Đóng góp ý kiến và báo lỗi phiên bản mới tại đây

public7 năm trước

Mối Liên Hệ Lạ Thường Giữa Trí Não Con Người Và Vật Lý Lượng Tử

MỐI LIÊN HỆ LẠ THƯỜNG GIỮA TRÍ NÃO CON NGƯỜI  VÀ VẬT LÝ LƯỢNG TỬ

Phillip Ball (Duy Khánh dịch)

Không ai hiểu ý thức là gì hay ý thức vận hành như thế nào. 
Cũng chẳng có ai hiểu cơ học lượng tử. Liệu có gì ngoài trùng hợp hay không?

“Tôi không thể định nghĩa vấn đề thực sự, bởi vậy tôi ngờ rằng chẳng có vấn đề gì cả, nhưng tôi không chắc có đúng là không có vấn đề hay không.”

Nhà vật lý người Mỹ Richard Feynmann đã nói như vậy về các vấn đề nan giải và những nghịch lý trong cơ học lượng tử, lý thuyết mà các nhà vật lý đã sử dụng để mô tả các vật thể nhỏ bé nhất trong Vũ trụ. Nhưng có lẽ ông cũng đang nói về vấn đề nan giải tương đương của ý thức.

Một số nhà khoa học tin rằng chúng ta đã hiểu được ý thức là gì, hay chỉ đơn thuần là một ảo tưởng. Nhưng rất nhiều nhà khoa học cảm thấy chúng ta vẫn chưa nắm bắt được nguồn gốc xuất xứ của nó.

Thậm chí, vấn đề nan giải bất tử của ý thức đã khiến một số nhà nghiên cứu viện đến vật lý lượng tử để giải thích nó. Khái niệm này luôn gặp phải nỗi hoài nghi, điều không mấy ngạc nhiên: thật không khôn ngoan khi giải thích bí ẩn này bằng một bí ẩn khác. Nhưng những ý tưởng như vậy không hoàn toàn ngớ ngẩn, và sự thất thường của chúng cũng vậy.

Điểm đầu tiên, với sự khó chịu đặc biệt của các nhà vật lý,  có vẻ như trí não mở lối đi vào lý thuyết lượng tử ngay từ thời kỳ đầu. Hơn thế nữa, các máy tính lượng tử được dự đoán là có khả năng hoàn thành những việc máy tính thông thường không thể, điều này nhắc nhở chúng ta về cách trí não có thể nắm bắt được những điều vượt xa khả năng của trí tuệ nhân tạo. “Ý thức lượng tử” thường bị chế nhạo như một lời ve vãn bí ẩn, nhưng nó vẫn không biến mất.

Hình 1: Điều gì đang diễn ra trong trí não chúng ta? (Nguồn: Mehau Kulyk/Science Photo Library)

Cơ học lượng tử là lý thuyết tốt nhất chúng ta có để mô tả thế giới ở cấp độ cơ bản của nguyên tử và các hạt hạ nguyên tử. Có lẽ bí ẩn nổi tiếng nhất của nó là thực tế rằng kết quả của một thí nghiệm lượng tử có thể thay đổi tùy thuộc vào việc chúng ta có chọn đo tính chất nào đó của các hạt tham gia thí nghiệm hay không.

Khi “hiệu ứng người quan sát” này được những nhà lý thuyết lượng tử tiên phong nhận biết, họ đã cực kỳ bối rối. Có vẻ như nó phá hoại giả định cơ sở ẩn sau tất cả các ngành khoa học: rằng có một thế giới khách quan ngoài kia, không tương tác với chúng ta. Nếu cách thế giới vận hành phụ thuộc vào cách chúng ta quan sát nó, thì “thực tại” thực ra có ý nghĩa gì?

Một số nhà nghiên cứu cảm thấy bị ép buộc phải kết luận rằng tính khách quan thực ra chỉ là một ảo ảnh, rằng ý thức phải đóng vai trò chủ động trong lý thuyết lượng tử. Với số khác, điều này chẳng có ý nghĩa gì cả. Chắc chắn, Albert Einstein đã từng phàn nàn rằng, Mặt trăng không chỉ tồn tại khi chúng ta nhìn nó!

Ngày nay, một số nhà vật lý nghi ngờ rằng, dù ý thức có ảnh hưởng lên cơ học lượng tử hay không, thực tế nó vẫn nảy sinh nhờ đó. Họ tin rằng có lẽ cần có lý thuyết lượng tử để giải thích cách trí não vận hành.

Có lẽ, cũng như các đối tượng lượng tử có thể ở hai vị trí đồng thời một cách biểu kiến, thì một trí não lượng tử có thể giữ hai ý tưởng loại trừ lẫn nhau tại cùng một thời điểm?

Những ý tưởng này đều mang tính ức đoán, và thực tế có thể vật lý lượng tử chẳng có vai trò căn bản nào cho hay trong cách vận hành của tâm trí. Nhưng nếu không có gì khác, những khả năng này cho thấy lý thuyết lượng tử đã ép chúng ta suy nghĩ lạ thường đến mức nào.

Hình 2. Thí nghiệm hai khe hẹp nổi tiếng (Nguồn: Victor de Schwanberg/Science Photo Library)

Sự xâm nhập nổi tiếng nhất của trí não vào cơ học lượng tử đến từ “thí nghiệm hai khe hẹp”. Tưởng tượng rằng ta chiếu một tia sáng trước một màn chứa hai khe hẹp song song. Một phần ánh sáng đi qua các khe, từ đó chúng đập phải một màn khác.

Ánh sáng có thể được coi như một dạng sóng và khi các sóng hiện ra từ hai khe thế này chúng có thể giao thoa với nhau. Nếu các đỉnh sóng trùng nhau, chúng cộng hưởng, trong khi nếu một đỉnh và một hõm trùng nhau, thì chúng triệt tiêu nhau. Sự giao thoa các sóng này được gọi là hiện tượng nhiễu xạ, và nó tạo ra một dãy luân phiên các dải sáng tối trên màn chắn sau, khi các sóng ánh sáng cộng hưởng và triệt tiêu nhau.

Thí nghiệm này được hiểu như một đặc tính của các sóng trong suốt 200 năm, trước khi lý thuyết lượng tử xuất hiện.

Thí nghiệm hai khe cũng có thể thực hiện được với các hạt lượng tử như electron; các hạt vi mô mang điện cấu thành nên nguyên tử. Trong một thiết lập phản trực quan, những hạt này có thể hành xử như sóng. Điều này có nghĩa là chúng có thể trải qua sự nhiễu xạ khi một dòng các hạt electron đi qua hai khe hẹp, tạo ra một hình mẫu giao thoa.

Bây giờ, giả sử các hạt lượng tử được gửi qua các khe, mỗi hạt một lần, và như vậy chúng lần lượt đập vào màn chắn. Giờ đây rõ ràng chẳng có gì trên đường đi của mỗi hạt để giao thoa cùng – nhưng hình mẫu va chạm của mỗi hạt theo thời gian đều là các dải giao thoa.

Có vẻ như thí nghiệm này ngụ ý rằng mỗi hạt đều đồng thời đi qua cả hai khe và tự giao thoa với chính nó. Sự kết hợp của việc “đi qua cả hai đường ở cùng một thời điểm” này được gọi là một trạng thái chồng chập.

Nhưng đây thực sự là một điều kỳ dị.

Hình 3: Thí nghiệm hai khe hẹp (Nguồn: GIPhotoStock/Science Photo Library)

Nếu đặt một máy dò bên trong hay ở ngay sau một khe, ta có thể phát hiện ra hạt vi mô có đi qua nó hay không. Tuy nhiên, trong trường hợp này, hình mẫu giao thoa biến mất. Đơn giản chỉ vì việc quan sát đường đi của hạt – ngay cả khi sự quan sát này không làm nhiễu chuyển động của hạt – mà chúng ta đã thay đổi kết quả thí nghiệm.

Nhà vật lý Pascual Jordan, người đã làm việc cùng với bậc thầy lượng tử Niels Bohr ở Copenhagen vào những năm 1920, đã kết luận rằng “sự quan sát không chỉ làm nhiễu cái cần được đo, chúng còn tạo ra nó nữa… Chúng ta đã ép [một hạt lượng tử] phải mang một vị trí xác định.” Nói cách khác, Jordan nói, “chính chúng ta đã tạo ra những kết quả thí nghiệm.”

Nếu như vậy, thực tại khách quan có vẻ như không còn tồn tại nữa.

Và thậm chí nó còn trở nên xa lạ hơn.

Hình 4: Các hạt có thể đồng thời ở cùng hai trạng thái (Nguồn: Victor de Schwanberg/Science Photo Library)

Nếu tự nhiên có vẻ như đang thay đổi động thái của nó tùy thuộc vào việc chúng ta có “quan sát” nó hay không, ta có thể lừa nó tiết lộ mục đích của mình. Để làm vậy, ta có thể đo xem hạt đi qua khe nào trong hai khe, nhưng chỉ khi nó đã đi qua hai khe ấy. Từ đó, nó hẳn đã phải “quyết định” sẽ đi một hoặc cả hai đường.

Một thí nghiệm hoạt động như thế được nhà vật lý Mỹ John Wheeler đề xuất vào những năm 1970, và thí nghiệm “sự lựa chọn mang tính trì hoãn” này được thực hiện vào thập kỷ tiếp theo. Nó sử dụng các kỹ thuật sáng tạo nhằm thực hiện những phép đo trên quỹ đạo của các hạt lượng tử (nói chung thường là các hạt lượng tử ánh sáng, photon) sau khi chúng đã chọn đi một đường hay là một chồng chập của cả hai đường.

Thực tế hóa ra, cũng như Bohr đã tự tin tiên đoán, không có gì khác biệt trong chuyện chúng ta có trì hoãn phép đo hay không. Cứ khi nào chúng ta đo đường đi của photon trước khi nó chạm đến máy dò là tất cả hiện tượng giao thoa biến mất.

Cứ như thể tự nhiên không chỉ “biết” khi chúng ta nhìn, mà còn cả khi chúng ta chuẩn bị nhìn nữa.

Hình 5: Eugene Wigner (Nguồn: Emilio Segre Visual Archives/American Institute of Physics/Science Photo Library)

Trong những thí nghiệm này, bất cứ khi nào thấy đường đi của một hạt lượng tử, đám mây những đường đi của nó “suy sụp” thành một trạng thái đơn lẻ được xác định cụ thể. Hơn thế, thí nghiệm sự lựa chọn mang tính trì hoãn ngụ ý rằng, chỉ riêng hành động quan sát, chứ không tính đến bất kỳ sự gây nhiễu cụ thể nào gây ra bởi phép đo, có thể gây ra sự suy sụp. Nhưng phải chăng điều này có nghĩa rằng sự suy sụp thực sự chỉ xảy ra khi kết quả của một phép đo chạm vào nhận thức của chúng ta?

Khả năng này được nhà vật lý người Hungary Eugene Wigner thừa nhận vào những năm 1930. “Nó có nghĩa là sự mô tả lượng tử của các vật thể chịu ảnh hưởng bởi những ấn tượng đi vào nhận thức của tôi,” ông viết. “Thuyết duy ngã có thể nhất quán một cách lôgic với cơ học lượng tử hiện tại.”

Wheeler thậm chí còn tiêu khiển với ý nghĩ rằng hiện thực tồn tại của các sinh vật, vốn có khả năng “để ý”, đã biến thứ trước đó là một chồng chập những quá khứ lượng tử thành một lịch sử cụ thể. Theo nghĩa này, Wheeler nói, chúng ta đã trở thành thành viên trong chu trình tiến hóa của Vũ trụ ngay từ khởi đầu của nó. Nói như ông, chúng ta đang sống trong một “vũ trụ cho phép sự tham gia của cá nhân”

Ngày nay, các nhà vật lý vẫn chưa đồng thuận xem đâu là cách tốt nhất để giải thích các thí nghiệm lượng tử này, và ở một mức độ nào đó bạn nghĩ gì về nó (ở thời điểm hiện tại) là tùy bạn. Nhưng dù là cách này hay cách khác, thật khó để lờ đi ngụ ý rằng ý thức và cơ học lượng tử có liên kết với nhau theo một cách nào đó.

Đến đầu những năm 1980, nhà vật lý người Anh Roger Penrose đã đề xuất rằng mối liên kết này có thể hoạt động theo hướng khác. Dù nhận thức có ảnh hưởng lên cơ học lượng tử hay không, ông nói, có lẽ cơ học lượng tử vẫn luôn xuất hiện trong ý thức.

Hình 6: Nhà vật lý và toán học Roger Penrose. (Nguồn: Max Alexander/Science Photo Library)

Nếu, Penrose hỏi, có những cấu trúc kiểu phân tử trong trí não của chúng ta, có khả năng thay đổi trạng thái của chúng để đáp lại một sự kiện lượng tử đơn lẻ thì sao? Liệu những cấu trúc này có thể gắn với một trạng thái chồng chập, cũng như các hạt trong thí nghiệm hai khe hẹp không? Và liệu có thể rằng các trạng thái chồng chập lượng tử ấy cũng xuất hiện trong những phương thức kích hoạt các nơron thông qua các tín hiệu điện để đối thoại không?

Có lẽ, Penrose nói, khả năngduy trì những trạng thái tinh thần có vẻ như không tương thích của chúng ta, không phải là một điểm dị thường của ý thức, mà là một hiệu ứng lượng tử thực sự.

Sau cùng, trí não con người có vẻ như có khả năng xử lý các quá trình liên quan tới ý thức mà vẫn còn ở rất xa khả năng của các máy tính kỹ thuật số. Có lẽ thậm chí chúng ta có thể thực hiện những nhiệm vụ tính toán bất khả với các máy tính thông thường, vốn sử dụng lôgic kỹ thuật số cổ điển.

Penrose đề xuất hiệu ứng lượng tử trong ý thức của con người này trong cuốn sách in năm 1989 của ông, The Emperor’s New Mind (Trí não mới của Hoàng đế). Ý tưởng này được gọi là Orch-OR, viết tắt của “orchestrated objective reduction” (sự giản lược khách quan hài hòa). Cụm “giản lược khách quan” có nghĩa rằng, như Penrose tin, sự suy sụp của hiện tượng giao thoa và chồng chập lượng tử là có một quá trình vật lý có thực, giống như sự nổ của một cái bong bóng vậy.

Orch-OR đã gợi đến đề xuất của Penrose rằng lực hấp dẫn có trách nhiệm với thực tế rằng các vật thể đời thường như những cái ghế hay các hành tinh, không thể hiện hiệu ứng lượng tử. Penrose tin rằng sự chồng chập lượng tử trở nên bất khả với các đối tượng vô cùng lớn so với nguyên tử, bởi vì hiệu ứng hấp dẫn của chúng sẽ ép buộc hai phiên bản không tương thích của không-thời gian đồng thời tồn tại.

Penrose đã phát triển ý tưởng này xa hơn cùng với bác sĩ người Mỹ Stuart Hameroff. Trong cuốn sách in năm 1994 Shadows of the Mind (Những cái bóng của trí não), ông đề xuất rằng những cấu trúc tham gia vào nhận thức lượng tử này có thể là các dải protein gọi là microtubulue. Chúng xuất hiện ở hầu khắp các tế bào của chúng ta, bao gồm cả các nơron trong não bộ. Penrose và Hameroff lập luận rằng những rung động của microtubule có thể gắn với một trạng thái chồng chập lượng tử.

Nhưng không có bằng chứng nào cho một niềm tin mơ hồ như vậy.

Hình 7 Các microtubule trong một tế bào (Nguồn: Dennis Kunkel Microscopy/Science Photo Library)

Người ta đã đề xuất rằng ý tưởng chồng chập lượng tử trong các microtubule được những thí nghiệm mô tả năm 2013 củng cố, nhưng thực tế những nghiên cứu này không hề đề cập đến các hiệu ứng lượng tử.

Bên cạnh đó hầu hết các nhà nghiên cứu nghĩ rằng ý tưởng Orch-OR đã bị một nghiên cứu công bố năm 2000 loại bỏ. Nhà vật lý Max Tegmark đã tính toán rằng các trạng thái chồng chập lượng tử của những phân tử xuất hiện trong tín hiệu nơron không thể tồn tại trong thậm chí một khoảnh khắc của thời gian cần để tín hiệu ấy có thể chạm đến bất cứ đâu.

Các hiệu ứng lượng tử như sự chồng chập rất dễ bị phá hủy, bởi một quá trình gọi là sự phân rã. Quá trình này có nguồn gốc từ những tương tác của một đối tượng lượng tử với môi trường xung quanh nó, qua đó “tính lượng tử” mất đi.

Sự phân rã được coi là vô cùng nhanh trong môi trường nóng ẩm như các tế bào sống.

Tín hiệu thần kinh là những xung điện, do các nguyên tử mang điện đi qua vách tế bào thần kinh tạo ra. Nếu một trong những nguyên tử này đang ở trong một trạng thái chồng chập và sau đó va chạm với một nơron, Tegmark đã chỉ ra rằng sự chồng chập này có thể phân rã trong không tới một phần tỉ tỉ của một giây. Cần có ít nhất mười nghìn tỉ tỉ lần thời gian như vậy để một nơron phóng ra một tín hiệu.

Hệ quả là, các ý tưởng về những hiệu ứng lượng tử trong não vấp phải nỗi hoài nghi cực lớn.

Tuy nhiên, Penrose không bị những lập luận này lay chuyển và không thay đổi giả thuyết Orch-OR. Và mặc cho dự đoán của Tegmark về sự phân rã vô cùng nhanh trong các tế bào, các nhà nghiên cứu khác đã tìm thấy bằng chứng cho những hiệu ứng lượng tử trong sinh vật. Một vài người khác lập luận rằng cơ học lượng tử được trang bị bởi những con chim di cư sử dụng hệ thống dẫn đường bằng từ, và bởi những cây xanh khi chúng sử dụng ánh sáng để tạo ra đường từ sự quang hợp.

Bên cạnh đó, ý tưởng rằng não bộ có thể sử dụng các mẹo lượng tử không cho thấy dấu hiệu nào là sẽ biến mất. Bởi vì giờ đây còn có một lập luận khác, khá khác biệt cho nó.

Hình 8 Liệu phốt pho có thể duy trì một trạng thái lượng tử? (Nguồn: Phil Degginger/Science Photo Library)

Trong một nghiên cứu công bố năm 2015, nhà vật lý Matthew Fisher của Đại học California ở Santa Barbara lập luận rằng não bộ có thể chứa những phân tử có khả năng duy trì những trạng thái chồng chập lượng tử mạnh hơn. Cụ thể, ông tin rằng những hạt nhân nguyên tử phốt pho có thể có khả năng này.

Các nguyên tử phốt pho tồn tại ở khắp mọi nơi trong tế bào sống. Chúng thường ở dạng các ion phốt pho, trong đó một nguyên tử phốt pho kết hợp với bốn nguyên tử ôxy.

Những ion như vậy, là đơn vị cơ bản của năng lượng trong tế bào. Hầu hết năng lượng của tế bào đặt trong các phân tử gọi là ATP, vốn chứa một dây ba nhóm phốt phát kết hợp thành một phân tử hữu cơ. Khi một trong ba gốc phốt phát tách ra tự do, năng lượng được giải phóng để tế bào sử dụng.

Các tế bào có cơ cấu phân tử để tập hợp các ion phốt phát thành nhóm và tách chúng trở lại. Fisher đề xuất một lược đồ trong đó hai ion phốt phát có thể được đặt trong một trạng thái chồng chập đặc biệt gọi là một “trạng thái rối”.

Các hạt nhân phốt phát có một tính chất lượng tử gọi là spin, cái khiến chúng trông giống như những cái nam châm với các cực chỉ theo những hướng cụ thể. Trong một trạng thái rối, spin của một hạt nhân phốt pho phụ thuộc vào spin của hạt nhân còn lại.

Nói cách khác, các trạng thái rối thực ra chính là những trạng thái chồng chập với nhiều hơn một hạt lượng tử.

Fisher nói rằng động thái mang tính cơ-lượng tử của những spin của các hạt nhân này có thể cản trở tương đối tốt sự phân rã theo thang thời gian của con người. Ông đồng ý với Tegmark rằng những rung động lượng tử, như những gì đã được Penrose và Hameroff đặt làm tiên đề, sẽ có thể bị ảnh hưởng mạnh bởi môi trường xung quanh “và sẽ phân rã gần như ngay lập tức”. Nhưng các spin của hạt nhân sẽ không tương tác đủ mạnh với môi trường xung quanh chúng.

Tất cả giống như, động thái lượng tử trong spin của hạt nhân phốt pho sẽ phải được “bảo vệ” khỏi sự phân rã.

Hình 9. Các hạt lượng tử có thể có spin khác nhau (Nguồn: Richard Kail/Science Photo Library)

Điều này có thể xảy ra, Fisher nói, nếu các nguyên tử phốt pho kết hợp chặt chẽ thành một đối tượng gọi là “các phân tử Posner”. Chúng là một cụm sáu ion phốt phát, kết hợp với chín ion canxi. Có vài nguyên nhân cho thấy, chúng có thể tồn tại trong các tế bào sống, mặc dù còn xa ta mới có thể kết luận từ đây.

Trong các phân tử Posner, Fisher lập luận, spin của phốt pho có thể ngăn trở sự phân rã trong một ngày hoặc hơn, thậm chí là trong các tế bào sống. Điều này có nghĩa là chúng có thể ảnh hưởng lên cách thức hoạt động của não bộ.

Ý tưởng ở đây là các phân tử Posner có thể bị các nơron nuốt mất. Một khi đã vào bên trong, các phân tử Posner có thể kích hoạt việc bắn một tín hiệu sang nơron khác, bằng cách rời ra và giải phóng các ion canxi của chúng.

Bởi vì rối lượng tử trong các phân tử Posner, hai tín hiệu như vậy do đó phải vướng vào nhau: một dạng chồng chập lượng tử của một “suy nghĩ”, bạn có thể coi như vậy. “Nếu việc xử lý lượng tử với spin của các hạt nhân thực tế cũng hiện hữu trong não bộ, nó sẽ là một hiện tượng cực kỳ phổ biến, xảy ra hầu hết mọi lúc,” Fisher nói.

Ý tưởng này xuất hiện lần đầu tiên khi ông bắt đầu nghĩ về bệnh tâm thần.

Hình 10. Một viên liti carbonate. (Nguồn: Custom Medical Stock Photo/Science Photo Library).

“Đường vào ngành hóa sinh não bộ của tôi bắt đầu khi ba hay bốn năm trước tôi quyết định khám phá xem làm thế nào mà các ion liti trên Trái đất có thể có hiệu ứng kinh ngạc đến vậy trong việc xử lý các điều kiện thần kinh,” Fisher nói.

Các chất gây nghiện chứa liti được sử dụng rộng rãi để điều trị chứng mất trật tự lưỡng cực. Chúng có tác dụng, nhưng không ai biết làm thế nào lại như vậy.

“Tôi đã không tìm kiếm một giải thích mang tính lượng tử,” Fisher nói. Nhưng rồi ông lướt qua một bài báo cáo rằng các chất gây nghiện chứ liti có những ảnh hưởng khác nhau lên cách hành xử của chuột, tùy thuộc vào dạng – hay “đồng vị” – liti được sử dụng.

Đây thực sự là một vấn đề vô cùng nan giải, ngay từ nghĩa đen. Trong ngôn ngữ hóa học, các đồng vị khác nhau hành xử gần như đồng nhất, vậy nên nếu liti có tác dụng như một chất gây nghiện nhân tạo thì tất cả các đồng vị của nó cũng phải tạo hiệu ứng tương tự.

Hình 11. Các tế bào thần kinh được kết nối ở khớp thần kinh (Nguồn: Sebastian Kaulitzki/Science Photo Library).

Nhưng Fisher đã nhận ra rằng hạt nhân của các nguyên tử của những đồng vị khác nhau của liti có thể có spin khác nhau. Tính chất lượng tử này có thể ảnh hưởng đến cách tác động của chất gây nghiện chứa liti. Chẳng hạn, nếu liti thay thế cho canxi trong các phân tử Posner, spin của liti có thể “cảm thấy” và ảnh hưởng lên những nguyên tử phốt pho, do đó giao thoa với trạng thái rối của chúng.

Nhưng nếu đúng thì điều này sẽ giúp giải thích tại sao liti có thể điều trị chúng rối loạn lưỡng cực.

Ở điểm này, đề xuất của Fisher chỉ là một ý tưởng hấp dẫn. Nhưng có một vài phương pháp mà tính chính xác của chúng có thể được kiểm định, bắt đầu với ý tưởng spin của phốt pho trong các phân tử Posner có thể giữ được sự gắn kết lượng tử trong quãng thời gian dài. Đó chính là điều tiếp theo mà Fisher hướng tới.

Cũng như vậy, ông thận trọng với việc liên kết những ý tưởng ban đầu về “ý thức lượng tử”, mà với ông thì cùng lắm chúng cũng chỉ mang tính ức đoán.

Hình 12. Ý thức như một bí ẩn sâu sắc (Nguồn: Sciepro/Science Photo Library)

Các nhà vật lý rất không thoải mái với việc tìm kiếm chính họ trong những lý thuyết của họ. Hầu hết trong số đó hi vọng rằng ý thức và não bộ có thể được giữ bên ngoài lý thuyết lượng tử, và có lẽ cả điều ngược lại nữa. Sau cùng, chúng ta không biết ý thức là gì, hãy tìm một lý thuyết riêng biệt để mô tả nó.

Điều không mấy khả quan là hiện nay có một nhóm nghiên cứu quy mô nhỏ đời mới, dành hết công sức vào khái niệm “ý thức lượng tử”, khẳng định rằng cơ học lượng tử đưa ra lý do căn bản khả dĩ cho những khái niệm như thần giao cách cảm và cách không di vật:

Hệ quả là, các nhà vật lý thường thấy xấu hổ khi đề cập đến từ “lượng tử” và từ “ý thức” trong cùng một câu.

Nhưng đặt hết những chuyện ấy qua một bên, thì ý tưởng này đã có một lịch sử lâu dài. Liên tục kể từ khi “hiệu ứng người quan sát” và trí não gián tiếp gắn chính chúng vào lý thuyết lượng tử trong những ngày đầu tiên, người ta đã không thể nào loại chúng ra nữa. Một vài nhà nghiên cứu còn nghĩ rằng chúng ta sẽ vấp phải rất nhiều khó khăn để thực hiện điều đó.

Năm 2016, Adrian Kent ở Đại học Cambridge, Anh, một trong những “triết gia lượng tử” đáng kính nhất, đã dự đoán rằng ý thức có thể ảnh hưởng đến động thái của các hệ thống lượng tử theo những cách thức vi tế nhưng có thể đo được.

Hình 13. Chúng ta không hiểu cách thức vận hành của suy nghĩ (Nguồn: Andrzej Wojicicki/Science Photo Library).

Kent rất thận trọng với ý tưởng này. “Không có lý do bắt buộc nào về mặt nguyên lý để tin rằng lý thuyết lượng tử là lý thuyết đúng đắn để thử tạo lập một lý thuyết cho ý thức, hay các vấn đề lượng tử phải có gì đó liên quan với vấn đề của ý thức,” ông thừa nhận.

Nhưng ông nói rằng thật khó để thấy được làm thế nào mà một mô tả thuần túy dựa trên vật lý tiền lượng tử của ý thức lại có thể giải thích tất cả những đặc điểm có thể có của nó.

Một trong những vấn đề hóc búa nhất là nhận thức của chúng ta có thể trải nghiệm những cảm nhận độc nhất, chẳng hạn màu đỏ hay mùi thịt lợn cháy, như thế nào. Không kể những người khiếm thị, chúng ta đều biết màu đỏ thế nào, nhưng chúng ta không có cách nào để truyền tải cảm nhận, và không có gì trong vật lý cho chúng ta biết rằng cách truyền tải ấy nên thế nào.

Những cảm nhận như vậy gọi là “qualia”. Ta nhận thức chúng như những tính chất thống nhất của thế giới bên ngoài, nhưng thực tế chúng là sản phẩm của ý thức của chúng ta – và rất khó để giải thích chúng. Thực tế, năm 1995, nhà triết học David Chalmers đã gọi đó là “vấn đề nan giải” của ý thức.

Hình 14: Ý thức của chúng ta hoạt động như thế nào? (Nguồn: Victor Habbick Visions/Science Photo Library)

“Mọi dòng suy tưởng về mối quan hệ giữa ý thức với vật lý đều dẫn tới những rắc rối sâu sắc”, Kent nói.

Điều này đã nhắc nhở ông đề xuất rằng “chúng ta có thể tạo ra một số tiến bộ trong việc hiểu vấn đề về sự tiến hóa của ý thức nếu chúng ta giả định rằng ý thức làm thay đổi (dù có thể rất nhẹ và vi tế) những xác suất lượng tử.”

Nói cách khác, trí não có thể thực sự ảnh hưởng đến kết quả của những phép đo.

Dưới góc nhìn này, nó không xác định chính xác “điều gì là thật”. Nhưng nó có thể ảnh hưởng lên xác suất mỗi một thực tại khả dĩ mà cơ học lượng tử chấp nhận là thực tại mà chúng ta thực tế đang quan sát, theo một cái cách mà tự thân lý thuyết lượng tử cũng không thể dự đoán. Kent nói rằng chúng ta có thể tìm kiếm những hiệu ứng như thế nhờ thực nghiệm.

Ông thậm chí còn đánh giá một cách dũng cảm, xác suất tìm thấy chúng. “Tôi có thể tin rằng có lẽ 15% những gì liên quan cụ thể với ý thức đã gây ra những bất thường trong lý thuyết lượng tử, mà 3% trong số đó có thể xác định bằng thực nghiệm trong vòng 50 năm tới,” ông nói.

Nếu điều này xảy ra, nó sẽ thay đổi các ý tưởng của chúng ta về cả vật lý lẫn trí não. Thật đáng để khám phá.

Theo dzuykhanh.wordpress.com

----------------------------

Hợp Tác Cùng YBOX.VN Truyền Thông Miễn Phí - Trả Phí Theo Yêu Cầu tại http://bit.ly/YBOX-Partnership

2,566 lượt xem

lh-fulllh-x