Quantenmechanik und dessen Bedeutung f

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Quantenmechanik und dessen Bedeutung für
Bewusstsein
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Die drei Welten
Mikrokosmos z.B. Quantenmechanik
Makrokosmos z.B. Astrophysik
Welt des Menschen von unseren Sinnen
wahrnehmbare Welt
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Max Planck

• Die Energiemenge, die während des
  Strahlungsprozess, von einem erhitzten Körper
  freigesetzt wird, wird in Portionen, Pakete
  abgegeben, die er als Quanten bezeichnete.
• Es gilt Je höher die Frequenz der Strahlung,
  umso energiereicher werden die Quanten.

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Albert Einstein

• Erkannte das jedes Quant mit dem Betrag hn
• als Teilchen betrachtet werden kann.
• Experiment zum photoelektrischen Effekt
• Die Photonen (Energiepakete des Lichts) verhalten
  sich wie Billardkugeln (glaubte man).

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Quantentheorie des Atomaufbaus

• Niels Bohr erkannte als erster, dass die Gesetze
  Newtons und die Elektromechanik Maxwells in der
  Welt der Atome keine Gültigkeit mehr besitzen.

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Erweiterungen des Atommodels

• Ellipsenförmige Bahnen
• Drehung um die eigene Achse (Spin)
• De Broglies je schneller sich ein Elektron
  bewegt umso kleiner ist seine Wellenlänge
• Welle- Teilchen- Dualismus (Versuchanordnung)
• Schrödinger allgemeine Wellmechanik

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Einführung der Wahrscheinlichkeit

• In einem Würfel mit 100mm Länge befinden sich 25
  1018 Moleküle
• Wellen schwingen in einem Konfigurationsraum
• Ausdehnung des Bereiches, in dem man ein Elektron
  sucht.

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Bsp. Ameisenhaufen

• Durch die Wahrscheinlichkeitsberechnung, wird die
  mittlere Bewegungsenergie bestimmt.
• Die Eigenschaften einer einzelnen Ameise sind
  nicht feststellbar

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Heisenberg

• Statt klassischer Mechanik ? quantentheoretische
  Mechanik
• Beziehungen zwischen benachbarten Größen
• Matrizenmechanik
• Heisenberg sche Unschärferelation Der Ort und
  die Geschwindigkeit eines Teilchens, können nicht
  gleichzeitig scharf gemessen werden.

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Max Born

• Statistische Deutung der quantenmechanischen
  Prozesse
• Elektronenhülle als Wahrscheinlichkeitsverteilung
  des Elektrons

In Gipfelhöhe der Welle besteht die größte
Wahrscheinlichkeit, ein Elektron anzutreffen,
weil die Dichte am größten ist. In Richtung
Knotenpunkt sinkt die Wahrscheinlichkeit gegen O,
ein Elektron anzutreffen.
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Quantenbewusstsein

• Theorie von Hammeroff und Penrose Orch Or
  Modell des Bewusstseins
• Quantenphysikalische Prozesse modellieren unser
  Gehirn.
• Computerähnliche Aktivitäten im Netzwerk des
  Gehirns.

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Neuronale Netzwerke

• Kandidaten für ein computerähnliches,
  nervenentsprechendes BW, betrifft neuronale
  Netzwerke die synchron im Thalamus und im
  Cerebralen Cortex schwingen.

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Mikrotubuli

• Nervenzellen sind nicht nur einfache Schalter,
  sondern hoch entwickelte Netzwerke (Zytoskelett),
  die mikroskopische Röhrchen beinhalten
  (Mikrotubuli) und andere fadenartige Strukturen,
  welche die Zellaktivitäten organisieren.

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Mikrotubuli

• Wichtig für
• Gestalt, Funktion, Bewegung und Teilung der Zelle
• Schaffen synaptische Verbindungen halten, sie
  aufrecht und regulieren sie.
• Treten mit der Membran mechanisch, elektrisch u.
  chemisch in Wechselwirkung.
• Mikrotubuli (MT) sind hohle Zylinder mit 25nm im
  Durchmesser. MT-Wände sind sechseckige Gitter des
  Proteins Tubulin. Jedes Tubulin ist eine
  Erdnuss-sie besteht aus a und ß Molekülen.

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Protein- Tubuli

• Ändert ständig seine Form
• 2 mögliche Zustände
• Superposition (existiert gleichzeitzeitig in
  beiden Zuständen? qubit)

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Zytoplasma

• MT und andere Zytoskellet- Komponenten sind darin
  eingebettet.
• Wechselt zwischen 2 Phasen sol (flüssig) und gel
  (gallertartig bis fest)
• 40 Kreisläufe/ s
• Sol- Phase Informationsaustausch mit der Umwelt
• Gel- Phase Isolierung von der Außenwelt es kommt
  zu Quantenrechnungen.

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Kreislauf der Quantenberechnung

• Kooperatives arbeiten zwischen MT und MT-
  subunits
• Zu Beginn klassische Zustände (Vorbewusste
  Verarbeitung)
• Überlagernde Superposition nach außen hin
  isoliert.
• Kritischer Schwelle- Zusammenbruch in klassische
  Zustände
• Vorgang bezeichnet man als OR objective
  reduction
• Der Verkleinerungsprozess ist ein bewusstes
  Moment. (mehrere Momente- kann zu einem Strom von
  Bewusstsein werden)

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Orch OR- Prozess
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Orchestrierung

• Abstimmung der verschiedenen Systeme
• Spaltenverbindungen durch MAP
• Zum Zeitpunkt des Schwingungsknotens
• Verbindung zu anderen Neuronen und Gliazellen im
  gesamten Gehirnvolumen.

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Die Welt der Zahlen

• Jedes Neuron beinhaltet ca. 107 Tubuli.
• Wenn man annimmt, dass 10 der Tubuli in einem
  Neuron zusammenhängen, würden rund
• 20.000 Neuronen für ein 25ms-
• 5.000 Neuronen für ein 100ms-
• 1.000 Neuronen für ein 500ms dauerndes
  bewusstes Ereignis benötigt werden.
• Bei einer Verarbeitungszeit von 500ms wären grob
  109 Tubuli am Zustand der Überlagerung beteiligt.

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Bsp. für Quantenberechnung

• Besonders für kognitive Aktivitäten (wieder
  erkennen eines Gesichts, freier Wille)
• Überlagerung von qubits

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Quantencomputer

• Die MT des menschlichen Gehirns stellen
  vielleicht die ideale Realisierung, eines
  Quantencomputers dar, der sich durch die
  Evolution immer weiter entwickelt und verbessert
  hat!