नए शोध के अनुसार मस्तिष्क quantum effects का उपयोग करता है [वीडियो]

• Roger Penrose द्वारा प्रस्तावित मानव मस्तिष्क के microtubules के भीतर quantum effects वाले विचार को नए शोध से आंशिक समर्थन मिला है
• Penrose की मूल परिकल्पना यह थी कि मस्तिष्क microtubules में quantum effects का उपयोग करता है, और वही चेतना की उत्पत्ति का आधार है
• उस समय बहुत से लोगों ने इस विचार को कुछ अजीब दावा माना था
• नया शोध दिखाता है कि कम से कम microtubules के बारे में Penrose सही रहे हो सकते हैं
• इसका यह अर्थ नहीं है कि चेतना की पूरी उत्पत्ति सिद्ध हो गई है, और संबंधित व्याख्या वीडियो में दी गई है

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Penrose की microtubule परिकल्पना

• Roger Penrose ने प्रस्तावित किया था कि मानव मस्तिष्क microtubules में quantum effects का उपयोग करता है
• इस परिकल्पना में यह दावा भी शामिल था कि यही quantum effects चेतना की उत्पत्ति हैं
• उस समय बहुत से लोगों को यह दावा कुछ अजीब लगा था

नए शोध ने किस हद तक समर्थन दिया

• नया शोध इस दिशा में देखा जा रहा है कि Penrose कम से कम microtubules के मामले में सही थे
• हालांकि, यह मानना कठिन है कि चेतना की पूरी उत्पत्ति सिद्ध हो गई है, और “microtubules के बारे में” वाली सीमा अब भी बनी हुई है

संबंधित वीडियो

• Video 3: यह वीडियो मस्तिष्क द्वारा quantum effects के उपयोग पर नए शोध और Penrose के microtubule विचार पर केंद्रित है

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Hacker News की रायें

• यह पेपर लगभग पूरी तरह ऐसे theoretical modeling पेपर जैसा दिखता है जिसमें अधिकतर figures simulation हैं, और असली experimental measurements शायद fluorescence spectrophotometer से bulk में ली गई सिर्फ़ 3 के आसपास हैं
  दावा यह है कि microtubules में tubulin की तुलना में ज़्यादा fluorescence quantum yield (QY) दिखने के observation को simulation के idea से समझाया जा सकता है, लेकिन इतने कम measurements के लिए लेखकों का प्रस्तावित explanation सबसे सरल explanation है, ऐसा मानना मुश्किल है
  सिर्फ़ fluorophore के bulk solvent में shield हो जाने से भी QY और spectrum काफ़ी बदल सकते हैं। पहले biological fluorescent reporter reagents design किए थे
• पेपर खुद[0] मेरी समझ से थोड़ा आगे है, लेकिन यह हिस्सा[1] मज़ेदार लगा
  “मैंने कई बार सुना है कि Penrose का उस पागल Hameroff के चक्कर में पड़ना अफ़सोस की बात है। लेकिन मैं Penrose और Hameroff दोनों से मिल चुका हूँ, और दोनों बेशक पागल हैं, पर दोनों में से कोई भी बेवकूफ़ नहीं है”
  0: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jpcb.3c07936
  1: https://www.youtube.com/watch?v=R6G1D2UQ3gg&t=181s
  • उस पेपर में अहम चीज़ “quantum” नहीं, बल्कि यह दावा है कि nervous system के अंदर रोशनी के ज़रिए data transmission सचमुच मौजूद है
    पेपर neurons की ultraweak luminescence के नतीजों[1] का हवाला देता है, लेकिन वह पेपर Elsevier paywall के पीछे है
    बाद का पेपर रोशनी के ज़रिए data transmission को आधार मानता है, optical fiber की तरह रोशनी को guide करने वाली structures assume करता है, और फिर “ultra-high-speed” data transmission तक पहुँचता है
    biochemistry के किसी expert की टिप्पणी चाहिए। क्या असली result है और क्या हाथ हिलाकर दी गई explanation, यह बिल्कुल साफ़ नहीं है, लेकिन इतना तय है कि यह experimentally testable क्षेत्र है। आगे की research को speculation से आगे बढ़कर इसे confirm या reject करना होगा
    [1] https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S10111...
• अगर brain ऐसा physical object है जिस पर सभी quantum effects का असर पड़ता है, तो नई बात तो यह नहीं होनी चाहिए कि brain quantum effects का इस्तेमाल नहीं करता? इस्तेमाल करना तो obvious लगता है
  • शब्द दुनिया को काटकर अलग-अलग समझने के लिए इस्तेमाल होते हैं, इसलिए उनका अर्थ होता है
    अगर मान लें कि ये शब्द ब्रह्मांड की हर चीज़ पर लागू होते हैं, तो उनका अर्थ खत्म कर देते हैं, जबकि इरादा वह नहीं है
    launch vehicle पर भी quantum effects का असर होता है, लेकिन उसके व्यवहार को classical तरीके से काफ़ी अच्छी तरह model किया जा सकता है। उदारता से पढ़ें तो बात यह होगी कि “brain के operating behavior को model करने के लिए classical mechanics अकेली काफ़ी नहीं है”
  • chemistry और biology की microscopic phenomena को समझाने के लिए quantum mechanics ज़रूरी है, यह बिल्कुल विवादित बात नहीं है
    अजीब दावा यह है कि जीवों ने 1) long-range entanglement और coherence states को, जिन्हें quantum computing में भी cold vacuum में मुश्किल से आज़माया जाता है, 300K के solution environment में preserve करना सीख लिया है, और 2) साथ ही इन्हें उन existing neuron computation processes से selectively couple कर दिया है जिनका thought और consciousness के लिए ज़रूरी होना experimentally proven है
    पिछले 30 सालों में इसके समर्थन में कोई ठोस experimental evidence नहीं मिला, और अंत में यह “biology is magic” जैसे दावे के करीब है। इसलिए ज़्यादातर biophysicists और neuroscientists इसे गंभीरता से नहीं लेते
  • “quantum effects” से आम तौर पर superposition की coherent states मतलब होता है
    brain जैसे गर्म और photons से भरे environment में, कोई और वजह न भी हो तो superposition लगभग तुरंत decoherence से गुजरता है। इसलिए quantum effects का brain में meaningful computational role होना plausible नहीं लगता
  • जब ऐसे दावे आते हैं, तो मतलब यह नहीं होता कि atoms और molecules के सामान्य कामों में quantum effects इस्तेमाल होते हैं, बल्कि यह कि “cognition” process में quantum effects इस्तेमाल होते हैं, जिससे यह मानने की गुंजाइश बने कि हम biological machines से अधिक हैं, और soul, consciousness, free will जैसी magical properties बची रहें
    quantum effects photosynthesis में मदद करते हैं, ऐसे results हैं, लेकिन cognition या दूसरे क्षेत्रों में इनके interesting uses biology में बेहद दुर्लभ हैं। photosynthesis को documented गिने-चुने examples में से एक मानता हूँ
    quantum brain idea लोकप्रिय होने के बावजूद दशकों से decisive evidence नहीं दिखा पाया है। इसलिए अगर यह दावा साबित होता है तो यह सचमुच बेहद बड़ा नया result होगा
  • title शायद “brain useful और controllable तरीके से quantum effects का इस्तेमाल करता है” होना चाहिए था
    Sabine ने video में इसे अच्छी तरह समझाया है। computation में quantum effects इस्तेमाल करने के लिए बहुत controlled conditions चाहिए, और brain में इसे असंभव माना जाता रहा है
• मोटे तौर पर Penrose शायद मानते हैं कि abductive reasoning जैसी मानव क्षमताएँ स्पष्ट रूप से computable नहीं हैं, इसलिए वे mind को algorithm में reduce करने वाले विचार का खंडन करती हैं
  फिर वे प्रस्ताव करते हैं कि mind जो करता है, वह pure computing machine न भी हो, तो physical रूप से कैसे grounded हो सकता है
  • बिल्कुल convincing नहीं है। अगर कोई चीज़ physically grounded और achievable है, तो definition के हिसाब से उसे computable होना चाहिए, है न
  • Sabine के video से मुझे ऐसा impression नहीं मिला
    non-computable चीज़ consciousness itself, यानी subjective experience है, और AI शायद कभी conscious नहीं होगा—बात इस तरफ़ थी
• अगर evolution ने function के लिए quantum mechanics का फायदा उठाना शुरू किया, तो क्या यह हैरानी की बात होगी? evolution ने बाकी हर चीज़ का भी फायदा उठाया है
  olfaction में भी quantum mechanics की भूमिका होने की theory है[1]
  [1] <https://en.wikipedia.org/wiki/Vibration_theory_of_olfaction>
  • कुछ biological processes में कुछ quantum-mechanical processes का इस्तेमाल होता है, इस पर मैं काफ़ी भरोसा रखता हूँ
    सख्ती से कहें तो biology में सब कुछ आखिरकार quantum chemistry और physics से समझाया जाता है, लेकिन वह अपने-आप में बहुत interesting नहीं है। हालांकि biology की किसी process में entanglement इस्तेमाल होने का specific evidence अभी तक मिला हो, ऐसा नहीं लगता
    अब तक देखे examples ज़्यादातर tunneling और coherence के आसपास हैं। “quantum” के मतलब पर बहुत बहस होती है, लेकिन ज़्यादातर विवाद entanglement और wavefunction collapse के behavior को लेकर है। tunneling और coherence अब काफ़ी ordinary quantum-mechanical phenomena हैं
    Sabine के biology से जुड़े popular science videos मुझे खास insightful या accurate नहीं लगते
  • बिल्कुल हैरानी की बात नहीं। ambient temperature पर काम करने वाले chlorophyll के light-harvesting complex में quantum effects के evidence हैं
    photons को photosystem तक efficiently guide करने में यह key factor लगता है
  • photosynthesis में इसकी भूमिका है। अभी phone पर हूँ इसलिए references तुरंत नहीं दे सकता, लेकिन वह 100% verified case है
  • अगर ऐसा न हो तो बल्कि हैरानी होगी। evolution process quantum effects शामिल करने वाले mechanisms को explore क्यों नहीं करेगी
• biologists की creativity की कमी हमेशा मज़ेदार लगती है
  करीब हर 10 साल में biological systems को लेकर कोई मजबूत dogma गलत साबित होता है, और उससे पहले उसे पहली बार propose करने वाले physicist, computer scientist या mathematician का मज़ाक उड़ाने वाला pattern दोहराता दिखता है
• Sir Roger जब भी बोलते हैं, मुझे हैरानी होती है कि वे अपने भीतर कितना कुछ दबाए रखते होंगे। सचमुच rare gem जैसे इंसान हैं
  • शायद काफ़ी कुछ। कई topics पर उनके unconventional views हैं
    उदाहरण के लिए लगता है वे universe की heat death में विश्वास नहीं करते, और gravitational waves वगैरह पर भी उनके interesting theories हैं
• समझ नहीं आता कि paper या बेहतर article की जगह इस blog spam को क्यों link किया गया
  Hossenfelder के पास neuroscience credentials नहीं हैं, और वे अक्सर आत्मविश्वास के साथ गलत होती हैं
• …लेकिन photosynthesis करने वाली हर चीज़ भी तो ऐसी ही नहीं है?
  • plants में बहुत intelligence होती है। जैसे crown shyness, पानी की ओर बढ़ना, giraffe पत्ते खा रहे हैं यह trees का आपस में बताना, वगैरह
• अगर brain quantum effects का इस्तेमाल करके fitness benefit थोड़ा भी हासिल कर सकता है, तो वह करेगा
  लेकिन लोग इस topic में इसलिए interested लगते हैं क्योंकि वे brain की quantum nature और consciousness के बीच connection मानते हैं। वह argument आखिरकार “quantum effects रहस्यमय लगते हैं, consciousness भी रहस्यमय लगती है, इसलिए quantum effects consciousness पैदा करते हैं या वही consciousness हैं” से ज़्यादा नहीं दिखता, और काफ़ी कमजोर है