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第9話 「脳は温かく湿った環境で、量子現象が起こりにくい」とは

「脳は温かく湿った環境で、量子現象が起こりにくい」とは?


「脳は温かく湿った環境で、量子現象が起こりにくい」というのは、ロジャー・ペンローズ博士の「意識は量子力学に基づいている」という理論(Orch-OR理論)に対する批判の一つで、科学者がこの理論に疑問を呈する際に使われる表現です。この点を、専門知識がなくても分かりやすく、自然で丁寧に説明しますね。


1. この表現の意味


この言葉は、量子力学的な現象が脳の中で起こるのは難しい、という考えを表しています。なぜなら、量子力学の現象(例えば、粒子の「重ね合わせ」や「もつれ」といった不思議な状態)は、通常、非常に特殊な条件でしか観察されないからです。具体的には:


量子現象は、非常に低温で、外部からの影響が少ない環境(例えば、実験室で厳密に管理された状態)で起こりやすい。

脳は、温かく(体温約37℃)、湿っていて、ノイズ(雑音)が多い環境です。このような環境では、量子状態がすぐに壊れてしまう(「デコヒーレンス」と呼ばれる現象)と考えられています。


つまり、脳の「温かく湿った」環境では、量子力学的な現象が安定して存在するのが難しい、というのがこの批判のポイントです。



2. なぜこれがペンローズ博士の理論に関係するのか?


ペンローズ博士とスチュアート・ハメロフ博士のOrch-OR理論では、脳の神経細胞の中にある「ミクロチューブル」という小さな構造で、量子力学的な現象(特に「重ね合わせ」や「客観的還元」)が起こり、それが意識を生み出すと主張しています。


しかし、批判する科学者は、「脳の中は温かく、湿っていて、分子や細胞が常に動き回っているカオスな環境なので、ミクロチューブルで量子状態が保たれるのは現実的ではない」と考えます。量子現象はとてもデリケートで、外部の影響(温度、振動、分子の衝突など)ですぐに壊れてしまうため、脳のような環境では起こりにくい、というわけです。



3. イメージで考えると


量子現象を「繊細なガラス細工」に例えてみましょう。このガラス細工を美しく保つには、静かで冷たく、振動のない環境が必要です。でも、脳の中は、まるで「賑やかな市場」のような場所。人が動き回り、音が響き、熱気にあふれています。そんな環境で、ガラス細工(量子現象)が壊れずに保たれるのは難しい、というのが批判のイメージです。



4. ペンローズ博士たちの反論


ペンローズ博士やハメロフ博士は、この批判に対して、ミクロチューブルが特別な構造を持っていて、量子現象をある程度保護できる可能性があると主張しています。たとえば:


ミクロチューブルは、非常に小さく、規則的な構造を持っているため、量子状態を短時間でも保てるかもしれない。

脳の中の特定の化学的・生物的な仕組みが、量子現象を安定させる役割を果たす可能性がある。


ただし、これらの反論を裏付ける直接的な実験的証拠はまだ少なく、科学者の間での議論が続いています。



5. まとめ


「脳は温かく湿った環境で、量子現象が起こりにくい」というのは、ペンローズ博士の理論に対する批判の一つで、脳の環境が量子力学的な現象を維持するのに適していない、という考えを指します。量子現象は通常、冷たく静かな環境で起こりやすく、脳のような騒がしい環境ではすぐに壊れてしまうとされています。ペンローズ博士たちは、ミクロチューブルがこの問題を解決する鍵だと考えていますが、科学界ではまだ賛否両論です。

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