تصور کنید پشت فعالیت میلیاردها نورون و واکنش شیمیایی مغز، ردپایی از قوانین عجیب جهان کوانتومی پنهان باشد؛ ایدهای جذاب اما جنجالی که میگوید شاید بخشی از راز آگاهی انسان، در سطحی بسیار عمیقتر از سلولهای عصبی رقم بخورد. بیشتر فیزیکدانان و عصبشناسان هنوز با تردید به این فرضیه نگاه میکنند، چون مغز محیطی گرم، مرطوب و پرنویز دارد و اثرات کوانتومی معمولاً در چنین شرایطی خیلی زود از بین میروند. بااینحال، چون هنوز دقیق نمیدانیم مغز چگونه تجربه آگاهانه میسازد، این پرسش همچنان پابرجاست: آیا ممکن است بخشی از آگاهی، ریشهای کوانتومی داشته باشد؟
یکی از ایدههای جالب درباره ارتباط احتمالی مغز و فیزیک کوانتوم را فیزیکدانی بهنام «متیو فیشر» مطرح کرده است. او پیشنهاد میکند شاید مغز بتواند از یک ویژگی کوانتومی بهنام «اسپین هستهای» (Nuclear Spin) برای نوعی پردازش اطلاعات استفاده کند. اسپین هستهای به رفتار کوانتومی هسته اتم مربوط میشود، نه الکترونها. در نظریه فیشر، نقش اصلی برعهده فسفر-۳۱ است، ایزوتوپی پایدار از فسفر که بهطور طبیعی در بدن انسان وجود دارد.
ماجرا از جایی جالبتر میشود که بخشی از فسفر بدن میتواند در ساختارهایی بهنام «مولکولهای پازنر» (Posner molecules) قرار بگیرد. اهمیت این مولکولها در این است که شاید بتوانند اسپینهای هستهای را تا حدی از محیط شلوغ، گرم و پرنویز بدن محافظت کنند. بهزبان ساده، این مولکولها شاید مثل یک پناهگاه کوچک عمل کنند، جایی که رفتارهای ظریف کوانتومی فرصت بیشتری برای دوام آوردن پیدا میکنند.
فیشر حتی توضیحی برای ارتباط احتمالی این فرایند با فعالیت مغز ارائه میدهد. اگر دو مولکول پازنر دارای اسپینهای درهمتنیده باشند و بعداً در نقاط مختلف مغز از هم جدا شوند، شاید بتوانند آزاد شدن یونهای کلسیم را به شکلی هماهنگ تحتتأثیر قرار دهند. ازآنجاکه کلسیم در پیامرسانی میان نورونها نقشی کلیدی دارد، این فرضیه مطرح میشود که همبستگیهای کوانتومی، دستکم در سطح نظری، شاید بتوانند بهطور غیرمستقیم بر فعالیت عصبی اثر بگذارند.
در چند پژوهش جدید، دانشمندان بررسی کردهاند که این مولکولهای فسفاتی تا چه اندازه میتوانند ویژگیهای کوانتومی خود را حفظ کنند. فیشر در برآورد اولیه خود این زمان را حدود سه هفته تخمین زده بود؛ عددی که برای بسیاری از پژوهشگران بیش از حد شگفتانگیز و دور از انتظار بهنظر میرسید. بعدها این تخمین به حدود نیم ساعت کاهش یافت و محاسبات جدیدتر، زمان پایداری را در حد چند صد ثانیه پیشنهاد میکنند.
در نگاه نخست، چند صد ثانیه شاید بازهای کوتاه به نظر برسد، اما در مقیاس مولکولی و در بستر فرایندهای عصبی، مدتزمانی قابل توجه محسوب میشود. با این همه، چنین یافتههایی را نمیتوان دلیلی بر اثبات ماهیت کوانتومی آگاهی دانست. آنچه با احتیاط میتوان گفت این است که امکان نقشآفرینی برخی اثرات کوانتومی در مغز، برخلاف تصورات پیشین، شاید چندان دور از ذهن نباشد.
از سوی دیگر، برخی پژوهشها نشان دادهاند که واکنشهای شیمیایی مرتبط با این مولکولهای فسفاتی میتوانند به اسپین هستهای وابسته باشند. حتی گروهی از پژوهشگران این فرض را مطرح کردهاند که شاید این مولکولها در اثرگذاری برخی مواد روانگردان نیز نقش داشته باشند. بااینحال، این بخش از بحث هنوز بسیار فرضی است و شواهد مستقیم و محکمی برای تأیید آن وجود ندارد.
با وجود همه جذابیتهای این ایده، یک پرسش اساسی هنوز بیپاسخ مانده است: آیا این مولکولهای خاص واقعاً در مغز انسان وجود دارند؟ تاکنون شواهدی از حضور نمونههایی از آنها در بافتهایی مانند استخوان گزارش شده است، اما مغز محیطی کاملاً متفاوت دارد. اگر چنین مولکولهایی در مغز ساخته شوند، احتمالاً عمر کوتاهی دارند و بهسرعت دچار تغییر میشوند؛ بنابراین شناسایی مستقیم آنها کار سادهای نخواهد بود.
پس آیا میتوان آگاهی انسان را محصول مستقیم فرایندهای کوانتومی دانست؟ پاسخ محتاطانه امروز احتمالاً منفی است؛ دستکم نه به معنای سادهسازیشدهای که گاهی در روایتهای عامهپسند از آگاهی کوانتومی دیده میشود. اما تردیدی نیست که مغز از نظر شیمیایی و زیستی سامانهای بسیار پیچیده است و هنوز همه لایههای عملکرد آن را بهطور کامل نمیشناسیم.
ایده پیوند میان مکانیک کوانتوم و آگاهی، در مرزی ظریف میان علم جدی و افقهای خیالانگیز دانش قرار دارد. چنین ایدهای را نه میتوان بیدلیل پذیرفت و نه باید صرفاً بهخاطر عجیب بودنش کنار گذاشت. شاید درنهایت، آگاهی با همان زیستشناسی پیچیده مغز توضیح داده شود؛ اما اگر روزی روشن شود که فسفر در این روایت نقشی پنهان داشته، باید بپذیریم مغز حتی از آنچه تصور میکردیم نیز شگفتانگیزتر است.
