Новый поворот в квантовой теории мозга

https://www.quantamagazine.org/20161102-quantum-neuroscience/
  • Перевод

Новая теория объясняет, как хрупкие квантовые состояния могут сохраняться часами и даже днями в нашем тёплом и влажном мозгу. Уже готовятся эксперименты для её проверки



Мэтью Фишер, предложивший теорию о влиянии квантовых эффектов на работу мозга

Простое упоминание «квантового сознания» причиняет большинству физиков дискомфорт, поскольку эта фраза, судя по всему, напоминает им бормотание какого-нибудь гуру от "Нью Эйдж". Но если новая гипотеза подтвердится, окажется, что квантовые эффекты действительно играют некую роль в человеческом сознании. Мэтью Фишер, физик из Калифорнийского университета в Санта-Барбаре, в прошлом году удивил многих, опубликовав в Annals of Physics работу с предположением о том, что ядерные спины атомов фосфора могут служить рудиментарными кубитами мозга – из-за чего он способен работать по принципу квантового компьютера.

Ещё лет 10 назад эту гипотезу отвергли бы как нонсенс. Физики уже наступали на подобные грабли, в особенности в 1989 году, когда Роджер Пенроуз предположил, что загадочные белковые структуры, "микротрубочки", играют роль в формировании сознания, используя квантовые эффекты. Мало кто поверил в достоверность такой гипотезы. Патрисия Чёрчлэнд [Patricia Churchland], нейрофилософ из Калифорнийского университета, высказалась на эту тему, что для объяснения сознания с тем же успехом можно рассуждать о «волшебной пыльце фей в синапсах».

У гипотезы Фишера те же трудности, что и микротрубочек: квантовая декогеренция. Для постройки рабочего квантового компьютера необходимо объединить кубиты – квантовые биты информации – чтобы привести их в запутанное состояние. Но запутанные кубиты весьма хрупки. Их нужно тщательно ограждать от любого шума в окружающей среде. Один лишь фотон, столкнувшийся с кубитом, нарушит когерентность всей системы, уничтожит запутанность и разрушит квантовые свойства системы. Квантовую обработку тяжело вести в тщательно контролируемых лабораторных условиях, не говоря уже о тёплой, влажной и сложной каше человеческой биологии, в которой поддержание когерентности в течение достаточно длительного времени практически невозможно.

Но за последнее десятилетие появляется всё больше доказательств того, что некоторые биологические системы могут работать с квантовой механикой. Например, в процессе фотосинтеза квантовые эффекты помогают растениям превращать солнечный свет в топливо. Учёные также предполагают, что у перелётных птиц есть «квантовый компас», позволяющий им использовать для навигации магнитное поле земли, и что чувство запаха также корнями уходит в квантовую механику.

Идея Фишера о квантовой обработке данных в мозгу вписывается в новое научное направление квантовой биологии. Назовите это квантовой нейробиологией. Он разработал сложную гипотезу, включающую ядерную и квантовую физику, органическую химию, нейробиологию и биологию. И хотя его идеи сталкиваются с высоким уровнем понятного скептицизма, некоторые исследователи обращают на них внимание. «Читавшие его работы люди (а я надеюсь, что их станет больше), не могут не прийти к выводу о том, что старик не так уж и безумен», писал Джон Прескилл, физик из Калифорнийского технологического института после того, как Фишер делал там доклад. «Он, возможно, что-то нащупал. По меньшей мере, он поднимает весьма интересные вопросы».

Сентил Тодадри [Senthil Todadri], физик из MIT, давний друг и коллега Фишера, сохраняет скептицизм, но считает, что Фишер изменил главный вопрос – происходит ли в мозгу квантовые вычисления – таким образом, что появилась возможность тщательно проверить эту гипотезу. «Принято считать, что разумеется, ни о каких квантовых вычислениях в мозгу не может быть и речи,- говорит Тодадри. – Он же утверждает, что на этот счёт есть ровно одна лазейка. Так что следующим шагом станет проверка возможности эту лазейку прикрыть». И в самом деле, Фишер уже набирает команду для проведения лабораторных тестов, отвечающих на этот вопрос раз и навсегда.



В поисках спина


Фишер принадлежит к династии физиков. Его отец, Майкл И. Фишер – известный физик в Мэрилендском университете, чьи работы по статистической физике заслужили многочисленные награды. Его брат, Дэниел Фишер, прикладной физик в Стэнфордском университете, специализирующийся на эволюционной динамике. Мэтью Фишер последовал по их стопам, строя очень успешную карьеру физика. В 2015 году он получил престижную награду Оливера И. Бакли за исследования квантовых фазовых переходов.

Так что же заставило его уйти от общепринятой физики по направлению к противоречивой и запутанной каши из биологии, химии, нейробиологии и квантовой физики? Его борьба с клинической депрессией.

Фишер хорошо помнит тот день в феврале 1986 года, когда он проснулся, плохо чувствуя своё тело, и с ощущением, будто не спал неделю. «Мне казалось, что меня накачали лекарствами»,- говорил он. Сон не помогал. Изменение диеты и упражнения ничего не дали, а анализы крови не выявили никаких патологий. Но такое его состояние сохранялось целых два года. «Это было похоже на головную боль по всему телу, каждое мгновение бодрствования», говорит он. Он даже пробовал совершить самоубийство, но рождение его первой дочери придало смысл его дальнейшей борьбе с туманом депрессии.

В конце концов он нашёл психиатра, прописавшего ему трициклический антидепрессант, и через три недели его состояние стало улучшаться. «Метафорический туман, окружавший меня, и заслонявший солнце, стал редеть, и я увидел, что за ним есть свет», говорит Фишер. Через пять месяцев он почувствовал, будто заново родился, несмотря на серьёзные побочные эффекты от лекарства, включающие чрезмерное кровяное давление. Позже он переключился на флуоксетин и с тех пор постоянно отслеживает и подстраивает режим принятия лекарств.

Его опыт убедил его в работоспособности лекарств. Но Фишер был удивлён тем, как мало нейробиологи знают о точных механизмах их работы. Это подогрело его любопытство, и благодаря опыту работы в области квантовой механики он начал рассматривать возможность квантовой обработки данных в мозге. Пять лет назад он занялся углублённым изучением вопроса, основываясь на своём собственном опыте принятия антидепрессантов.

Поскольку практически все лекарства, применяемые в психиатрии, обычно оказываются сложными молекулами, он сконцентрировался на одной из самых простых, на литии, единичном атоме – так сказать, сферическом коне, изучать который гораздо легче, чем тот же флуоксетин. Кстати, эта аналогия, по словам Фишера, вполне подходит к данному случаю, поскольку атом лития представляет собой сферу из электронов, окружающих ядро. Он сконцентрировался на том факте, что по рецепту в аптеке обычно можно купить распространённый изотоп литий-7. А приведёт ли использование более редкого изотопа, лития-6, к тому же самому результату? В теории должно, поскольку химически эти изотопы идентичны. Они отличаются только количеством нейтронов в ядре.

Порывшись в литературе, Фишер обнаружил, что эксперименты по сравнению лития-6 и лития-7 уже проводились. В 1986 году учёные из Корнелльского университета изучали, какой эффект эти два изотопа оказывают на поведение крыс. Беременных крыс разделили на три группы – одной давали литий-7, одной – литий-6, а третья служила контрольной группой. После рождения потомства у крыс, получавших литий-6, материнский инстинкт, выражавшийся в уходе, заботе и строительстве гнёзд, был развит гораздо сильнее, чем у двух остальных групп.

Это поразило Фишера. Химически два изотопа должны быть идентичными, и тем более в заполненной влагой среде человеческого тела у них не должны проявляться какие-то различия. Так что же могло послужить причиной появления различий в поведении, наблюдаемых исследователями?

Фишер считает, что секрет может крыться в спине ядра, в квантовом свойстве, влияющем на то, как долго каждый из атомов может оставаться когерентным – изолированным от окружения. Чем меньше спин, тем меньше ядро взаимодействует с электрическими и магнитными полями, и тем медленнее теряется когерентность.

Поскольку у лития-7 и у лития-6 различное количество нейтронов, у них отличаются и спины. В результате литий-7 теряет когерентность слишком быстро для работы квантового сознания, а литий-6 может дольше оставаться запутанным.

Фишер обнаружил два вещества, схожие во всём, кроме квантового спина, и нашё, что они оказывают разное влияние на поведение. Для него это был дразнящий намёк на то, что квантовая обработка данных играет какую-то функциональную роль в сознании.



Схема квантовой защиты


Однако задача перехода от интересной гипотезы к реальной демонстрации того, что квантовые процессы играют роль в работе мозга, выглядит удручающе. Мозгу нужен некий механизм долговременного хранения квантовой информации в кубитах. Необходимо запутывать множество кубитов, и эта запутанность каким-то химическим способом должна влиять на то, как работают нейроны. Также должен существовать механизм передачи квантовой информации, хранящейся в кубитах, по всему мозгу.

Это очень непростая задача. За пять лет поисков Фишер определил только одного подходящего кандидата на хранение квантовой информации в мозгу: атомы фосфора, единственный распространённый биологический элемент, кроме водорода, с половинным спином, достаточно маленьким для увеличения времени когерентности. Фосфор не может сам создавать стабильные кубиты, но его время когерентности можно продлить, если связать его с ионами кальция для формирования кластеров.

В 1975 году Аарон Познер [Aaron Posner], учёный из Корнелльского университета, обнаружил непонятную кластеризацию кальция и фосфора при изучении рентгеновских снимков костей. Он нарисовал структуру этих кластеров – девять атомов кальция и шесть атомов фосфора, и позднее в его честь их стали называть «молекулами Познера». Эти кластеры вновь заявили о себе в 2000-х, когда учёные, симулируя рост костей в искусственной жидкости, заметили их, плавающими в ней. Последующие эксперименты обнаружили доказательства наличия их в теле. Фишер считает, что молекулы Познера могут служить естественным кубитом мозга.

Это общая картина, но дьявол в мелочах, которые Фишер изучает последние несколько лет. Процесс начинается в клетке с химическим веществом под названием пирофосфат. Он состоит из двух связанных фосфатов, каждый из которых состоит из атома фосфора, окружённого несколькими атомами кислорода с нулевым спином. Взаимодействие между спинами фосфатов запутывает их. Они могут создавать пары четырьмя различными способами: три конфигурации суммарно дают спин равный 1 (слабо связанный триплет), а четвёртая даёт нулевой спин, или «синглет», состояние максимальной запутанности, критически важное для квантовой механики.

Далее ферменты разделяют запутанные фосфаты на три свободных иона. Они остаются запутанными даже после разделения. Этот процесс, по словам Фишера, проходит быстрее для синглетов. Эти ионы в свою очередь могут комбинироваться с ионами кальция и атомами кислорода и превращаться в молекулы Познера. У кальция и кислорода спина ядра нет, поэтому общий полуцелый спин, критичный для длительной когерентности, сохраняется. Эти кластеры защищают запутанные пары от внешних воздействий, чтобы те могли сохранять когерентность как можно дольше. Фишер оценивает, что это могут быть часы, дни или даже недели.

Таким образом запутанность может распространиться на довольно большие расстояния внутри мозга, влияя на выход нейротрансмиттеров и работу синапсов между нейронами – пугающее дальнодействие в версии мозга за работой.

Проверка теории


Исследователи в области квантовой биологии заинтригованы предположением Фишера. Александра Олайа-Кастро [Alexandra Olaya-Castro], физик из Университетского колледжа Лондона, работавшая над квантовым фотосинтезом, называет это «хорошо продуманной гипотезой. Она не даёт ответов, а лишь открывает вопросы, которые могут привести нас к проверкам отдельных шагов гипотезы».

С ней согласен и химик Оксфордского университета Питер Хоур [Peter Hore], исследующий квантовые эффекты в применении к навигации перелётных птиц. «Физик-теоретик предлагает нам определённые молекулы, механизмы, и всю технологию того, как они могут влиять на работу мозга,- говорит он. – Это открывает возможности для экспериментальных проверок».

Фишер сейчас как раз и пытается провести экспериментальные проверки. Он потратил творческий отпуск в Стэнфорде, работая с исследователями над воспроизводством исследования от 1986 года с беременными крысами. Он признал, что предварительные результаты получились разочаровывающими, данные не дали достаточного количества информации. Но он считает, что если лучше воспроизвести эксперимент 1986 года, результаты могут быть более убедительными.

Фишер подал заявку на получение гранта для проведения более глубоких экспериментов в квантовой химии. Он собрал небольшую группу учёных различных специальностей в своём университете и привлёк учёных из Калифорнийского университета в Сан-Франциско. Во-первых ему хочется разобраться, формирует ли фосфат кальция стабильные молекулы Познера, и могут ли ядерные спины фосфора из этих молекул запутываться на длительные промежутки времени.

К этому скептически относятся даже Хоур и Олайа-Кастро, особенно к оценкам Фишера по поводу сроков – сутки и более. «Честно говоря, я думаю, что это весьма маловероятно,- говорит Олайа-Кастро. – Самые длинные временные промежутки, относящиеся к биохимии, и происходящие в мозгу, не больше секунды». (В нейронах информация хранится в течение микросекунд). Хоур называет такую возможность «отдалённой», говоря максимум о секундах. «Это не отвергает всю идею, но мне кажется, что для длительной запутанности потребуются другие молекулы,- говорит он. – Не думаю, что это молекулы Познера. Но мне интересно, как будет развиваться идея».

Кое-кто считает, что для работы мозга никаких квантовых процессов вообще не нужно. «Появляются доказательства того, что всё интересное, связанное с сознанием, можно объяснить взаимодействием нейронов»,- поделился с New Scientist Пол Тагард [Paul Thagard], нейрофилософ из Университета Уотерлу в Онтарио.

Множество других аспектов гипотезы Фишера также необходимо как следует проверить. Он надеется, что сумеет поставить необходимые для этого эксперименты. Симметрична ли структура молекулы Познера? Насколько ядерные спины изолированы?

Что более важно – а вдруг эти эксперименты докажут, что гипотеза неверна? Тогда, возможно, придётся полностью отказаться от идеи квантового сознания. «Я считаю, что если ядерный спин фосфора не используется в квантовой обработке данных, тогда квантовая механика вообще не играет роли в работе сознания на длительных промежутках,- говорит Фишер. — С научной точки зрения это очень важно исключить. Науке будет полезно знать это».
Поделиться публикацией
Комментарии 72
    –18
    Рэки Кавахара прямо в воду глядел, с его STL в арке «Алисизации» :)
      +25
      Кто? С чем? Где?!
      P.S. Загуглил фамилию. Ох уж эти японофилы. Пишут всякую хрень и думают что их все понимают. Даже дружащие с пони и то адекватней выражают свои мысли.
        +1
        > думают что их все понимают.

        С чего такой вывод? Кто в теме — тот понял. Кто захотел — загуглил.
          0
          Почему вы считаете, что читать литературные произведения отличные от тех, которые нравятся лично вам, это плохо? Человек выразил свое мнение совершенно адекватно, без всяческого презрения, в отличии от вашего «Кто? С чем? Где?!», которое ещё и противоречит вашей тяге к адекватному выражению мыслей.
            0
            Он должен был написать разъяснение на две страницы A4? Как вы могли заметить на своём опыте, всё это прекрасно гуглится, не важно, откуда это взято, ведь указан автор и термины. Справедливо ли так минусить?
            +3
            Скорее не в «воду глядел», а использовал достаточно давно извесные идеи Пенроуза — Хамероффа (см. комментарий последнего в блоге Прескилла, упомянутого в статье)
          • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
              +1
              Давным-давно, в далекой-далекой галактике… удар молнией считали проявлениями квантовой теории.
                0
                Весь наш мир — проявление квантовых эффектов. Другое дело, прибегать к квантовой теории для описания большинства явлений, с которыми мы сталкиваемся в повседневной жизни, не требуется: это избыточно.
                0
                Литий 7 и 6 можно не на крысах а на себе проверять. Можно даже на себе и друзьях слепой тест, не зная какой изотоп под какими номерами.
                  –1

                  Проверять литий — это, конечно, прикольно… но все ли друзья согласятся ради этого заводить детей?

                    +2
                    Прочитайте в Wiki свойства литиевых препаратов, которые давно используются в психиатрии. На человека действует не только в отношении детей. Просто крысе нельзя вопросы задать, наблюдают только по косвенным признакам.
                      –1
                      Вот, проверил на себе недельку глюталит. К сожалению эффект выражен слабо. Вялость появилась и хуже стал высыпаться. Еще немного по другому начал смотреть на свои планы — уже не было оптимизма и хотелось начинать с минимума или вообще не рисковать. Возможно это связано с вялостью, организм воспринимал как отсутствие сил.

                      Принимал 2 раза в день по капсуле.

                      Как перестал принимать — сон нормализовался и исчезла вялость.

                      Имхо, он даже не на сознание влияет, сознание изменяется по причине вялости.
                    +4
                    А не слишком ли маленькая выборка всего из 1-й крысы на каждую группу? Как можно доверять такой маленькой выборке?
                      +3
                      Никак. Нужно правильно ставить эксперимент.
                      Сейчас, когда появляется все больше доказательств того, что сознание большей частью определяется именно коннектомом — скепсиса по поводу этой теории полно.
                      В конце концов, если в работе мозга какую-то важную роль играют тонкие квантовые взаимодействия — то и пороги нарушения значительной части этих взаимодействий должны как-то коррелировать с рассчитанными энергиями в модели. То есть, если «квантовая» гипотеза на модели показывает, что некий участок мозга из-за этих эффектов будет гораздо более уязвим, например, к ионизирующему излучению, чем известно из экспериментальных/эмпирических данных — это повод призадуматься.

                      PS. Я не настоящий нейробиолог, просто пришла идея в голову.
                        +1
                        Не совсем корректный перевод. в оригинале подразумеваются группы крыс.
                        One group was given lithium-7, one group was given the isotope lithium-6, and the third served as the control group.
                        +3
                        Все-таки надеюсь, что квантовая теория никаким боком к мозгу не относится. Иначе создание искусственной копии мозга сильно усложнится. Но, конечно, лучше проверить и убедиться.
                          0
                          А так то оно все ясно да?) Просто распределять бюджет надо туда побольше и вот оно?)))
                            +1
                            Не «сильно усложнится», а, пожалуй, станет полностью невозможным — см. «Теорема о запрете клонирования»
                              0
                              Так даже лучше- личность всегда будет одна, и не будет проблем с клонами, претендующими на твоё наследство.
                                0

                                Получается тогда, если сохранить состояние всех этих кубитов, а потом перенести их на другой носитель, то можно перенести таким образом сознание или даже не сколько его, сколько невидимого наблюдателя, который за ним стоит. Получается что-то вроде души.

                                • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                0
                                Создание «моментального снимка» текущего состояния органического мозга, действительно станет невозможным, однако главныя задача, которая, насколько я понимаю, состоит в создании «искусственного носителя для сознания», хотя и сильно осложнится, но всё же останется решаемой…
                              +2
                              Если литий 6 и 7 химически идентичны, то как их разделяют? По спину что ли? Может быть поближе что-то поискать, чем квантовые свойства.
                                +3
                                > Если литий 6 и 7 химически идентичны, то как их разделяют?

                                Википедия ➜ Разделение изотопов
                                  0
                                  Это да, вопрос был в каком-то смысле риторическим, отличия всё-таки есть, и не только «квантовые». Возможно в соединениях с разными изотопами лития молекулы ведут себя по разному, хотя в чистом виде они неотличимы (кроме взаимодействия с ртутью).
                                    0
                                    Так действительно, если спин ядра проявляется химически или ещё как-то но ярко, то почему это свойство не используют при разделении изотопов? По-моему, очень хороший аргумент.
                                      +1

                                      Эффекты, связанные с ядерным спином слишком слабы, чтобы проявляться в химических реакциях и физических явлениях (http://jol.liljenzin.se/KAPITEL/CH02NY3.PDF#page=11 "rates and equilibria of chemical reactions depend on the masses of the atoms… isotopes may be expected to have somewhat different… the isotope effect"… "nuclear spin… will have not influences on the chemical isotope effect"). Для разделения изотопов используются эффекты, вызванные разницей массы. У лития 6/7 — 15% разницы, у урана 235/238 — 1.3%. У дейтерия разница еще больше, и D2O замерзает почти при 4 градусах.

                                        0
                                        Именно! Вопрос в том, как тогда может работать гипотетический механизм из статьи?
                                  +1

                                  Лучше в сразу в статьях http://ru.wikipedia.org/wiki/Изотопы_лития / http://en.wikipedia.org/wiki/Isotopes_of_lithium


                                  Литий-6 имеет большее сродство с ртутью, чем литий-7. На этом основан процесс обогащения COLEX[7]. Альтернативный процесс — вакуумная дистилляция, происходящая при температурах около 550 °C. Обычно разделение изотопов лития требовалось для военных ядерных программ (СССР, США, Китая). В настоящее время, функционирующими мощностями по разделению обладают лишь Россия и Китай[7].

                                  Lithium-6 has a greater affinity than lithium-7 for the element mercury. When an amalgam of lithium and mercury is added to solutions containing lithium hydroxide, the lithium-6 becomes more concentrated in the amalgam and the lithium-7 more in the hydroxide solution. / Lithium is heated to a temperature of about 550 °C in a vacuum. Lithium atoms evaporate from the liquid surface and are collected on a cold surface positioned a few centimetres above the liquid surface. Since lithium-6 atoms have a greater mean free path, they are collected preferentially.

                                  Или вот от Канады, 1985 год: http://www.iaea.org/inis/collection/NCLCollectionStore/_Public/19/035/19035202.pdf "Lithium Isotope Separation: A Review of Possible Techniques";
                                  про США: http://archive.knoxnews.com/news/local/secret-cold-war-project-results-in-largest-us-environmental-cleanup-ep-402290682-357323681.html "Alloy Development Program… Colex… the most successful Y-12";
                                  или от berkeley: http://fhr.nuc.berkeley.edu/wp-content/uploads/2014/10/12-005_NE-170_Lithium-Enrichment.pdf "Lithium Isotope Enrichment: Feasible Domestic Enrichment Alternatives" 2012

                                  +6

                                  Что за попса тут написана! Строение атомов нельзя объяснить без квантовой теории, причем отдельные электроны, протоны и нейтроны в процессоре тоже продолжительное время находятся в запутанном состоянии. Т.е. так можно сказать что квантовые вычисления происходят и в обычном компьютере ;)

                                    0
                                    Вот об этом, мне кажется, постоянно все забывают: что вся материя, в общем-то, состоит из непонятно чего, обладающего вероятностной природой. :) Поэтому странно слышать заявления «квантмех не влияет на тот-то и тот-то физический процесс». Пардон, но акторы физического процесса состоят из «квантмеха». Так что «не влияет» — не совсем корректно. Это как говорить, что свойства атома кремния не влияют на строительство небоскрёба.
                                    –1
                                    >Порывшись в литературе, Фишер обнаружил, что эксперименты по сравнению лития-6 и лития-7 уже проводились. В 1986 году учёные из Корнелльского университета изучали, какой эффект эти два изотопа оказывают на поведение крыс. Беременных крыс разделили на три группы – одной давали литий-7, одной – литий-6, а третья служила контрольной группой. После рождения потомства у крыс, получавших литий-6, материнский инстинкт, выражавшийся в уходе, заботе и строительстве гнёзд, был развит гораздо сильнее, чем у двух остальных групп.
                                    Это поразило Фишера. Химически два изотопа должны быть идентичными, и тем более в заполненной влагой среде человеческого тела у них не должны проявляться какие-то различия. Так что же могло послужить причиной появления различий в поведении, наблюдаемых исследователями?

                                    Вообще то говоря, влияние изотопного состава воды может повлиять и на планы экспедиций на Марс, сделав более перспективными полёты на Луну, на которой вода соответствует земной (и значит, не представляет угрозы для человека и не грозит изменениями его психики) и даже затруднить в далёком будущем разработки полезных ископаемых (в том числе и добычу воды на малых телах Солнечной Системы) или поставить крест на планах терраформирования планет с применением материала астероидов и комет, так как разделение легкой и тяжелой воды — дело непростое.

                                    https://www.gazeta.ru/science/2014/12/11_a_6337005.shtml
                                    http://www.nanonewsnet.ru/articles/2012/curiosity-nashel-na-marse-organiku-izbytok-tyazheloi-vody
                                    http://hvylya.net/news/voda-na-lune-i-na-zemle-proizoshla-iz-odnogo-i-togo-zhe-istochnika.html
                                    http://ru.wikipedia.org/wiki/Тяжёлая_вода
                                      –3
                                      Разделение воды по изотопному составу процесс простой — наливаем воду в ёмкость, ставим на мороз (холодильник), ждём замерзания на половину объёма, сливаем не замёрзшую воду, лёд выкидываем, с оставшейся водой повторяем процедуру до необходимых результатов. В северных реках тяжёлых изотопов водорода 10-11 процентов, что недопустимо для употребления человеком. Нормой считается примерно 4.5-5 процентов тяжёлых изотопов водорода в составе воды.
                                        +1
                                        То-то телемарке целую электростанцию энергии использовали — тяжолую воду отедлять. Фашисты же… всего-то надо было замораживать.
                                          0
                                          Ну так многократный электролиз это следующий этап разделения и концентрации изотопов, для разных нужд они разные по концентрации и составу.
                                            +4
                                            1. Я считаю что в северных реках значительно меньше чем 10-11 процентов тяжелой воды.
                                            2. Я считаю что вымораживанием не получить эффективно двукратного повышения концентрации.

                                            Аргументы у меня такие:
                                            1. Молекула тяжелой воды приходится на примерно 3200 молекул обычной в природе. Что составляет разницу на 2-3 порядка с вашими данными.
                                            2. Вымораживание процесс очень непредсказуемый и в первую очередь завист от центров кристализации. Зазор в температурах очень мал, и энергетически равновесие склоняется в пользу замерзания только одного изотопа лишь немного.
                                            — https://www.reddit.com/r/askscience/comments/20in1y/is_freezing_a_feasible_way_to_separate_heavy/
                                            — https://van.physics.illinois.edu/qa/listing.php?id=16922

                                            3. Я не вижу данных о токсичности тяжелой воды при двукартном превышении природной нормы. Более того такое превышение используется для диагностики — https://en.wikipedia.org/wiki/Doubly_labeled_water. Похоже плохо бывает когда 10-25% всей воды в организме заменены на тяжелую (Это типа десять и более литров)

                                            4. Я не могу найти чтобы вымораживание как-то использовалось в промышленности вообще. Я вижу только электролиз или сульфидный метод.

                                            Укажите пожалуйста источник своих данных.
                                              –2
                                              1. Считать можете.
                                              2. Кремний чистят именно таким методом.

                                              Ваши аргументы — 1. Зависит от того о каком изотопе речь идёт и от местности.
                                              2. Для разделения достаточно. Относительно малой массы элементов разница масс изотопов велика, поэтому они способны сильно фракционировать в природных процессах: D/H → 100 %
                                              3. Аргумент чего именно?
                                              4. Изменение агрегатного состояния веществ используется повсеместно.
                                              В качестве источников информации использую жизненный опыт и умные книги.
                                                +2
                                                Вы боитесь что вас засмеют за книжки «Эра Водолея» и «Откоровения бабушки Ванги»?
                                                Напишите что ли названия, я даже прочитаю.

                                                Есть большой рынок тяжелой воды. Давайте откроем ООО по продаже воды из «северных рек». Озолотимся натурально.
                                                  –1
                                                  Атомная энергетика — что дальше?
                                                  М Э Аджиев; Д М Гродзинский; А А Саркисов;

                                                  Это для примера.

                                                  На рынок тяжёлых изотопов водорода нас с вами только в качестве инвесторов могут пустить.Добыча тяжёлой воды из северных рек не рентабельна, в связи с нестабильностью исходного состава.
                                                  Кажется мы с вами отошли от темы поста, если очень хочется продолжить то пожалуйста в личку.
                                                    +2
                                                    Нафиг в личку. Вы мне тут будете писать «В северных реках тяжёлых изотопов водорода 10-11 процентов, что недопустимо для употребления человеком» и игнорировать ссылки на источники, а я буду что-то лично для вас искать. Нет уж пусть все видят вашу компетенцию.

                                                    Чтобы всем было понятно — книжка ваша 1989 года. И в ней нет ни одного факта подтвержадющего ваши домыслы. Все факты сводятся к следующим —

                                                    «С учетом того, что приборы, регистрирующие содержание дейтерия в воде, не отличались тогда совершенством. Было установлено, что в снеговой воде, равно как и в океанической, речной, озерной, дейтерия примерно одинаково — что-то около 0,015%.»

                                                    0,015%! Не 4! Не 11!

                                                    «Доказательства? Во-первых, они на карте, в голубых и красных линиях, обозначающих течения в Арктике. А во-вторых, в уже упоминавшихся пробах воды на дейтерий, которые провели в 1964 году А. С. Редфилд и И. Фридман. В водах Норвежского моря эти исследователи отметили очень высокое содержание дейтерия.»
                                                    Аджиев не приводит какое же оно — высокое? Вы конечно уже нагуглили… нагуглили же? Это не так просто.

                                                    FRIEDMAN, REDFIELD, SCHOEN and HARRIS (1964) have
                                                    observed fractionation effects of about 20 per mil for concentration
                                                    of deuterium in natural sea ice relative to sea water;

                                                    Вот короче исчерпывающая статья которая разбирает поведение изотопов при переходе жидкость-пар и жидкость-лед. И карты с графиками там есть, и реальные замеры, а не гипотезы про которые сам аджиев говорит — «Допущения на грани о дозволенного, но реальные»

                                                    http://journals.ametsoc.org/doi/pdf/10.1175/1520-0469(1969)26%3C689%3AOTICOH%3E2.0.CO%3B2

                                                    Главное вы же сейчас опять без единой ссылки будете что-то возражать…
                                          +1
                                          лолшто?
                                          1) во всей земной воде 99,7% обычного дигидроген монооксида, 1H216O

                                          2) оставшиеся 0,3% на 4/5 состоят из воды с тяжёлым кислородом, 18O

                                          3) воду с тяжёлым кислородом кустарщиной не разделить, так как физические параметры (кроме плотности, ожидаемо 1H218О плотнее на ~10%) у них практически идентичны
                                          0
                                          Ого, это гораздо серьёзней, чем я предполагал.
                                          скрытый текст
                                          Выходит, всё не так радужно, как описывалось в «Анафеме»
                                        • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                            +1
                                            Они уже так делают. Цирк с конями давно на марше.
                                              +1
                                              А я думал, что они гомеопатию торсионными полями объясняют.
                                                0
                                                Торсионные поля — прошлый век! Теперь в моде «квантовые эффекты» и «нано-технологии». У нас тут «экономители газа» впаривают. В общем, можно докторскую на тему «Лохи и мамонты» защищать :)
                                                  0
                                                  Конечно прошлый век, квантовая механика и прочее из этой области (есть даже квантовая биология) это разделы науки, а торсионные поля это просто круто. Слово наука действует на «поциента» как удар кувалдой по голове, так что доходнее впаривать плацебо научно.
                                            +1
                                            Интересно, а почему такие исследования проводятся обязательно на людях, крысах и прочих высших животных? У медуз, червей и иглокожих нейроны принципиально иначе устроены? Квантовые эффекты стали проявляться только на последнем коротком этапе эволюции? А если нет, то почему не препарируют простейшие нейроны простейших существ, а смотрят сразу на сложнейший ансамбль мозга млекопитающего, где сложно разделить эффекты от влияния сознания, инстинктов и базовых механизмов работы логики нервной ткани?
                                              0
                                              Дело идёт к чему — придётся признать, что мозг не компьютер, а только детектор для сознания. А где сознание? Вне материи.
                                                +2
                                                Крайне рекомендую для начала ознакомиться с определением материи.
                                                  +2

                                                  Для начала надо определиться с тем, что такое сознание. Если сказать, что сознание это некая программа по которой работает мозг, то да — программа будет "вне материи" потому что это такая абстрактная штука. Даже не надо будет приплетать метафизику.

                                                    0
                                                    Программа мозга это не сознание, это инструмент сознания. Присутствие сознания в материальном мире ограничено возможностями тела, со всеми вытекающими. Скорее сознание ближе к понятию информации в физике, чем к материи. Кто б знал?
                                                  • НЛО прилетело и опубликовало эту надпись здесь
                                                      0
                                                      А я думаю, что сознание происходит из флогистона. Ну, или на худой конец, из пневмы или одической силы.
                                                      Ну а чё — все эти понятия тоже достаточно таинственные и непонятные, чтобы на них можно было списать любой непонятный феномен.
                                                      0
                                                      Во-первых не плодите сущностей без надобности, во-вторых не путайте товарищей своими гностическими выводами. Квантовая механика это сущность нашего физического мира и полностью описывается физическими законами мира. А на счет сознания, вот когда философы определятся что это такое, вот тогда и будем искать где оно находится, потому что там проблема сложнее чем кажется на первый взгляд.
                                                        0
                                                        Эту идею хорошо раскрывает движение НАУ ЭРА
                                                        0
                                                        В итоге выяснится, что даже если там есть квантовые процессы, они используются для внутреннего генератора случайных чисел, чтобы принимать решения.
                                                          0
                                                          Вы что-то недоговариваете. Откуда такая идея?
                                                          +1
                                                          Я что-то не очень понял, откуда взялся постулат о химической идентичности изотопов лития? У них же разная атомная масса, а следовательно и разная скорость прохождения химических реакций. Причём для лёгких элементам, типа лития, эта разница особенно заметна (разница в массе 15%!). Собственно, на этом эффекте и основан один из способов разделения изотопов лития.
                                                            +1

                                                            В Переводе "Это поразило Фишера. Химически два изотопа должны быть идентичными, и тем более в заполненной влагой среде человеческого тела у них не должны проявляться какие-то различия." потерялось одно из оригинальных заявлений Журналиста (Jennifer Ouellette): https://www.quantamagazine.org/20161102-quantum-neuroscience/ "This floored Fisher. Not only should the chemistry of the two isotopes be the same, the slight difference in atomic mass largely washes out in the watery environment of the body."


                                                            В статье Ученого (Matthew P.A. Fisher, UCSB) http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0003491615003243 = 10.1016/j.aop.2015.08.020 = https://arxiv.org/pdf/1508.05929v2.pdf "Quantum Cognition: The possibility of processing with nuclear spins in the brain" таких заявлений о Литии уже нет:


                                                            the “Posner molecule”, Ca9(PO4)6… replacing the central calcium ions in the Posner molecule with “impurity” elements — for example lithium… If replacement is possible, varying the lithium and mercury isotopes and examining the effects on phosphorus spin coherence inside the Posner molecules could also be interesting.
                                                            If two lithium ions can be incorporated inside the Posner molecules during molecule formation (replacing the central divalent calcium cation) they would tend to decohere the phosphorus nuclear spins, offering a possible explanation for the remarkable efficacy of lithium in tempering mania in patients with bipolar disorder. If this is indeed the mechanism, one might expect a lithium isotope dependence on the behavioral response. Remarkably, a lithium isotope dependence on the mothering behavior of rats chronically fed either 6Li or 7Li — having elevated or depressed alertness levels, respectively — has indeed been reported.[38]… Might an exploration of the effects of shock waves on the mechanical stability and nuclear spin dynamics (induced via excitation of vibrational modes) of Posner molecules free floating in water have some relevance to brain trauma? It is hoped that the various experiments suggested above might be informative

                                                            И, конечно же, "малые" различия в массе этих изотопов, в водной среде теле никуда не исчезают: https://books.google.com/books?id=4GYiCwAAQBAJ&pg=PA182&lpg=PA182&dq=lithium "Li is a non-essential element for the human body. In fact, it may be quite toxic when administered in larger doses… dramatically different biological response for the two respective isotopes… may perhaps result from different ionic radii and masses of the respective isotopes during transfer through the living body, and perhaps higher efficacy of 6Li uptake by erythrocytes via membrane transport (Hughes and Birch 1992)."

                                                            –1
                                                            Когда-то в Дубне в ИОЯИ искали гравитационные волны от переходов электронов с орбиты на орбиту в молекулах водорода. Ранее возбуждённые молекулы должны их дружно излучать при возбуждении соседних молекул водорода лазерным излучением. Предполагалось, что при поглощении фотонов электронами те излучают гравволны, которые вызывают сброс фотонов электронами ранее возбуждённых молекул.

                                                            Не знаю итогов этого эксперимента, но такой квантовый механизм может использоваться в мыслительной работе мозга. И можно допустить, что при сбросе/поглощении фотона электроном излучается продольная гравитационная волна — почти мгновенно распространяющийся перепад энергетической плотности вакуума/эфира. Это принципиально новый носитель информации. Возможно, им пользуются запутанные частицы, когда измерение состояния одной из них мгновенно разрушает суперпозицию другой — приводит её к определённому состоянию.

                                                            Вот как может работать эта связь в работе мозга. Допустим, информация о внешнем мире хранится в виде белковых молекул, имеющих соответствующий атомарный состав и конфигурацию. Мозгу важно обработать эту информацию с целью построения образа будущего, на который организм должен своевременно реагировать, чтобы выжить. Итогом обработки станет синтез новой молекулы — образа будущего.

                                                            Но мы знаем, что можно нафантазировать разные варианты будущего — синтезировать разные молекулы. Как мозг отличает менее вероятный вариант от более вероятного? Думаю, он использует такой механизм искусственного отбора молекул. В его основе — вышеупомянутый дубнинский эксперимент. То есть излучение фотонов и переход молекул водорода в спокойное состояние под воздействием гравволн. Только что синтезированная молекула-образ должна быстрее излучить уже избыточные фотоны, чтобы избежать перегрева, трансформации и распада. Какая из них быстрее успевает это сделать и оказывается более стойкой — тому образу больше доверия.

                                                            Начиная мыслить, мы вспоминаем актуальную информацию. Это значит, что молекулы с ней в нейронах мозга переходят в возбуждённое состояние. Их электроны постоянно курсируют между низкими и высокими орбитами, излучая гравволны. Эти волны содержат актуальную информацию и могут складываться, интерферировать. Их суммарная волна отвечает ещё не существующей молекуле с искомым образом будущего. Под неё и происходит синтез молекул-кандидатов с их испытанием на прочность. Менее адекватные дольше остаются в возбуждённом состоянии и перегреваются. Вместо них синтезируются новые молекулы с уточнёнными образами. В итоге могут выжить такие, которые будут отражать будущее с фотографической точностью и при его наступлении вызвать эффект дежавю.

                                                            Такой механизм обработки информации может объяснить и эффект видения чужими глазами — телепатию. Актуальная информация в виде гравволн берётся не только от молекул из нейронов своего мозга, но и от молекул в нейронах мозга других людей, решающих ту же проблему. Это когда «идея носится в воздухе» и одновременно приходит в голову многим людям. Наверное, так работает индивидуальное и коллективное квантовое сознание. А микротрубочки Пенроуза и фосфорные кубиты Фишера — это «пыльца фей на синапсах».
                                                              –1
                                                              Почему в аптеке продают зачастую литий-7, если литий-6 лучше проявил себя?
                                                                +1
                                                                Кто подскажет что за шрифт в картинке-вставке с инфографикой?
                                                                  0
                                                                  Глубокая тема, респект автору и учёным грызущим гранит науки в этом направлении.

                                                                  Интересно было бы рассмотреть участие «молекул Познера» и их возможных квантовых эффектов в аспекте влияния на осцилляторную активность сетей головного мозга (на их синхронизацию, волновую активность).

                                                                  Чисто умозрительно, возможно, что квантовые эффекты могли бы участвовать как в зарожднении этих ритмов, так и в реакциях на них. Это существенно упростило бы их роль в мозге, т.к. не сложилось бы никакого квантового компьютера, но в любом случае это было бы важным открытием. Это вполне допустимо в рамках гипотезы, т.к. точного, полного и общепринятого объяснения синхронизации пока нет.

                                                                  И вторая мысль, как развитие первой: использование мозгом квантовой запутанности в качестве генератора случайных чисел (импульсов). Возможно, что мозг эволюционно нашёл такой простой и незатратный, но в тоже время очень качественнй генератор случайных импульсов, потому, что более примитивный генератор («лжеслучайных» импульсов) его не устраивал.
                                                                  Кто знает, может именно сбои в этом «генераторе» и есть источник многих болезней мозга.
                                                                    0
                                                                    Фишер обнаружил два вещества, схожие во всём, кроме квантового спина, и нашё, что они оказывают разное влияние на поведение. Для него это был дразнящий намёк на то, что квантовая обработка данных играет какую-то функциональную роль в сознании.


                                                                    То есть по мнению экспериментатора два разных изотопа имеют одинаковую массу, при том, что количество адронов у них разное? Тут же недавно была статья про влияние квантовых эффектов на химические реакции и приводился пример эксперимента с активностями тяжёлой воды и обычной воды, последняя из которых была немного более активна, что связывали с квантовым эффектом туннелирования, который зависит от массы частицы (у тяжёлой воды атомы дейтерия тяжелей водорода). Мне кажется, что результаты приведённых в статье экспериментов так же связаны лишь с туннелированием лития в химических реакциях, но никак не с запутанностью. Ну а заявление о том, что мозг использует квантовые эффекты себе во благо — схоже с заявлением о том, что тело использует гравитацию себе во благо, что бессмысленно, потому что использование и подверженность влиянию — разные вещи.
                                                                      –1
                                                                      Массу учитывают, но если бы дело было бы ТОЛЬКО в разной массе, можно было бы ожидать одинаковых эффектов но чуть более выраженных или чуть менее выраженных в зависимости от конкретного изотопа — за счет большей/меньшей интенсивности реакций с их участием. Но с влиянием лития на мозг обнаруживается, что 2 его изотопа в некоторых отношениях демонстрируют вообще противоположное друг другу действие. В частности как раз в том опыте с крысами, который сейчас планируют повторить:

                                                                      Female rats (3 months old) were treated with either Li-7 chloride or Li-6 chloride or were untreated prior to and during gestation and lactation. Birth weights were lower for Li-treated animals than for normal pups. Maternal behavior of all Li-treated mothers was altered. Li-7 mothers ignored their pups and nursed them infrequently. Li-6 mothers groomed and nursed their pups more often than normal mothers. All pups showed delays in development, especially in the maturation of depth perception. Although Li-6-treated dams were over-protective mothers, their offspring showed longer developmental delays than those of Li-7-treated offspring.

                                                                      Т.е. соль с литием-6 вызывала резко повышенную заботу о потомстве (относительно крыс не получавших никаких препаратов). А та же самая соль в том же самом количестве, но с литием-7 вызывала не просто более слабый эффект (как можно ожидать из-за просто большей массы и меньшей хим. активности), а вообще обратный эффект — забота о потомстве снижалась не только относительно лития-6, но и относительно контрольной группы никаких препаратов не получавшей.

                                                                      Т.е. литий-6 стимулирует какие-то процессы в мозге, литий-7 наоборот тормозит/подавляет какие-то процессы.
                                                                      Отсюда и всякие странные теории о влиянии квантовых эффектов.
                                                                        0
                                                                        >Т.е. литий-6 стимулирует какие-то процессы в мозге, литий-7 наоборот тормозит/подавляет какие-то процессы.

                                                                        Проверил на себе обычный литий, описал ниже.

                                                                        Если у кого есть 7 литий — готов к эксперименту :)
                                                                          +1
                                                                          «Обычный» это и есть литий-7. Точнее это смесь -6 и -7 но больше 90% приходится на литий-7 при добыче из природных источников.

                                                                          Чистый литий-6 достать сложно. Он в основном в ядерной энергетике используется. И в ядерном оружие (в термоядерных боеголовках в виде дейтерида лития-6).
                                                                      0
                                                                      Человеческий мозг представляет собой постоянно меняющейся ландшафт пространства смыслов, можно представить поверхность моря, по которой бегут множество волн постоянно интерферирующих. Среди множества комбинаций волн выделяются как пики, долины, так и впадины, разной глубины и высоты. Так же на ландшафте смыслов существуют такие места, аттракторы, которые притягивают к себе возбуждение, самый мощный аттрактор в настоящий момент времени и является нашей мотивацией, осознанной мыслью, волевым вектором. Часть аттракторов является врождёнными (инстинкты, рефлексы, голод, жажда, похоть), остальные приобретённые (мировоззрение, глобальная идея самосуществования, хобби и пр.). Ну и порождает все эти волны возбуждения внешняя среда и внутренняя среда. Понижение уровня глюкозы в крови совместно с сигналами от дна желудка — запускает аттрактор голода, который оттягивает на себя все остальные волны. Ну, как-то так. Оцифровкой сознания на поле р-адических чисел занимаются А.Хренников и И.Волович. Мне кажется их подход самый правильный.
                                                                        0
                                                                        Мне кажется, вопрос, является ли мышление алгоритмичным (не является) закрыл тот же Роджер Пенроуз еще 40 лет назад. Когда создал плитку Пенроуза ( https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%9C%D0%BE%D0%B7%D0%B0%D0%B8%D0%BA%D0%B0_%D0%9F%D0%B5%D0%BD%D1%80%D0%BE%D1%83%D0%B7%D0%B0 )
                                                                        — доказано, что эта задача алгортимически неразрешима.
                                                                          0
                                                                          Я даже не знаю, с чего начать… Просто нет. Существование апериодических наборов плиток следует из алгоритмической неразрешимости некой задачи. Из алгоритмической неразрешимости тех или иных задач вообще много что следует. Но построение конкретных апериодических наборов не становится от этого алгоритмически неразрешимым. Тут в огороде бузина, а в Киеве дядька.

                                                                        Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                                        Самое читаемое