Quantenmechanik und dessen Bedeutung für Bewusstsein

Präsentation zum Thema: "Quantenmechanik und dessen Bedeutung für Bewusstsein"—  Präsentation transkript:

1 Quantenmechanik und dessen Bedeutung für Bewusstsein

2 von unseren Sinnen wahrnehmbare Welt
Die drei Welten Mikrokosmos z.B. Quantenmechanik Makrokosmos z.B. Astrophysik Welt des Menschen von unseren Sinnen wahrnehmbare Welt

3 Max Planck Die Energiemenge, die während des Strahlungsprozess, von einem erhitzten Körper freigesetzt wird, wird in Portionen, Pakete abgegeben, die er als Quanten bezeichnete. Es gilt: Je höher die Frequenz der Strahlung, umso energiereicher werden die Quanten.

4 Albert Einstein Erkannte das jedes Quant mit dem Betrag h*n
als Teilchen betrachtet werden kann. Experiment zum photoelektrischen Effekt Die Photonen (Energiepakete des Lichts) verhalten sich wie Billardkugeln (glaubte man).

5 Quantentheorie des Atomaufbaus
Niels Bohr erkannte als erster, dass die Gesetze Newtons und die Elektromechanik Maxwells in der Welt der Atome keine Gültigkeit mehr besitzen.

6 Erweiterungen des Atommodels
Ellipsenförmige Bahnen Drehung um die eigene Achse (Spin) De Broglies: je schneller sich ein Elektron bewegt umso kleiner ist seine Wellenlänge Welle- Teilchen- Dualismus (Versuchanordnung) Schrödinger „allgemeine Wellmechanik“

7 Einführung der Wahrscheinlichkeit
In einem Würfel mit 100mm Länge befinden sich 25* 1018 Moleküle Wellen schwingen in einem Konfigurationsraum Ausdehnung des Bereiches, in dem man ein Elektron sucht.

8 Bsp.: Ameisenhaufen Durch die Wahrscheinlichkeitsberechnung, wird die mittlere Bewegungsenergie bestimmt. Die Eigenschaften einer einzelnen Ameise sind nicht feststellbar

9 Heisenberg Statt klassischer Mechanik  quantentheoretische Mechanik
Beziehungen zwischen benachbarten Größen Matrizenmechanik Heisenberg‘ sche Unschärferelation: Der Ort und die Geschwindigkeit eines Teilchens, können nicht gleichzeitig scharf gemessen werden.

10 Max Born Statistische Deutung der quantenmechanischen Prozesse
Elektronenhülle als Wahrscheinlichkeitsverteilung des Elektrons Gipfel Knoten In Gipfelhöhe der Welle besteht die größte Wahrscheinlichkeit, ein Elektron anzutreffen, weil die Dichte am größten ist. In Richtung Knotenpunkt sinkt die Wahrscheinlichkeit gegen O, ein Elektron anzutreffen.

11 Quantenbewusstsein Theorie von Hammeroff und Penrose „Orch Or“ Modell des Bewusstseins Quantenphysikalische Prozesse modellieren unser Gehirn. Computerähnliche Aktivitäten im Netzwerk des Gehirns.

12 Neuronale Netzwerke Kandidaten für ein computerähnliches, nervenentsprechendes BW, betrifft neuronale Netzwerke die synchron im Thalamus und im Cerebralen Cortex schwingen.

13 Mikrotubuli Nervenzellen sind nicht nur einfache Schalter, sondern hoch entwickelte Netzwerke (Zytoskelett), die mikroskopische Röhrchen beinhalten (Mikrotubuli) und andere fadenartige Strukturen, welche die Zellaktivitäten organisieren.

14 Mikrotubuli Wichtig für: Gestalt, Funktion, Bewegung und Teilung der Zelle Schaffen synaptische Verbindungen halten, sie aufrecht und regulieren sie. Treten mit der Membran mechanisch, elektrisch u. chemisch in Wechselwirkung. Mikrotubuli (MT) sind hohle Zylinder mit 25nm im Durchmesser. MT-Wände sind sechseckige Gitter des Proteins Tubulin. Jedes Tubulin ist eine Erdnuss-…sie besteht aus α und β Molekülen.

15 Protein- Tubuli Ändert ständig seine Form 2 mögliche Zustände
Superposition (existiert gleichzeitzeitig in beiden Zuständen qubit)

16 Zytoplasma MT und andere Zytoskellet- Komponenten sind darin eingebettet. Wechselt zwischen 2 Phasen: sol (flüssig) und gel (gallertartig bis fest) 40 Kreisläufe/ s Sol- Phase: Informationsaustausch mit der Umwelt Gel- Phase: Isolierung von der Außenwelt es kommt zu Quantenrechnungen.

17 Kreislauf der Quantenberechnung
Kooperatives arbeiten zwischen MT und MT- subunits Zu Beginn: klassische Zustände (Vorbewusste Verarbeitung) Überlagernde Superposition nach außen hin isoliert. Kritischer Schwelle- Zusammenbruch in klassische Zustände Vorgang bezeichnet man als OR „objective reduction“ Der Verkleinerungsprozess ist ein bewusstes Moment. (mehrere Momente- kann zu einem Strom von Bewusstsein werden)

18 Orch OR- Prozess

19 Orchestrierung Abstimmung der verschiedenen Systeme
Spaltenverbindungen durch MAP Zum Zeitpunkt des Schwingungsknotens Verbindung zu anderen Neuronen und Gliazellen im gesamten Gehirnvolumen.

20 Die Welt der Zahlen Jedes Neuron beinhaltet ca. 107 Tubuli.
Wenn man annimmt, dass 10% der Tubuli in einem Neuron zusammenhängen, würden rund: Neuronen für ein 25ms- Neuronen für ein 100ms- Neuronen für ein 500ms dauerndes bewusstes Ereignis benötigt werden. Bei einer Verarbeitungszeit von 500ms wären grob 109 Tubuli am Zustand der Überlagerung beteiligt.

21 Bsp. für Quantenberechnung
Besonders für kognitive Aktivitäten (wieder erkennen eines Gesichts, freier Wille) Überlagerung von qubits

22 Quantencomputer Die MT des menschlichen Gehirns stellen vielleicht die ideale Realisierung, eines Quantencomputers dar, der sich durch die Evolution immer weiter entwickelt und verbessert hat!