30 Mayıs 2021

Bilinç bulmacası

Beyin kuantum fiziğinin yasalarına göre hareket eden atomaltı parçacıklardan oluşuyor. Ve bizler onların tuhaf dünyasını da, bilinç denen şeyin tuhaflıklarını da henüz tam olarak anlamış değiliz

Bilinç bulmacası hâlâ çözülebilmiş değil.

Beyin "somut" bir yapı, fiziksel bir organ, makro boyutlarda nöronlardan ve mikro boyutlarda da atom, molekül ve atom altı parçacıklardan meydana geliyor. Ancak bilinç, bu somut fiziksel yapının bir üretimi, soyut bir kavram.

Nöronlar arası iletişimin temelinde atom ve atom altı etkileşimlerin rolü yadsınamaz. Ancak beyin-bilinç probleminin çözümünde kuantum fiziğinin belirleyici rolü bilim insanları arasında süregelen bir tartışma, henüz bir uzlaşı yok.

2020 Nobel Fizik Ödülü sahibi Roger Penrose, klasik bilgisayarların beynin nasıl düşünce ve bilinçli deneyim ürettiğini açıklamakta yetersiz olduğunu, zihinsel süreçlerin klasik algoritmalarla modellenemeyeceğini belirtiyor. 

Roger Penrose haklıysa, o zaman klasik algoritmaları kullanan yapay zekanın da insan zihninin yerini alması olası değil; bunu gerçekleştirmek için kuantum bilgisayarlarını beklemek gerekecek.

Daha önce de belirttiğimiz gibi fizikçiler "kuantum ve bilinç" tartışmalarına dahil olmak istemiyorlar. Bunun nedeni kuantum kavramının içinin boşaltılarak yavan ve bilim dışı amaçlarla kullanılıyor olması. Bu onları ciddi anlamda ürkütüyor.

Ancak, fiziğin bundan kaçışı yok; öyle anlaşılıyor ki, beyin ve bilinç gizemini de bir biçimde yine fizik çözecek.

Mikrotübüller

Kaliforniya Santa Barbara Üniversitesi'nde fizikçi Matthew Fisher, 2015 yılında yayınlanan bir çalışmasında beynin bir kuantum bilgisayar gibi çalışıyor olabileceğini, özellikle fosfor atomlarının beyin yapısı içinde bir tür "qubit" görevi üstlenmiş olabileceğini ileri sürüyor.

Biliyorsunuz, kübit (kuantum bit), kuantum bilgisayarlarda veri depolama ve veri iletiminde en küçük kuantum-bilgi birimi olarak kullanılıyor. Burada "bit" sözcüğü ise klasik bilgisayarlarda kullandığımız bir birim ve "Binary Digit"'in kısaltılmışı. Ancak beynin çalışmasında kuantum etkilerinin rolü olabileceği fikri yeni bir görüş değil. 

Çok daha önce, 1944 yılında, kedisi de en az kendisi kadar popüler olan Kuantum Kuramı'nın öncülerinden Shrödinger, kuantum mekaniğinin yaşamsal olguları anlamada yol gösterici olabileceğini söylemişti.

Daha sonra başka bilim insanları da bu yönde görüşlerini açıkladılar. 1980'li yıllarda Amerikalı bilim insanı Stuart Hameroff ve Roger Penrose, nöronların destek yapısını oluşturan gizemli bir protein olan mikrotübüllerin bilgi işleme ve düşünce süreçlerinde kuantum etkilerinden yararlandığı yönünde görüşler ileri sürdüler.

Roger Penrose ve Stuart Hameroff, atom ve atomaltı parçacıkların nükleer spinlerinin uzun süreli hafızanın önemli bir bileşeni olabileceği görüşünde birleşiyorlar. Onlara göre "bilinç olgusu" birbirine bağlı mikrotübüllerin kuantum durumları ile açıklanabilir.

Mikrotübüllerin "süperpozisyon" durumunda olmaları ve "kuantun dolanıklık" durumu, etkileşim içindeki parçacıkların paralel işlem yapabilme yeteneği kazanabileceklerini düşünüyorlar.

Ancak burada kırılganlık sorunu ortaya çıkıyor. Biliyorsunuz soğutulmuş ve dış etkilerden izole edilmiş kuantum bilgisayarlarda bile kübit durumlarını sürdürmek ciddi bir sorun.

Beyin ise ıslak ve sıcak bir organ; bu yapının içinde kuantum etkilerinin uzun süreli olmasını sağlamak ciddi bir sorun.

Bu arada başka araştırmacılar canlılarda kuantum etkilerine dair kanıtlar buldular. Kuantum etkilerinin göçmen kuşlar tarafından manyetik navigasyon olarak kullanıldığı ve Güneş ışığının fotosentezinde yeşil bitkilerin kuantum tünelleme etkisini kullandıklarını gösterdiler.

Fosfor atomunun gizemi

Beynin bir kuantum bilgisayar gibi çalışıyor olabileceğini ileri süren fizikçi Matthew Fisher, beyinde kuantum etkisi için güvenilir bir kaynak olarak fosfor atomlarını adresliyor.

Bunlar fosfat iyonları şeklinde vücudumuzda her hücrede bulunmakta. 

Fosfor çekirdeklerinin spin adı verilen bir kuantum özelliği bulunuyor ve bu özellik onlara "kuantum dolanıklık" potansiyeli sağlamakta. 

Cornell Üniversitesi'nden bilim insanı Aaron Posner, 1975 yılında kemik röntgenlerinde kalsiyum ve fosfor atomlarının garip bir şekilde kümelendiğini görmüş ve bu yapılar daha sonra "Posner molekülleri" olarak adlandırılmıştı.

Fisher, fosfat iyonlarının kalsiyum atomlarına bağlanması ile dolanıklık süresinin artırılabileceğini; hatta bu dolanıklık etkisinin canlı hücrelerde bir gün kadar korunabileceğini ve insan beynindeki 10 milyar nöronun elektrik sinyali göndermesine yetecek kadar uzun süre dolanık kalabileceklerini belirtiyor.

Fisher, bu özelliklerinden ötürü Posner moleküllerinin beyinde doğal bir kübit işlevi görebileceğini düşünüyor.


Posner molekülleri

Bilim insanları Fisher'in öngörülerine kayıtsız değiller ancak daha derin incelenmesi gerektiği görüşündeler.

Eğer kanıtlanırsa, özellikle bilinç konusunda daha berrak bilgilere ulaşma şansımız olabilecek, deniyor.

Bu konuda netleşmiş bir görüş yok. 

Biliyoruz ki beyin kuantum fiziğinin yasalarına göre hareket eden atomaltı parçacıklardan oluşuyor. Ve bizler onların tuhaf dünyasını da, bilinç denen şeyin tuhaflıklarını da henüz tam olarak anlamış değiliz.

Zihin bulanıklığı olarak tanımlanan birbiri ile uyumsuz ve karışık duygu durumları ya da birbiri ile çelişen netleştiremediğimiz düşünceler beynimizin klasik algoritmalarla çalışmadığının bir kanıtı sayılabilir mi?

"Belki de" diyor Roger Penrose, "Görünüşte uyumsuz zihinsel durumları sürdürme yeteneğimiz algının tuhaflığından değil, gerçek bir kuantum etkisinden geliyordur!"


Kaynakça

Yazarın Diğer Yazıları

Köpük evrenler

Bilimin bizlere sunduğu çoklu evren hikayesi olağanüstü sarsıcı ve inanılmaz gibi duruyor. Ama unutmayalım; çoklu evrenler, Kuantum Kuramı'nı yaratan aynı aklın ürünü

Dayatılan gerçeklik

Belki bizler de, bir simülasyon içinde olmasak bile, bizlere dayatılmış bir gerçekliği yaşıyor olamaz mıyız?

Kozmik senfoni

İngiliz astrofizikçi Bernard Carr olaya farklı bir bakış getiriyor: "Eğer bir tasarımcı istemiyorsanız, bir çoklu evreniniz olsa iyi olur!"