Tại sao một nhà khoa học 'thiên tài' lại cho rằng ý thức của chúng ta bắt nguồn từ cấp độ lượng tử

Bình luận Văn Thiện • 04:52, 08/09/20

Tâm trí của chúng ta có cấu trúc lượng tử làm nảy sinh ý thức không? Sir Roger Penrose, một trong những nhà khoa học nổi tiếng nhất thế giới, tin vào điều này và cho rằng cấu trúc có thể giải thích cách nó hoạt động.

Ý thức của con người là một trong những bí ẩn lớn của thời đại chúng ta trên trái đất. Làm thế nào để bạn biết rằng bạn là “bạn”? Cảm giác nhận thức về bản thân xuất phát từ tâm trí hay cơ thể bạn tạo ra nó? Điều gì thực sự xảy ra khi bạn đi vào trạng thái ý thức “bị thay đổi” với sự trợ giúp của một số hóa chất? Động vật có ý thức không? Mặc dù bạn sẽ nghĩ rằng bí ẩn cơ bản về nhận thức bản thân của chúng ta sẽ là điều đầu tiên trong nghiên cứu khoa học, nhưng khoa học vẫn chưa có câu trả lời chắc chắn cho những câu hỏi này.

Có một cách quan niệm ý thức như một sản phẩm phụ của nhiều phép tính đang diễn ra trong não bạn.

Lý thuyết thông tin tích hợp, được đưa ra bởi nhà thần kinh học Giulio Tononi của Đại học Wisconsin-Madison, đề xuất rằng trải nghiệm có ý thức là sự tích hợp của một lượng lớn thông tin đi vào não của chúng ta, và trải nghiệm này là không thể học được. Bộ não của bạn đan xen một mạng thông tin phức tạp từ các đầu vào cảm giác và nhận thức.

Lý thuyết không gian làm việc toàn cục (global workspace theory) về ý thức, được phát triển bởi Bernard Baars, một nhà khoa học thần kinh tại Viện Khoa học Thần kinh ở La Jolla, California, nói rằng có thể ý thức chỉ đơn giản là hành động truyền thông tin xung quanh não từ một ngân hàng ký ức.

Nhưng có một số người cho rằng những nỗ lực của chúng ta trong việc hiểu bản chất của ý thức thông qua khoa học thần kinh sẽ thất bại trừ khi có sự tham gia của cơ học lượng tử. Nhà vật lý toán học nổi tiếng thế giới của Đại học Oxford, Roger Penrose, cho rằng ý thức có nguồn gốc lượng tử.

Cùng với bác sĩ gây mê nổi tiếng Stuart Hammeroff, người giảng dạy tại Đại học Arizona, Penrose đã đưa ra lý thuyết Giản lược Khách quan Hài hòa (Orchestrated Objective Reduction) của tâm trí. Lý thuyết này có phần kỳ lạ, nhưng không thể dễ dàng bị bác bỏ khi Roger Penrose được nhiều người coi là một trong những người lỗi lạc nhất thế giới vì những đóng góp của ông trong vũ trụ học và thuyết tương đối rộng. Ông cũng được biết đến với công trình đoạt giải với Stephen Hawking về lỗ đen. Nhà vật lý Lee Smolin đã từng nhận xét rằng Penrose là “một trong số rất ít người tôi gặp trong đời, người mà tôi gọi là thiên tài mà không cần e dè”.

Nhà vật lý người Anh Roger Penrose tại một hội nghị mang tên "Con đường hướng tới thực tại". Sự kiện này là một phần của Lễ hội della Scienza năm 2005, được tổ chức hàng năm tại Genoa, Ý. (Ảnh: Wikipedia)
Nhà vật lý người Anh Roger Penrose tại một hội nghị mang tên "Con đường hướng tới thực tại". Sự kiện này là một phần của Lễ hội della Scienza năm 2005, được tổ chức hàng năm tại Genoa, Ý. (Ảnh: Wikipedia)

Penrose tin rằng ý thức không phải là tính toán. Nhận thức của chúng ta không chỉ đơn giản là một sản phẩm phụ mang tính cơ học, giống như một một cỗ máy. Và để hiểu được ý thức, bạn cần phải cách mạng hóa sự hiểu biết của chúng ta về thế giới vật chất. Đặc biệt, Penrose cho rằng câu trả lời cho ý thức có thể nằm ở kiến thức sâu hơn về cơ học lượng tử.

Trong một cuộc phỏng vấn với Steve Paulson của tạp chí Nautilus, Penrose sử dụng một ví dụ từ tính toán lượng tử để giải thích rằng các qubit thông tin vẫn ở nhiều trạng thái cho đến khi kết hợp với nhau thành một phép tính tức thời, được gọi là "sự kết hợp lượng tử", làm cho một số lượng lớn mọi thứ hoạt động cùng nhau trong một trạng thái lượng tử.

Đây là nơi lý thuyết của Penrose dựa trên công trình của Hameroff khi nói rằng sự kết hợp lượng tử này diễn ra trong cấu trúc protein được gọi là "vi ống". Những vi ống này nằm bên trong các tế bào thần kinh trong não của chúng ta và có thể lưu trữ và xử lý thông tin Penrose và Hameroff nghĩ rằng vi ống là các thiết bị lượng tử đang điều phối nhận thức có ý thức của chúng ta.

Lý thuyết này không được tất cả mọi người trong cộng đồng khoa học đánh giá cao, với nhiều nhà phê bình cho rằng bộ não quá "ấm, ướt và ồn ào" và không thể duy trì một quá trình lượng tử. Một nhà vật lý khác, Max Tegmark, thậm chí còn tính toán rằng bộ não không thể nghĩ nhanh như ý tưởng này đòi hỏi. Hawking cũng không tham gia, đề xuất Penrose nên gắn bó với lĩnh vực chuyên môn của mình.

Tuy nhiên, một công trình năm 2013 của các nhà khoa học Nhật Bản đã bổ sung một số bằng chứng cho lý thuyết của Penrose và Hameroff khi các nhà nghiên cứu phát hiện ra các rung động trong các vi ống. Penrose và Hameroff sau đó đề xuất rằng bằng cách tập trung kích thích não vào những rung động này, người ta có thể hình dung "lợi ích cho một loạt các tình trạng tâm thần, thần kinh và nhận thức”.

Tuy nhiên, lý thuyết về ý thức này vẫn còn sơ khai trong một lĩnh vực chưa có nhiều tiến bộ trong một thời gian dài.

Vào năm 2017, Sir Roger Penrose đã thành lập Viện Penrose để nghiên cứu ý thức của con người thông qua vật lý và để phân biệt nó với bất kỳ trí thông minh nhân tạo tiềm năng nào.

Văn Thiện

Theo Bigthink

Khoa học Nhân thể