האם לפיזיקה יש באמת מה לומר על תודעה?
- גור זיו
- 30 ביוני
- זמן קריאה 9 דקות
עודכן: לפני 3 ימים
מאת: Ethan Siegel
מקור: BigThink
מדי פעם, מדענים נושאים על עצמם משא כבד מכפי יכולתם. בדיוק כפי שאנו נוהגים להשתמש בביטוי הזה כדי לתאר מישהו שלוקח על עצמו משימה שגדולה עליו - כזו שהוא אינו מסוגל לבצע עם המשאבים העומדים לרשותו - כך בדיוק קורה גם עם בעיות מדעיות רבות.
בעוד שהחוקים הבסיסיים של הטבע, החלקיקים היסודיים והאינטראקציות שביניהם מוכרים לנו באופן מעמיק (עד גבול מסוים), המגוון העצום של המבנים המורכבים שנוצרים מאותן אבני יסוד של המציאות, לרוב מפתח תכונות שעולות בדרכים לא מובנות מאליהן מהרכיבים שמרכיבים אותם.

לפעמים, על ידי סימולציה של מערכות רבות-גופים (many-body systems) והחלה של תנאי שפה מתאימים, ניתן אכן לגזור תכונות נרחבות ונצפות בקנה מידה מאקרוסקופי - ישירות מתוך אותם חוקים יסודיים.. צבעה של מנורת נתרן היא דוגמה אחת לכך; הצלחתו של כבל קואקסיאלי בהעברת אותות בתדרי רדיו היא דוגמה נוספת.
במקרים אחרים, לעומת זאת, החוקים מורכבים בהרבה, ואנו יכולים רק לקבוע שמשהו מתרחש (או חייב להתרחש), מבלי להבין במלואו כיצד זה קורה. אולי אין חידה אחת המשתייכת לקטגוריה הזו שהיא מסתורית יותר מהטבע של התודעה: דבר שאנו, בני האדם, בהחלט חווים - ובכל זאת מסוגלים לתארו רק באופן סובייקטיבי.
מה באמת הפירוש של להיות מודע? מהו מקור התודעה? האם רק בני האדם מודעים, או שגם בעלי חיים אחרים, צורות חיים שאינן בעלי חיים, ואולי אפילו ישויות דוממות - מחזיקים במידה כלשהי של תודעה? למרות שרבים הביעו דעות והשמיעו השערות בנושא, עדיין מדובר בתעלומה. הנה מה שיש לפיזיקה - המדע היסודי מכולם - לומר על התודעה.

בלב העניין מצויות שתי תפיסות יסוד:
הרעיון שלפיו אנו חיים במציאות חומרית, וכי כל דבר הקיים במציאות החומרית הזו ניתן לתיאור באמצעות - ובכן - החלקים המרכיבים של המציאות, הקיימים במרחב ובזמן.
הרעיון שכל תופעה - לרבות תודעה - יכולה להיות מוגדרת באופן קפדני וניתנת לבחינה ניסויית, תצפיתית ו/או מדידה.
מנקודת מבטו של פיזיקאי, אלו הן נקודות מוצא בלתי ניתנות לערעור בניסיון להבין באופן פיזיקלי כל תופעה ביקום.
עם זאת, כשמדובר בתודעה, רבים מהמתבטאים בנושא אינם רואים עצמם מחויבים לגבולות האלה. למשל, יש הטוענים כי במקום ההנחה של “מציאות חומרית” - הנחה שהתבררה כנכונה שוב ושוב בכל פעם שהצלחנו להעמיד את המציאות עצמה למבחן ביקורתי - דווקא התודעה, או רכיב מנטלי כלשהו, או אפילו סוג עמום ולא מוגדר של תודעה, הוא הדבר הבסיסי באמת והנוכח בכל, שהוא-הוא המרכיב הראשוני של המציאות.
רעיון זה, המכונה פאנפסיכיזם (Panpsychism), הוא רעיון עתיק במסורת הפילוסופית, אך הוא נושא עמו בעיה כפולה: הוא גם לא ניתן לבדיקה ניסויית, וגם לא ניתן להפרכה. מכיוון שכל הבדיקות שלנו את המציאות מתבססות על חפצים או תופעות הניתנים למדידה בתוך המציאות עצמה, הפאנפסיכיזם נותר לעד כלוא מחוץ לגבולות הבדיקה המדעית - ומכאן, אינו מעורר עניין עבור פיזיקאים הדבקים בהשקפת עולם המבוססת על ראיות.

תפיסה מטריאליסטית של המציאות, חשוב להבין, אינה פשוט טוענת ש"מציאות היא לא יותר מאשר סכום חלקיה".
להיפך - מנקודת מבט פיזיקלית, חשוב לזכור כי גם:
סט פשוט מאד של מרכיבים יסודיים,
הפועלים לפי קבוצת חוקים פשוטה ומצומצמת,
מסוגל בתוך זמן קצר מאד ליצור מספר עצום של תוצאות מורכבות להפליא,
כאשר רבות מהתוצאות הללו מציגות תכונות מתהוות שלא מובלעות באופן ישיר או מובן מאליו על ידי החוקים והמרכיבים עצמם.
לדוגמה, אם ניקח את כל הקווארקים שבמודל הסטנדרטי של פיזיקת החלקיקים ונכניס אותם למרחב סגור, הם יתחברו במהירות למגוון עצום של מבנים מורכבים (באריונים), אשר רובם יתפרקו במהרה לחלקיקים פחות מסיביים. לאחר מיקרו-שנייה בלבד, החלקיקים היחידים שעדיין יכילו קווארקים יהיו פרוטונים ונייטרונים.
באותו אופן, אם ניקח רק פרוטונים ונייטרונים וננסה לשלב אותם בכל קונפיגורציה שניתן לדמיין, נגלה מאות קונפיגורציות יציבות (או יציבות למחצה, כלומר יציבות לאורך פרקי זמן קוסמיים): אלו הם היסודות והאיזוטופים של הטבלה המחזורית. מהשילובים הללו נובעים, באופן יסודי, כל הכימיה והביולוגיה - כולם מבוססים על חוקים בסיסיים מועטים ומספר מוגבל של חומרי גלם יסודיים.

במקרה של בני אדם, ההרכב החומרי שלנו נחקר באופן מדוקדק מזה מאות שנים. אנו יודעים שבממוצע, גוף האדם מורכב מכ־10²⁸ אטומים. היסודות האטומיים הנפוצים ביותר בגופנו (לפי מסה) הם: חמצן, פחמן ומימן, עם כמות משמעותית של חנקן, סידן וזרחן, ולאחריהם כמויות קטנות יותר של אשלגן, גופרית, נתרן, כלור ומגנזיום. יסודות נוספים, המצויים בכמויות זעירות, ממלאים גם הם תפקידים ביולוגיים חשובים, כגון: ברזל, פלואור, אבץ, נחושת, ליתיום, ואפילו ונדיום - שהוא היסוד הנדיר ביותר בגוף (כ-110 ננוגרם בממוצע באדם בוגר) שש לו פונקציה ביולוגית ידועה.
האטומים הללו מתחברים יחד למגוון מולקולות, אשר מתחלקות בין טריליוני תאים בגוף, המאורגנים לאיברים - קבוצות גדולות של תאים בעלי מבנה ייחודי ותפקוד ביולוגי מסוים - וכל האיברים יחד מרכיבים את גוף האדם השלם. בתוך הגוף, ובפרט בהקשר של תודעה, ישנה מערכת העצבים, ובתוכה המוח האנושי. עבור רובנו, קיימת הנחה שנראית כל כך מובנת מאליה עד שכמעט אין מי שמערער עליה: "כמובן שהתודעה נוצרת במוח". אם הנחה זו נכונה - הרי שכדי לחקור את התודעה האנושית, אין ברירה אלא לחקור את המוח האנושי.
אז ייתכן שתתהו איך בדיוק המוח מייצר תודעה, ואילו מנגנונים מעורבים בכך. בתחילה, אפשר לדבר על מבנה המוח בביטחון מסוים. המוח האנושי מורכב בעיקר משתי קבוצות של תאים:
כמעט כל הדיונים על תודעה מתמקדים בנוירונים ומתעלמים מתאי הגלייה. יש בכך היגיון מסוים: אפשר לטעון בקלות שההבדל היחיד בין אדם חי (שיש לו תודעה) לבין אדם מת (שאין לו עוד תודעה), הוא בנוכחותם של הדחפים העצביים החשמליים הללו. אם מסירים אותם - התודעה חדלה להתקיים.
אבל תאי הגלייה עשויים עדיין למלא תפקיד חיוני - גם אם אינו מובן היטב - בנוכחותה של תודעה. ידוע כי תאי גלייה קיימים בארבעה סוגים שונים: תאי אפנדימה, אסטרוציטים, תאי מיקרוגלייה, ואוליגודנדרוציטים. כל אחד מסוגי תאי הגלייה ממלא תפקידים שונים:
האפנדימה: הפקת נוזל מוח-שדרה וסיוע בשיקום עצבי.
האסטרוציטים: שליטה ביוכימית על תאי מחסום דם-מוח ואספקת חומרים מזינים לנוירונים.
המיקרוגלייה: תפקוד חיסוני ושמירה על תפקוד תקין של המוח.
האוליגודנדרוציטים: תמיכה ובידוד של האקסונים של הנוירונים.

בנוסף, המוח מכיל כלי דם, מלחים, הרכב מובחן (חומר אפור וחומר לבן), והוא עטוף בשלוש שכבות הגנה הקרויות קרומי המוח: הקרום הקשה (Dura mater), הקרום העכבישי (Arachnoid), והקרום העדין (Pia mater).
לעיתים קרובות, כאשר מדברים על תודעה, מניחים כי:
היא נובעת מהמוח.
היא מונעת על ידי פעילות עצבית, וכל שאר התאים הם בגדר "תמיכה" בלבד.
היא מופיעה, באופן חד־משמעי, אצל בני אדם (אבל לא בהכרח אצל יצורים חיים אחרים).
והיא קשורה למחשבותינו המופשטות והגבוהות ביותר.
בתוך המסגרת הזו מתקיימות רוב הבדיקות והמחקרים על תודעה. נהוג לערוך סריקות דימות תהודה מגנטית (MRI) בזמן שהנבדקים האנושיים מצויים במצבים שונים - פיכחים או שיכורים, רגועים או מגורים, ערים או ישנים, בשנת REM לעומת שינה שאינה REM, במצב של יצירת זיכרון לטווח ארוך לעומת מצב שלא - ולמדוד את סוגי הפעילות המוחית שמופיעים או שאינם מופיעים, בניסיון להבין כיצד ירי של נוירונים במוח תואם למצבים חווייתיים שונים של האדם.
אלא שמדובר בניסויים, שלמרות חשיבותם בחקר תפקוד המוח האנושי, יוצאים מתוך הנחה מראש שתודעה מונעת פשוט על ידי פעילות חשמלית קלאסית במוח. זו בהחלט אפשרות - אך רחוקה מלהיות האפשרות היחידה.

יש מגוון תהליכים המתרחשים בתוך אורגניזמים חיים - כולל במוחות - אשר אינם נשענים רק על אותות (חשמליים וכימיים) הפועלים לפי הפיזיקה הקלאסית בלבד, אלא כאלה שמרמזים, ואולי אף דורשים, סוג כלשהו של אינטראקציה קוונטית. ישנם בעלי חיים המסוגלים להתמצא לפי השדה המגנטי של כדור הארץ תוך ניצול של תהליכים קוונטיים מהותיים, כמו מגנטורצפציה (Magnetoreception). הוכחה קיימת לשקילות מתמטית בין הפיזיקה הקלאסית של תגובות מוחיות לבין משוואות הגלים ההסתברותיות של מכניקת הקוונטים. למכניקת הקוונטים תפקיד חיוני בפוטוסינתזה, ורשתות גדולות של טריפטופן - המצויות בתתי-מרכיבים של נוירונים (ובאזורים נוספים בגוף) - מפגינות את התופעה הידועה כ-סופר-רדיאציה קוונטית (Superradiance).
אחת ההשערות לגבי תודעה גורסת כי היא אינה נובעת מדחפים אלקטרו-כימיים וחיבורים עצביים, אלא ששזירה קוונטית בין מבנים תאיים מיקרוסקופיים בשם מיקרוטובולים (Microtubules) היא הגורם האמיתי שמייצר אותה. ההיגיון הוא כזה: נוירונים מכילים מיקרוטובולים, והמיקרוטובולים שולטים במספר תהליכים - תנועה, גדילה וצורת התא - ולכן אולי הם משמשים כמקום לעיבוד קוונטי שהוא הבסיס לתודעה. ניסוי שבוצע על מיקרוטובולים הראה כי עירור באמצעות לייזר התפשט למרחקים גדולים בתוך מבנים אלה בקרב מטופלים ערים, אך לא בקרב מטופלים תחת הרדמה. אולם כמעט איש אינו מגדיר “תודעה” כ”היפוך של חוסר הכרה” (למעט אולי מרדימים), ולכן ההשערה הזו נותרת בשוליים.
אבל עולה שאלה בסיסית יותר: כיצד נוכל בכלל להגדיר מהי "תודעה"? רבים מגדירים אותה בדומה למה שכינה השופט פוטר סטיוארט מבית המשפט העליון של ארה״ב במבחן הסף לתוכן פורנוגרפי: "אני יודע מה זה כשאני רואה את זה". אלא שזו הגדרה שרירותית במובנים רבים, ואין כיום הגדרה מוסכמת על הכל למהי בעצם תודעה.
האם כל בני האדם מודעים? האם זה כולל תינוקות שזה עתה נולדו? בני אדם ישנים? עוברים שעדיין מתפתחים ברחם?
האם בעלי חיים שאינם בני אדם הם מודעים? רבים מבעלי החיים שיש להם מוח - מכלבים וחתולים ועד סוסים וציפורים - מפגינים העדפות ברורות והתנהגויות ייחודיות, מה שמכונה “אישיות”, ותצפיות כאלה קיבלו תוקף במחקרים מדעיים. האם מוח הוא תנאי מספיק וגם הכרחי להיווצרות תודעה?
האם אורגניזמים חיים חסרי מוח מפגינים תודעה? ייתכן שתודעה אינה דורשת אלא מודעות סובייקטיבית פשוטה, או יכולתו של אורגניזם לפעול כיחידה אחת שמבצעת פעולות של הגנה עצמית ושימור עצמי - במיוחד כתגובה לגירויים שונים מהסביבה, כפי שרבים הציעו.
זו בעיה מאתגרת במיוחד: השאלה הבסיסית של מהי תודעה - שלא קיימת לה כיום הגדרה מוסכמת כללית. לפני שנוכל להמשיך לשאלות כמו "האם תודעה היא תופעה קוונטית?", עלינו לפחות להיות מסוגלים להשיב על השאלה שעדיין נותרה פתוחה: "מהי בכלל תודעה?"

ייתכן שהדברים האלו נשמעים כמו שאלות מדעיות - ויש אכן רעיונות והשערות מדעיות בנושא התודעה, ואף לא מעט ניסויים מדעיים שבוצעו ותועדו, הנוגעים לרבים מן ההיבטים הללו (ולאחרים הקשורים אליהם).
אך תודעה, ללא הגדרה מוסכמת וחזקה למהי בעצם, אינה יכולה להיחשב כנושא שהגיע לשלב שבו ניתן לחקור אותו באופן מדעי אמיתי. בדומה לכימיה לפני 400 שנה, לפיזיקה לפני 1000 שנה, או לאסטרונומיה לפני 5000 שנה - גם חקר התודעה כיום נמצא בשלביו הראשוניים ביותר של המדע: מדע בשלב הינקות שלו, או מדע שעדיין לא חצה את גבולות הספקולציה או הפילוסופיה.
למעשה, ההגדרה המשכנעת ביותר לתודעה שנשמעה אי פעם לא באה ממדען מכל סוג שהוא, אלא מהפילוסוף דניאל דנט, שהלך לעולמו לאחרונה. הוא טען בפשטות שתודעה היא היכולת להבין את המשפט: "אני זה אני" - או במילים אחרות, להחזיק בתפיסה פנימית של מה שאנחנו מכנים "העצמי". בני אדם חצו בבירור את הסף הזה ולכן הם מודעים; גם כלבים, כך נראה, חצו אותו - למשל: אם יש לכם שני כלבים ואתם קוראים בשם של אחד מהם, הכלב ששמו נקרא יגיב באופן שונה מהכלב ששמו לא נאמר. יתכן, אם כך, שתודעה אינה תכונה ייחודית לבני אדם או למוחות אנושיים, אלא ביטוי פיזי של תכונה מתהווה - הקשורה פשוט לעצם קיומם של חיים.

המסקנה החשובה מכל זה היא שכאשר אתם שומעים טענה שמנסה להסביר את התודעה - עליכם לשאול את עצמכם כמה שאלות קריטיות:
מה ההגדרה לתודעה שעליה הטענה נשענת - והאם ניתן לבדוק אותה לפחות באופן איכותי?
מבחינת כוח הסבר, האם התיאוריה מציעה תחזיות ברות בחינה?תיאוריה מדעית אמורה להניב תחזיות שניתן לבחון בניסוי, תצפית או מדידה - ואם יתברר שהתחזיות הללו אינן מתקיימות, ניתן יהיה להפריך את התיאוריה. אז מהן התחזיות של התיאוריה הזו?
וייתכן שהשאלה החשובה מכולן, האם ההסבר הזה מפרט כיצד מה שאנו חווים כתודעה נובע מיישויות פיזיקליות בלבד - מבלי להישען על "יישות מסתורית" כלשהי שקיימת מחוץ למציאות הפיזית?
אם הטענה אינה עונה בבירור על אחת משלוש השאלות הללו, הרי שלא מדובר בהסבר לתודעה - אלא ברעיון גולמי, שטרם הבשיל. ללא ספק, קיימות כיום תיאוריות רבות שאינן פיזיקליסטיות לגבי תודעה, אך אין לראות באף אחת מהן "תיאוריה" במובן המדעי - אלא רק כרעיון, רעיון-למחצה, בגדר הגות. אם ברצוננו להבין כיצד משהו שאנו חווים בתוך המציאות הפיזית מתנהג, חייב להיות לו בסיס פיזיקלי: בין אם הוא בסיס יסודי, מתהווה, או שילוב של שניהם.
ישנם דברים רבים שעדיין אינם מוסברים — והתודעה היא אחד מהם. אבל אין בכך סיבה לייאוש, זה רק מזכיר מה שאמר אחד המרצים למשוואות דיפרנציאליות:
“רוב המשוואות הדיפרנציאליות שקיימות - לא ניתן לפתור. ורוב המשוואות שכן ניתן לפתור - אתם לא אלה שיפתרו אותן”.
התודעה היא חידה קשה מאד: קשה אפילו להגדיר אותה, קל וחומר לפתור אותה. אבל היא חלק מן המציאות הפיזית שלנו בדיוק כמו כל דבר אחר שאנו באים איתו במגע. וכל גישה שטוענת אחרת - לוקה בפגם קטלני כבר מן ההתחלה: היא כבר נטשה את המדע.
Comentarios