A surprising strand of modern physics, since its inception early in the twentieth century, has involved links between physics and human consciousness. NEW PHYSICS AND THE MIND explores these links, especially as they are informed by recent decades’ discoveries of equally surprising new physics phenomena.
The book is divided into four parts: Entering the Twenty-first Century, Physics and the Mind, New Physics, and Speculations. Each part contains from five to fifteen chapters.
Here’s the story line.
Part One, Entering the Twenty-first Century, brings all readers to a common footing. After all, some readers will be physicists. Others will have read a few or many popular-audience science books, perhaps even books entirely on point to the question at hand: what’s going on at the forefront of modern physics? Still others will be intellectually curious but without much background in science.
So Part One begins with a plain-English summary of the theories of relativity and of quantum physics. Then it discusses how physicists feel about these theories, and what these theories suggest to physicists about what still needs to be resolved, what to study next. String theory, which mainstream physics views as the best shot at the twenty-first century’s theory of everything, is presented next. But so are the dissenting views—views of physicists who claim that quantum physics forces us to a new sense of reality, and also views of the holists, who think that reductionism is taking us along the wrong path.
From the beginning of quantum physics in the early twentieth century, physicists have found, strangely, a role in physics for human consciousness and the mind. This role has in fact been too strange for mainstream physics, which has proceeded without the mind.
Yet from the beginning, some physicists have explored how physics and the mind interrelate. This is Part Two, Physics and the Mind.
Theories about physics and the mind simmered in the background for most of the twentieth century, but they heated up again especially with the 1989 publication by a prominent mathematician and physicist of The Emperor’s New Mind, which placed consciousness and the mind at the center of modern physics’ most important current questions.
At the same time, late in the twentieth century, a series of observations and theories arose, not related to the mind or consciousness, but purely on the agenda of mainstream particle physics and cosmology. Fifteen of these phenomena are discussed in Part Three, New Physics.
The term “new physics” has been used frequently in physics, in fact ever since the dawn of modern physics at the beginning of the twentieth century. But today new physics means phenomena that challenge the mid-twentieth-century’s standard models of particle physics and cosmology.
Many of these new physics phenomena have become widely known even among nonscientists. Black holes, dark matter and dark energy, parallel universes, even extra dimensions have all achieved some prominence as items of general news.
Physicists throughout the world are seriously studying these phenomena as well as other phenomena that have not yet achieved the same level of general awareness. Many of these other phenomena bring quantum physics to the macroscopic level of everyday existence, and this is surprising, even disturbing. Quantum physics has been understood to operate only subatomically. Some physicists studying the phenomena of new physics think that radical revisions are required to our standard approaches to physics.
And Part Four, Speculations, is a countdown—a hidden physics countdown of ten radical theories of new physics. These theories, barely noticed by mainstream physicists, are the life work of a small number of radical theorists.
Counting down from Radical Theory #10 through Radical Theory #1, we find physicists who turn quantum physics on its head, who create new understandings of physics from elements of new physics, and who bring the mind and consciousness into central roles.
Radical Theory #1 incorporates every element of Part Three’s new physics, and is also a theory of mind physics. This theory, far outside of standard physics, is presented in NEW PHYSICS AND THE MIND as an alternative to today’s mainstream approach to a twenty-first-century theory of everything.
Or click below to go to Amazon.com's NEW PHYSICS AND THE MIND page: Search inside. Browse sample pages. Explore similar items. Reviews. Discussions. Tags. Statistically improbable phrases.
سیگنال های الکتریکی در نورون های اعصاب مرکزی می توانند یک میدان الکترومغناطیسی در اطراف خود ایجاد نمایند که این میدان گستره بالایی داشته می تواند تا فاصله نیم متری اطراف سر میدان قابل ملاحظه ای را ایجاد نماید که در بخش هاله ها به توصیف این میدان ها پرداختیم. در حال حاضر سعی ما این است که به بررسی نوع تفکرات بر مبنای این میدان بپردازیم.
این میدان الکترومغناطیسی حاصل تداخل میلیون ها میدان الکترومغناطیسی حاصل از میلیون ها جریان می باشد و حاصل این برهمکنش ها در فضای داخل مغز و فضای خارج از مغز تفکرات ما را شکل می دهند. از آنجا که این میدان در داخل مغز و فضاهای نزدیک به سلول های ایجاد کننده میدان بسیار قوی تر می باشد و تداخلات در این محدوده ها بسیار قوی می باشد اکثر تفکرات ما در این حوزه ها شکل می گیرد ولی هر چه گستره تداخلات میدان های مغناطیسی به خارج از ذهن کشیده شود نشان می دهد که سلول های بیشتری در این تداخلات شرکت کرده و ذهن می تواند مسائلی را درک نماید که با استفاده از تداخلات داخلی قابل حصول نمی باشد.
تداخلات داخلی تنها از سیگنال های بسیار قوی ایجاد می شود و به سرعت به یک محدوده مشخصی از تفکرات ختم می شود ولی تفکراتی که در خارج از مغز شکل می گیرد بسیار شگفت انگیز بوده و در گستره بسیار وسیعتری صورت می گیرد.
وقتی امواج در فضای خارجی مغز با یکدیگر تداخل نمایند و حاصل این تداخل ها میدان های جدیدی است که خود می تواند به ایجاد سیگنال هایی در مغز منجر شود ولی این سیگنال ها بسیار ضعیف بوده و با توجه و تمرکز به آنها می توان این بخش از ذهن را نیز فعال نمود.
بنابراین می توان به طور کلی تفکرات را به دو دسته داخلی و خارجی تقسیم نمود که تفکرات داخلی تفکراتی است که در محدوده داخلی سر و مغز انسان شکل می گیرد و نوع دیگری از تفکرات وجود دارد که در فضای خارج از مغز و سر انسان شکل می گیرد. هر کدام از این تفکرات دارای ویژگی های خاص خود می باشند تفکرات داخلی به سرعت به وجود آمده و اثرات قوی در ذهن ایجاد می نمایند ولی تفکرات بیرونی به آرامی حاصل می شوند و با توجه و تمرکز بیشتر قابل درک می باشند و انسان در لحظه اول نمی تواند به خوبی این اثرات را دریافت نماید و با توجه و تمرکز می تواند بهتر و بیشتر اثرات این نوع از تفکر را در خود به وجود آورد.
تفکرات داخلی بیشتر مربوط به شناخت ما از دنیای مادی بوده و تفکرات خارجی به درک ما از ماورای ماده کمک می نماید . شناخت مسائل بسیار پیچیده نیازمند تقویت این بخش از ذهن می باشد. در این بخش امواج می توانند در گستره وسیعتری تداخل نموده و امواجی را به وجود آورند که در ظاهر هیج ارتباطی بین این موارد وجود ندارد ولی به مرور مغز ارتباط آنها را به یکدیگر پیدا مینماید. این موضوعی است که به ما کمک خواهد نمود که ماوراء اشیاء را درک نماییم و با شناخت مسائلی که خارج از حیطه قدرت ذهن در تداخل داخلی باشد قدرت واقعی ذهن را آشکار نماییم و این موضوعی است که در تاریخ بارها و بارها تکرار شده است و بسیاری از اندیشمندان بزرگ انسان هایی بوده اند که اغلب به این قسمت از ذهن خود توجه نموده و توانسته اند ارتباط بسیار خوبی بین گستره امواج درونی و بیرونی ذهن به وجود آورند.
همچنین تفکر خارجی این تفاوت را با تفکر داخلی دارد که تحت تاثیر محیط قرار گرفته و نوع امواج ایجاد شده از تداخلات می تواند تحت تاثیر امواج ذهن های دیگر و نیز تابش های محیطی قرار گیرد و این قسمتی است که می توان به آن موتور دریافت محیطی گفت زیرا در این قسمت از ذهن است که می توانیم از محیط به طور مستقیم دریافت هایی را داشته باشیم و با استفاده از تداخلات با امواج ایجاد شده از طریق سیستم عصبی جریان های جدیدی در سلول های عصبی ایجاد نماییم که این جریانات یک تفاوت اصلی با جریانات داخلی خواهد داشت و آن وجود یک بخش محیطی در آن می باشد که نشان می دهد ذهن می تواند به طور مستقیم با محیط ارتباط داشته و از محیط دریافت هایی را انجام دهد.
حباب بویایی موش بالغ (که در این تصویر با بزرگنمایی 800 برابر نشان داده شده)، احتمالا حس بویایی را با استفاده از ارتعاشات کوانتومی فراهم میکند. |
مترجم: بهزاد مقصودی
جلبکهای سبز احتمالا از محاسبات کوانتومی برای تبدیل نور خورشید به غذا استفاده میکنند. |
پژوهشگران که با این کشفیات به وجد آمده اند، به دنبال تقلید قابلیتهای کوانتومی طبیعت هستند تا بتوانند گردآورنده هایی با بازده نزدیک به فوتوسنتز برای انرژی خورشیدی بسازند. آلن آسپورو گوتزیک، استادیار شیمی و زیست شناسی شیمیایی در دانشگاه هاروارد، تیمی را رهبری میکند که در حال پژوهش روی روشهایی است برای استفاده از آموزه های کوانتومی فوتوسنتز در سلولهای خورشیدی آلی. این پژوهش فعلا در اولین مراحل خود قرار دارد، اما آسپورو گوتزیک معتقد است که میتوان از کار فلمینگ در عرصه رقابت برای تولید سلولهای خورشیدی ارزان و کارآمد با ملکولهای آلی استفاده کرد.
DiscoverMagazine.com , January 13, 2009منبع:
مترجم: بهزاد مقصودی
گراهام فلمینگ روی یک نیمکت به شکل ال نشسته که فضایی به مساحت دو برابر یک پارکینگ را اشغال کرده است. در کنار او یک جفت دستگاه لیزر در حال تولید پالسهای نوری به طول یک هزار تریلیونیم ثانیه هستند. این بارقه های نوری، پس از عبور از یک مسیر پرپیچ و خم از آینه ها و عدسیها، سرانجام سر از یک جعبه سیاه دودگرفته در می آورند که شامل پروتئینهایی از باکتریهای گوگرد سبز میباشد. این باکتریها، در حالت عادی، غذا و انرژی خود را از خورشید بدست می آورند. درون این جعبه سیاه، سیستمهای اپتیکی با دقت یک میلیاردم متر، در حال ردیابی موضوع شگفت انگیزی هستند: الکترونهای رقصان درون این پروتئینها، پرشهای بظاهر ناممکنی انجام میدهند و بنظر میرسد که در آن واحد در چندین نقطه حضور داشته باشند.
سلول عصبی یک حلزون دریایی میتواند از نیروهای کوانتومی برای پردازش اطلاعات استفاده کند. در انسان نیز، فیزیک کوانتومی احتمالا در فرآیند تفکر دخیل میباشد |
فلمینگ و همکارانش در دانشگاه برکلی کالیفرنیا و
دانشگاه سنت لوییس واشنگتن با بررسی دقیق این پروتئینها، موفق به کشف
موتور محرکه یک مرحله کلیدی از فرآیند فوتوسنتز شده اند. فرآیندی که
گیاهان و برخی از ریزجانداران توسط آن آب، دی اکسید کربن و نور خورشید را
به اکسیژن و هیدراتهای کربن تبدیل میکنند. این فرآیند که نیروی محرکه
تقریبا تمامی حیات موجود روی زمین است، از هر فرآیند مبدل انرژی که تا
کنون توسط بشر ساخته شده، کارآمدتر میباشد. نکته قابل توجه این است که
فوتوسنتز کارآیی شگفت آور خود را، نه از قوانین آشنای فیزیک که بر جهان
مرئی حاکم هستند، بلکه از قواعد بظاهر غریب مکانیک کوانتومی، یا فیزیک
دنیای درون اتم، بدست می آورد.
بنظر میرسد که در هر گیاه سبز یا هر باکتری فوتوسنتز کننده ای، دو قلمرو
نامتجانس فیزیک نه تنها یکدیگر را ملاقات میکنند، بلکه بگونه ای همساز با
هم پیوند میخورند. به دنیای جدید و شگفت انگیز زیست شناسی کوانتومی خوش
آمدید!
در ظاهر امر، بنظر میرسد که نتوان مکانیک کوانتوم و دانش زیست شناسی را با هم ترکیب نمود. زیست شناسی، با فرآیندهایی در اندازه های بزرگ سر و کار دارد، از تعاملات ملکولی بین پروتئینها و دی ان آ گرفته تا رفتار یک ارگانیزم در حالت کلی آن؛ حال آنکه مکانیک کوانتومی، طبیعت معمولا عجیب الکترونها، پروتونها، میونها و کوارکها - یا کوچکترین ذرات جهان - را مورد بررسی قرار میدهد. در زیست شناسی، اکثر رویدادها سرراست هستند، از این نظر که هر واکنش، واکنش دیگری را بگونه ای کاملا خطی و قابل پیش بینی ایجاد میکند. ولی مکانیک کوانتومی، بر خلاف آن، غیرقابل پیش بینی و فازی است، زیرا هنگامی که جهان را در اندازه های درون اتمی مورد بررسی قرار میدهیم، ذرات در عین حال موج نیز محسوب میشوند: یک الکترون رقصان، هم یک ذره قابل لمس است و هم یک نوسان انرژی. (اشیای بزرگتر نیز به دو شکل ذره و موج میتوانند وجود داشته باشند ولی تاثیر این امر در جهان ماکروسکوپی قابل توجه نیست.)
مکانیک کوانتومی اظهار میکند که هر ذره شانس حضور در مجموعه ای از مکانها را دارد، و به تعبیری، در آن واحد، همه این مکانها را اشغال میکند. فیزیکدانها، واقعیتهای کوانتومی را در معادله ای تحت عنوان تابع موج توصیف میکنند، که کلیه راههای بالقوه تحول یک سیستم را منعکس میسازد. تا وقتی که کسی سیستم را اندازه گیری نکرده باشد، هر ذره در کلیه مکانهای متعدد خود حضور دارد. لیکن در لحظه اندازه گیری، ذره باید یک مکان معین را برای خود "انتخاب کند". فیزیکدانهای کوانتومی میگویند که در این نقطه، احتمالات به یک نتیجه معین محدود شده و تابع موج "فرومی ریزد" و امواج قطعیت را در فضا-زمان ارسال مینماید.
اعمال قطعیت روی یک ذره، میتواند ویژگیهای دیگر ذرات مرتبط با آن را، حتی اگر چندین سال نوری دورتر باشند، تغییر دهد. (این فرآیند تاثیر از راه دور همان است که فیزیکدانها به نام وابستگی کوانتومی(Quantum Entanglement) میشناسند.) درست مانند بازی دومینو، تغییر یک ذره سبب تغییر ذره بعدی میشود و همینطور الی آخر.
پیامدهای مطالب گفته شده، سرگیجه آور است. در جهان ماکروسکوپی، هرگز یک توپ بطور ناگهانی خود را به آن سوی دیوار پرت نمیکند. لیکن در جهان کوانتومی، الکترون واقع در یک ملکول زیستی، ممکن است به یک ملکول زیستی دیگر جهش کند، هر چند که طبق قوانین کلاسیک فیزیک، وابستگی الکترونها چنان شدید است که امکان گریز برایشان متصور نیست. پدیده جهش از مرزهای بظاهر ممنوع را نقب سازی کوانتومی (Quantum Tunneling) مینامند.
ویژگیهای خاص قلمرو کوانتوم، از نقب سازی تا وابستگی کوانتومی، موجب میشود که برخی رویدادها با چنان بازدهی یا سرعتی به وقوع بپیوندند که با فیزیک کلاسیک امکان دستیابی به آن وجود ندارد. حال پرسش این است که آیا مکانیزمهای کوانتومی میتوانند محرک برخی از ظریف ترین و توضیح ناپذیرترین فرآیندهای حیاتی باشند؟ سالیان متمادی، متخصصین در این باره تردید داشتند: پدیده های کوانتومی عموما در شرایط آزمایشگاهی مشاهده میشوند، در اتاقهای خلاء با دماهای نزدیک به صفر مطلق. حال آنکه سیستمهای زیستشناختی معمولا گرم و مرطوب هستند. اکثر پژوهشگران بر این باور بودند که اغتشاش حرارتی حیات، هر گونه رفتار غیرعادی کوانتومی را در خود محو میسازد.
اما کریستوفر آلتمن، پژوهشگری از موسسه دانش نانوی کاولی در هلند، میگوید که آزمایشهای جدید، بطور مرتب، حکایت از حضور فرآیندهای کوانتومی در سیستمهای زیست شناختی دارند. با ظهور ابزارهای قدرتمند جدید مانند لیزرهای فمتوثانیه ای (ده به توان منهای پانزده ثانیه) و مکان یابی با دقتهایی در ابعاد نانو، سرانجام رقص کوانتومی حیات در برابر دیدگان ما قرار گرفته است.
منبع:DiscoverMagazine.com , January 13, 2009
مترجم: بهزاد مقصودی