Vecsey Zoltán

KVANTUMFILOZÓFIA: TUDOMÁNYOS VILÁGKÉP VAGY MÍTOSZ?

2001 május

KVANTUMFILOZÓFIA: TUDOMÁNYOS VILÁGKÉP VAGY MÍTOSZ?

Kétségtelen, hogy a kulturális élet területén az utóbbi évtized egyik legszembetűnőbb fordulatát a természettudományok és a humán tudományok képviselőinek váratlan intenzitással felerősödő és meglepően termékeny együttműködése jelentette. E tudományközi összefogás kezdeményezése, ami eredetileg néhány amerikai egyetemi műhely belügyének látszott, mára már Európára is kiterjedő nemzetközi kooperációvá szélesült, melyben elsősorban biológusok, fizikusok, filozófusok és pszichológusok vesznek részt. A kutatási projektum centrumában civilizációnk egyik legösszetettebb és egyben legtalányosabb, mindannyiunk által jól ismert jelensége áll: a tudat.

kvalitatív természetű élményvilág

A tudat rejtelmei természetesen nem idegenek a hétköznapi élet tudomány-előttes világától sem. Talán legtöbbünknek van közvetlen tapasztalata arról, milyen felemelő élményt jelent vörös rózsát látni a hajnali, derengő fényű kertben, és valószínűleg mindenki jól ismeri azokat a magával ragadó, magasztos érzéseket is, amelyeket az Örömóda elmélyült hallgatása közben élhetünk át. A látott vagy hallott, érzékszerveinkkel tapasztalt világ otthonosnak és jelentéstelinek tűnik számunkra, ám amikor a megélt élmények pontos szavakba öntésére szánjuk el magunkat, vagy benyomásaink egzakt, tudományos leírásához fogunk, már „bajban vagyunk”: nem igazán értjük, hogyan is születhet az agy fizikai struktúráiból olyan kvalitatív természetű élményvilág, ami már nem illeszkedik minden tekintetben a fizikai világ kvantálható tulajdonságaihoz. Arról is meglehetősen homályos elképzeléseink vannak, hogy a tapasztalás mely szintjén történhet meg az átmenet a tudattalan-anyagi és a tudatos-mentális szféra között. Természetes intuíciónk mindenesetre azt sugallja, hogy a tapasztalati világunkban felbukkanó változatos élményminőségek mindegyike valamilyen úton-módon visszavezethető anyagi hordozójára, az agy működésére.

A jelenleg zajló kutatások egyik alapkérdése éppen az, hogy ez a köznapi intuíció vajon tudományos eszközökkel, kontrollált kísérleti feltételek között igazolható-e. Ma öt különböző álláspontot tartunk számon az agy és a tudat összefüggésének vizsgálatában. (1) A lehetséges elképzelések egyik végpontján azok az elméleti szakemberek állnak, akik a tudat jelenségeit mélységes gyanakvással szemlélik: az eliminatív materializmus kevesek által vallott extrém nézete szerint az agy működéséről minden lényeges információ kifejezhető formalizálható modellek segítségével, ezért ebben a felfogásban a tudatos mentális állapotokról való beszéd tudományos értelemben puszta szószaporításnak számít. (2) A szintén kisebbségben lévő dualisták, Descartes követői, a klasszikus hagyománynak megfelelően az agy és a tudat éles ontológiai különállása mellett érvelnek. (3) Másképpen közelíti meg a problémát a „lágyabb materializmusnak” nevezhető naturalizmus. E nézet képviselői egyetértenek ugyan a dualistákkal abban, hogy az élményekhez lényegszerűen hozzátartozó szubjektív komponens miatt a tudatos állapotok nem redukálhatóak maradék nélkül fizikai hordozóikra, a naturalista irányzat hívei azonban egy tágabb evolúcióbiológiai értelemben a tudat jelenségét mégis a „nyers” agyi folyamatok következményének tekintik. (4) A neurobiológia kutatási módszertanára épülő neuralizmus hirdetői ezzel szemben valamennyien a materializmus ortodox szárnyához tartoznak. A neuralisták a funkcionalizmus híveivel és a mesterséges intelligencia kutatóinak többségével együtt azt vallják, hogy a tudatos tapasztalat az agyi idegsejtek kisüléseinek és a szinaptikus áttevődések komplikált összhangjának eredményeképpen jön létre. (5) A tudat kérdésére adott válaszok másik végpontján a neurobiológia kutatási eredményeit radikalizáló és világszemléletté bővítő pánpszichizmus áll: a pánpszichisták a tömeg, az impulzus és a töltés alapállandói mellé sorolva a tudatosságot is a valóság egyik elemi, redukálhatatlan részének tartják.

A természettudományok szempontjából meghatározó választóvonal az utolsó két koncepció között rejlik. Itt rajzolódik ki ugyanis legtisztábban a biológusok és a fizikusok felfogása közötti éles kontraszt.

rendkívül bonyolult munkamegosztás

A biológiai megközelítést előnyben részesítők nem hisznek igazán abban, hogy létezne egyetlen tisztán definiálható természeti elv, ami mintegy varázsütésre nyitná a tudat és az agy viszonyának kulcsra zárt titkát. Inkább hajlanak arra, hogy a tudatot komplex biológiai-kémiai folyamatok emergens végtermékének tekintsék. Azt szinte senki sem vitatja közülük, hogy a tudatos viselkedés hordozói a funkciót és a térbeli elhelyezkedést illetően megoszlanak az agy különböző hierarchikus szintjein működő idegsejtek és idegsejtcsoportosulások között, és abban is viszonylag szilárd egyetértés uralkodik, hogy egyes neuroncsoportok feltehetően kitüntetett integráló tevékenységet töltenek be az agy rendkívül bonyolult munkamegosztásában. Arról azonban már messzemenően megoszlanak a vélemények, hogy egyáltalán mely agyterületek lokális aktivitása játszik alapvető szerepet a tudatos élmények egyes típusainak létrejöttében. Az egyik legtöbb empirikus vizsgálatnak alávetett és legismertebb hipotézis szerint – amit a Nobel-díjas Francis Crick és fiatal munkatársa, Christof Koch nevéhez szoktak társítani – a tudatos élményvilág prototípusainak a látási reprezentációk tekinthetőek.

[…]

A tudat kérdései iránt érdeklődést mutató fizikusok az ideghálózatok komplexitásából kiinduló biológiai hipotézisek helyett inkább azt az álláspontot támogatják, hogy a mentális világ felépülését egy alapvető, egyszerű törvényszerűség szabályozza, ami valahol a természet rendje mélyén, az elemi részecskék dimenziójában húzódik meg. Annál is inkább, mivel úgy látják, hogy az idegélettani vizsgálatok során elérhető magyarázatok, ha valóban helytállóak is, számos elméleti kérdést nyitva hagynak. Az aggályokat megfogalmazó kritikák többnyire azt vetik a biológusok szemére, hogy az általuk választott értelmezési szint nem felel meg annak a jelenségszintnek, ahol az agy és a tudat problémája voltaképpen gyökerezik. Kétségtelenül hinnünk kell a kísérleteknek, és be kell látnunk, hogy az értelemképződés előfeltételezi az agyi szerveződés bizonyos fokú komplexitását. Ám – ahogy állítják – a neurológusok eddig még semmilyen kézzelfogható elképzeléssel nem álltak elő arra vonatkozóan, hogy hol rejlik az általuk emlegetett összetettség kritikai határa. Ha valahogy sikerülne meghatározni a tudatosság kritikai küszöbét a neurális hálózatokra vetítve, akkor sem lenne sokkal jobb a helyzet, mert azon nyomban előállna egy újabb megoldatlan kérdés: nevezetesen, hogy mi okozza és vezérli azt a folyamatot, melynek során a tudattalan mechanizmusok disztributív komplexitása a tudat összefüggő élményeivé és benyomásaivá formálódik. Továbbá az sem derül ki egyértelműen a neurológiai modellből, hogy az idegsejtek időben összehangolt kisüléseiből egyáltalán hogyan keletkezhetnek olyan közvetlen szubjektivitással megélhető tapasztalatok, mint például az egyes érzelmek, vagy a szabad akarati döntések.

a szinaptikus rés

A felmerülő komoly módszertani és elvi nehézségek kiküszöbölésére néhány kvantum-elmélettel foglalkozó fizikus azzal az ötlettel állt elő, hogy érdemes lenne a szubneurális szint alaposabb vizsgálatával válaszokat keresni a kérdésekre. Nem teljesen új ez a javaslat, hiszen az agy vizsgálatában valójában már a 70-es évek elején felmerült a neurobiológiai és a fizikai szemléletmód kombinálásának a lehetősége. A fizikusokat izgató kérdés akkor az volt, miképpen juthat át a szinaptikus kapcsolatokban található hézagokon az impulzus az egyik idegsejtről a másikra. A hagyományos megítélés szerint az ingerületátvitel feladatát az esetek döntő többségében az ingerületi állapotban felszabaduló különböző kémiai transzmitterek – például a jól ismert acetil-kolin vagy adrenalin – végzik el. E. H. Walker feltételezte először, hogy az elektromos ingerületátvitellel működő szinapszisok esetében a szinaptikus rés olyan parányi is lehet, hogy abban a térdimenzióban (2-3 nm) esetleg már kvantumjelenségek is előfordulhatnak. A tudat kvantumelméletének kidolgozása azonban mégsem ebben az irányban folytatódott, és ez mindenekelőtt Roger Penrose brit matematikus-kozmológusnak és Stuart Hameroffnak, az Arizona Egyetem aneszteziológusának köszönhető.

Kézenfekvőnek aligha nevezhetnénk a gondolatot, hogy eszméletünk legmélyén a végső elemzési színteret kísérteties kvantumállapotok sokasága népesíti be. Pedig a Penrose–Hameroff-féle modell alapján éppen ez a meghökkentő kép felel meg leginkább az agy fizikai valóságának.

Penrose a gondolkodási folyamatok algoritmikus elemzése során bukkant a kvantumtudat létezése mellett szóló két legerősebb érv egyikére. Az intuíció jelenléte a kognitív képességek között, például a bonyolult problémák hirtelen megvilágosodással járó megértése mindig is komoly bonyodalmakat okozott a matematikusok szigorú módszertant követő munkájában.

[…]

Kiderült, hogy kell lennie valami erőteljesen nem-matematikai vonásnak a racionális gondolkodás „igen”-nel és „nem”-mel operáló felszíni műveletei mögött. Ha ez éppenséggel érvényes a matematikusok purifikált gondolkodására, akkor feltehetően érvényes a gondolkodásra általában is […] Penrose tehát azt állítja, hogy gondolkodásunk menetét nem a szigorú determinizmus, de még csak nem is a véletlenszerűség irányítja, hanem elvileg kiszámíthatatlan, vagyis a komputáció szabályait alapjaiban felforgató nem-algoritmikus folyamat. Ilyen folyamatjellegű eseményeket, ahol a meghatározatlanság elve lép elő elsődleges komponenssé, a jelenlegi tudomány csak az atomok kvantumos világából ismert szuperponált állapotoknál feltételez. Ebből pedig szinte magától adódik az a párhuzamosan futó vélekedés, hogy az agy szövetében maguk a gondolatkezdemények is valamilyen módon a szuperpozíció burkában létezhetnek, egyszerre többféle lehetséges tartalommal megtöltve, egészen addig, amíg a szuperponált állapot összeomlása – egy kvázi-megfigyelés: valamely döntési vagy választási aktus – nem kényszerít rájuk meghatározott szemantikai tartalmat.

a keresett biológiai hordozó

Lehetséges, hogy az agy úgy működjön, mint egy természet által teremtett rendkívül bonyolult organikus kvantumszámítógép? Meghökkentő hipotézis. De nem kevésbé meghökkentő az a Hameroff által nemrégiben közzétett tény sem, hogy az agy szövetében a gondolkodás eme különös mikrojelenségeihez megtalálták a keresett biológiai hordozót. A kvantumtudat mellett szóló második érv voltaképpen erre az új klinikai felfedezésre épül. Eredetileg még több jelölt is versengett a kvantumhatások helyszínének megtisztelő címéért.

[…]

De hogyan lehetséges, hogy az agy meleg, nedves és meglehetősen „zajos” környezetében előfordulhatnak a kvantumfizika ismert alapjelenségei? Hameroff szerint valószínűsíthető, hogy a biológiai rendszerben kialakult egy sajátos védekező technika, ami képes átalakítani a rendszerbe bekerülő hőenergiát a kvantumkoherencia fenntartására.

[…]

Mi is valójában a Penrose–Hameroff modell, tudományos státuszát tekintve? Zseniális felfedezés, ami alapvetően megváltoztathatja a világról alkotott hagyományos képünket? Vagy szimpla tudományos hazardírozás a végső magyarázat örök mítoszának jegyében? Esetleg csupán egy jól fizető tudománypolitikai üzlet? Talán egy kissé mindegyik, talán egyik sem. Sajnos, be kell vallanunk, hogy a közeljövő horizontján még a megnyugtató válasz körvonalai sem igen látszanak.

kép | shutterstock.com