Tęsinys. Pradžia – Nr. 17 (682)
Kaip žinoma, visa modernioji fizika remiasi reliatyvumo ir kvantinės mechanikos teorijomis. Jas apeinant, dar niekam nepavyko aprašyti gamtos procesų, o drauge ir sukurti kitų teorijų, kurios būtų patvirtintos eksperimentais ir stebėjimais. Čia nekalbame apie grynai matematinius modelius.
Taigi, vertinant pastangas fizikos mokslu paaiškinti sąmonę, peršasi esminis klausimas: ar fizikai vieningai sutaria dėl informacijos sąvokos ir ar, jiems kalbant apie informaciją be fizinių savybių, nepažeidžiami fundamentalūs kvantinės mechanikos teiginiai? Ir tik išsiaiškinus šį klausimą, galima daryti išvadas apie sąmonę paaiškinančių teorijų kūrimo perspektyvą bei komentuoti idėjas apie technologines galimybes žmogaus sąmonę perkelti į dirbtinį intelektą ir pan. Be to, vartojant informacijos sąvoką, dėl tam tikrų klausimų formulavimo iškyla dilema, nes savaime suprantama, kad, neteisingai suformulavus klausimą, neįmanomas išsamus tam tikrų dalykų paaiškinimas. Pavyzdžiui, kaip reikia suprasti klausimą ir ar gali būti koks nors atsakymas į jį, kai astrofizikas klausia: kas atsitinka su informacija, kai viena kvantinė dalelė patenka į juodąją skylę, o kita ne. Arba, kaip reikia vertinti tam tikro astrofiziko skaičiavimus apie asteroido nešamos informacijos kiekį?
Norint nuosekliai išnagrinėti minėtus dalykus, pirmiausia būtina paanalizuoti, kaip gamtinių procesų aiškinime įsitvirtino informacijos sąvoka. Taigi ketvirtajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje, norint paaiškinti atomo skilimą ir išspinduliuotos dalelės savybės pokytį, A. Einšteino ir N. Bohro ginčas apie superpoziciją išrutuliojo minties eksperimentą ir iš jo išplaukiantį klausimą: ar fotonai keičiasi informacija, neprarasdami laiko. A. Einšteinas ir du jo bendradarbiai B. Podolskis ir N. Rosenas atsako, kad to negali būti, nes tai prieštarauja reliatyvumo teorijai. Kartu pastebima, kad kvantinė mechanika nėra visapusiška. Todėl minėti fizikai teigia, kad dalelės savo savybes turi būti turėjusios iš anksčiau (A. Einšteinas, 2010, p. 386), nes vienalaikiai įvykiai pranoksta ir kartu kvestionuoja erdvėlaikio sampratą, t. y. kvestionuoja ribinį šviesos greitį ir drauge judėjimo, laiko bei erdvės sąvokas. Tad fotonų keitimasis informacija, neprarandant laiko, yra paradoksalus, t. y. prieštarauja gamtos pažinimo žinioms ir kartu gamtinių procesų paaiškinimo logikai.
Bet XX a. pabaigoje ir XXI a. eksperimentine įranga atlikti realūs EPR A. Einšteino, B. Podolskio ir N. Roseno eksperimentai įrodo, kad iš vieno šaltinio išspinduliuotos dalelės tarpusavyje keičiasi informacija, neprarasdamos laiko. Taigi iš tiesų kvantinės dalelės vienu ir tuo pačiu laiko momentu daro įtaką viena kitai, kad ir kaip toli jos būtų atskirtos.
Šį reiškinį (kaip vienalaikę dalelių koreliaciją – kvantinę sietį arba kvantinį susietumą, kvantinį susipynimą; angl. quantum entanglement) galima pritaikyti žmogaus proto kuriamos informacijos kodavimui ir perdavimui (A. Zeilinger, 2007). Be to, EPR eksperimentai tarsi atveria perspektyvą kvantinio kompiuterio sukūrimo idėjai.
Tačiau, remdamiesi naujausiais minėtų eksperimentų faktais ir jais bandydami aiškinti proto kuriamą informaciją kaip sąmonę, kaip smegenyse egzistuojančią informaciją kvantine forma, galiausiai susiduriame su išsamaus paaiškinimo problema, nes nei ketvirtajame praėjusio amžiaus dešimtmetyje atliktų minties, nei šiandieninių realių EPR eksperimentų kontekste vartojamas žodis „informacija“ nereiškia, kad vienalaikėje sąveikoje kvantinės dalelės tarp savęs sukuria kokią nors informaciją. Net ir nestudijavus I. Kanto filosofijos, akivaizdu, kad čia tik žmogaus protu sukurtos pažinimo žinios – informacija apie gamtoje vykstančius procesus, t. y. žodžiu „informacija“ įvardijamas kvantinio susietumo fenomeno egzistavimas.
Viena vertus, EPR eksperimentai parodo, kad superpozicija yra reali – dalelės randasi vienalaikėje sąveikoje per atstumą, tačiau, kita vertus, eksperimentų metu įmanoma fiksuoti vien tik tokios sąveikos pasekmes (A. Einšteinas, 2010, p. 386). Taigi realiai egzistuojanti ir daleles susiejanti priežastis negali būti paaiškinta fizikinį turinį arba fizines duotybes turinčiomis sąvokomis. Kitaip tariant, juslėmis (tiksliau, jutimo organų galimybes išplečiančiais matavimo prietaisais) fiksuojamas dalelių išmatuojamų ir aprašomų savybių pasikeitimo faktas, tačiau savybes koreliuojanti priežastis nėra ir negali būti matuojama bei paaiškinama iš principo. Tad, nepaisant fenomeno interpretacijų, tam tikrų fizikų protuose greta visų kitų žodžių ir sąvokų, aiškinančių gamtos procesus, įsitvirtina ir žodis „informacija“.
Minėti dalykai ypač svarbūs, nes jie sąlygoja skirtingus fenomeno paaiškinimus. Jais remiantis atskirų fizikų protuose gimsta skirtingos informacijos sąvokos. Būtent jos suponuoja skirtingas teorijų kūrimo idėjas ir kartu skirtingas eksperimentų bei technologijų perspektyvas.
Viena informacijos samprata formuluojama, kai, sekant A. Einšteinu, B. Podolskiu ir N. Rosenu, fizikinį turinį turinčiomis sąvokomis nepaaiškinama dalelių sąveikos priežastis yra traktuojama kaip iš anksto turimos dalelių savybės. Taip išvengiama fizikos mokslo sąvokų kvestionavimo. Remiantis minėtais fizikos mokslo autoritetais ir jų mintiniu eksperimentu, dar ir šiandien tam tikri fizikai tęsia dalelės ir jas siejančios priežasties, įvardijamos informacija, sutapatinimo tradiciją. Todėl neišmatuojamos ir neaprašomos, bet daleles susiejančios priežasties sutapatinimas su dalelės išmatuojama ir aprašoma savybe tam tikro fiziko prote galiausiai suformuluoja dalelės ir informacijos sutapatinimo sąvoką. Ja norima paaiškinti ir sumodeliuoti sąmonę, kaip protingą materiją, – kvantų kuriamą informaciją arba kaip smegenyse esančią informaciją kvantine forma ir pan. O įsivaizduojant, kad informacija įgyja fizinių dalelių savybių, gimsta idėjos apie fizikinę sąmonės teoriją ir iš jos išplaukiančias įvairias idėjas technologinėms perspektyvoms. Pavyzdžiui, informacijos ir dalelės tapatinimo sąvoka pagrindžiamas holistinis Visatos modelis.
Tačiau realūs EPR eksperimentai rodo, kad tokia informacijos ir dalelės sutapatinimo sąvoka yra klaidinga, t. y. neatitinka realaus gamtos veikimo demonstravimo ir logiško paaiškinimo. Todėl, nuosekliai aiškinant eksperimentų faktus, tam tikrų fizikų kalbėsenoje atsirado sąvoka, labiau atitinkanti tikrovę. Tai informacijos lauko sąvoka. Ji buvo pradėta rutulioti jau po pirmųjų EPR eksperimentų, nes, norint išsamiai paaiškinti vienalaikę fotonų koreliaciją, negalėjo būti pritaikomos sąvokos, kuriose implikuotas gamtinių procesų paaiškinimas. Negalėjo būti pritaikomos būtent dėl to, kad realūs eksperimentai jas kvestionavo. EPR eksperimentai rodė, kad dalelių ir jas siejančios priežasties egzistavimas yra du gamtos vienovę sudarantys faktoriai, kuriuos fiziškai sujungti yra iš principo neįmanoma užduotis, nes vienas iš jų išmatuojamas, o kitas – ne, t. y. vienas faktorius turi fizines savybes, o kitas jų neturi. Šie pažinimo faktai pagrindžia teiginį, kad gamtos veikime yra daugiau dėmenų nei išmatuojami. Dėl to dalelių pasikeitimą informacija, neprarandant laiko, nuosekliau paaiškina samprata, kad dalelių koreliacija vyksta neišmatuojamame ir neaprašomame lauke. Kadangi daleles koreliuoja faktorius, kuris pranoksta visas sąvokas, paaiškinančias judėjimą, erdvę, laiką ir kartu bet kokią fizinę sąveiką, logiška teigti apie tokio faktoriaus išorinį veikimą tų dalelių atžvilgiu, t. y. dalelių sąveika vyksta dėl neišmatuojamo ir neaprašomo informacinio lauko.
EPR eksperimentų faktai sąlygoja naują jų vertinimo logiką, kuria pagrindžiama objektyvi tikrovė ir drauge paneigiama įsivaizduojamoji. Dabar tampa aišku, kad klausimas, kas atsitinka su informacija, kai viena kvantinė dalelė patenka į juodąją skylę, o kita – ne, yra suformuluotas remiantis minties eksperimentu, todėl beprasmis fizikos mokslo atžvilgiu. Ir ne tik dėl to, kad dalelės nekuria jokios informacijos, bet ir dėl to, kad, netgi remiantis EPR eksperimentais ir kalbant apie realiai egzistuojantį informacijos lauką, kaip daleles susiejantį faktorių, apie tokį lauką fizika nieko negali pasakyti. Fizika negali turėti jokios įrangos informacijos lauko matavimams, o drauge ir jokio žodyno jam apibūdinti, išskyrus tai, kad toks laukas – realus.
Analogiškai galima vertinti ir tam tikrus astrofizikų skaičiavimus apie asteroido nešamos informacijos kiekį. Toks skaičiavimas – beprasmis fizikos mokslo galimybių atžvilgiu. Beje, 2015 m. balandžio 10 d. EPR eksperimentai visiškai kitu aspektu buvo aptarti Vilniaus universiteto Teorinės fizikos katedroje. Tada kilo idėjų, kad galbūt kvantinio susietumo reiškinį galima išnaudoti tam tikroms lazerinėms technologijoms sukurti. Tačiau konferencijos dalyviams išsamiau išnagrinėjus kvantinės mechanikos pagrindus, paaiškėjo, kad kvantinis susietumas negali suponuoti jokios apibrėžiamos jėgos.
Kvantinis susietumas žadina idėjas sukurti kvantinį kompiuterį. Šiuo atveju kalbama apie galimybę manipuliuoti dalelėmis ir, išnaudojant vienalaikį dalelių sąveikavimą, tikimasi sukurti ypač greitai veikiantį kompiuterį. Tačiau kvantinio kompiuterio veikimo principo negalima prilyginti sąmonės, kaip proto kuriamos informacijos be fizinių savybių, paaiškinimui. Kaip minėta, kvantinės dalelės nesukuria jokios informacijos ir realiai egzistuojanti daleles siejanti priežastis yra išorinė tikrovė tų dalelių atžvilgiu.
Vartojant žodį „informacija“ ir kalbant apie žmogaus smegenis, kaip jas sudarančias ir tarpusavyje koreliuojančias kvantines daleles, jų koreliacija priklauso nuo išorinio informacijos lauko tų dalelių atžvilgiu, o ne nuo pačių kvantinių dalelių, kurios neva sukuria informaciją. Dėl to smegenyse vykstantys vienalaikiai įvykiai, kaip kvantinių dalelių vienalaikė koreliacija, gali būti išsamiau paaiškinti informacijos lauko, o ne informacija, esančia smegenyse kvantine forma. Paminėti dalykai perša nuoseklią išvadą, kad smegenys tėra tam tikra materiali informacijos lauko išraiška, bet ne priešingai. Tokį teiginį patvirtina ir šiandieniniai smegenų tyrimai molekuliniu lygmeniu, nes visos išvados apie žmogaus mintis ir galimybę apie jas sužinoti kitam žmogui yra gautos vieninteliu būdu – stebint smegenų medžiagą. Kad žmogaus kūnas patiria mąstymo pasekmes, demonstruoja jau seniai išrastas poligrafas, labiau žinomas kaip melo detektorius.
Henrikas Pupelis
(Tęsinys – kituose numeriuose)