بی‌شک، مغز انسان، پیچیده‌ترین سیستمی است که می‌شناسیم. این سیستم پیچیده، در نهایت یک سیستم فیزیکی است که اصولا باید قوانین فیزیکی در آن حکمرانی کنند. به همین دلیل، مطالعات بسیاری در راستای شناسایی شباهت‌های مغز و سیستم‌های شناخته‌‌شده‌ی فیزیکی انجام شده است. اما از دل این سیستم به ظاهر فیزیکی، مفاهیم عجیب‌وغریبی مانند آگاهی بیرون می‌آیند که در دنیای فیزیک، غریب‌اند. اکنون دانشمندان در پژوهش جالبی، ارتباط آگاهی و انتروپی را مطالعه کرده‌اند. نتیجه‌ی این پژوهش که توسط مجله‌ی Physical Review E مورد پذیرش قرار گرفته، آگاهی را نتیجه افزایش انتروپی حاصل از فعالیت‌های مغز انسان معرفی می‌کند! با دیپ لوک همراه باشید…
آگاهی و انتروپی بشری
بشر مدت‌هاست که برای درک مفهوم آگاهی در گمراهی قرار دارد. چه چیزی دقیقا آگاهی را می‌سازد و چرا ما برای آگاه بودن، تکامل یافتیم؟ دانشمندان در پژوهش جدیدشان، سرنخی تازه برای پاسخ به این سوالات و ارتباط آگاهی و انتروپی پیدا کرده‌اند. نتایج این مطالعه، بیانگر اشتراکاتی بیش از حد تصور، میان مغز انسان و جهان فیزیکی است! این تیم محققان فرانسوی و کانادایی معتقدند شاید مغز ما، آگاهی را به عنوان اثر جانبیِ افزایش انتروپی تولید می‌کند.
انتروپی یکی از معروف‌ترین و البته گیج کننده‌ترین مفاهیمی است که تعریف آن در طول زمان تکامل یافته است. اساسا، انتروپی، یک ویژگی ترمودینامیکی است که به درجه بی‌نظمی یا اتفاقی بودن یک سیستم اشاره می‌کند. انتروپی را می‌توان به عنوان پیشرفت سیستم از یک حالت منظم به یک حالت بینظم تعریف کرد. قانون دوم ترمودینامیک می‌گوید در یک سیستم منزوی، انتروپی باید ثابت باشد، یعنی سیستم، بدون دخالت عامل خارجی نمی‌تواند از انتروپی بیشتر به انتروپی کمتر برود؛ مثلا فرآیند ذوب شدن یخ، یکی از فرآیندهای معمول افزایش انتروپی است. یخ در حالت جامد، یک سیستم با با انتروپی کمتر است، اما به محض ذوب شدن و افزایش بی‌نظمی، انتروپی آن نیز افزایش می‌یابد.
بسیاری از فیزیکدانان معتقدند جهان، در حالت ثابتی از افزایش انتروپی است. وقتی انفجار بزرگ رخ داد، جهان در حالتی با انتروپی کم قرار داشت و با گسترش بیشتر، به سیستمی با انتروپی بیشتر نیز تبدیل می‌شد. بر اساس این مطالعه جدید، مغز ما ممکن است در معرض فرآیند مشابهی قرار گرفته و آگاهی به عنوان یک اثر جانبی، رخ میدهد.
مغز و بی‌نظمی
محققان برای بررسی ارتباط آگاهی و انتروپی ، میزان نظم در مغز انسان را در دو حالت آگاهی و عدم آگاهی، تجزیه‌تحلیل کردند. آنها این کار را با مدل‌سازی شبکه های نورونی در مغز ۹ شرکت کننده که ۷ نفر از آنها صرع داشتند، انجام دادند. دانشمندان به دنبال مشاهده نوسان نورون‌ها با یکدیگر در یک فاز بودند که بیانگر ارتباط بین سلول‌های مغزی است. آنها مشاهدات خود را در زمان بیدار شدن بیماران، هنگام خوابیدن و زمانی که بیماران مبتلا به صرع، تشنج داشتند، با یکدیگر مقایسه کردند. محققان دریافتند مغز شرکت‌کنندگان در هنگام آگاهی کامل، انتروپی بالایی را نشان میدهد. آنها می‌گویند:
ما نتیجه‌ی شگفت‌انگیزی پیدا می‌کنیم: حالت‌های بیداری طبیعی که با بیشترین تعداد آرایش‌های ممکن از تعاملات بین شبکه‌های مغزی مشخص میشوند، بیانگر بالاترین مقادیر انتروپی هستند.
بر اساس این یافته‌ها محققان، آگاهی را به عنوان اثر جانبی فعالیت یک سیستم، برای تبادل حداکثری اطلاعات در نظر گرفتند. به عبارت دیگر، آگاهی در اثر افزایش انتروپی، ظاهر می‌شود. اگرچه نظریه‌ی ارائه شده توسط این تیم، هیجان انگیز است و احتمالا منجر به تحقیقات بیشتر در مورد ارتباط بالقوه‌ی آگاهی و انتروپی می‌شود، اما نتایج آن همچنان دور از تصورات ماست. جامعه‌ی آماری مورد مطالعه در این پژوهش به شدت کوچک بود، بنابراین آنها باید نتایج خود را در گروه‌های بزرگتر و انواع مختلف حالات مغزی تکرار کنند. با این حال، این نتایج، توضیح شگفت‌انگیزی برای مفهوم آگاهی در انسان ارائه میدهد و ممکن است سرنخی برای درک کامل این پدیده‌‌ی عجیب باشد.
- دانلود مقاله اصلی به صورت PDF
- منبع: futurism
- لینک کوتاه این مطلب: https://goo.gl/2zB6GL
گفتگو۵ دیدگاه
انتروپی بصورت معیاری برای بی نظمی میتونه تفسیر شه…در واقع افزایش انتروپی به معنای حرکت یک سیستم به سوی وضعیت تعادلی است..ازاین دو عبارت میشه گفت وضعیتی تعادلی کامل است که دران سیستم در بیشینه ترین حالت ممکن از بی نظمی یعنی انتروپی باشه…از طرفی نتایج این پژوهش جالب هم میگه “حالت‌های بیداری طبیعی یا همون آگاهی که با بیشترین تعداد آرایش‌های ممکن از تعاملات بین شبکه‌های مغزی مشخص میشوند، بیانگر بالاترین مقادیر انتروپی هستند.” یعنی وضعیت تعادلی در انسان که خودشو در حالت آگاهی کامل ظاهر میکنه زمانی شکل میگیره که سیستم نورون های عصبی به عنوان یک مجموعه سیستم اماری در بیشینه وضعیت بی نظمی قرار گرفته…یعنی آگاهی در انسان یک محصول وفراوده ی پدیداری از بی نظمی است: Human consciousness is a emergent production of maximum disorder
در فیزیک نظری برای چندین دهه است که تلاشهای صورت گرفته تا نشان دهند که ترمودینامیک ومکانیک آماری بنیادی تر از بسیاری از نظریات دیگراست. حتی عملا نسبیت عام و گرانش در اصل استنتاج ترمودینامیکی هستند. .در مکانیک اماری یک فرمول لگاریتمی شاهکاری وجود داره که انتروپی رو به میکروحالت ها مرتبط میکنه از طریق ثابت بولتزمن…یعنی هرسیستم بزرگ مقیاس رو میشه برحسب میکروحالتش هاش انالیز کرد از نطر ترمودینامیکی….بنظر من این محقق ها از همین ایده شروع کردن…. با این حال نقطه عزیمت این پژوهش تعمیم اصل بیشینه انتروپی به سطح ساختارهای زنده است که بسیار جذاب است….
با سلام و ادب ببخشید یک سوال برای من پیش آمده در بیماران مصروع در هنگام حملات تشنجی که قاعدتا بالاترین حد آنتروپی را داریم سطح هوشیاری (همان آگاهی در واقع) در پایین ترین سطح است و در واقع این آنتروپی بقدری زیاد است گاها که بعدا از آن نورون‌ها در یک وضعیت exhaust و خسته قرار می‌گیرند که به آن پریود یا دوران post ictal گفته می‌شود، این با نتیجه گیری این مقاله در تضاد است و برای من ابهام دارد لطف میکنید توضیح دهید متشکرم
سه میز با مهره های دومینوی چیده شده
اولی کاملا بینظم ، برای تعریف این چیرمان به تعداد دومینو ها شاخص مورد نیاز است. حداکثر آنتروپی.
دومی در نهایت نظم ، مثلا شطرنجی با فاصله های مساوی. با چند شاخص محدود قابل تعریف است. حداقل انتروپی.
سومی چیدمانی است که یک شعر حافظ را نمایش میدهد و اگر بیفتند تبدیل به یک بیت دیگر از سعدی میشوند (مثلا)
حداکثر آگاهی و با آنتروپی بین حالت اول و دوم.
نظم حالت دوم بیشتر است یا حالت سوم؟
آنتروپی این وسط چکاره است؟
با سلام این مطالعه یه مشکل اساسی داره مطابق یافته های علمی در رشته های روانشناسی مغز و اعصاب و…ذهن در هیچ وضعیتی مثل حملات صرع تشنج خواب و حتی بیهوشی و کما خوداگاهی خود را از دست نمیدهد و باز هم نسبت به “خویشتن خویش” اگاهی کامل دارد و عملا نمیتوان یک ذهن خوداگاه را در حالت عدم اگاهی قرار داد- توجه داشته باشیم حالت ناخوداگاه در علم روانشناسی در واقع یک وضعیت ویژه از اگاهی است نه عدم اگاهی