Квантовая ночь

Я припарковал машину и вышел на прохладный вечерний воздух. Я заказал для нас столик в «Сиднис», престижном ресторане, разместившемся в столетнем здании бывшего паровозного депо Трансканадской железной дороги. Кайла уже была там, когда я вошёл — мне начинала нравиться её пунктуальность — и — как это мило! — уже попросила официантку принести вегетарианское меню для меня. Нам достался большой стол у полукруглого окна с видом на слияние Ред-Ривер и Ассинибойн. На Кайле был переливающийся синий топ и серые брюки.

— Итак, — сказал я, когда мы сделали заказы, — за ланчем ты рассказывала о квантовой физике сознания.

Она отпила вина.

— Точно так. Я работаю в паре с Викторией Чен. Как я уже говорила, она разработала систему, способную обнаруживать квантовую суперпозицию в нервной ткани.

— Я, конечно, не физик, но я как-то не думал, что квантовые эффекты вроде этого происходят в живых организмах.

— О, они определённо присутствуют в некоторых биологических системах. К примеру, мы с 2007 года знаем, что существует квантовая суперпозиция в хлорофилле. Энергетическая эффективность фотосинтеза — девяносто пять процентов, это лучше, чем всё, что мы способны спроектировать. Растения достигают её, используя квантовую суперпозицию, чтобы испробовать сразу все возможные пути между светочувствительными молекулами и протеинами, являющимися центрами реакции, так что энергия всегда перекачивается по наиболее энергоэффективному маршруту; это пример биологических квантовых вычислений. Викки интересовало, как растениям удаётся это делать при комнатной температуре; мы вынуждены охлаждать наши квантовые компьютеры до температуры лишь на долю градуса выше абсолютного нуля, чтобы получить суперпозицию. Ну а я, как я упоминала за ланчем, давно интересовалась моделью Пенроуза-Хамероффа, которая утверждает, что именно квантовая суперпозиция в микротрубочках нейронной ткани порождает сознание. Так что я убедила Викки позволить мне испытать её методику на людях, чтобы посмотреть, действительно ли в человеческом мозгу присутствует квантовая суперпозиция.

— И?

— И, представь себе, она там и правда есть. Не совсем то, что предлагали Хамерофф и Пенроуз, но это определённо открывает новое направление для исследований. — Она издала радостный вздох. — Подозреваю, что нам с Викки придётся поделиться нобелевкой с одним из них — одну нобелевку присуждают максимум троим, так что Стюарту и Роджеру придётся решить между собой, кто из них станет лауреатом.

— Ха.

— Видишь ли, он думали, что сознание существует в моменты коллапса из суперпозиции в состояние классической физики, что каждый момент такого коллапса — это момент сознания, сорок или около того в секунду. Это была интересная теоретическая модель, когда они её предложили в 1990-х, однако Виктория показала, что суперпозиция в микротрубочках, в отличие от любых других структур тела, поддерживается неограниченно долго — вероятно, это их постоянное свойство.

Я нахмурился.

— Но я думал, что квантовая суперпозиция — хрупкая штука. Разве она не распадается?

— Насколько мы можем утверждать, нет. Никогда — по крайней мере, пока человек жив.

— И почему?

— Викки называет это «инерцией запутанности», и, я бы сказала, это революционное открытие, достойное собственной Нобелевской премии. Видишь ли, единственный электрон декогерирует очень быстро, выпадая из суперпозиции, однако бесчисленные триллионы электронов одного и того же мозга по какой-то причине спаяны друг с другом способом, не предусмотренным квантовой теорией, и поэтому здесь действуют законы вероятности. В любой момент времени любой из них может «захотеть» декогерировать в классическое состояние, но этого не произойдёт, пока того же не «захочет» большинство из них. Компьютерное моделирование показывает, что такое пороговое состояние никогда не достигается, по крайней мере, при нормальных условиях. Внешняя сила — скажем, анестетик — способна заставить суперпозицию декогерировать, но в отсутствие чего-то подобного суперпозиция не коллапсирует никогда. Просто продолжает существовать.

Я сделал потрясённое лицо.

— Она это уже опубликовала?

Кайла покачала головой.

— Статья на стадии реферирования в «Нейроне».

— Должно быть, интересная будет статья.

— Я пришлю тебе препринт. Но это только первая из серии статей; у нас выходит ещё одна в «Physics of Life Reviews».

Я отхлебнул вина из своего бокала.

— Да? И о чём она?

— Пенроуз предположил, что каждая макромолекула тубулина имеет одну двудольную гидрофобную полость с одним-единственным свободным электроном. Однако он также мимоходом заметил, что может быть и множество гидрофобных полостей с одним электроном в каждой. И это как раз то, что мы с Викки открыли: оказалось, что на самом деле в каждой макромолекуле тубулина три таких полости.

— Ладно. И что?

— И все макромолекулы тубулина в мозгу квантово запутаны, то есть пребывают в одинаковом состоянии: комбинация суперпозиционированных и классических электронов одна и та же во всём тубулине мозга конкретного человека.

— О.