प्रकाश संश्लेषण में क्वांटम प्रभाव देखा है। "अगर एक टमाटर या रुतबागा गर्म तापमान पर क्वांटम सुसंगतता का उपयोग कर सकता है, तो हमारा दिमाग क्यों नहीं कर सकता है?" हमरॉफ़ ने कहा।
अपने सिद्धांत के लिए सबूतों की कमी के लिए सामान्य आपत्तियों के जवाब में, हैमरॉफ़ ने पेनसिल्वेनिया विश्वविद्यालय में रॉड एकेनहॉफ़ के 2013 के एक अध्ययन का हवाला दिया जो बताता है कि एनेस्थेटिक्स - जो केवल जागरूक मस्तिष्क गतिविधि को रोकते हैं - सूक्ष्मनलिकाएं के माध्यम से कार्य करते हैं।
ये अध्ययन ऑर्च या मॉडल को कुछ सहायता देते हैं। लेकिन सभी वैज्ञानिक परिकल्पनाओं के साथ, वैज्ञानिक समुदाय के बीच व्यापक स्वीकृति प्राप्त करने के लिए मॉडल को महत्वपूर्ण सबूत जमा करने चाहिए।
