Pabaiga. Pradžia – Nr. 17 (682)
EPR eksperimentai nepaneigia moderniosios fizikos teorijų, bet keičia loginę pasaulio sampratą. Pastebėtina, kad gamtos pažinimo istorijoje pasaulėvaizdžio kaita žmogaus prote vyko nuolatos. Tad, atsakant į pačioje pradžioje iškeltą klausimą (kad eksperimentai esmingai keičia metodologiją), reikėtų pradėti nuo klasikinės fizikos ištakų. Jose Galilėjus suformuluoja reliatyvistinę prasmę turinčią inercijos sąvoką, kad judėjimas nereikalauja jėgos ir išlieka kaip nekintanti kūno būsena (toks teiginys tampa vienu iš klasikinės fizikos dėsnių) (Kuznecovas, p. 67). Iš to gimė loginiai argumentai, kad nėra jokios išorinės jėgos, veikiančios materiją, nes visos jėgos slypi pačioje materijoje, ir kad Visatoje daugiau nieko nėra, o tik judantys ir tarp savęs sąveikaujantys kūnai. Sekdamas R. Dekartu, B. Spinoza sukuria filosofinį vaizdinį apie juslėmis patiriamą pasaulį, t. y. pasaulį, kurį galima išmatuoti ir aprašyti. Tokiu pasaulėvaizdžiu remiantis, galiausiai susiformulavo fizikos mokslo idealas, kad, apibrėžus judėjimą, objektyviai bus galima tiksliai apskaičiuoti visus gamtos procesus (omenyje turimas matematiko Laplaso determinizmas). Tačiau tokią fizikų svajonę, ypač Einšteino, galutinai palaidojo realių eksperimentų faktai ir jais pagrįstas neapibrėžtumo principas. Taigi gamtos pažinimo esmė yra ta, kad eksperimentinė įranga ir samprotavimai sudaro vieną nedalomą visumą ir taip įsivaizduojamą tikrovę keičia į objektyvią. Tad neginčytina, kad eksperimentų faktai diktuoja ir jų paaiškinimo logiką.
Pavyzdžiui, Bohrui buvo visiškai logiška, kad energijos mainai gamtoje vyksta diskretinėmis porcijomis – kvantais. Ir tokia diskretinė porcija (kaip kvantinė dalelė) vienu ir tuo pačiu metu turi dalelių ir bangų savybių (kurių vienu ir tuo pačiu laiko momentu neįmanoma tiksliai apibrėžti). Svarbiausias dalykas, kad „neapibrėžtumų sandauga gali būti daugiau negu veikimo kvantas arba jam lygi, bet niekada nebūna mažesnė už jį“. (Tai reiškia, kad mikropasaulio pažinimą apriboja Planco konstanta; Daninas, p. 298.)
Bet, nepaisant eksperimentinių faktų, Einšteinas savo samprotavimuose vis tik negalėjo galutinai ištrinti ankstesnės gamtos reiškinių paaiškinimo logikos, nors ir aiškindamas fotoelektrinį efektą vartojo kvanto (fotono) sąvoką. Todėl jis rašo: „Per visus penkiasdešimt apmąstymo metų nė kiek nepriartėjau prie atsakymo į klausimą, kas yra kvantai.“ (Einšteinas, 2010, p. 383)
Tad kvantinės mechanikos pagrindas – kvanto sąvoka ir neapibrėžtumas – suponuoja dvi skirtingas metodologijas – Bohro ir Einšteino. Einšteinui nelogiška, kad išmatuojamas dydis (kvantas) negali parodyti išsamių pradinių savo parametrų ištakų ir kad kvantas pradeda demonstruoti matomą bei tikimybėmis aprašomą pasaulį. Kaip žinoma, Einšteino ir Bohro loginių argumentų skirtumai išryškėja ir vėlesniu superpozicijos klausimu. Pastarasis klausimas nuveda į tai, kad kai kurie šiandieniai fizikai (pvz., jau minėtas H. P. Dürris) iš esmės prieštarauja ankstesnei logikai, kad gamtoje veikia vien tik išmatuojami ir aprašomi faktoriai.
Išvados
Bandymas paaiškinti sąmonę, kaip smegenyse esančią informaciją kvantine forma, negali būti perspektyvus, nes smegenų medžiagą sudarančios ir vienalaikiškai sąveikaujančios (koreliuojančios) kvantinės dalelės nesukuria jokios informacijos. Kadangi proto kuriama informacija neturi jokių fizinių savybių, o kvantinės dalelės jas turi, iš principo neįmanoma sukurti fizikinės sąmonės teorijos. Dėl tos pačios priežasties sąmonės perkėlimas į dirbtinį intelektą – mokslui neįmanoma užduotis.
Kompiuterio (dirbtinio intelekto) veikimo principo negalima besąlygiškai prilyginti sąmonei, nes jos atžvilgiu kompiuteryje vykstantys fiziniai procesai nėra jokia informacija, o tėra materialūs informacijos nešėjai (kaip ir bet koks fiziškai reflektuojamas materijos būvis) į sąmonę.
EPR eksperimentai nepaneigia nei reliatyvumo, nei kvantinės mechanikos teorijų, bet, kita vertus, patvirtina Einšteino ir jo bendraminčių teiginį, kad kvantinė mechanika – nevisapusiška, t. y. negali atskleisti visų gamtoje egzistuojančių parametrų. (Nors realių EPR eksperimentų faktai parodo objektyvią tikrovę, kad Visatoje egzistuoja fizinio ir nefizinio faktorių sąveika, tačiau apie nefizinį faktorių neįmanoma pasakyti ką nors daugiau.)
Eksperimentinės fizikos galimybių nesuvokimas – tai problema, kurios neišsprendus vis dar bus svajojama apie fizikinę žmogaus sąmonės teoriją ir sąmonės perkėlimą į dirbtinį intelektą.
Nuorodos ir paaiškinimai
1. Dėl pasaulėvaizdžio formavimo omenyje turimos idėjos apie sąmonės ir Visatos energetinį santykį bei fizikų-matematikų sukurtos teorijos (tiksliau, matematiniai modeliai), kuriose mėginama fiziškai sujungti fizinius procesus su nefiziniais (informacija). Čia galima paminėti, pavyzdžiui, kad fizikos mokslo oficialiai nepripažintos „Fizikinio vakuumo“ teorijos (FVT) autoriai G. Šipovas ir A. Akimovas sąmonę, kaip informaciją, kaip kažkokią ypatingą psichinę energiją, susieja su informaciniu lauku, kurio energija lygi nuliui. Komentuojant FVT, kaip visuotinę teoriją, būtina prisiminti fiziko Dž. B. Meriono žodžius, kad visuotinė teorija turi ne tik paaiškinti gamtos reiškinius, bet ir būti filosofiškai teisinga (Merionas, 1980, p. 20). Taigi, viena vertus, FVT yra tarsi filosofiškai teisinga – kalba apie fizinio ir metafizinio (kaip informacijos lauko) pasaulių realų egzistavimą. Kita vertus, savo bendrame kontekste yra neteisinga iš principo, nes ištrina fizikos mokslui neperžengiamą ribą tarp fizikos ir metafizikos. (Teorijoje esmingai pakeista klasikinė P. Diraco koncepcija: elektronų-pozitronų porų sistema ir sumodeliuotas šimtaprocentis fizikinis vakuumas. Iš jo kildinama sąmonė ir ja daroma įtaka fiziniams procesams. Taigi apie eksperimentus negali būti nė kalbos, nes reikia sukonstruoti tokią įrangą, kuria būtų įmanoma sukurti šimtaprocentį vakuumą. Netgi įsivaizduojant, kad tai būtų įmanoma, toks šimtaprocentis „fizikinis“ vakuumas netektų prasmės fizikos mokslo atžvilgiu. Tiesa, apie tai FTV autoriai taip pat užsimena, pastebėdami, kad apie tokį vakuumą neįmanoma pasakyti nieko daugiau.)
2. Esmė ta, kad taikomoji matematika suponuoja realiai egzistuojančią materiją (t. y. išmatuojamus ir aprašomus dalykus), pavyzdžiui, „Planco kvantą“ arba kitus fizinę duotybę turinčius dalykus (pvz., kosmologijoje keturis erdvėlaikio matmenis), o grynoji matematika – ne. Dėl to tam tikri matematiniai modeliai savo esme yra metafiziniai, nes prie realių fizinių duotybių pridedami įsivaizduojami dalykai. Betgi fizikos mokslas iš principo negali turėti eksperimentinių priemonių, kad galėtų fiksuoti ir matuoti dalykus be fizinių savybių, nes pats subtiliausias stebėjimo ir matavimo įrankis yra spinduliuotė (kurią sudaro Planco konstanta apibrėžtos energijos porcijos – kvantai). Dėl to mokslas negali turėti jokio žodyno, kuris galėtų apibūdinti, kas vyksta anapus Planco Ribos (arba, pvz., gamtos veikime galėtų patikrinti kosmologinėje stygų teorijoje pridėtus papildomus erdvėlaikio matmenis).
3. Bohro teiginys apie atomą, esantį „superpozicijos“ būsenoje, ir kad su dalele niekas nevyksta, kol neatliekamas jos matavimas, buvo vaizdingai iliustruotas kitu minčių eksperimentu, kuris žinomas kaip „Šriodingerio katė“. Šios iliustracijos esmė, kad, pasibaigus pusamžiui, atomas skyla be žmogaus įsikišimo, t. y. išspinduliuotos dalelės savybės pokytis nepriklauso nuo matavimo bei žmogaus proto ir gali būti žinomas kaip penkiasdešimt procentų tikimybė (Einšteinas, 2010, p. 384–386). (Beje, vienu ir tuo pačiu laiko momentu gyva ir negyva „Šriodingerio katė“ taip pat daro nuorodą į vienalaikių įvykių galimumą kvantų pasaulyje.)
4. Kvantinį susietumą dėl jo nepaaiškinimo fizikinį turinį turinčiomis sąvokomis Einšteinas ironiškai vadina, pavyzdžiui, vaiduoklišku, baisiu, mistiniu veikimu per atstumą (A. Einšteinas, 2010, p. 384–388). Žinoma, fizikų žodyne įsitvirtina moksliškesnis žodis – „informacija“.
5. Viena iš vaizdingų minčių iliustracijų apie superpozicijos esmę yra pirštinių pora – kairės ir dešinės rankos (ši iliustracija „pasiskolinta“ iš anglų ir rusų kalbomis įgarsinto mokslo populiarinimo filmo, kurio pavadinimas lietuvių kalba skamba štai taip: „Kaip suprasti kvantinę mechaniką? Šokiruojantys atradimai“, 1 dalis). Pirštinių porą išskiriame ir nežiūrėdami įdedame į atskiras dėžes, kurias vieną nuo kitos atskiriame, tarkim, vieno šviesmečio atstumu. Pažvelgę į vieną dėžę, iškart sužinome, kurios rankos pirštinė yra kitoje dėžėje. Tad čia nėra jokios vienalaikės pirštinių koreliacijos, o tik žmogaus proto sukurtos žinios (pažinimo informacija) apie kitos rankos pirštinę (prisiminkime logišką Einšteino ir jo bendraminčių paaiškinimą apie savybes, kurias dalelės turėjo iš anksto, t. y. dar prieš joms atsiskiriant per atstumą). Taigi šiuo atveju vienalaikių įvykių gamtiniai procesai nesuponuoja – vienalaikiai įvykiai vyksta tik žmogaus prote.
Tačiau šiandieniai eksperimentai rodo dar ir tokį dalyką: jei vienoje įsivaizduojamoje pirštinėje ką nors pakeičiame, tuo pačiu laiko momentu per šviesmetį nutolusioje pirštinėje taip pat kažkas pasikeičia (tai iliustracija apie vienalaikę dalelių koreliaciją – kvantinį susietumą, kuris įrodytas EPR eksperimentais). Tiesa, pastaroji iliustracija mano labai supaprastinta. Mokslo populiarinimo filme ji yra kita – rodomi du ruletės žaidimų ratai. Filmo autoriai omenyje turėjo daleles su sveikais sukiniais – bozonus. Čia galima pastebėti, kad Einšteino, Podolskio ir Roseno samprotavimai apie superpoziciją aprėpė fundamentalius kvantinės mechanikos principus, kad fermionai negali užimti tos pačios kvantinės būsenos ir yra aprašomi antisimetrine dviejų fermioninių dalelių bangine funkcija (remiamasi Paulio principu arba draudimo principu). O bozonai gali užimti tą pačią kvantinę būseną ir jie aprašomi simetrine bangine būsena. EPR eksperimentai nepaneigia šių principų, tačiau įrodo bozonų susietumą, kurio negalima paaiškinti fizikinį turinį turinčiomis sąvokomis.
XXI a. EPR eksperimentai parodo, kad kvantinis susietumas galioja ne tik galimai aprašytai dalelių porai, bet ir visoms kitoms dalelėms, išspinduliuotoms iš vieno šaltinio (Zelinger, 2007). Tad čia pravartu prisiminti Visatos atsiradimo teoriją, t. y. Visatos išspinduliavimą iš vieno šaltinio – singuliarumo. Drauge pravartu prisiminti ir apie materijos kvantinę prigimtį. Tęsiant samprotavimą apie EPR ir singuliarumą, iš akiračio reikia neišleisti to fakto, kad informacinis laukas pranoksta visas fizines duotybes turinčias sąvokas, tad pranoksta ir tokiomis sąvokomis apibrėžiamą mikroerdvinį singuliarumą, t. y. informacinis laukas materijos atžvilgiu yra prioritetinis.
6. Omenyje turimas Heizenbergo teiginys apie neapibrėžtumą ir kartu apie kvantinę mechaniką, kaip santykių teoriją, kad „visuma čia yra šis tas daugiau nei dalių suma“ (Einšteinas, p. 379). Kalbant apie superpoziciją, XXI a. atlikti eksperimentai patvirtina Einšteino ir jo bendraminčių samprotavimus apie „paslėptus parametrus“, t. y. apie gamtos veikime egzistuojantį priežastingumą, kuris negali būti paaiškintas kvantine mechanika (Einšteinas, p. 384–387). Žinoma, čia peršasi mintis apie beveik šimtmečio senumo vitalistų teiginį, jog gyvybė yra kažkas daugiau, nei į visumą sudėtos cheminės medžiagos, pavyzdžiui, augalo sėklos.
7. Reikia šiek tiek filosofijos, nagrinėjančios pasaulį pažįstančio žmogaus proto ir pažinto pasaulio santykį. Galima pradėti samprotauti nuo to, kad dalelių ir informacijos sutapatinimo sąvoka sukurta žmogaus proto kaip subjektyvi tikrovė, kad pasaulis egzistuoja vien tik dėl išmatuojamų jėgų. Tačiau EPR eksperimentų atžvilgiu subjektyvi tikrovė neatitinka realaus gamtos veikimo, t. y. neatitinka objektyvios tikrovės, kurią parodo realūs eksperimentai, kad informacijos ir dalelių neįmanoma sutapatinti – sujungti fiziškai.
Tad realus gamtos veikimas nepriklauso nuo žmogaus proto sukurtos subjektyvios tikrovės, kad yra būtent taip, kaip jis įsivaizduoja. Nors gamtos pažinime informacinio lauko sąvoka, kaip ir pavyzdžiui, materijos sąvoka, yra sukurta žmogaus proto, EPR faktų atveju informacinio lauko, kaip ir materijos, egzistavimas nepriklauso nuo žmogaus proto. (Galima prisiminti I. Kanto mintį, kad tik stebimos sistemos įgauna savybes, o šiaip jos jų neturi. Taigi žmogaus sukurtomis sąvokomis apibrėžiama gamta, tačiau gamta egzistuoja nepriklausomai nuo tų sąvokų, t. y. sąvokos gamtos nesukuria, o tik leidžia ją pažinti ir eksperimentais patikrinti, ar sukurtos sąvokos atitinka realų – objektyvų – gamtos veikimą.)
Žmogaus protu neapibrėžiamas informacinis laukas egzistuotų ir tuomet, jei žmogaus protas neegzistuotų išvis. O sutapatinimo sąvokos atveju priešingai – jei neegzistuoja žmogaus protas, neegzistuoja ir minėtas sutapatinimas. Kitaip tariant, įsivaizdavimas, kad dalelė ir informacija yra tapačios, egzistuoja tik žmogaus sąmonėje, o ne realiai veikiančioje gamtoje. Tad dalelės ir informacijos sutapatinimas tėra iš proto išplaukusi klaidinga idėja apie gamtos veikimą.
Kaip žinoma, visos fizikos teorijos aprašomos sąryšiais tarp tokių dydžių, kuriuos galima išmatuoti, ir fizikos teorijos galiausiai sukuriamos suderinus keletą faktų ir išvedus juos siejančią formulę, pagal kurią galima apskaičiuoti naujų dydžių vertes. Ir tos vertės privalo būti patvirtintos eksperimentu (Merionas, 1980, p. 20). Taigi bet kokie matematiniai modeliai ar gamtos veikimą aiškinančios hipotezės, neatitinkančios realaus gamtos veikimo, tėra klaidingi įsivaizdavimai apie gamtos veikimą.
8. Kvantinio kompiuterio pavadinimą pagrįsčiau sieti su tikslu sukurti tokį kompiuterį, kurio procesus užtikrintų kuo mažesnis dalelių srautas (tarkim, idealu būtų, jeigu vienam signalui perduoti užtektų vienos kvantinės dalelės). Tokiam tikslui bandoma technologiškai panaudoti dalelės ir bangos dualumą. Tačiau tai neturi nieko bendra su kvantinio susietumo sąvokoje implikuotais vienalaikiais įvykiais, t. y. dualumo principu vykstančių procesų greitis yra apribotas šviesos greičiu.
Literatūra:
Daninas D. Nilsas Boras. Vilnius: Mokslas, 1983.
Чусов Ю. Н. Физиология человека. Москва: Просвещение, 1981.
Eccles J. C. How the Self Controls Its Brain. Springer – Verlag, 1994.
Kuznecovas B. Einšteinas. Vilnius: Mokslas, 1984.
Merionas Dž. B. Fizika ir fizinis pasaulis (1 dalis). Vilnius: Mokslas, 1980.
Mokslas ir gyvenimas Nr. 1. Vilnius: 1997.
Neffe J. Einšteinas. Vilnius: Alma littera, 2010.
Plečkaitis R. (Lietuviškojo leidimo redaktorius). Filosofijos žodynas. Vilnius: Mintis, 1975.
Zeilinger A. Einsteins Spuk. Teleportation und weitere Mysterien der Quantenphysik. München: Goldmann, Verlag, 2007.
Henrikas Pupelis
Apie autorių.
Henrikas Pupelis – VISI (dabar – VGTU (VILNIUS TECH) absolventas. Kurį laiką dirbo katalikiškoje radijo stotyje „Marijos radijas“. Transliacijai parengė 18 radijo laidų apie mokslą ir tikėjimą. Parengė ir skaitė 4 pranešimus humanitarinių mokslų akademinės visuomenės organizuotose mokslinėse konferencijose. Parašė 21 straipsnį. Tyrimų sritys: mokslinio pasaulėvaizdžio įtaka moderniajai filosofijai ir „Naujojo amžiaus“ (angl. New Age) religijai, mokslo ir religijos bei filosofijos santykis.
Autoriaus el. paštas henrikas.pupelis@gmail.com.