Ar kvantinė mechanika išgelbės… sielą?

Žodis turi savotišką magiją – įtikinėjimo magiją. Kaip kitaip galima paaiškinti tai, kad iš pažiūros protingi žmonės, kurie niekada nesileis apgaunami turguje arba parduotuvėje, laksto apsikarstė magnetukais ir apyrankėmis, lyg būtų ne civilizuoti europiečiai, o aborigenai, pirmą kartą pamatę stiklinius karoliukus? Jie įsigijo ne paprastus magnetukus, o „kvantinius“. Jie lanko ne naivių žmonių mulkinimo kursą, o protingai skambantį „kvantinės medicinos“ kursą. Senos raganos, baubai, gyvybės eliksyrai lėtai užleidžia vietą naujoms „pasakoms“: ateiviams, singuliarumui ir „kvantinei magijai“, o pseudomokslas vos ne tampa nauja religija. Senovės mistikai, viduramžių gnostikai ir dabarties teologai nustumiami į šalį ir užleidžia vietą gražiai moksliniais terminais operuojančiam „kvantiniam teologui“: Kvantinė fizika, pasirodo, „įrodo“ pomirtinio gyvenimo egzistavimą. Pabūkime mokslininkais ir panagrinėkime: ar tikrai kvantinė mechanika išgelbėja… sielą?


„Kvantiniems“ teologams ir jiems prijaučiantiems asmenims dažniausiai būdinga ši klaidinga teiginių seka: aš labai noriu, kad X (siela, pomirtinis gyvenimas, stebuklingas išgijimas) egzistuotų. Aš nesuprantu mokslo ir kvantinės mechanikos. Reiškia, mokslas ir kvantinė mechanika gali paaiškint arba paaiškina X (sielos, pomirtinio gyvenimo, stebuklingo išgijimo) egzistavimą. Jei mes norime kalbėti apie „kvantinę sielą“, turėsime suprast kvantinę mechaniką ir susitart, kas gi yra „siela“.

Renė Dekartas 17a. viduryje suformulavo vieną išsamesnių ir aiškesnių sielos sąvokų.
Renė Dekartas 17a. viduryje suformulavo vieną išsamesnių ir aiškesnių sielos sąvokų.

Filosofijoje apie sielą buvo kalbama nuo seno: Platonas su Augustinu kalbėjo apie atskirą nepriklausomą sielą, o Aristoteliui su Tomu Akviniečiu siela turėjo savo vietą, savo organą žmogaus kūne. Tačiau tai  Renė Dekartas 17a. viduryje suformulavo „racionalios sielos“ („proto“ arba tiesiog „sielos“) sąvoką, kurioje nemateriali efemerinė siela sąveikavo su žmogaus kūnu, su mašina. Ir nors ši koncepcija buvo gana prieštaringa, ji išliko gan svarbi filosofijoje iki 20a., kuomet pasiekimai neuromoksluose bei pokyčiai filosofijoje ją atrodytų palaidojo. Bet ne taip greitai! Pastaruoju metu Dekarto sielą atgimsta kaip „Dekarto interakcionizmo“ arba „interakcionistinis dualizmo“ viena iš koncepcijų. Ir, jei klasikinės fizikos ir chemijos dėsniai paaiškina deterministinį žmogaus smegenų veikimą, kvantinė fizika su jos neapibrėžtumo principu turėtų anot filosofų paaiškinti kaip „kvantinė siela“ galėtų sąveikauti su žmogaus kūnu.

Anot Dekarto, animalistinės dvasios buvo atsakingos už skausmo suvokimą.
Anot Dekarto, gyvuliškos dvasios buvo atsakingos už skausmo suvokimą.

Renė Dekartas galvojo, kad gyvūnai buvo hidraulinės ir pneumatinės mašinos, neturinčios sielos ir valdomos „gyvuliškomis dvasiomis“, kurios teka gyvūnų nervais. Net refleksinę reakciją į skausmą Dekartas aiškino per šių dvasių judėjimą kūne. Išorinis stimulas paveikdavo odą, sujudindavo vidinius sluoksnius ir atversdavo mažyčius vožtuvus, pro kurios išsiveržusios gyvuliškos dvasios sukeldavo raumenų traukulį. Savo „Sielos aistrose“ (Passions of the Soul,  1649) Dekartas gyvuliškų dvasių dėka bandė paaiškinti net žmogaus emocijas kaip gyvuliškų dvasių tėkmę nuo kūno periferijos link vožtuvų esančių smegenyse.

Anot Renės Dekarto siela su gyvulinėmis dvasiomis sąveikavo per kankorėžinę liauką.
Anot Renės Dekarto siela su gyvulinėmis dvasiomis sąveikavo per kankorėžinę liauką.

Bet žmogus Dekartui nebuvo vien tik paprasta mašina. Dekartui žmogus buvo „siela mašinoje“.  Žmogaus refleksai ir emocijos buvo aiškinamos tais pačiais principais kaip ir pas gyvūnus. Bet žmogaus laisva dvasia, laisva mintis reikalavo „racionalios sielos“ sąveikos su „hidrauliniu ir pneumatiniu“ kūnu. Dekartas darė prielaidą, jog ši sąveika vyko per kankorėžinę liauką, kur nemateriali siela paveikdavo gyvuliškų dvasių elgesį.  Nors kankorėžine liauka gana greitai neteko savo „svarbios“ rolės, pastoviai buvo siūlomos kitos vietos, kur siela galėtų kontroliuoti žmogaus kūno automatiką, pavyzdžiui didžioji smegenų jungtis.

Nežiūrint į milžiniška Dekarto autoritetą, ši sielos koncepcija buvo kritikuojama nuo pat pirmų dienų.  Nekalbėsiu apie nebeaktualių anų laikų kritiką, tačiau trumpai paminėsiu praeito amžiaus filosofų pozicijas. Kai kurie lingvistiniai arba kalbos filosofai dažnai neigdavo pačią problemą, sakydami, kad interakcionalizmas bando klaidingai spręst klausimą. Kiti teigė, kad protas ir smegenys yra identiški, kas yra vienas iš svarbiausių proto filosofijos teiginių. Treti teigia, kad protas ir smegenys yra vienas kitą papildantys vienos esybės aspektai. Yra filosofų, pasirinkusių radikalias pozicijas: neegzistuoja arba materija (idealizmas),  arba protas (materializmas). Nors ir būdami mažumoje, Dekarto interakcionizmo pasiekėjai kažkiek auga.

K machine iš Riken skaičiavimo centro Japonijoje simuliavo žmogaus smegenų aktyvumą.
K machine iš Riken skaičiavimo centro Japonijoje simuliavo žmogaus smegenų aktyvumą.

Labiausiai šis sielos apibrėžimas yra kritikuojamas neuromoksluose. Ląstelių lygyje yra gerai suvokti mechanizmai pagal kurios neuronai veikia ir komunikuoja. Elektroninės encefalografijos dėka neurologai žino, kaip neuroniniai tinklai reaguoja į vaizdus, užprogramuoja veiksmus ir išsaugoja atsiminimus. Nors kompiuteriniai smegenų veiklos modeliai yra dar tolimi nuo idealių, superkompiuteriuose atliktos smegenų veiklos simuliacijos gana gerai sutampa su eksperimentiniai duomenimis. Visa tai leidžia neurologams teigti, kad smegenų aktyvumas nėra kažkas atsieto nuo protinės veiklos, kažkas lygiagretaus, o kaip tik yra protinės veiklos priežastis. Neurologija pakankamai tiksliai aprašo neuroninių grandinių lygmenyje, kas vyksta mums matant, girdint, galvojant, o racionalios sielos koncepcija visiškai nereikalinga šiems procesams paaiškinti.

Labiausiai žinomas ir aiškiausiai savo mintis dėstantis šių laikų Dekarto dualizmo šalininkas yra Nobelio premijos laureatas neuropsichologas seras Džonas Ekles (John Eccles (1903–1997)). Jam nepavyko vienam sukurt pakankamai aiškaus ir nuoseklaus Dekarto dualizmo modelio, todėl jis pasitelkė į pagalbą fiziką Fridrichą Beką, kuris su kitais tebevysto šią koncepciją.

Piramidinis neuronas, per kurį vyksta sielos sąveika su kūnu.
Piramidinis neuronas, per kurį vyksta sielos sąveika su kūnu.

Jei paskaityti šių mokslininkų tekstus, Dekarto sielos modelis mažai pasikeitė: tai kažkas nematerialaus ir abipusiškai sąveikaujančio su kūnu, tačiau sąveika vyksta ne per vieną konkretų centrą, o per sąveikos centrus, kurie yra pasiskirstę galvos smegenų žievėje. Ekles kalba taip pat apie „proto“ arba „aš“ („sielos“) vidinę sandarą: siela turi mikrogranulinę struktūrą ir yra sudaryta iš daugelio psichonų. Žmogaus galvos smegenų žievėje esą „atdari moduliai“, per kurios psichonas sąveikauja su dendrono sinapsėmis. Kitas skirtumas yra tas, kad seras Džonas Ekles suteikia sielai mažesnę reikšmę negu Dekartas: siela nėra viską kontroliuojanti esybė. Siela moderniems dualistams yra visų pirma ketinimų šaltinis. Siela taip pat atlieka „aukščiausio arbitro “ rolę, kontroliuodama ir interpretuodama.
Nesunku pastebėti, kad šis apibrėžimas yra gana aptakus, todėl ji paneigt tiesioginiais fiziologiniais stebėjimais sudėtinga.

Nuo Dekarto laikų jo priešininkai kritikavo filosofą: kaip nemateriali siela gali sąveikauti su kūnu? Tėra tik du atsakymai. Arba siela turi fizikines charakteristikas, todėl turi fizikines galias, arba nemateriali siela randa būdą kaip sąveikauti su fizikiniu pasauliu nepažeisdama fizikos dėsnių.

Sielos svorio matavimo įrenginys.
Mirštančiojo žmogaus sielos svorio matavimo įrenginys.

Nors pirmas atsakymas buvo nepopuliarus ir reikštų, kad siela turi kažkokių apčiuopiamų jėgų, jie galėtų būti elektromagnetinių arba gravitacinių laukų pavidale.  Yra net atsiradę žmonių, kurie bandė išmatuoti sielos… svorį. Kaip visada būna, paskelbus pergalingus rezultatus, autoriui teko vėliau prisipažinti, jog nieko nebuvo išmatuota.

Kuo didesniame laiko tarpui mes norime pasiskolinti energiją, tuo mažesnį kiekį mums tai leidžia kvantinis "arbitras".
Kuo didesniam laiko tarpui t mes norime pasiskolinti energiją E, tuo mažesnį kiekį mums tai leidžia kvantinis „arbitras“.

Kaip jau minėjau, dabartiniai kvantinės sielos šalininkai kalba apie Heizenbergo neapibrėžtumo principą, kaip apie kvantinės mechanikos mechanizmą, kuris leidžia nematerialiai sielai veikti žmogaus kūną. Kas gi tas Heizenbergo neapibrėžtumas yra? Esu jau kartą aiškinęs, kas yra kvantinis neapibrėžtumas, kuris sieja judėjimo greitį ir padėtį. Dabar laikas pakalbėt apie to paties neapibrėžtumo versiją, kuri sieja energiją ir laiką.

Kvantinėje mechanikoje galima pasiskolinti iš niekur jėgų ir perkopti statų kalną, jei tai spėti padaryti per tam tikrą laiką.
Kvantinėje mechanikoje galima pasiskolinti jėgų iš niekur  ir perkopti statų kalną, jei suspėjama tai padaryti per tam tikrą laiką.

Įsivaizduokite, kad važiuojate dviračiu ir Jums kelyje pasitaikė status kalnas. Jus sunaudosite pakankamai daug jėgų tam, kad pasiektumėte kalno viršūnę. Besileidžiant tos jėgos jums nebegrįš, tačiau pasimėgausite vėjeliu, nes Jūsų dviratis judės greičiau. Kvantiniame pasaulyje yra įmanoma  iš niekur pasiskolinti pakankamai energijos tam, kad būtų įveiktas kalnas. Tačiau nematomas arbitras pareikalaus sugrąžinti šią skolą, jei Jūs pernelyg ilgai bandysite įveikti kalną. Neutronai atomų branduoliuose panašiai yra sulaikomi savotiško „kalno“. Jei branduolys radioaktyvus, kalno „aukštis“ nėra per didelis, todėl neutronas gali pabėgt. Tai vadinasi kvantinis tuneliavimas ir dėl šio efekto veikia branduolinė energetika. Panašiai gi galėtų pasielgti ir siela! Pasiskolinti energijos ir paveikti neutronus!

Nors kvantiniai efektai biologinėse sistemose yra sutinkami, mes net galime kalbėt apie „kvantinį“ gyvenimą, tačiau reikalas yra tas, kad Planko konstanta h = 1.054571726×10−34 m2kg/s2 yra „velniškai“ maža (teksto kontekste neįtikėtinai geras palyginimas), todėl arba sielos veikimo laiko tarpai, arba sielos „pasiskolinama“ energija turi būti mažos.

Siela galėtų įtakoti kalcio kanalus, atsakingus už neuronų sąveiką.
Siela galėtų įtakoti kalcio kanalus, atsakingus už neuronų sąveiką.

Pabandykime panagrinėti, ar Heizenbergo neapibrėžtumo principas leistų nematerialiai sielai trumpam įsiterpt ir paveikti bent vieną sinapsę. Jei kalbėti konkrečiau, panagrinėkime tas situacijas apie kurias kalba Dekarto dualumo naujieji šalininkai. Tarkime, siela galėtų paveikti cheminį ryšį jonų kanale, esančiame presinaptinėje membranoje. Tai galėtų būti arba kalcio kanalas, todėl tiesiogiai būtų keičiama kalcio koncentracija, arba natrio kanalas, kuris netiesiogiai darytų įtaką kalcio koncentracijai. Kodėl tai yra svarbu?

Reikalas tas, kad membranos išorėje kalcio molekulių koncentracija yra gerokai didesnė negu ląstelės viduje. Kai uždaras kalcio kanalas atsiveria, kalcio molekulės vieną po kitos pro siaurą (apie 1 nm pločio) kanalą patenka į ląstelę. Priklausomai nuo ląstelės tipo, ji susitraukia, jei tai buvo raumenų ląstelė, ji susižadina, jei tai buvo neuronas, ir t.t. Kitaip sakant, tai ląstelių tarpusavio bendravimo mechanizmas.

Sinapsėje vykstantys procesai ir jų laikai.
Sinapsėje vykstantys procesai ir jų laikai.

Anot dabartinės neurologijos poveikis sinapsei turėtų būti ne mažesnis negu 10 mikrosekundžių tam, kad bent jau minimaliai paveiktų presinaptinę kalcio koncentraciją, kadangi kalcio koncentracija auga palaipsniui ir visas procesas užtrunka gerokai ilgiau – beveik 0,5 ms. Kaip matote, buvo padaryta prielaida, kad Dekarto „kvantinei“ sielai užteks beveik 50 kartų mažesnio laiko!

Pasinaudoję šiuo konservatyviu 10 mikrosekundžių įverčių, mes gauname galimą energijos pokytį ΔE=5.2 × 10−30 J, kas yra beveik 200 000 kartų mažiau negu Van der Vaalso jėgos (E = 1 × 10−24 J), beveik pats silpniausias cheminis ryšys. Net jei kvantinių efektų dėka „kvantinė“ siela darytų įtaką pavienių kalcio jonų perėjimui jonų kanalu, nereikia pamiršti, kad tų jonų koncentracija išorėje yra tiesiog milžiniška – beveik 1018–1019 jonų.  Ir, nors pro kanalą patenka gerokai mažiau jonų, jų bendras skaičius bus pakankamas tam, kad padarytų tą 10 mikrosekundžių poveikį visiškai beverčiu.

Ką gi mes gauname? Negi kvantinė mechanika nėra tokia stebuklinga ir magiška? Negi „kvantinė magija“ neišgelbės šio pasakojimo herojaus? Negi „kvantinis vudu“ neišgelbės „sielos“?

Chaoso teorija. Lorenco atraktorius.
Chaoso teorija. Lorenco atraktorius.

Gana netikėta pagalba galėtų atkeliaut iš kvantinės chaoso teorijos. Matote, sielos poveikis gali būti menkas savaime, tačiau kas bus, jei koks nors fizikinis reiškinys jį gerokai pastiprins? Būtent tokius reiškinius nagrinėją chaoso teorija, kurioje, beje, yra savo pėdsaką palikę ir Lietuvos fizikai. Bet kokia chaotiška sistema yra neįtikėtinai jautri pradinėms sąlygoms. Šis jautrumas yra net vadinamas drugelio efektu, nes tokiame pasaulyje mažytis drugelio sparnų plazdėjimas gali iššaukt katastrofines pasekmes. Geriausias tokios chaotiškos sistemos pavyzdys būtų lokalūs orai.

Chaotiški procesai ir reiškiniai yra būdingi ir žmogaus smegenims, nors eksperimentiškai nustatyti, ar žmogaus smegenų bangos yra tikrai chaotinės, yra praktiškai neįmanoma, tačiau specialistams pakanka šalutinių įrodymų tam, kad nebūtų abejojama, jeigu ne visišku, tai bent daliniu smegenų aktyvumo chaotiškumu.

Tačiau viskas nėra taip paprasta su chaoso teorija. Visų pirma, klasikinė chaoso teorija galioja klasikinės fizikos dėsnių rėmuose, o mes bandome kalbėti apie „kvantinę“ sielą, tad chaosas turėtų būti kvantinis. Nors fizikai laikas nuo laiko bando nagrinėti kvantinį chaosą, kartais jie net abejoja tokios sąvokos egzistavimu, kas nelieka nepastebėta ir filosofų. Galite paklausti kodėl? Reikalas tas, kad kvantiniame pasaulyje visi įvykiai aprašomi Šriodingerio diferencialine lygtimi. Ši lygtys pasižymi labai nedraugišku elgesiu chaoso atžvilgiu. Kvantiniai efektai dažniausiai susilpnina chaoso efektus. Taip atsitinka dėl to, kad kvantiniame pasaulyje egzistuoja savi (taip vadinami Planko konstantos) masteliai, o chaotiškos struktūros pasižymi tam tikru fraktališkumu arba labai smulkia struktūra. Jeigu kalbėtume ūkiškai, kvantinė mechanika nėra gerai suderinama su klasikiniu chaosu. Šis faktas, be abejo neliko nepastebėtas ir tarptautinio lygio filosofų, dirbančių šioje temoje.
Lyg to būtų maža, kvantinis chaosas turėtų problemų ir dėl taip vadinamos dekohrencijos, kuomet kvantinė sistema ir aplinka sąveikauja.

Ir, nors kvantinio stiprintuvo idėja skamba gundančiai, ji turi kitų esminių bėdų. Aš jau paminėjau, kad klasikinėje chaoso teorijoje mažytis drugelio sparnų plazdesys yra atsakingas už milžiniškus pokyčius klasikiniame pasaulyje. Bet kvantiniame pasaulyje klasikinės fizikos tikslumas praranda prasmę. Kaip mes galime kalbėti apie tikslias pradines sąlygas, jei jos paklūsta neapibrėžtumo principui? Mes negalime tiksliai žinoti nei padėties, nei greičio vienu metu, negalime tiksliai žinoti nei energijos, nei laiko. Kas yra „pradinės sąlygos“?  Kitaip tariant, Heizenbergo neapibrėžtumas savotiškai prieštarauja idėjai pastiprinti savo paties efektą.
Stipriausias smūgis šiai kvantinio chaoso koncepcijai atkeliauja vėl gi iš neurologijos. Matote, smegenų temperatūra kvantinio pasaulio mastu yra pakankamai aukšta. Kuomet temperatūra aukšta, ląstelėse ir jų aplinkoje yra daug klasikinio šiluminio triukšmo, kuris ironiškai yra gerokai didesnis nei visi kvantiniai efektai, kurios mes ką tik nagrinėjome. Ląstelės evoliucionavo taip, kad jos turi savo vidinis mechanizmus, kurie leidžia joms ignoruoti tuos mažus pokyčius, atsirandančius dėl šiluminio triukšmo.

Galime nesunkiai įsivertinti šiluminio triukšmo energiją pagal formulę Eth = 1.5 kBT, Bolzmano konstanta kB= 1.38 × 10−23 J/K; T = 310K. Gauname Eth = 6.4 × 10−21 J (arba 109 kartų daugiau nei ΔE ∼ 5.2 × 10−30 J ankščiau gauta iš Heizenbergo neapibrėžtumo, kai Δt = 10 μs). Taigi terminė molekulių energija yra milijardą kartų didesnė, nei energija paslepiama kvantinių efektų. Ir net „sielos poveikis“ yra sustiprinamas milijardą kartų dėl kvantinio chaoso stiprinimo (dėl kurio veikimo fizikams tebėra abejonių), šį sielos efektą galėtų „nugesinti“ vidiniai ląstelės mechanizmai atsakingi už atsparumą triukšmui.

Kaip matome, šiuolaikinės fizikos požiūriu ne tiek daug vietos lieka racionalios sielos teorijai. Be abejo, mokslas nestovi vietoje, ir visi mano teiginiai gali būti su laiku paneigti naujesnių mokslinių pasiekimų. Tačiau jie gan gerai parodo, kaip gi nuo tikro mokslo atitrūkę yra „kvantiniai medikai“ ir „kvantiniai teologai“.

Ar kvantinė fizika išgelbėjo „sielą“? Greičiausiai, kad ne, tačiau tai yra iš dalies asmeninė nuomonė. Nesutinkantiems kaip atsisveikinimą palieku šią Peter Sloterdijk citatą:

“The constant back and forth between the poles of the android id and the human ego gave rise to the soul drama of the mid-Modern Age, which was simultaneously a technical drama. Its topic is best summarized in a theory of convergence, where the android moves towards its animation while increasing parts of real human existence are demystified as higher forms of mechanics. The uncanny (which Freud knew something about) and the disappointing (on which he chose to remain silent) move towards each other. The ensoulment of the machine is strictly proportional to the desoulment of humans.”

 

11 komentarų

  1. nesupratau šitos dalies:

    „jų bendras skaičius bus pakankamas tam, kad padarytų tą 10 mikrosekundžių poveikį visiškai beverčiu“

    gal galima patikslinti?

    1. Na, kadangi nemateriali idealistinė siela nėra paneigiama, šis straipsnis nieko nepakeičia. O galutinė citata labiau apie žmogaus baimes, kuomet technologijos braunasi į jo vidų ir atima žmogaus iliuzijas.

      1. Aš gal ne taip supratau, bet technologinis singuliarumas nieko apie sielą kaip ir neteigia? Tai tiesiog idėja, kad žmogus ir AI susitapatins/papildys vienas kitą.
        Beje, kokie yra moksliniai metodai? Kadangi kažkur skaičiau jog yra ne vienas mokslinis metodas (priešingai nei teigia mokykliniai vadovėliai), pasidarė įdomu kokie dar apčiuopiami būdai naudojami.
        Dėkui už atsakymą.

      2. Teorija (kaip ir sielos egzistavima) reikia irodyti irodinėjančiajam jos egzistavią o ne paneigti skeptikam 🙂 Čia logiškos diskusijos pagrindas, kitaip lieka vien religiniai samprotavimai, kurie gali remtis bet kokiomis idejomis be pagrindo.

    1. Teisingai, buvo kalbama apie poveikį sinapsei, bet kvantinė fizika nagrinėja daleles – jonus. Heizenbergo neapibrėžtumas galioja ne sinapsei, o kalcio jonui.

Parašykite komentarą