人間の脳と量子力学の関係について

質問

量子力学と人間の脳は関係ありますでしょうか？

量子力学に関する小説を読んでいたら、ふと、このような
考えが浮かびました。
現行のコンピュータは電子の「1と0」の二つの状態を利用して
計算しますが、これが量子力学になった場合、「32」の状態
を利用して計算ができることになり、計算技術が飛躍的に
増大する。ということが書いてありました。

人間の脳はコンピュータよりももっと複雑ではありますが、
量子力学を交えて語れば、もう少し近いところで脳を語れるのでは、
と思い、質問してみました。

素っ頓狂な質問かもしれませんが、よろしければ回答よろしく
お願いいたします。

回答No.3

konbuneko

ペンローズ博士の量子脳理論(だっけ？)の話ですね。個人的にはこの説は支持しがたいですね。多分、ペンローズ博士クラスの大科学者じゃなかったら黙殺されてたでしょう。
さて、回答ですが、ニューロンの中の細胞を支える細胞骨格と呼ばれるたんぱく質（正式な名前忘れた）の中のひとつの原子の中の電子の状態が量子力学に従う。そのたんぱく質の状態（１か０に対応）が量子力学的に確率的にきまり、その結果ニューロンの発火、非発火が決定されるというやつです。
結局、脳の動作は量子力学の法則によって支配されているという内容です。しかし、量子力学と脳科学の間はあまりにもかけ離れすぎていて論理の飛躍としか思えないのですが・・・ね。多分、量子力学えお持ち出さなくてもカオス理論とかエントロピーの理論とかで説明つくと思います。
ちなみに、この理論についてなら「皇帝の新しい心」という本が有名ですよ。

回答No.2

rei00

直接の回答ではありませんが，こんな本があります。御参考まで。

「ペンローズの量子脳理論 ２１世紀を動かす心とコンピュータのサイエンス」
　ロジャー・ペンローズ∥著，竹内薫，茂木健一郎∥訳・解説
　出版者　：徳間書店
　出版年月：１９９７．５
　資料形態：４２１ｐ，２０ｃｍ，２２００円
　原書名　：Beyond the doubting of a shadow by Roger Penrose.

回答No.1

shota_TK

もちろん，量子力学と脳は重要な関係があります．

たとえば，もし脳が古典力学のみに支配されていると
したら，「初期条件」でその後の運動がすべて決定
されてしまいますよね．ある物体の位置，初速度，
その物体にかかる力を求めることができれば，
その後の運動は完全に計算可能，というのが
ニュートンの運動力学ですから．
脳にそれがあてはまるとすると，自由意志は全く
存在しないことになり，人間の一生は生まれたときに
決まってしまいます．（そう考えている人もいますが）
けれども，脳のメカニズムは複雑な化学反応に
よるものであって，原子ひとつひとつの運動に対しては
古典力学は適用できませんね．（質量が小さすぎるので）
なので，脳のメカニズムは原子レベルの運動を
記述できる量子力学によって支配されていると思います．

量子力学では，初期条件が決まれば答えは出ますが，
実際に実験すると違う答えがでてきます．
これは，計算が間違っていたのではなく，
「実験すること」が結果に影響を与えてしまったためです．
たとえば，90度のお湯があったとしましょう．
その温度を測るとき，温度計を入れますよね．
すると，温度計を入れた分，若干温度が下がります．
仮に89度になったとすると，
実験者は「89度だな」と思いますが，温度計さえ
入れなければ90度だったわけです．
このように，量子力学は「観察方法」の影響を受けるため，
古典力学とは違って，運命論的にはならないんです．

ただし，脳の働きが量子力学だけで説明できるかと
考えると，私はできないと思います．
複雑系の学問など，まだまだ解明されるべき要素が
多いと思います．
ご参考になりましたでしょうか．