Prečo vie veda predpovedať pohyb planét, ale nie správanie človeka?

Prečo vie veda predpovedať pohyb planét, ale nie správanie človeka?

Ilustračné foto: pixabay.com

O tom, či majú mozog a slobodná vôľa niečo spoločné s najlepšou vedeckou teóriou – kvantovou mechanikou.

Newtonovi sa podarilo vytvoriť geniálne dielo: jednoduchým zákonom opísal pohyb všetkých (vtedy známych) hmotných telies vo vesmíre. Ak do jeho rovnice dosadíme počiatočnú polohu, rýchlosť telesa a všetky sily, ktoré naň pôsobia, tak nám matematický vzťah umožní presne predpovedať, čo sa s telesom bude diať v ktoromkoľvek nasledujúcom čase.

Táto deterministická predstava sveta ovplyvnila aj vtedajšiu filozofiu a tiež biológiu. Tak vznikla idea človeka ako stroja kompletne riadeného prírodnými zákonmi. Okrem zložitosti sa teda ľudia ničím nelíšia od planét a iných hmotných telies. 

Laplaceov démon

Prečo však potom nevieme detailne predpovedať správanie človeka? Vraj iba preto, že nepoznáme všetky začiatočné podmienky, ktoré by sa mali dosadiť do Newtonovej rovnice. Ale keby existovala bytosť, ktorá by poznala polohu, rýchlosť a sily pôsobiace na každučkú časticu univerza, vedela by vypočítať minulosť i budúcnosť všetkých hmotných objektov. Aj ľudí.

Predstavu takéhoto vševediaceho „démona“ vykreslil Pierre-Simon Laplace začiatkom 19. storočia. Samozrejme, v deterministickom vesmíre niet miesta pre slobodné ľudské bytosti, ktoré v sebe zápasia o víťazstvo dobra nad zlom. Človek-stroj nemôže prežívať autentickú drámu, boj, sklamania, radosť – respektíve ak ich pociťuje, sú to len dopredu naprogramované „emócie“. Ale napriek tristo rokom neuveriteľného vedeckého pokroku stále nemôžeme s istotou povedať, že človek je fyzikálny stroj, ktorého správanie a myšlienky možno presne vypočítať z poznania fyzikálnych vlastností všetkých jeho častíc.

K téme: 
Slobodná vôľa – a predsa existuje Zdieľať

Pred sto rokmi totiž do hry vstúpila kvantová mechanika. Revolučne premenila fyziku a zdá sa, že previedla úspešný exorcizmus Laplaceovho démona, priniesla princíp neurčitosti (nemožnosť určiť úplne presnú rýchlosť a polohu častíc). Navyše, niektoré interpretácie tejto našej najúspešnejšej teórie sú dokonca nedeterministické a vpúšťajú tak do sveta prísnych fyzikálnych zákonov náhodu a pravdepodobnosť.

„Môžem bezpečne vyhlásiť, že kvantovej teórii nerozumie nikto.“ Autorom tohto výroku je jeden z tvorcov kvantovej mechaniky – Richard Feynman. Čo mal na mysli? Šlo mu o to, že hoci môžeme zrozumiteľne a matematicky presne opísať nezvyčajné správanie elementárnych častíc, nevieme odpovedať na otázku, prečo sa príroda správa tak zvláštne. Kvantová teória veľmi dobre odpovedá na otázku „Ako?“, ale „Prečo?“ ponecháva filozofom. 

Kvantové pytačky

Ak pripustíme, že náš mozog funguje výlučne podľa klasickej (newtonovskej) mechaniky, musíme považovať slobodnú vôľu za ilúziu. Jedinou možnosťou, ako sa vyhnúť determinizmu prírodných zákonov, je využiť kvantovú náhodu.

Americký psychiater a fyzik Jeffrey Satinover túto myšlienku vtipne približuje na príklade kvantových pytačiek. Predstavte si muža, ktorý sa chce rozhodnúť medzi dvoma ženami (alebo dvoma kandidátmi na prezidenta). Keďže nechce, aby mu jeho nastávajúcu predurčili fyzikálne sily (otrocky ovládajúce jeho myseľ), urobí upravený dvojštrbinový experiment, notoricky známy pokus v kvantovej fyzike. Umiestni k stene s dvoma otvormi detektory spojené s dvoma počítačmi.

Oba počítače sú schopné poslať mail s otázkou „Vezmeš si ma?“ jednej z dvoch dievčin. Podľa toho, cez ktorú štrbinu elektrón preletí, príslušný detektor pošle signál a v konečnom dôsledku aj mail s otázkou na jednu z dvoch adries. V čom je pointa? Podľa kvantovej teórie polohu elektrónu neurčuje buď vôbec nič, alebo ju ovplyvňuje niečo, čo nie je súčasťou nám známeho fyzikálneho vesmíru.

Ak je mozog stroj, potom by tento experiment predstavoval v histórii prvé oslobodenie človeka z nadvlády prírodných síl.

Ilustračné foto: pixabay.com

Myšlienku, že kvantové javy môžu súvisieť s naším duševným svetom, vyslovili už viacerí autori. Známa je koncepcia oxfordského matematika Rogera Penrosea, podľa ktorej je náš mozog na neporovnateľne vyššej úrovni než mechanicky fungujúci počítač a kde pre funkciu mozgu zohrávajú dôležitú úlohu kvantové výpočty v molekulárnej výstuži buniek.

Jeho predstava však naráža na podstatný problém. Kvantové javy pozorujeme len v mikrosvete. Na vyššej úrovni sa časticové efekty rušia a ocitáme sa v dokonale deterministickom svete Newtona a Einsteina. Kvantové fenomény sú veľmi citlivé na vonkajšie zásahy z prostredia, preto je jeho hypotéza vzhľadom na obrovskú vzájomnú prepojenosť neuronálnych štruktúr nepravdepodobná.

Navyše, ľudský mozog funguje pri dosť vysokej teplote (36-37 stupňov Celzia), pri ktorej sa častice pohybujú relatívne rýchlo, čo narušuje kvantové javy (kvantové počítače fungujú pri veľmi nízkych teplotách okolo -270 stupňov Celzia). Mozog je tiež v neustálom kontakte s prostredím, ktorého častice budú preto taktiež nevyhnutne rušiť predpokladanú „kvantovú harmóniu“ mozgu. 

Kvantový zosilňovač

Ale tu prichádza Satinover so zaujímavou myšlienkou. Podľa neho je biologická architektúra ľudského mozgu špeciálne vhodná na to, aby sa v nej kvantové výpočty navzájom nerušili, ale, naopak, zosilňovali až po úroveň makrosveta. Nervový systém totiž pozostáva zo zložitej hierarchie navzájom komunikujúcich oblastí a podoblastí, kde každá oblasť je sieťou nervových buniek pospájaných tisíckami výbežkov.

"Napriek tristo rokom neuveriteľného vedeckého pokroku stále nemôžeme s istotou povedať, že človek je fyzikálny stroj, ktorého správanie a myšlienky možno presne vypočítať z poznania fyzikálnych vlastností všetkých jeho častíc." Zdieľať

Navyše, bunky samy sú sieťami molekúl pospájané biochemickými reakciami. Na každej úrovni prebiehajú drobné lokálne výpočty, ktoré sú vstupom pre výpočty na vyššej úrovni a naopak. V tejto prepojenej hierarchii existujú väzby zdola nahor a opačne. Môžeme si to predstaviť ako veľkú korporáciu. Lokálne analýzy a rozhodnutia vznikajú na úrovni malých tímov, zistenia potom idú vyššie, kde vyšší manažment spája viacero rôznych analýz z viacerých odvetví a tak ďalej, až po najvyššie úrovne, kde robí firma rozhodnutie o ďalšom postupe. A tento systém výpočtov sa v mozgu deje neuveriteľne rýchlo, za zlomok sekundy si siete týchto bunkových „tímov“ vymenia signály až po najvyšší manažment mozgu.

Množstvo spätných väzieb znamená, že mozog je systém citlivý na nepatrné zmeny parametrov – funguje v tzv. chaotickom režime. Preto hlas drobných kvantových výpočtov na molekulárnej úrovni nezaniká. Naopak, znásobuje sa a ovplyvňuje vyššie úrovne. Doplňujúcim argumentom Satinovera je, že kvantové javy dokáže využívať živá príroda, a to prekvapivo aj pri vyššej teplote. Dokonca nedávno vznikol nový odbor, ktorý sa kvantovými javmi v biológii zaoberá a nazýva sa kvantová biológia.

Ani osud, ani čistá náhoda

O tom, či všetky kamienky zapadnú do mozaiky kvantového mozgu, musí rozhodnúť ďalší výskum. Novinkou je, že Matthew Fisher z univerzity v Santa Barbara nedávno dostal grant na výskum svojej teórie kvantového mozgu, čo ukazuje, že hypotéza ľudského myslenia ako dôsledku zosilnenia kvantovej náhody má podporu v súčasnej neurovedeckej komunite.

Ľudský mozog, zdá sa, je postavený tak, aby mohol fungovať ako kvantovo-chaotický zosilňovač, ale na konečné závery máme zatiaľ málo vedomostí o molekulárnych a bunkových sieťach (tzv. nižšieho manažmentu). Ak by kvantová teória naozaj súvisela s činnosťou ľudskej mysle, potom by sa filozofický determinizmus musel vyrovnať s ďalším nepríjemným faktom: pojmy ako svedomie a sloboda by sa už nedali tak ľahko „odvysvetľovávať“ ako dôsledky mechanických zákonov hmoty, ako čistá ilúzia.

Mohlo by, naopak, ísť o autentické prejavy sebareflektujúceho ľudského vedomia, ktoré sa objavilo v istom štádiu evolúcie a presiahlo schopnosti mechanického počítača. 

Autori tohto článku sú fascinovaní ideou kvantového mozgu, ale vidia aj nedostatky a nezodpovedané otázky. Prečo z náhody povstala stavebnica, ktorá v makrosvete nefunguje až tak náhodne, časom sa stáva zložitejšou a snaží sa svoj recept – ako z náhody vyrobiť myslenie – odovzdávať ďalším generáciám? A tiež je tu očividná námietka, prečo sa ľudia správajú „celkom“ rozumne, a nie úplne náhodne, ak ich mysle riadi niečo ako systém miliárd a miliárd kvantových kociek dávajúcich náhodné hodnoty niekoľkokrát za sekundu.

Náhoda je nutná na odstránenie zväzujúceho determinizmu, ale nie je sama osebe postačujúca na záchranu slobodnej vôle. Čo je však to niečo navyše, čo je v jadre slobodných rozhodnutí, nikto nevie. Ako napísal Martin Gardner, slobodná vôľa „nie je ani osud, ani náhoda, ale ako uniká týmto dvom kategóriám, je mimo môjho pochopenia“.

Bez ohľadu na vaše filozofické presvedčenie možnosť kvantového mozgu, ktorý by vysvetľoval, odkiaľ sa berie ľudské rozhodovanie a myšlienky cez znásobovanie kvantového chaosu, čiže akejsi náhody zakódovanej do našej reality, vás určite nenechá ľahostajnými.

 

Pozrieť diskusiu

Fungujeme vďaka finančnej podpore našich čitateľov a pravidelných podporovateľov. Ďakujeme.

Podporte nás aj vy, aby sme vám mohli priniesť ďalšie kvalitné články.

Podporiť pravidelnou sumou Podporiť jednorazovo