TRIẾT HỌC VÀ KHOA HỌC THẦN KINH
Cuộc tranh luận giữa Nguyên lý Copernican và Nguyên lý Nhân loại cũng tạo ra tiếng vang trong khoa học thần kinh. Ví dụ, một số người cho rằng con người có thể bị khử-giảm xuống thành các nguyên tử, phân tử và tế bào thần kinh, và do đó không có nơi nào nổi bật cho loài người trong vũ trụ.
Tiến sĩ David Eagman viết: "Nhân vật được gọi là Bạn, cái mà tất cả bạn bè của bạn biết và yêu không thể tồn tại trừ khi các điện trở và ốc vít trong não của chúng ta được đặt vào đúng chỗ. Nếu bạn không tin điều này, hãy bước vào bất kỳ phòng khám thần kinh trong bất kỳ bệnh viện nào. Việc tổn thương ngay cả đến các phần nhỏ của não có thể dẫn đến mất các khả năng cụ thể (nghe qua dễ) gây sốc, khả năng gọi tên động vật, hoặc nghe nhạc hoặc quản lý hành vi rủi ro hoặc phân biệt màu sắc hay phân xử các quyết định đơn giản."
Dường như bộ não không thể hoạt động mà không có tất cả "điện trở và ốc vít kia". Ông kết luận, "Khả năng của chúng ta phụ thuộc vào những gì sinh học của chúng ta lên đến."
Vì vậy, một mặt, vị trí của chúng ta trong vũ trụ dường như bị thu hẹp nếu chúng ta có thể bị suy-giảm, như robot, tới các loại hạt và bu lông (sinh học). Chúng ta chỉ là phần-đẫm-ướt wetware, chạy bằng phần mềm được gọi là tâm trí, không có gì nhiều hay ít hơn. Suy tư, mong muốn, hy vọng và khát vọng của chúng ta có thể được giảm xuống thành các xung điện lưu thông trong một số vùng của vỏ não trước trán. Đó là Nguyên lý Copernican đã áp dụng cho tâm trí.
Nhưng Nguyên lý Nhân loại cũng có thể được áp dụng cho tâm trí, và sau đó chúng ta đi đến kết luận ngược lại. Nó chỉ đơn giản nói rằng các điều kiện của vũ trụ làm cho ý thức có thể, mặc dù rất khó để tạo ra tâm trí từ các sự kiện ngẫu nhiên. Nhà sinh vật học vĩ đại thời Victoria, Thomas Huxley, nói: "Làm thế nào mà mọi thứ đáng chú ý như một trạng thái ý thức lại xuất hiện do sự kích thích của mô thần kinh nào đó, thế chẳng ra là không thể đếm được số lần xuất hiện của thần Djinn, khi Aladdin cọ vào chiếc đèn của mình."
Hơn nữa, hầu hết các nhà thiên văn học tin rằng mặc dù một ngày nào đó chúng ta có thể tìm thấy sự sống trên các hành tinh khác, rất có thể đó sẽ là sự sống của vi sinh vật, thứ vốn cai trị các đại dương của chúng ta trong hàng tỷ năm. Thay vì nhìn thấy các thành phố và đế chế vĩ đại, chúng ta có thể chỉ tìm thấy các đại dương vi sinh vật trôi dạt.
Khi tôi phỏng vấn nhà sinh vật học quá cố Stephen Jay Gould về điều này, ông đã giải thích cho tôi suy nghĩ của mình như sau. Nếu chúng ta bằng cách nào đó tạo ra một cặp song sinh của Trái đất như cách đây 4,5 tỷ năm, liệu nó có trở thành như vậy 4,5 tỷ năm sau không? Hầu như là không thể. Có một xác suất lớn rằng DNA và sự sống sẽ không bao giờ xuất hiện nơi mặt đất, và một xác suất thậm chí còn lớn hơn rằng cuộc sống thông minh với ý thức sẽ không bao giờ trỗi dậy từ đầm lầy kia.
Gould đã viết, "Homo sapiens là một cành nhỏ [trên cây sự sống] .... Tuy nhiên, cành của chúng ta, dù tốt hay xấu, đã phát triển phẩm chất mới lạ nhất trong tất cả lịch sử của sự sống đa bào kể từ bùng nổ kỉ Cambri hay Cambrian Explosion (khoảng 500 triệu năm trước.) Chúng ta đã phát minh ra ý thức với tất cả các di chứng của nó từ thơ ca Hamlet đến thảm họa hạt nhân Hiroshima. "
Trên thực tế, trong lịch sử Trái đất, có rất nhiều lần sự sống thông minh bị dập tắt. Ngoài việc tuyệt chủng hàng loạt đã quét sạch loài khủng long và hầu hết sự sống trên Trái đất, con người đã phải đối mặt với những thảm họa gần như bị tuyệt diệt. Ví dụ, con người thì đều có liên đới họ hàng về mặt di truyền với nhau ở một mức độ đáng kể, gần gũi hơn nhiều so với hai loài động vật điển hình cùng loài. Mặc dù con người có thể trông đa dạng từ bên ngoài, nhưng gen và hóa học bên trong của chúng ta lại kể một câu chuyện khác. Trên thực tế, bất kỳ hai (cá thể) người (bất kì) có liên quan chặt chẽ về mặt di truyền đến mức chúng ta thực sự có thể đặt phương trình và tính toán khi nào thì "gen của Eve" hay "gen của Adam" đã sinh ra toàn bộ loài người. Hơn nữa, chúng ta có thể tính toán có bao nhiêu người trong chúng ta trong quá khứ.
Những con số rất đáng chú ý. Di truyền học cho thấy chỉ có vài trăm đến vài nghìn người còn sống khoảng bảy mươi đến một trăm ngàn năm trước và họ đã sinh ra toàn bộ loài người. (Một giả thuyết đã tính toán rồi cho rằng vụ nổ khủng khiếp của núi lửa Toba ở Indonesia khoảng bảy mươi nghìn năm trước đã khiến nhiệt độ giảm mạnh đến mức hầu hết các giống loài người đã thiệt mạng, chỉ còn một số ít người sống trên Trái đất.) Từ nhóm người nhỏ bé đó, các nhà phiêu lưu và thám hiểm kia cuối cùng đã xâm chiếm toàn bộ hành tinh.
Lặp đi lặp lại trong lịch sử Trái đất, sự sống thông minh có thể đã đi vào ngõ cụt. Đó đã là một phép lạ rằng chúng ta còn sống sót. Chúng ta cũng có thể kết luận rằng mặc dù sự sống có thể tồn tại trên các hành tinh khác, nhưng sự sống có ý thức chỉ có thể tồn tại trên một phần hay có tỉ lệ rất nhỏ trong số chúng. Vì vậy, chúng ta nên trân trọng ý thức được tìm thấy trên Trái đất. Nó là dạng phức tạp cao nhất được biết đến trong vũ trụ, và có lẽ cũng là hiếm nhất.
Thi thoảng, khi suy ngẫm về vận mệnh tương lai của loài người, tôi phải nắm bắt được khả năng tự hủy diệt của nó. Mặc dù các vụ phun trào núi lửa và động đất có thể gây ra sự tàn lụi cho loài người, nhưng nỗi sợ hãi tồi tệ nhất của chúng ta có thể được nhận ra thông qua các thảm họa do chính con người tạo ra, như chiến tranh hạt nhân hoặc vi trùng sinh học. Nếu vậy, có lẽ dạng sống duy nhất có ý thức trong khu vực này của thiên hà Milky Way có thể bị dập tắt. Điều này, tôi cảm thấy, sẽ là một thảm kịch không chỉ đối với chúng tôi, mà còn đối với cả vũ trụ nữa. Chúng ta xem việc bản thân mình có ý thức như thể là điều đương nhiên, nhưng chúng ta chẳng/không hiểu chuỗi dài các sự kiện sinh học quanh co đã xảy ra để biến điều này thành có thể. Nhà tâm lý học Steven Pinker viết: "Tôi sẽ có thể lập luận rằng không có gì mang lại cho đời sống nhiều mục đích hơn là nhận ra rằng mỗi khoảnh khắc ý thức là một món quà quý giá và mong manh."
PHÉP MÀU CỦA Ý THỨC
Cuối cùng, có những phê bình của khoa học nói rằng để hiểu một cái gì đó là loại bỏ bí ẩn và ma thuật của nó. Khoa học, bằng cách vén lên bức màn che giấu những bí mật của tâm trí, cũng đang khiến nó trở nên bình thường và gần gũi hơn. Tuy nhiên, càng tìm hiểu về sự phức tạp tuyệt đối của bộ não, tôi càng ngạc nhiên rằng thứ gì đó nằm trên đôi vai chúng ta là vật thể tinh vi nhất mà chúng ta biết trong vũ trụ. Như Tiến sĩ David Eagman nói, "Bộ Não thật là một kiệt tác, và chúng ta may mắn như thế nào trong thế hệ vốn có công nghệ và ý chí hướng sự chú ý của chúng ta đến nó. Đó là điều kỳ diệu nhất mà chúng ta đã khám phá ra vũ trụ, và nó là chính chúng ta." Thay vì chán nản mất đi hứng thú với ý nghĩa của điều kỳ diệu, học-hỏi về bộ não chỉ làm tăng việc phấn khích lên thôi.
Hơn hai ngàn năm trước, Socrates đã nói: "Hãy biết chính mình, đó là khởi đầu của trí tuệ To know thyself is the beginning of wisdom." Chúng ta đang trên một hành trình dài để hoàn thành ước nguyện ấy.
PHỤ LỤC
Ý THỨC LƯỢNG TỬ
Mặc dù có tất cả những tiến bộ kỳ diệu trong quét não và công nghệ cao, một số người cho rằng chúng ta sẽ không bao giờ hiểu được bí mật của ý thức, vì ý thức nằm ngoài công nghệ bé vặt của chúng ta. Trên thực tế, theo quan điểm của họ, ý thức là nền tảng hơn các nguyên tử, phân tử và tế bào thần kinh và quyết định bản chất của chính thực tại này. Đối với họ, ý thức là thực thể nền tảng mà từ đó thế giới vật chất được tạo ra. Và để chứng minh quan điểm của mình, họ đề cập đến một trong những nghịch lý lớn nhất trong tất cả các ngành khoa học, thách thức chính định nghĩa của chúng ta về thực tại: Nghịch lý Con Mèo (vừa sống vừa chết) của Schrodinger. Ngay cả ngày nay, không có sự đồng thuận phổ quát về câu hỏi, với cả những người được giải thưởng Nobel cũng có lập trường khác nhau. Những gì đang bị đe dọa không gì khác hơn là bản chất của thực tại reality và suy tư/thought.
Nghịch lý con mèo của Schrodinger chẻ-giảm xuống đến rất chi ư là nền tảng của cơ học lượng tử, một lĩnh vực khoa học đã kiến tạo ra laser, quét MRI, radio và TV, điện tử hiện đại, GPS và viễn thông, dựa trên đó mà nền kinh tế toàn cầu tùy thuộc vào. Nhiều dự đoán của lý thuyết lượng tử đã được kiểm tra độ chính xác của một phần trong một trăm tỷ.
Tôi đã dành toàn bộ sự nghiệp chuyên nghiệp của mình làm việc trên lý thuyết lượng tử. Tuy nhiên, tôi nhận ra rằng nó có chân trụ làm bằng đất sét. Đó là một cảm giác đáng lo ngại khi biết công việc của cả cuộc đời mình dựa trên một lý thuyết mà ngay chính nền tảng của nó lại dựa trên một nghịch lý.
Cuộc tranh luận này đã được châm ngòi bởi nhà vật lý người Áo Erwin Schrodinger, một trong những người sáng lập ra lý thuyết lượng tử. Ông đang cố gắng giải thích hành vi kỳ lạ của các electron, dường như thể hiện cả rõ ràng cả tính chất sóng và tình hạt/particle, có thể được hiểu như là hạt... Làm thế nào một điện tử, một hạt điểm, lại có hai rãnh khác nhau trong buồng mây dò hạt cloud chamber. Những lần khác, các electron hoạt động như một làn sóng, đi qua các lỗ nhỏ và tạo ra các kiểu giao thoa sóng, giống như các bề mặt của ao. (việc không quan sát và việc có quan sát khiến một electron sẽ có hành vi khác nhau… đây là một hiện tượng khiến nhiều trí tuệ vĩ đại nhất cũng đau đầu…)
Năm 1925, Schrodinger đưa ra phương trình sóng lừng danh của mình, vốn làm rạng danh tiếng của ông và là một trong những phương trình quan trọng nhất từng được viết. Đó là một cảm xúc mãnh liệt ngay lập tức và đã giành được giải thưởng Nobel năm 1933. Phương trình Schrodinger đã mô tả chính xác hành vi giống như sóng của các electron và khi áp dụng vào nguyên tử hydro, đã giải thích các tính chất kì-lạ của nó. Thật kỳ diệu, nó cũng có thể được áp dụng cho bất kỳ nguyên tử nào và giải thích hầu hết các tính năng của bảng tuần hoàn các nguyên tố. Dường như tất cả hóa học (và do đó tất cả sinh học) đã không là gì cả ngoài các giải pháp/ý nghĩa của phương trình sóng này. Một số nhà vật lý thậm chí còn cho rằng toàn bộ vũ trụ, bao gồm tất cả các ngôi sao, hành tinh và thậm chí cả chúng ta, không là gì ngoài một đáp án/solution của phương trình này.
Nhưng sau đó, các nhà vật lý bắt đầu đặt ra một câu hỏi đầy nghi vấn vốn gây vang vọng cho ngay cả ngày hôm nay, rằng: Nếu electron được mô tả bằng phương trình sóng, thì cái gì đang vẫy? If the electron is described by a wave equation, then what is waving?
Năm 1927, Werner Heisenberg đã đề xuất một nguyên lý mới khiến xé toạc cộng đồng vật lý xuống khoảng lửng lơ trung bình của mọi thứ. Nguyên lý bất định nổi tiếng của Heisenberg nói rằng bạn không thể biết cả vị trí location và động lượng momentum của điện tử electron một cách chắc chắn. Sự không chắc chắn này không phải là một chức năng hay tác dụng của việc các công cụ của bạn thô sơ như thế nào mà là vốn có/tồn tại ngay trong tự chính vật lý. Ngay cả Thượng Đế hoặc các thực thể thiên thần quyền năng đi nữa thì cũng không thể biết vị trí và động lượng chính xác của một điện tử.
Vì vậy, hàm sóng của Schrodinger thực sự mô tả xác suất tìm thấy electron. Các nhà khoa học đã mất hàng ngàn năm cố gắng hết sức để loại bỏ sự may rủi và xác suất trong công việc của họ, thì bây giờ đây Heisenberg đã cho phép nó đi qua cửa hậu.
Triết lý mới có thể được tóm tắt như sau: electron là hạt điểm (a point particle), nhưng xác suất tìm thấy nó được đưa ra bởi một sóng (a wave). Và sóng này tuân theo phương trình Schrodinger và làm khởi sinh ra nguyên lý bất định.
Cộng đồng vật lý bị bẻ gãy làm đôi. Một bên, chúng ta đã có các nhà vật lý như Niels Bohr, Werner Heisenberg và hầu hết các nhà vật lý nguyên tử háo hức áp dụng công thức mới này. Hầu như hàng ngày, họ đã công bố những đột phá mới trong việc tìm hiểu các tính chất của vật chất. Giải thưởng Nobel đã được trao cho các nhà vật lý lượng tử như giải Oscar vậy. Cơ học lượng tử, quantum mechanics, đã trở thành một cuốn sách nấu ăn. Bạn đã không cần phải là một nhà vật lý bậc thầy để có những đóng góp xuất sắc – bạn chỉ cần làm theo các công thức được đưa ra bởi cơ học lượng tử và bạn sẽ tạo ra những món đột phá đầy kinh ngạc.
Ở Phía Còn Lại, chúng ta đã có những người đoạt giải Nobel già như Albert Einstein, Erwin Schrodinger và Louis de Broglie, những người đang đưa ra những phản đối có tính nền tảng nơi triết học, nơi thực tại... Schrodinger, người có công trình vốn đã giúp bắt đầu toàn bộ quá trình này, càu nhàu rằng nếu ông ta mà đã biết rằng phương trình này có thể sẽ đưa xác suất vào vật lý, ông ta sẽ không bao giờ tạo ra nó ngay từ đầu.
Các nhà vật lý đã can-dự vào một cuộc tranh luận kéo dài tám mươi năm, vốn vẫn tiếp tục cho đến tận ngày nay. Một mặt, Einstein sẽ tuyên bố rằng "Thượng Đế không chơi trò súc sắc với thế giới." Niels Bohn, mặt khác, đã trả lời: "Hãy ngưng nói với Thượng Đế rằng Ngài cần phải làm gì."
Năm 1935, để phá hủy các nhà vật lý lượng tử một lần và mãi mãi, Schrodinger đã đề xuất vấn đề con mèo nổi tiếng của ông. Đặt một con mèo trong một hộp kín, với một thùng chứa khí độc. Trong hộp, có một cục uranium. Nguyên tử uranium không ổn định và phát ra các hạt (particle) là thứ vốn có thể được phát hiện bởi bộ đếm Geiger. Bộ đếm kích hoạt một cái búa, làm rơi và làm vỡ kính, giải phóng khí, khí ấy có thể giết con mèo.
Làm thế nào để bạn mô tả con mèo? Một nhà vật lý lượng tử sẽ nói rằng nguyên tử urani được mô tả bằng sóng, thứ vốn có thể phân rã hoặc không phân rã. Do đó, bạn buộc phải chập-thêm hai sóng ấy vào với nhau. Nếu uranium bắn-phát-xạ, thì con mèo chết, thế nên điều đó được mô tả bằng một sóng. Nếu uranium không bắn-phát-xạ, thì con mèo sống và điều đó cũng được mô tả bằng một sóng (khác). Để mô tả con mèo, do đó bạn phải thêm sóng của một con mèo chết vào sóng của một con mèo sống.
Điều này có nghĩa là con mèo không chết cũng không sống! Con mèo ở trong một thế giới lửng lơ – netherworld, giữa sự sống và cái chết, tổng/sum của sóng mô tả một con mèo đã chết với sóng của một con mèo sống.
Đây là vấn đề mấu chốt, thứ đã vang dội trong các hội trường vật lý trong gần một thế kỷ. Vậy làm thế nào để bạn giải quyết nghịch lý này? Có ít nhất ba cách (và hàng trăm biến thể của ba cách này).
Đầu tiên là cách giải thích ban đầu của Copenhagen được đề xuất bởi Bohr và Heisenberg, một trong những câu được trích dẫn trong sách giáo khoa trên toàn thế giới. Nó là cái mà tôi bắt đầu khi tôi dạy cơ học lượng tử. Nó nói rằng để xác định trạng thái của con mèo, bạn phải mở hộp và thực hiện phép đo. Sóng của mèo (vốn là tổng của một con mèo chết và một con mèo sống) giờ "sụp đổ" thành một sóng duy nhất, vì vậy con mèo giờ được biết là còn sống (hoặc đã chết). Do đó, quan sát xác định sự tồn tại và trạng thái của con mèo. Do đó, quá trình đo chịu trách nhiệm cho hai sóng giải trừ một cách kỳ diệu thành một sóng duy nhất.
Einstein ghét điều này. Trong nhiều thế kỷ, các nhà khoa học đã chiến đấu với một thứ gọi là "chủ nghĩa duy ngã, solipsism" hoặc "chủ nghĩa duy tâm chủ quan, subjective idealism", cho rằng các vật thể không thể tồn tại trừ khi có ai đó ở đó để quan sát chúng. Chỉ có tâm trí là có thật – thế giới vật chất chỉ tồn tại như những ý tưởng trong tâm trí. Do đó, giả sử người theo thuyết duy ngã (như Giám mục George Berkeley), nếu một cái cây ngả xuống trong rừng nhưng không có ai ở đó để quan sát nó, có lẽ cây không bao giờ ngả xuống cả. Enstein, người nghĩ rằng tất cả những điều này là vô nghĩa, đã thúc đẩy một lý thuyết đối lập gọi là "hiện thực khách quan, objective reality", nói đơn giản rằng vũ trụ tồn tại trong một trạng thái xác định, duy nhất không phụ thuộc vào bất kỳ sự quan sát nào của con người. Đó là quan điểm chung của hầu hết mọi người.
(Nói về) Hiện thực khách quan (lại phải) quay trở lại với Isaac Newton. Trong kịch bản này, các hạt nguyên tử và hạ nguyên tử giống như những quả bóng thép nhỏ, vốn tồn tại ở những điểm xác định trong không gian và thời gian. Không có sự mơ hồ hoặc may rủi trong việc định vị vị trí của những quả bóng này, mà những chuyển động của chúng có thể được xác định bằng cách sử dụng định luật chuyển động. Hiện thực khách quan đã thành công ngoạn mục trong việc mô tả chuyển động của các hành tinh, ngôi sao và thiên hà. (Tới thời Einstein) Sử dụng thuyết tương đối Relativity, ý tưởng này cũng có thể mô tả các lỗ đen và vũ trụ đang mở rộng. Nhưng có một nơi mà nó thất bại thảm hại, và đó là bên trong nguyên tử.
Các nhà vật lý cổ điển như Newton và Einstein nghĩ rằng thực tại khách quan cuối cùng đã trục xuất các thuyết duy ngã khỏi vật lý. Walter Lippmann, một nhà báo chuyên mục, đã tóm tắt khi ông viết: "Tính mới lạ triệt để của khoa học hiện đại nằm chính xác trong sự bác bỏ niềm tin ... rằng các lực di chuyển những ngôi sao và nguyên tử thì chẳng chắc chắn do dựa vào vào những ưa thích hay quyền ưu tiên của trái tim con người."
Nhưng cơ học lượng tử cho phép một hình thức mới của thuyết duy ngã trở lại với vật lý. Trong bức tranh này, trước khi nó được quan sát, một cái cây có thể tồn tại ở bất kỳ trạng thái nào có thể (ví dụ, cây non, bị đốt cháy, mùn cưa, tăm xỉa răng, bị mục nát). Nhưng khi bạn nhìn vào nó, dạng sóng tổng hợp kia đột nhiên sụp đổ và nó trông giống như một cái cây. Những nhà duy ngã thời kỳ đầu đã nói về những cây bị ngã hoặc không. Các nhà duy ngã lượng tử mới đã giới thiệu tất cả các trạng thái có thể có của một cái cây.
Điều này là quá thể đối với Einstein. Ông ta sẽ hỏi khách viếng thăm nhà của ông rằng, "Mặt trăng có tồn tại vì một con chuột nhìn vào nó không?" Đối với một nhà vật lý lượng tử, trong một số ý nghĩa, câu trả lời có thể là “có”.
Einstein và các đồng nghiệp của ông sẽ thách thức Bohr bằng cách hỏi: Làm thế nào thế giới siêu nhỏ thuộc về lượng tử (với những con mèo chết và sống đồng thời) cùng tồn tại với thế giới theo lẽ thường mà chúng ta nhìn thấy như chúng là đang ở xung quanh chúng ta? Câu trả lời là có một "bức tường" ngăn cách thế giới của chúng ta với thế giới nguyên tử. Ở một bên của bức tường, cái theo lẽ thường chi phối. Còn ở phía bên kia của bức tường, thì các quy tắc lý thuyết lượng tử chi phối. Bạn có thể di chuyển bức tường nếu bạn muốn và kết quả thì vẫn y như vậy.
Cách giải thích này, dù lạ đến đâu, đã được các nhà vật lý lượng tử dạy trong tám mươi năm. Gần đây, đã có một số nghi ngờ về cách giải thích ở Copenhagen khi ấy. Ngày nay chúng ta có công nghệ nano, theo đó chúng ta có thể điều khiển các nguyên tử riêng lẻ theo ý muốn. Trong màn hình kính hiển vi quét xuyên/đường hầm (a scanning tunneling microscope screen), các nguyên tử dường như là những quả bóng tennis mờ. (Khi làm kênh BBC-TV, tôi đã có cơ hội bay đến Almaden Lap của IBM ở San Jose, California và chúng ta đã thực sự đẩy các nguyên tử riêng lẻ xung quanh bằng một đầu dò nhỏ. Bây giờ có thể chơi với các nguyên tử, thứ từng được cho là nhỏ đến mức không bao giờ có thể nhìn thấy.)
Như chúng ta đã thảo luận, Thời đại của Silicon đang dần đi đến hồi kết, và một số người tin rằng các bóng bán dẫn phân tử sẽ thay thế các bóng bán dẫn silicon. Nếu vậy, thì những nghịch lý của lý thuyết lượng tử có thể nằm ở trung tâm của mọi máy tính trong tương lai. Nền kinh tế thế giới cuối cùng có thể dựa vào những nghịch lý này.
Ý THỨC VŨ TRỤ VÀ ĐA VŨ TRỤ
Có hai cách giải thích khác nhau về nghịch lý mèo vừa sống vừa chết kia, thứ đưa chúng ta đến những cõi lạ nhất trong tất cả các khoa học: vương quốc của Thượng Đế và đa vũ trụ.
Năm 1967, giải pháp thứ hai cho vấn đề con mèo được xây dựng bởi nhà khoa học đoạt giải Nobel, ông Eugene Wigner, người có công việc quan trọng trong việc đặt nền tảng của cơ học lượng tử và cũng chế tạo bom nguyên tử. Ông nói rằng chỉ có một người có ý thức mới có thể thực hiện một quan sát làm sụp đổ hàm sóng kia. Nhưng ai là người nói rằng người này tồn tại? Bạn không thể tách người quan sát khỏi (thứ được) quan sát, vì vậy có thể người này cũng đã chết và còn sống. Nói cách khác, phải có một hàm sóng mới bao gồm cả con mèo và người quan sát. Để chắc chắn rằng người quan sát còn sống, bạn cần một người quan sát thứ hai để theo dõi người quan sát đầu tiên. Người quan sát thứ hai này được gọi là "Người bạn của Wigner", và cần phải theo dõi người quan sát đầu tiên để tất cả các sóng sụp đổ. Nhưng làm thế nào để chúng ta biết rằng người quan sát thứ hai còn sống? Người quan sát thứ hai phải được đưa vào một hàm sóng còn-lớn-hơn để đảm bảo anh ta còn sống, nhưng điều này có thể được tiếp tục cách vô hạn. Vì bạn cần vô số "bạn bè" để thu gọn (hay làm cho sụp đổ) hàm sóng trước đó để đảm bảo họ còn sống, bạn cần một số dạng "ý thức thuộc về vũ trụ", hay Thượng Đế.
Wigner kết luận "" Không thể xây dựng các định luật (của lý thuyết lượng tử) theo cách hoàn toàn nhất quán mà không liên quan đến ý thức. "Đến cuối đời, ông thậm chí còn trở ra hứng thú với triết lý Vedanta của Hindiusm.
Theo cách tiếp cận này, Thượng Đế hoặc một số ý thức vĩnh cửu dõi theo tất cả chúng ta, làm sụp đổ các hàm sóng của chúng ta để chúng ta có thể nói chúng ta thì đang sống. Giải thích này mang lại kết quả vật lý tương tự như cách giải thích (khởi đầu) ở Copenhagen, thế nên lý thuyết này không thể bị bác bỏ. Nhưng hàm ý ấy là ý thức (Consciousness) là thực thể nền tảng trong vũ trụ, thứ còn nền tảng hay cơ bản hơn các nguyên tử. Thế giới vật chất có thể đến và đi, nhưng ý thức vẫn là yếu tố xác định, vốn có nghĩa hay được hiểu là ý thức, theo một nghĩa nào đó, tạo ra thực tại. Chính sự tồn tại của các nguyên tử mà chúng ta thấy xung quanh chúng ta thì dựa trên khả năng nhìn và chạm vào chúng.
(Tại điểm này, điều quan trọng cần lưu ý là một số người nghĩ rằng vì ý thức quyết định sự tồn tại, do đó ý thức có thể kiểm soát sự tồn tại, có lẽ bằng thiền định – meditation. Họ nghĩ rằng chúng ta có thể tạo ra thực tế theo mong muốn của chúng ta. Suy nghĩ này, hấp dẫn như chính âm thanh ấy phát ra, đi ngược lại với cơ học lượng tử. Trong vật lý lượng tử, ý thức tạo ra các quan sát và do đó xác định trạng thái của thực tại, nhưng ý thức không thể chọn trước thời gian mà trạng thái thực tế tồn tại. Cơ học lượng tử chỉ cho phép bạn xác định cơ hội tìm thấy một trạng thái, nhưng chúng ta không thể bẻ cong thực tại theo mong muốn của mình. Ví dụ, trong cờ bạc, có thể tính toán một cách toán học các cơ hội để có được một thùng phá sảnh (royal flush). Tuy nhiên, điều này không có nghĩa là bằng cách nào đó bạn có thể kiểm soát các lá bài để có được thùng phá sảnh kia. Bạn không thể cầm lên và chọn lấy các vũ trụ, giống như chúng ta không kiểm soát được con mèo đã chết hay còn sống.)
ĐA VŨ TRỤ
Cách thứ ba để giải quyết nghịch lý là Everett, hay nhiều thế giới, thuyết minh, vốn được đề xuất vào năm 1957 bởi Hugh Everett. Đó là lý thuyết kỳ lạ nhất trong tất cả. Nó nói rằng vũ trụ liên tục tách ra thành một đa-vũ-trụ của những vũ trụ. Trong một vũ trụ, chúng ta có một con mèo chết. Trong một vũ trụ khác, chúng ta có một con mèo sống. Cách tiếp cận này có thể được tóm tắt như sau: các hàm sóng không bao giờ sụp đổ, chúng chỉ phân tách. Lý thuyết nhiều thế giới của Everett khác với cách giải thích ở Copenhagen chỉ ở chỗ nó bỏ đi giả định cuối cùng: sự sụp đổ của hàm sóng. Trong một số ý nghĩa, nó là công thức đơn giản nhất của cơ học lượng tử, nhưng cũng làm phiền lòng hay rối trí nhất.
Có những kết quả sâu sắc đối với phương pháp thứ ba này. Nó có nghĩa là tất cả các vũ trụ thuộc về khả dĩ, đều có thể tồn tại, ngay cả những vũ trụ kỳ quái và dường như không thể. (Tuy nhiên, vũ trụ càng kỳ quái bao nhiều thì càng không chắc xảy ra bấy nhiêu.)
Điều này có nghĩa là những người đã chết trong vũ trụ của chúng ta vẫn còn sống trong một vũ trụ khác. Và những người chết này khăng khăng rằng vũ trụ của họ mới là một nơi đúng, và vũ trụ của chúng ta (vốn trong đó thì họ đã chết) là giả. Nhưng (ở chiều kích của chúng ta) nếu những "bóng ma" những người chết này vẫn còn sống ở đâu đó, thì tại sao chúng ta không thể gặp họ? Tại sao chúng ta không thể chạm vào những thế giới song song này? (Lạ lùng như nó có vẻ, trong bức tranh này thì Elvis vẫn còn sống trong một trong những vũ trụ kia.)
Hơn nữa, một số vũ trụ trong số này có thể đã chết, không có sự sống, nhưng những vũ trụ khác có thể trông giống hệt của chúng ta, ngoại trừ một điểm khác biệt chính. Ví dụ, sự va chạm của một tia vũ trụ là một sự kiện lượng tử nhỏ. Nhưng chuyện gì sẽ xảy ra nếu tia vũ trụ này đi xuyên qua mẹ của Adolf Hitler và Hitler sơ sinh kia đã chết trong việc sảy thai? Sau một sự kiện lượng tử nhỏ, sự va chạm của một tia vũ trụ, khiến vũ trụ ấy bị chia làm đôi. Trong một vũ trụ phía này, Thế chiến II không bao giờ xảy ra, và sáu mươi triệu người không phải chết. Trong vũ trụ phía khác, chúng ta đã có sự tàn phá của WW II. Hai vũ trụ này phát triển cách nhau khá xa, nhưng ban đầu chúng bị ngăn cách bởi một sự kiện lượng tử nhỏ.
Hiện tượng này được nhà văn khoa học viễn tưởng Philip K. Dick khám phá trong cuốn tiểu thuyết "Người đàn ông trong tháp cao, The Man in the High Tower", nơi một vũ trụ song song mở ra vì một sự kiện duy nhất: một viên đạn được bắn vào Franklin Roosevelt, người (tổng thống Mỹ thời thế chiến II) bị giết bởi một kẻ ám sát. Sự kiện then chốt này có nghĩa là Hoa Kỳ chưa chuẩn bị cho Thế chiến II, và Đức quốc xã và Nhật Bản đã chiến thắng và cuối cùng chia cắt Hoa Kỳ làm đôi.
Nhưng liệu viên đạn có bắn trúng hay không, quay trở lại, phụ thuộc vào việc một tia lửa siêu nhỏ được đánh lên bên trong thuốc súng, điều này tự chính nó phụ thuộc vào các phản ứng phân tử phức tạp liên quan đến chuyển động của các điện tử. Vì vậy, có lẽ các thăng giáng lượng tử (quantum fluctuations) trong thuốc súng có thể quyết định liệu súng nổ hay không nổ, từ đó xác định xem quân Đồng minh hay Đức quốc xã có nổi lên trong Thế chiến II hay không.
Vì vậy, không có "bức tường" ngăn cách thế giới lượng tử và thế giới vĩ mô. Các tính năng kỳ lạ của lý thuyết lượng tử có thể len lỏi vào thế giới bằng nhận thức hay lẽ thường "commonsense" của chúng ta. Các hàm sóng này không bao giờ sụp đổ - chúng tiếp tục phân tách vô tận thành những thực tại song song. Việc tạo ra các vũ trụ thay thế không bao giờ dừng lại. Những nghịch lý của thế giới vi mô (tức là, chết và sống đồng thời, ở hai nơi cùng một lúc, biến mất và xuất hiện trở lại ở một nơi khác) giờ-đây cũng tiến vào thế giới của chúng ta nữa.
Nhưng nếu hám sóng liên tục tách ra các phần, tạo ra các vũ trụ hoàn toàn mới trong diễn trình kia, vậy tại sao chúng ta không thể truy cập chúng?
Nhà khoa học đoạt giải Nobel, Steven Weinberg, so sánh điều này với việc nghe đài phát thanh trong phòng khách của bạn. Có hàng trăm sóng radio đồng thời lấp đầy căn phòng của bạn từ khắp nơi trên thế giới, nhưng số quay/vặn radio của bạn chỉ được điều chỉnh theo một tần số. Nói cách khác, đài của bạn "đã phân rã, decohered" từ tất cả các trạm khác. (Sự Kết Hợp, Coherence, là khi tất cả các sóng rung động trong trạng thái đồng nhất hoàn hảo, như trong một chùm tia laser. Sự Phân Rã, Decoherence, là khi những sóng này bắt đầu lệch pha, vì vậy chúng không còn rung động đồng nhất nữa.) Tất cả các tần số khác đều tồn tại, nhưng đài của bạn không thể nhận chúng vì chúng không rung ở cùng tần số như chúng ta nữa. Chúng đã tách ra; đó là, chúng đã phân rã với chúng ta.
Theo cách tương tự, hàm sóng của con mèo chết và còn sống kia đã được phân rã theo thời gian trôi qua. Những hàm ý hay các ám chỉ ấy thì khá đáng kinh ngạc. Trong phòng khách của bạn, bạn cùng tồn tại với các sóng của nào là những khủng long, cướp biển, người ngoài hành tinh từ không gian và quái vật. Tuy nhiên, bạn thật hạnh phúc khi không biết hay chẳng nhận thức được rằng bạn đang chia sẻ cùng một không gian với những kẻ lạ từ xứ khác này nơi không gian lượng tử, bởi vì các nguyên tử của bạn không còn rung động cùng hay chẳng hòa âm với chúng. Những vũ trụ song song này không tồn tại ở những xa xôi mãi mãi chẳng thật là đất bao giờ. Chúng tồn tại trong phòng khách của bạn.
Bước vào một trong những thế giới song song này được gọi là "nhảy lượng tử" hoặc "trượt" và là một mánh lới quảng cáo yêu thích của khoa học viễn tưởng. Để đi vào một vũ trụ song song, chúng ta cần thực hiện một cú nhảy lượng tử vào trong nó. (Thậm chí còn có một bộ phim truyền hình có tên Sliders nơi mọi người trượt qua lại giữa các vũ trụ song song. Bộ truyện bắt đầu khi một cậu bé đọc một cuốn sách. Cuốn sách đó thực sự là cuốn sách của tôi Hyperspace (Siêu không gian, hay Các Không Gian Cao), nhưng tôi không chịu trách nhiệm về vật lý đằng sau phim bộ kia.)
Thật ra, không đơn giản để nhảy giữa các vũ trụ. Một vấn đề đôi khi chúng ta đặt ra cho sinh viên tiến sĩ của mình là tính xác suất bạn sẽ nhảy (ở đây là nhảy lượng tử, để sóng của bạn) xuyên qua một bức tường gạch và kết thúc ở phía bên kia. Kết quả cho việc ấy thật rõ ràng nhưng chuếnh hoáng như say. Bạn sẽ phải chờ lâu hơn cả vòng đời của vũ trụ này để trải nghiệm nhảy hoặc trượt qua một bức tường gạch.
VIỆC SOI MÌNH TRONG CHIẾC GƯƠNG
Khi tôi nhìn vào chính mình trong gương, tôi không thực sự thấy mình là chính mình. Đầu tiên, tôi nhìn thấy bản thân mình khoảng một phần tỷ giây trước, vì đó là khoảng thời gian cần để một tia sáng rời khỏi mặt tôi, đập vào gương và đi vào mắt tôi. Thứ hai, hình ảnh tôi nhìn thấy thực sự là trung bình trên hàng tỷ và hàng tỷ hàm sóng. Trung bình này chắc chắn không giống với hình ảnh của tôi, nhưng nó không chính xác. Bao quanh tôi là nhiều hình ảnh của tôi chảy ra theo mọi hướng. Tôi liên tục bị bao quanh bởi các vũ trụ thay thế, mãi mãi phân nhánh vào các thế giới khác nhau, nhưng xác suất của việc trượt giữa chúng rất nhỏ đến nỗi cơ học Newton dường như là chính xác.
Tại điểm này, một số người đưa ra câu hỏi: Tại sao các nhà khoa học không thực hiện một thí nghiệm để xác định xem giải thích nào là hợp lệ? Nếu chúng ta chạy thí nghiệm với một điện tử, cả ba cách hiểu sẽ cho kết quả như nhau. Do đó, cả ba đều là những diễn giải nghiêm túc, khả thi về cơ học lượng tử, với cùng một lý thuyết lượng tử nền tảng. Điều khác biệt ở đây là cách chúng ta giải thích kết quả.
Hàng trăm năm trong tương lai, các nhà vật lý và triết học vẫn có thể tranh luận về câu hỏi này, với không có sự nhất trí nào cả, bởi vì cả ba cách giải thích đều cho kết quả vật lý giống nhau. Nhưng có lẽ có một cách mà cuộc tranh luận triết học này thăm dò vào não bộ, và đó là câu hỏi về ý chí tự do, từ đó quay trở lại, ảnh hưởng đến nền tảng đạo đức của xã hội loài người.
Ý CHÍ TỰ DO
Toàn bộ nền văn minh của chúng ta dựa trên khái niệm về ý chí tự do, vốn tác động đến các quan niệm về khen thưởng, trừng phạt và trách nhiệm cá nhân. Nhưng Ý chí tự do sẽ thực sự tồn tại? Hay đó là một cách thông minh để giữ xã hội lại với nhau mặc dù nó vi phạm nguyên tắc khoa học? Cuộc tranh cãi đi vào trung tâm của chính cơ học lượng tử.
Thật an toàn khi nói rằng ngày càng nhiều nhà khoa học thần kinh đang dần đi đến kết luận rằng ý chí tự do không tồn tại, ít nhất là không theo nghĩa thông thường. Nếu một số hành vi kỳ quái nhất định có thể được liên kết với các khiếm khuyết chính xác trong não, thì một người không chịu trách nhiệm về mặt khoa học đối với các tội ác mà anh ta có thể phạm phải. Anh ta có thể quá nguy hiểm khi bị bỏ cho đi lại trên đường và cần phải bị nhốt trong một tổ chức nào đó, nhưng việc trừng phạt ai đó vì bị đột quỵ hoặc khối u trong não là sai lầm, họ nói. Những gì người đó cần là sự giúp đỡ về y tế và tâm lý. Có lẽ việc bị tổn thương não kia có thể được điều trị (ví dụ: bằng cách loại bỏ một khối u) và người đó có thể trở thành một thành viên có ích cho xã hội.
Ví dụ, khi tôi phỏng vấn Tiến sĩ Simon Baron-Cohen, một nhà tâm lý học tại Đại học Cambridge, ông nói với tôi rằng nhiều kẻ giết người thuộc về bệnh lý (nhưng không phải tất cả) có sự bất thường về não. Việc quét não của họ cho thấy họ thiếu sự đồng cảm (empathy) khi nhìn thấy người khác đau đớn, và thực tế họ thậm chí có thể vui mừng khi nhìn thấy việc đau khổ này (ở những cá nhân này, hạch amygdala và nucleaus accumbens, trung tâm khoái cảm, sáng lên khi họ xem video của ai đó trải qua nỗi đau).
Kết luận mà một số người có thể rút ra từ điều này là những người này không thực sự chịu trách nhiệm cho những hành động ghê tởm của họ, mặc dù họ vẫn nên bị loại khỏi xã hội. Họ cần giúp đỡ, không phải trừng phạt, vì có vấn đề với bộ não của họ. Theo một nghĩa nào đó, họ có thể không hành động với ý chí tự do khi họ phạm tội.
Một thí nghiệm được thực hiện bởi Tiến sĩ Benjamin Libet vào năm 1985 đã nghi ngờ về sự tồn tại của ý chí tự do. Giả sử bạn đang yêu cầu các đối tượng xem đồng hồ và sau đó ghi chú chính xác khi họ quyết định di chuyển một ngón tay. Sử dụng quét EEG, người ta có thể phát hiện chính xác khi nào bộ não đưa ra quyết định này. Khi bạn so sánh hai lần, bạn sẽ không khớp. Các bản quét EEG cho thấy bộ não thực sự đã đưa ra quyết định khoảng ba trăm mili giây trước khi người đó nhận ra điều đó.
Điều này có nghĩa là, trong một số ý nghĩa, ý chí tự do là giả. Các quyết định được đưa ra ở thời gian thời đó bởi bộ não, không có đầu vào của ý thức, và sau đó bộ não cố gắng che đậy điều này (như thể nó thì sẽ không làm) bằng cách tuyên bố rằng quyết định đó có ý thức. Tiến sĩ Michael Sweeney kết luận: "Phát hiện của Libet cho thấy bộ não biết người ta sẽ quyết định điều gì trước khi người đó hành động ... Thế giới phải đánh giá lại không chỉ ý tưởng về các phong trào được phân chia giữa tình nguyện và không tình nguyện, mà còn cả căn bản ý tưởng về cái gọi là ý chí tự do."
Tất cả điều này dường như chỉ ra rằng ý chí tự do, nền tảng của xã hội, là một hư cấu và ảo tưởng được tạo ra bởi não trái của chúng ta. Vì vậy, chúng ta có phải là chủ nhân của số phận của chúng ta, hay chỉ là những con chốt cầm đồ trong một trò lường gạt được duy trì bởi bộ não?
Có một số cách để tiếp cận câu hỏi dính mắc này. Ý chí tự do đi ngược lại một triết lý gọi là chủ nghĩa tất định determinism, đơn giản chỉ nói rằng tất cả các sự kiện trong tương lai được xác định bởi các quy luật vật lý. Theo chính Newton, vũ trụ là một loại đồng hồ, tích tắc từ khởi đầu của thời gian, tuân theo quy luật chuyển động. Do đó tất cả các sự kiện có thể dự đoán được.
Câu hỏi ở đây là: Chúng ta có phải là một phần của đồng hồ này không? Có phải tất cả hành động của chúng ta cũng được xác định? Những câu hỏi này có ý nghĩa triết học và thần học. Ví dụ, hầu hết các tôn giáo tuân thủ một số hình thức của chủ nghĩa tất định và sự tiền định (predestination). Vì Thiên Chúa là toàn năng, toàn tri và toàn diện (omnipotent, omniscient, và omnipresent,) nên Ngài biết cả tương lai, và do đó tương lai ấy được xác định trước cả rồi. Ngài ấy biết ngay cả trước khi bạn được sinh ra dù bạn sẽ lên Thiên đàng hay Địa ngục.
Giáo hội Công giáo đã chia tách làm đôi cho chính xác là câu hỏi này trong cuộc cách mạng Tin lành/Protestant. Theo học thuyết (giáo lý) Công giáo tại thời điểm đó, người ta có thể thay đổi số phận cuối cùng của mình bằng một xá tội (an indulgence), thường là bằng cách quyên góp tài chính hào phóng cho Giáo hội. Nói cách khác, tính tất định có thể được thay đổi bởi độ dày ví tiền của bạn. Martin Luther đặc biệt đã chỉ ra sự đồi bại của Giáo hội vượt quá cả những đặc quyền xá tội khi ông đã đóng-ghim 95 Luận-Đề của mình trên cánh cửa của một nhà thờ vào năm 1517, kích hoạt cuộc Cải cách Tin lành. Đây là một trong những lý do chính khiến Giáo hội tách ra giữa chừng, gây thương vong cho hàng triệu người và gây lãng phí cho toàn bộ khu vực châu Âu.
Nhưng sau năm 1925, (nguyên lý) sự bất định đã được đưa vào vật lý thông qua cơ học lượng tử. Đột nhiên mọi thứ trở nên không chắc chắn; tất cả những gì bạn có thể tính toán là xác suất. Theo nghĩa này, có lẽ ý chí tự do chắc chắn tồn tại, và đó là biểu hiện của cơ học lượng tử. Vì vậy, một số người cho rằng lý thuyết lượng tử thiết lập lại khái niệm về ý chí tự do. Tuy nhiên, các nhà tất định, determinists đã phản pháo trở lại, tuyên bố rằng các hiệu ứng lượng tử là cực kỳ nhỏ (ở cấp độ nguyên tử), quá nhỏ để giải thích cho ý chí tự do của con người với quy mô lớn kia.
Tình hình của hôm nay thực sự khá rối rắm. Có lẽ câu hỏi "Liệu ý chí tự do có tồn tại?" thì giống như câu hỏi "Sự sống là gì?" Việc phát hiện ra DNA đã khiến câu hỏi đó trở nên lỗi thời. Bây giờ chúng ta nhận ra rằng câu hỏi có rất nhiều lớp và sự phức tạp. Có lẽ điều tương tự áp dụng cho ý chí tự do, và thực sự có nhiều loại.
Nếu vậy, định nghĩa của "ý chí tự do" trở nên mơ hồ. Ví dụ, một cách để xác định ý chí tự do là hỏi liệu hành vi có thể được dự đoán hay không. Nếu ý chí tự do tồn tại, thì hành vi không thể được xác định trước thời hạn. Giả sử bạn xem một bộ phim chẳng hạn. Cốt truyện hoàn toàn được xác định, không có ý chí tự do nào. Vì vậy, bộ phim là hoàn toàn có thể dự đoán. Nhưng thế giới của chúng ta không thể giống như một bộ phim, vì hai lý do. Đầu tiên là lý thuyết lượng tử, như chúng ta đã thấy. Bộ phim chỉ đại diện cho một dòng thời gian khả dĩ. Lý do thứ hai là lý thuyết hỗn loạn. Mặc dù vật lý cổ điển nói rằng tất cả các chuyển động của các nguyên tử là hoàn toàn xác định và có thể dự đoán được, nhưng trong thực tế, không thể dự đoán chuyển động của chúng vì có rất nhiều nguyên tử liên quan. Sự xáo trộn nhỏ nhất của một nguyên tử đơn lẻ có thể gây ra hiệu ứng gợn (a ripple effect), thứ nhỏ bé ấy vốn có thể đổ xuống để tạo ra những xáo trộn khổng lồ.
Hãy nghĩ về thời tiết. Về nguyên tắc, nếu bạn biết hành vi của mọi nguyên tử trong không khí, bạn có thể dự đoán thời tiết một thế kỷ kể từ bây giờ nếu bạn có một máy tính đủ lớn. Nhưng trong thực tế, điều này là không thể. Chỉ sau vài giờ, thời tiết trở nên hỗn loạn và phức tạp đến nỗi mọi mô phỏng trên máy tính đều trở nên vô dụng.
Điều này tạo ra cái gọi là "hiệu ứng cánh bướm", có nghĩa là ngay cả nhịp đập của cánh bướm cũng có thể gây ra những gợn sóng nhỏ trong bầu khí quyển, phát triển và đến lượt nó có thể leo thang thành giông bão. Vì vậy, nếu ngay cả việc con bướm vỗ cánh có thể tạo ra giông bão, việc hy vọng dự đoán cách chính xác về thời tiết là rất xa vời.
Hãy quay trở lại thí nghiệm thuộc về suy tư được mô tả với tôi bởi Stephen Jay Gould. Ông yêu cầu tôi tưởng tượng Trái đất 4,5 tỷ năm trước, khi nó được sinh ra. Bây giờ hãy tưởng tượng bạn bằng cách nào đó có thể tạo ra một bản sao giống hệt Trái đất và để nó phát triển. Chúng ta vẫn còn ở đây trên Trái đất khác kia sau 4,5 tỷ năm chứ?
Người ta có thể dễ dàng tưởng tượng, do hiệu ứng lượng tử hoặc bản chất hỗn loạn của thời tiết và đại dương, loài người sẽ không bao giờ tiến hóa thành chính xác các sinh vật như phiên bản trên Trái đất này. Vậy cuối cùng, có vẻ như sự kết hợp của bất định và hỗn loạn làm cho một thế giới hoàn toàn xác định là không thể.
BỘ NÃO LƯỢNG TỬ
Cuộc tranh-luận này cũng tác động đến kỹ thuật đảo ngược của bộ não. Nếu bạn có thể đảo ngược thành công một bộ não làm bằng bóng bán dẫn, thì thành công này ngụ ý rằng bộ não có tính tất định và có thể dự đoán được. Hỏi nó bất kỳ câu hỏi và nó lặp lại cùng một câu trả lời chính xác. Máy tính có tính quyết định theo cách này, vì chúng luôn đưa ra cùng một câu trả lời cho bất kỳ câu hỏi nào.
Vì vậy, có vẻ như chúng ta có một vấn đề. Một mặt, cơ học lượng tử và lý thuyết hỗn loạn cho rằng vũ trụ không thể dự đoán được, và do đó, dường như tồn tại ý chí tự do. Nhưng một bộ não kĩ-thuật-đảo-ngược, được làm bằng bóng bán dẫn, theo định nghĩa sẽ có thể dự đoán được. Vì bộ não thiết-kế-đào-ngược thì giống hệt về mặt lý thuyết với bộ não sống, nên bộ não con người cũng mang tính tất định và không có ý chí tự do. Rõ ràng, điều này mâu thuẫn với tuyên bố đầu tiên.
Một số ít các nhà khoa học tuyên bố rằng bạn không thể đảo ngược cách xác thật bộ não, hoặc chẳng bao giờ tạo ra một cỗ máy tư duy thực sự, vì lý thuyết lượng tử. Bộ não ư, họ lập luận, là một thiết bị lượng tử, không chỉ là một bộ sưu tập các bóng bán dẫn. Do đó dự án này cam chịu phát quyết thất bại. Trong phe này có nhà vật lý lừng danh Oxford, Tiến sĩ Roger Penrose, một người có thẩm quyền về thuyết tương đối của Einstein, người tuyên bố rằng đó là những diễn-trình lượng tử (quantum processes) có thể giải thích cho ý thức của bộ não con người. Penrose bắt đầu bằng cách nói rằng nhà toán học Kurt Godel đã chứng minh rằng số học arithmetic thì không đủ; đó là, có những phát biểu đúng trong số học không thể được chứng minh bằng các tiên đề của số học. Tương tự, không chỉ toán học không hoàn chỉnh, mà vật lý cũng vậy. Ông kết luận bằng cách tuyên bố rằng bộ não về cơ bản là một thiết bị thuộc về cơ học lượng tử và có những vấn đề mà không máy móc nào có thể giải quyết được do định lý bất toàn của Godel. Tuy nhiên, con người có thể hiểu-cảm được những câu hỏi siêu hóc búa này bằng trực giác.
Tương tự, bộ-não-được-thiết-kế-ngược, dù phức tạp đến đâu, vẫn là một tập hợp các bóng bán dẫn và dây dẫn. Trong một hệ thống xác định như vậy, bạn có thể dự đoán chính xác hành vi trong tương lai của nó bởi vì các quy luật chuyển động đã được biết đến. Tuy nhiên, trong một hệ thống lượng tử, hệ thống này vốn không thể đoán trước được. Tất cả những gì bạn có thể tính toán là những cơ hội sẽ xảy ra, bởi vì nguyên lý bất định.
Nếu hóa ra bộ não đảo ngược không thể tái tạo hành vi của con người, thì các nhà khoa học có thể buộc phải thừa nhận rằng có những lực-lượng (forces) không thể đoán trước khi làm việc (tức là, hiệu ứng lượng tử bên trong não). Tiến sĩ Penrose lập luận rằng bên trong tế bào thần kinh có những cấu trúc nhỏ, được gọi là vi ống microtubules, nơi các diễn-trình lượng tử chiếm ưu thế.
Hiện tại, không có sự đồng thuận về vấn đề này. Đánh giá từ phản ứng với ý tưởng của Penrose khi nó được đề xuất lần đầu tiên, sẽ an toàn khi nói rằng hầu hết cộng đồng khoa học đều nghi ngờ về cách tiếp cận của ông. Khoa học, tuy nhiên, không bao giờ được tiến hành như một đánh giá đại chúng, mà thay vào đó tiến bộ và hoàn thiện thông qua các lý thuyết có thể kiểm-chứng testable, tái-lập reproducible và có thể phản-biện falsifiable.
Về phần mình, tôi tin rằng các bóng bán dẫn không thể thực sự mô hình hóa tất cả các hành vi của tế bào thần kinh, vốn thực hiện cả những tính toán tương tự (analog) và kỹ thuật số (digital). Chúng ta biết rằng các tế bào thần kinh là mớ-lộn- xộn. Chúng có thể rò rỉ, không thắp-sáng lên, già đi, chết và nhạy cảm với môi trường. Đối với tôi, điều này cho thấy rằng một tập hợp các bóng bán dẫn chỉ có thể mô hình hóa xấp xỉ hành vi của các tế bào thần kinh. Ví dụ, chúng ta đã thấy trước đó, khi thảo luận về vật lý của bộ não, rằng nếu sợi trục axon của tế bào thần kinh trở nên mỏng hơn, thì nó bắt đầu rò rỉ và cũng không thực hiện tốt các phản ứng hóa học theo đó. Một số rò rỉ này và những sai lầm trong thắp-sáng lên ấy sẽ là do hiệu ứng lượng tử. Khi bạn cố gắng tưởng tượng các tế bào thần kinh mỏng hơn, đặc hơn và nhanh hơn, các hiệu ứng lượng tử trở nên rõ ràng hơn. Điều này có nghĩa là ngay cả đối với các tế bào thần kinh bình thường cũng có vấn đề rò rỉ và mất ổn định, và những vấn đề này tồn tại cả về mặt cơ học và lượng tử.
Tóm lại, một robot được-thiết-kế-đảo-ngược sẽ đưa ra một xấp xỉ tốt nhưng không hoàn hảo của bộ não con người. Không giống như Penrose, tôi nghĩ rằng là có thể trong việc tạo ra một robot-tất-định từ các bóng bán dẫn, thứ mang lại vẻ ngoài của ý thức, nhưng không có bất kỳ ý chí tự do nào. Nó sẽ vượt qua bài kiểm tra Turing. Nhưng tôi nghĩ sẽ có sự khác biệt giữa một robot như vậy và con người do những hiệu ứng lượng tử rất nhỏ bé này.
Cuối cùng, tôi nghĩ rằng tự do ý chí chắc chắn tồn tại, nhưng nó không phải là ý chí tự do được hình dung bởi những người theo chủ nghĩa cá nhân gồ ghề hay gắt gỏng, những người vốn luôn tuyên bố họ là chủ nhân hoàn toàn của số phận. Bộ não bị ảnh hưởng bởi hàng ngàn yếu tố vô thức thứ mở đường cho chúng ta đưa ra những lựa chọn nhất định trước thời hạn, thậm chí cả khi chúng ta nghĩ rằng chúng ta tự tạo ra chúng. Điều này không nhất thiết có nghĩa là chúng ta là diễn viên trong một bộ phim có thể được quay lại bất cứ lúc nào. Phần cuối của bộ phim chưa được viết, vì vậy tính-tất-định nghiêm-ngặt bị phá hủy bởi sự kết hợp tinh tế giữa [những hiệu ứng lượng tử] và [thuyết hỗn loạn]. Và rồi sau rốt, chúng ta vẫn là chủ nhân của số phận bản thân chúng ta.
TƯƠNG LAI CỦA TÂM TRÍ - MICHIO KAKU
BẢN DỊCH CỦA ĐỖ BÁ HUY
