آیا فیزیک منشاء خودآگاهی است؟

به گزارش بیگ بنگ، در دو دهۀ اخیر مسئله­ بدن ذهن تغییر نام گسترده­‌ای به خود دیده است. حال از آن به عنوان “مسئله­ سخت” خودآگاهی یاد می­ کنند. این عبارت را فیلسوفی با نام “دیوید چالمرز” در کتاب خود با نام “ذهن آگاه: در جستجوی نظریه ­‌ای بنیادین” در سال ۱۹۹۶ میلادی ابداع کرد. چالمرز بر این تصور بود مسئله­ بدن و ذهن در مقایسه با چیزی که او زیرکانه از آن به عنوان مسائل “سادهء” عصب­ شناسی یاد کرد، باید “سخت” خوانده شود. چطور عصب­‌ ها و مغز در بعد فیزیکی عملکرد خود را دارند؟ صد البته که چنین موضوعی ساده نیست.
اما منظور او این بود که این مسائل در مقایسه با مسئله­ سخت یافتن ارتباطی میان آگاهی و ماده، ساده به نظر می آید. در طول دهه­ گذشته، من و همکارم جاناتان اسکولر، پروفسور روانشناسی دانشگاه سانتا باربارا کالیفرنیا، نظریه‌­ای با نام “نظریۀ طنین خودآگاهی” مطرح کردیم. ما اظهار داشتیم طنین (معادل دیگری برای ارتعاش همگام­ شده) در اعماق نه تنها خودآگاهی انسان، بلکه در خودآگاهی حیوانات و بطور کلی ­‌تر در واقعیت فیزیکی وجود دارد. به نظر چیزی شبیه رویای هیپی­‌ها باشد (صحبت در مورد ارتعاش‌­ ها است) اما با من همراه باشید.

در مورد ارتعاش­‌ ها
تمام چیزها در کیهان همواره در حال حرکت و ارتعاش هستند. حتی اجرامی که به نظر ثابت می­ آیند نیز در حال ارتعاش، نوسان و طنین ­انداختن در طول موج‌­های مختلف هستند. طنین نوعی حرکت است که ویژگی آن نوسان میان دو حالت است. در نهایت تمام ماده‌­ها تنها ارتعاشات میدان­‌ های درونی مختلف هستند. از این رو طبیعت در تمام مقیاس ­‌ها در حال ارتعاش است.

زمانی که اجرام مرتعش مختلف کنار یکدیگر قرار می­گیرند، اتفاق جالبی می ­افتد. آن ها اغلب شروع به ارتعاش در طول موج یکسانی می­ کنند. گاهی اوقات آن ها به شکلی مرموز با یکدیگر “جفت” می­ شوند. این پدیده را “خودسازمانی خود بخودی” می­ نامند. استیون استروگاتز ریاضیدان، مثال­‌های مختلفی از فیزیک، زیست ­‌شناسی، شیمی و عصب­ شناسی برای ترسیم “جفت­ شدن” (عبارت انتخابی او به جای طنین) در کتاب خود با نام “جفت­ شدن: چطور از آشوب کائنات، طبیعت و زندگی روزمره نظم پدیدار می­ شود” استفاده می­ کند. برخی از این مثال­‌ها در زیر آمده است:
وقتی گونه­‌های خاصی از کرم شب­تاب در اجتماعات بزرگ گرد هم می­ آیند، آنها بطور منظم و به شکلی پیج ­کننده شروع به تابیدن نور می­ کنند. لیزر زمانی ساخته می­ شود که فوتون­‌های با انرژی و طول موج یکسان جفت شوند. چرخش ماه به شکلی با زمین هماهنگ است که ما همواره یک سوی آن را می­ بینیم. بررسی طنین می ­تواند به بینش­‌های عمیقی در مورد ماهیت آگاهی و ماهیت کلی کائنات منتهی شود.

جفت­ شدن در درون جمجۀ شما
عصب ­­شناسان نیز در تحقیقات خود متوجه این نکته شدند. عصب­‌ها در مقیاس‌­های گسترده در مغز انسان در طول­ موج‌­های قابل اندازه‌­ گیری در حال فعالیت هستند و تصور می­شود آگاهی پستانداران با جفت­ شدن عصبی ارتباط داشته باشد. برای مثال، پاسکال فرایز نوروفیزیولوژیست آلمانی، راه‌­های جفت­ شدن الگوهای الکتریکی در مغز را مورد بررسی قرار داده است تا خودآگاهی انسان را به دسته­‌های مختلف تقسیم کند.
فرایز تمرکز خود را بر روی موج­‌های گاما، بتا و تتا قرار داده است. این نام­‌ها به سرعت نوسان الکتریکی در مغز اشاره دارند که توسط الکترودهایی متصل به جمجمۀ انسان انداز‌ه‌­گیری شده­‌اند. برانگیختگی الکتروشیمیایی دسته­‌های نورون به منظور ارتباط با یکدیگر، باعث ایجاد نوسان می­ شود. سرعت و ولتاژ این سیگنال­‌ها در حالت متوسط باعث تولید امواج نوار مغزی شده که به صورت چرخه بر ثانیه محاسبه می­ شود.

میان موج‌­های گاما و فعالیت­‌های هماهنگ در مقیاس گسترده نظیر تفسیر، مدیتیشن یا خودآگاهی متمرکز ارتباط وجود دارد. موج­ بتا نیز با فعالیت بیشینۀ مغز یا تهییج مغزی و موج تتا نیز با آرامش مغزی یا رویاپردازی روزانه در ارتباط است. به گفته­ فرایز، این سه موج با همکاری یکدیگر به تولید یا حداقل تسهیل انواع مختلف خودآگاهی می­ پردازند اما هنوز ارتباط دقیق میان موج‌­های الکتریکی مغز و آگاهی مورد بحث و بررسی قرار دارد.
فرایز این مفهوم را “ارتباط از طریق انسجام” می­ نامد. در نظر او هماهنگی نورونی مسئله­‌ای بسیار مهم است. هماهنگی در نرخ نوسان الکتریکی باعث ایجاد ارتباط مطلوب میان نورون­‌ها و گروه­‌های نورونی می­ شود. عدم وجود این انسجام هماهنگ باعث می­ شود تا اطلاعات ورودی در حالت­‌های تصادفی چرخه­ تحریک ­پذیری نورون دریافت شده و تاثیر آنها خنثی شود یا حداقل در ارتباطات تاثیر کمتری داشته باشد.

نظریه­ تشدید خودآگاهی
نظریه­ ما بر پایۀ تلاش‌­های فرایز و محققان بسیار دیگر است که رویکردی وسیع‌تر را در پیش می­ گیرد و می­تواند توضیحی برای آگاهی بشر و پستانداران و همچنین توضیحی گسترده­‌تر برای آگاهی ارائه کند. طبق مشاهدات ما از مفاهیم وجودی اطراف مان، نظیر الکترون، اتم، مولکول، باکتری، موش، خفاش و… ما تصور می­ کنیم هر چیزی می­تواند حداقل کمی آگاه باشد.
در نگاه اول این مفهوم عجیب به نظر می­ رسد اما پان­سایکیسم (دیدگاهی که در آن همه­ مواد نوعی آگاهی دارند) تفکری است که مقبولیت آن با توجه به ماهیت خودآگاهی رو به افزایش است. دیدگاه پان­سایکیسم معتقد است خودآگاهی در برهه­‌ای از فرگشت ظهور نیافته است. بلکه همواره با ماده ارتباط دوطرفه دارد. این دو هر کدام یک روی سکه هستند.
اما قسمت اعظم مغز ما که با انواع مختلف ماده در کیهان در ارتباط است، به شدت ساده و پایه­‌ای است. برای مثال یک الکترون یا اتم تنها از مقدار اندکی آگاهی بهره می­ برد اما بر اساس این طرز فکر، زمانی که ماده ارتباط درونی بیشتری پیدا می­ کند، مغز نیز از آن پروی می­ کند و برعکس این موضوع نیز صادق است. موجودات زندۀ زیستی نیز می­توانند به سرعت اطلاعات را از طریق مسیرهای مختلف زیست-فیزیکی الکتریکی و الکتروشیمیایی مبادله کنند. ساختارهای غیرزیستی تنها می­توانند با استفاده از مسیرهای گرمایی به مبادله­ درونی اطلاعات بپردازند که در مقایسه با مسیرهای قبلی، سرعت بسیار پایین‌تری داشته و اطلاعات کمتری جابجا می­ شود.


موجودات زنده جریان­‌های پرسرعت‌ ­تر اطلاعات خود را به داخل خودآگاهی در مقیاس­‌های گسترده­‌تری نسبت به خودآگاهی در مقیاس‌­های کوچکتر نظیر تخته سنگ یا تپه­ شن هدایت می­ کنند. ساختارهای زیستی ارتباطات و رویدادهای درونی بیشتری نسبت به تخته­ سنگ یا تپه­ شن دارند. در رویکرد ما، تخته­ سنگ و تپه­ شن تنها “توده‌هایی هستند که اجتماعی از نهادهای آگاه بسیار ساده در سطح اتمی و مولکولی شامل می­ شوند.
ماجرا در اشکال زیستی که از ترکیب این نهادهای ریزآگاه تشکیل شده و نهادی کلا ن­اآگاه را تشکیل می­دهند تفاوت دارد. ما این فرایند ترکیب را عیاری برای سنجش حیات زیستی در نظر می­ گیریم. فرض اصلی رویکرد ما به این صورت است: به هم ­ پیوستگی­‌های معینی که امکان آگاهی در مقیاس گسترده را فراهم می­ کند (نظیر خودآگاهی بشر و پستانداران) از طنین مشترک همین اجزای بسیار کوچکتری حاصل می ­شوند.

سرعت موج‌­های طنین حاضر، عامل محدودکننده­‌ای است که اندازۀ هر نهاد آگاه را در هر لحظه تعیین می ­کند. با گسترش طنین میان اجزای بیشتر، نهاد آگاه جدیدی که از این طنین و ترکیب به وجود می ­آید، بزرگتر و پیچیده­‌تر می­ شود. بنابراین طنین مشترک در مغز بشر که برای مثال همگامی موج گاما دارد، تعداد نورون­‌ها و ارتباط نورونی بسیار بیشتری نسبت به موج بتا یا تتا می­ گیرد.
طنین­‌های درون موجودی بزرگتر مثل تودۀ کرم‌­های شب­تاب که به صورت هماهنگ از خود نور می­دهند چطور؟ محققان تصور می ­کنند طنین زیست‌­تابی آنها به دلیل نوسان­‌های زیستی درونی اتفاق می ­افتد که به صورت خودکار باعث هماهنگی میان کرم­های شب­تاب می ­شود. آیا این گروه بزرگ کرم­‌های شب­تاب از خودآگاهی بیشتری بهره می ­برند؟ احتمالا اینطور نیست زیرا ما می­توانیم بدون مراجعه به هوش یا آگاهی این پدیده را توضیح دهیم.
از سویی در ساختارهای زیستی که مسیرهای اطلاعاتی و قدرت پردازش مناسب دارند، تمایل به خودسازمانی اغلب می­تواند نهادهای آگاه بزرگتری را به وجود آورد. نظریۀ ما می­خواهد چارچوب منسجمی متشکل از علم اعصاب ارائه داده و همچنین سوالات بنیادین زیست-نورون­شناسی و زیست-فیزیک را به میان آورد و فلسفه­ ذهن را نیز در خود داشته باشد. زمانی که موضوع، خودآگاهی و فرگشت سامانه­‌های فیزیکی باشد، این نظریه به تفاوت­‌های مهم موجود می­ پردازد. همه­ چیز در مورد ارتعاشات است. همچنین نوع ارتعاشات و از همه بیشتر، ارتعاشات مشترک اهمیت دارند.

مطالب مرتبط:
فیزیک چیست؟
نقش ریاضیات در فیزیک
فیزیک را چطور بخوانیم؟

منبع: https://bigbangpage.com