Experimente legen nahe, dass Menschen das Quantum direkt beobachten können

Unsere Sinne können das Quantum wahrnehmen. Bild von Allan-Hermann Pool, Wiki Commons.

Von William C. Bushell, Ph.D. und Maureen Seaberg

In der Physik und verwandten Disziplinen ist eine tiefgreifende Bewegung im Gange, die sich beschleunigt hat. Die Öffentlichkeit hat nicht viel davon gehört, noch hat die breitere Physikgemeinschaft. Es ist eine Grundlagenforschung, die sich auf die Entdeckung des menschlichen Potenzials konzentriert, Schlüsselaspekte dessen, was wirklich als „Gewebe des Universums“ bezeichnet werden kann, direkt wahrzunehmen. Das Erstaunliche an dieser Nachricht ist, dass sich die Wissenschaft einem Tag nähert, an dem die direkte sensorische Wahrnehmung des Quanten durch den Menschen möglicherweise noch Fragen zur Physik beantwortet.

Das ist richtig - menschliche direkte sensorische Wahrnehmung. Keine Maschine.

Die jüngsten Entdeckungen betreffen alle menschlichen Sinne - ihre grundlegenden Fähigkeiten sowie ihr Potenzial für radikal verbesserte Funktionen - und in diesem ersten Teil einer mehrteiligen Reihe in diesem Blog konzentrieren wir uns hauptsächlich auf das menschliche Sehen .

Es wurde entdeckt, dass Menschen die Fähigkeit haben, einzelne Lichtphotonen direkt wahrzunehmen, wie kürzlich experimentell festgestellt und in der Zeitschrift Nature veröffentlicht wurde. Diese Entdeckung hängt mit dem zusammen, was eine Reihe führender Physiker für eine weitere, noch erstaunlichere bevorstehende - wahrscheinlich in den nächsten Monaten veröffentlichte - Fähigkeit des Menschen hält, radikale Aspekte der Quantennatur des Lichts, insbesondere Überlagerung und Quanten, direkt wahrzunehmen Verstrickung / Nichtlokalität.

Darüber hinaus können nach Ansicht einiger dieser führenden Physiker einige der wichtigsten nächsten Schritte im Fortschritt der Quantenphysik und -kosmologie tatsächlich davon abhängen, was geschulte menschliche Beobachter in Bezug auf die Quanteneigenschaften einzelner Photonen direkt wahrnehmen, insbesondere in Bezug auf Überlagerung und Quanten Verstrickung.

Anil Ananthaswamy beschrieb die Natur dieser vor einigen Monaten in Scientific American laufenden Forschung und schrieb über die Absicht eines der verschiedenen Teams dieser Forschungsbewegung, „das menschliche Sehen zu nutzen, um die Grundlagen der Quantenmechanik zu untersuchen“. Laut einer der Physikerinnen im Team, Rebecca Holmes vom Los Alamos National Laboratory, könnten die Ergebnisse dieser Studie mit bloßen Augen menschlicher Beobachter möglicherweise „Beweise dafür liefern, dass etwas über die Standardquantenmechanik hinausgeht“.

Laut Ananthaswamy könnte die Arbeit dieses Teams, zu dem auch die Quantenphysiker Paul Kwiat und der Nobelpreisträger Anthony Leggett, beide von der Universität von Illinois in Urbana-Champaign, gehören, möglicherweise „auf eine mögliche Lösung des zentralen Anliegens der Quantenmechanik hinweisen: das sogenannte Messproblem. “ Die schlüssige Lösung des Messproblems war nach Ansicht vieler Experten der Physik in erheblichem Maße gegen frühere experimentelle Untersuchungen resistent, so dass letztendlich die Frage unbeantwortet blieb, ob die Beobachtung tatsächlich die Wellenfunktion kollabiert, was die Quantenphysik als integraler Bestandteil der Wellenfunktion betrachtet Grundlage des „Gewebes des Universums“.

Es ist wichtig anzumerken, dass dieses neue Verständnis des unerwarteten Maßstabs, der Genauigkeit und Präzision des menschlichen Sehens, seiner Fähigkeit, direkt auf Licht auf der Ebene einzelner Photonen zuzugreifen und möglicherweise auch die Quantennatur des Lichts zu bestimmen, gegeben ist Entwicklung in einem größeren Kontext in den Bereichen Biophysik und Psychophysik sowie in der Physik selbst. Dieser Kontext, der sich weder in den Bereich der Populärkultur noch in die gesamte wissenschaftliche Gemeinschaft hineinbewegt hat, umfasst radikale und revolutionäre Erkenntnisse nicht nur zum Sehen, sondern auch zu den anderen Sinnen.

Der Biophysiker AJ Hudspeth von der Rockefeller University beschreibt die jüngsten Forschungen in seinem Labor und anderen zum menschlichen Gehör und berichtet: „Statistiken über das menschliche Ohr sind erstaunlich. Die gesunde menschliche Cochlea ist so empfindlich, dass sie Schwingungen mit einer Amplitude von weniger als dem Durchmesser eines Atoms erfassen und Zeitintervalle von bis zu 10 us [dh Mikrosekunden oder Millionstelsekunden] auflösen kann. Es wurde berechnet, dass das menschliche Ohr Energieniveaus erkennt, die zehnmal niedriger sind als die Energie eines einzelnen Photons in der grünen Wellenlänge… “In Bezug auf menschliche taktile und verwandte Sinne (haptisch, propriozeptiv) wurde kürzlich festgestellt, dass„ menschliche taktile Diskriminierung erstreckt sich auf die Nanoskala [dh innerhalb eines Milliardstel Meters] “, wurde diese Studie in der Zeitschrift Scientific Reports (Skedung et al. 2013) veröffentlicht.

Die Erforschung des menschlichen Riechsystems hat in jüngster Zeit ebenfalls revolutionäre Fortschritte gemacht, da es nun Teil eines größeren, organismusweiten Chemorezeptorsystems zu sein scheint, das im Körper verteilte Zellen enthält. Das System scheint wahrscheinlich über den Mechanismus des Quantentunnelns von Elektronen innerhalb dieser olfaktorischen / Chemorezeptoren (unter anderen verwandten Mechanismen) zu funktionieren, und es wurde kürzlich auch gezeigt, dass der menschliche Geruchssinn in der Lage ist, über eine Billion olfaktorischer Reize zu unterscheiden. wie in der Zeitschrift Science im Jahr 2014 berichtet; Die vorherige Schätzung war, dass der menschliche Geruchssinn bis zu 10.000 verschiedene Reize unterscheiden kann. (Wir werden Sie in einem zukünftigen Beitrag ausführlicher darauf eingehen.)

All diese Beweise für die bisher nicht vermutete Präzision, Reichweite, Größe und Größe des menschlichen Sensoriums laufen nun von einem breiten Spektrum wissenschaftlicher Bereiche und Forscher zu einem einheitlichen Beweismaterial und einem neuen und radikal aufkommenden Bild des Potenzials zusammen des menschlichen sensorisch-wahrnehmbaren Funktionspotentials. Darüber hinaus werden die Entdeckungen - insbesondere in Bezug auf die menschliche Sicht des Lichts - gleichzeitig in der Gegenwart von einer Reihe der weltweit führenden Wissenschaftler und wissenschaftlichen Institutionen gezielt darauf gerichtet, die Grundlagen des Universums zu erforschen.

Und doch könnten wir mit echter und tiefer Neugier auch fragen, warum dieser grundlegende Rahmen des menschlichen Potenzials erst jetzt in diesem fortgeschrittenen und hochproduktiven Zeitalter der Wissenschaft entdeckt wird. Warum ist dieses grundlegende Wissen über uns selbst und unsere Natur - sozusagen direkt vor, innerhalb unserer Nasen - erst jetzt aufgetaucht, ans Licht gekommen, auch sozusagen? Warum war uns diese grundlegende Natur unserer eigenen Fähigkeit, die Welt zu erleben, bisher auf die eine oder andere Weise und sicherlich wissenschaftlich nicht klar?

Es gibt eine Reihe wichtiger und tiefgreifender Antworten auf diese Fragen, die in dieser Reihe behandelt werden. Im Moment werden wir sehr kurz darauf hinweisen, dass es tatsächlich Menschen gegeben hat, die (auf ihre eigene Art) verstanden haben, dass Menschen möglicherweise in der Lage sind, auf solch winzigen, hyperakuten und sogar mikroskopischen Skalen wahrzunehmen. Tatsächlich wird dieses Wissen seit Jahrhunderten von solchen Menschen in mindestens mehreren Kulturen gehalten, die diese Fähigkeiten praktizierten, und zwar aus dem Grund, dass sie der Ansicht waren, dass die realisierten Fähigkeiten sie zur direkten sensorischen Wahrnehmungserfahrung grundlegender Eigenschaften der Menschen führen könnten Welt um sie herum, des Universums. Zu diesen Kulturen zählen unter anderem die tibetischen, indischen und ostasiatischen.

Vor über einem Jahrzehnt begann Bushells eigene Forschung zu den sensorisch-wahrnehmbaren Fähigkeiten hochentwickelter, langjähriger, erfahrener Praktiker spezieller Formen der Beobachtungsmeditation zu erkennen, dass einige dieser Praktizierenden tatsächlich spezifisch und explizit versuchten, Licht zu studieren mit ihren eigenen hochqualifizierten visuellen Fähigkeiten, einschließlich des Versuchs, die elementarsten, grundlegendsten „partless Partikel“ des Lichts wahrzunehmen. Tatsächlich folgten sie in vielerlei Hinsicht denselben Protokollen, die zeitgenössische Biophysiker und Vision-Wissenschaftler anwenden, um die Fähigkeit des Menschen zu testen, die geringste Lichtmenge zu erfassen. Das Grundprotokoll enthält die folgenden Schlüsselfaktoren: die Notwendigkeit einer vollständig dunklen, praktisch lichtdichten Kammer, die beim menschlichen Sehen den sogenannten dunkelangepassten Skotopzustand erzeugt; das Bedürfnis nach relativ vollständiger Bewegungslosigkeit, da Bewegungen die Wahrnehmung ablenken und verzerren können; die Notwendigkeit längerer Zeiträume hoch gerichteter und anhaltender Aufmerksamkeit; die Notwendigkeit, an mehreren Versuchen teilnehmen zu können, Licht zu betrachten, dh die Aufgabe zu trainieren und zu lernen; die Fähigkeit, zwischen tatsächlichen externen Lichtquellen und spontan vom Körper erzeugtem Licht zu unterscheiden, insbesondere vom visuellen System selbst (intern erzeugte Lichtphänomene, die als Phosphene oder Biophotonen bekannt sind).

Und während die zeitgenössische neurowissenschaftliche Forschung die Fähigkeit dieser Praktiker, die Quantennatur des Lichts spezifisch wahrzunehmen, noch nicht untersucht hat, hat eine große und wachsende Zahl experimenteller Forschungen gezeigt, dass diese Praktiker im Allgemeinen und speziell in Bezug auf überlegene sensorische Wahrnehmungs- und Aufmerksamkeitsfähigkeiten besitzen andere Aspekte des Lichts (Überprüfung in Bushell Link oben). Obwohl Bushells wissenschaftliches Modell noch in der Entwicklung ist (z. B. Präsentation im Victoria and Albert Museum, 19. Oktober 2018, Veröffentlichung in Kürze), kann es dennoch von erheblicher Bedeutung für die bevorstehende Forschungsagenda zur potenziellen Fähigkeit des Menschen sein, das Quantum wahrzunehmen Natur der Phänomene, insbesondere weil eine der größten Herausforderungen für diese Agenda das Leistungsniveau der einzelnen Forschungsthemen ist: Tatsächlich werden erfolgreich ausgebildete und qualifizierte Beobachter benötigt.

Bushells Modell basiert auf „versierten Wahrnehmenden“, die ausgiebig trainiert haben, um ihre sensorisch-wahrnehmungsbezogenen Aufmerksamkeitsfähigkeiten auf ein sehr hohes Leistungsniveau zu steigern, wie es im westlichen wissenschaftlichen Kontext experimentell etabliert wurde. Ein solches Training kann für den Erfolg dieses Radikals entscheidend sein und historische neue Agenda der grundlegenden sensorisch-wahrnehmungsbezogenen Beziehung des Menschen zum Universum.

William C. Bushell, Ph.D. ist ein biophysikalischer Anthropologe, der dem MIT angeschlossen ist und Co-Direktor von ISHAR (Integrative Studies Historical Archive & Repository) ist, einer Initiative der Chopra Foundation, dem größten frei zugänglichen Datenbank- / Informationszentrum für das neue Gebiet der integrativen Wissenschaften, einschließlich Physik und Neurowissenschaften.

Maureen Seaberg ist die Mitautorin von Struck by Genius: Wie eine Hirnverletzung mich zu einem mathematischen Wunder machte, das von der mit dem Oscar nominierten Produzentin Carla Hacken („Hell or High Water“) für einen Film ausgewählt wurde. Sie ist eine erfahrene Bloggerin für Psychology Today und wurde in der New York Times, National Geographic, Vogue und darüber hinaus veröffentlicht.

Ursprünglich veröffentlicht unter www.psychologytoday.com.