Hüpotees, et meie teadvust võib pidada kvantprotsessiks, tekkis 1990ndate alguses uue teadusliku revolutsiooni lainel, surudes ühiskonna maailma järjekordse ümbermõtestamise poole. Hüpoteesi aktsepteeriti vaenulikult ja seda peetakse tänapäevani marginaalseks. Kuid igal aastal leiab see üha rohkem toetajaid.
Kvantprotsess
1900. aastal tutvustas absoluutselt musta keha kiirgusega tegelenud saksa füüsik Max Planck kvantiteedi kontseptsiooni - jagamatud energiaosad, mida materiaalsed objektid kuumutamisel või jahutamisel omavahel vahetavad. Plancki mudel läks vastuollu tol ajal valitsenud füüsiliste teooriatega, nii et ta ei julgenud seda pikka aega kolleegidele esitada ja selle esitamisel tajusid tema ideed omamoodi "mõttemänguna", mis aitab arvutusi lihtsustada.
Kuid praktiseerivad füüsikud avastasid peagi, et Plancki mudel mitte ainult ei lange elegantseteks arvutusteks, vaid nõustub ka katsetega. Aastal 1905 avaldas Albert Einstein kolm artiklit, millest ühes ta püstitas oletuse, et energiat kiirgavad ja neelavad energiakvandid, toetades sellega Planckit. Järgmise kahe aastakümne jooksul saavutas kvantmudel juhtivate teadlaste seas üha enam toetajaid, muutudes marginaalsest ühele fundamentaalsele.
Lõhkumine teadusmaailmas leidis aset 1925. aastal, kui katsed kirjeldada kvantprotsesse uue mehaanikana viisid „meeletu“tulemuseni - selgus, et klassikalise mehaanika seadused ei tööta kvanttasandil, vaid täheldatakse efekte, mis on vastuolus materialistliku maailmavaatega. Kümme aastat hiljem näitas Erwin Schrödinger, et igasugune kvantsüsteem on ebakindlas olekus ("superpositsioon") ja selle saab süsteemi otsesel vaatlusel viia ühte stabiilsesse olekusse. Selgus, et objektiivset pilti maailmast ei eksisteeri, sest Universumi seisund algtasemel sõltub … vaatleja subjektiivsusest.
Kõik füüsikud polnud nõus kvantmehaanika loojate järelduste õigsust tunnistama, sest sel juhul peaksid nad ohverdama oma uskumused.
Reklaamvideo:
GEDELEVSKY ARGUMENT
Aja jooksul on teadus jõudnud paradoksaalsete kvantmõjude juurde. Ja peale selle õppisin, kuidas neid praktikas kasutada - näiteks uue põlvkonna tehnoloogiates: kvantarvutis ja kvantkommunikatsioonis. Kvantarvutamise põhialused, mis töötavad määramatusega kuni tulemuse saamiseni, panid füüsikud uskuma, et midagi sarnast toimub mitte ainult surnud aine tasemel, vaid ka keerulistes bioloogilistes süsteemides.
1989. aastal ilmus Oxfordi professori Roger Penrose'i raamat "Kuninga uus meel", milles ta tutvustas avalikkusele oma seisukohti "kvantteadvuse" kohta. Teadlane kaalus teadvuse olemuse kolme vaatenurka. Esimene (materialistlik) - teadvus tekkis tavaliste protsesside käigus, järgides klassikalisi füüsikaseadusi, ning see on kõrgelt arenenud aju ja närvisüsteemi bioloogilise kohanemise viis. Teine (idealistlik) - teadvus on mateeria eksisteerimise erivorm, mis on endiselt väljaspool meie arusaamist ja mida uuritakse spiritismi meetoditega. Kolmas (kvant) - teadvus tekib füüsiliste sündmuste jada tagajärjel, mis on toimunud pärast Universumi tekkimist, seetõttu võib seda pidada meie maailma üheks põhiliseks omaduseks. Penrose kirjutas, et me ei saa öeldamillisel hetkel ilmnevad teadvuse funktsioonid, mis seostuvad eeskätt infotöötluse vormiga (tunnetusvõimega), kuid ta väitis, et meie mõistuse olemust on võimalik mõista ja hinge olemasolu selgitada ainult kvantmõjusid arvesse võttes.
Oma väite põhjendamiseks kasutas Penrose nn Gödeli argumenti. Siinkohal tuleb meelde tuletada Austria matemaatiku Kurt Gödeli 1930. aastal tõestatud mittetäielikkuse teoreemi. Ta näitas, et kui eksisteerib teatud järjepidev formaalne süsteem, sisaldab see tingimata redutseerimatut ja ümberlükkamatuid väiteid. Matemaatikas rakendatuna saab teoreemi ümber sõnastada järgmiselt: suvalises aritmeetilises süsteemis on redutseerimatu valem - näiteks paljude teoreemide paljude tõendite aluseks on valemi arvu võrdsustamine iseendaga, seda ei tule kuskilt ja seda ei saa ümber lükata, jäädes alati aksioomiks.
Mittetäielikkuse teoreemi aktsepteeriti kunagi meie mõistuse piirangute ametliku tõendina, kuid Roger Penrose soovitas seda vaadata teise nurga alt. Nagu me teame, töötavad arvutid matemaatilisel loogikal põhinevate arvutuste abil, mistõttu nende võimete piirid on piiratud Gödeli teoreemiga. Kuid inimese mõtlemine ületab sageli formaalse loogika. Pealegi oleme võimelised muutma mis tahes loogilist süsteemi nii, et kogu aksiaalne aparaat muutub. Järelikult on meie ajud üles ehitatud põhimõtetele, mis on kaugel arvutites kasutatavatest ja mis on tõenäoliselt seotud kvantmõjudega.
AJAKUUMID
Penrose on lugupeetud füüsik, kuid paraku on ta bioloogiaga halvasti kursis. Seetõttu ei saanud ta kindlalt öelda, millised inimaju mehhanismid vastutavad "kvant" mõtlemise eest.
Teda aitas ameerika neuroteadlane Stuart Hameroff, kes on teadvuse olemust uurinud alates 1975. aastast. 1987. aastal avaldas ta raamatu "Absoluutarvuti", milles tõi välja müstilised kiulised struktuurid - aju neuronite tsütoskeleti mikrotuubulid. Need koosnevad valgu tubuliinist. Teatud tingimustel satuvad mikrotuubulites olevad elektronid "takerdunud" olekusse, moodustades kvantkvoodid (teabe kvantbitid), mis on meie mõistuse füüsiliseks aluseks ja on võimelised väljuma formaalsest loogikast.
1994. aastal ühendasid Hameroff ja Penrose jõud teadvuse neurokompuutermudeli loomiseks, mis hiljem arenes kvantneurokompuutreerumise teooriaks (Hameroff-Penrose'i teooria), mis jätkub tänapäevani. Muidugi kohtus ta terava kriitikaga. Esiteks osutasid oponendid kvoodi „haprusele”. Süsteemi kvantomaduste hävitamiseks piisab kokkupõrkest ainult ühe footoniga. Lisaks on tänapäevased kvantarvutid müra suhtes väga tundlikud ja on võimelised töötama temperatuuril, mis on pisut üle absoluutse nulli. Seetõttu näib kavandatud mudel ebareaalne, võttes arvesse asjaolu, et me räägime soojast ja niiskest ajust. California ülikooli Californias tegutsev neuroteadlane Patricia Churchland väitis sarkastiliselt, et teadvuse olemuse selgitamiseks võiks sama hästi mõelda "haldjatolmu sünapsides".
Sellegipoolest saab mõnda bioloogide täheldatud nähtust seletada ainult kvantmehaanika abil. Näiteks viis füüsik Matthew Fisher tagasi 1986. aastal rea sensatsioonilisi katseid liitiumi isotoopide mõju kohta rottide käitumisele, mille käigus ta tõestas, et kvantne "takerdumine" mõjutab tõepoolest kognitiivseid võimeid. Aastaid hiljem, 2015. aastal, avaldas ta hüpoteesi, et aju fosfaatmolekulid võivad olla omamoodi "ladu" stabiilsete vuttide jaoks.
EI SURMA?
Kriitikast hoolimata läksid kvantteadvuse teooria toetajad mõtisklemisel veelgi kaugemale. Stuart Hameroff väitis ühel oma loengul, et tema mudel võimaldab teil vastata kõigi murettekitavale küsimusele, mis juhtub hingega pärast surma. Tema sõnul on meie teadvus iseõppimisprogramm, mis areneb töödeldud teabe tõttu ja kogu selle teabe massiiv on hing. Peaasi, et see teave ei kaoks, jäädes kvanttasandil toimuva globaalse arvutiprotsessi osaks. Tõenäoliselt kaotame pärast surma oma individuaalsuse, kuid meist saab midagi enamat.
Muidugi langesid Hameroffile süüdistused idealismis, teadusevastasuses ja kvaasireligiooni loomises. Siiski võime meenutada, et eelmisel sajandil nimetati relatiivsusteooriat, Suure Paugu teooriat ja kvantmehaanikat ise idealistlikuks. Äkki tasub oodata?..
Anton Pervushin
