پیشرفت علم فیزیک با حذف محدودیتهای مغز

ouruniverseisahologram

 

نوروسافاری| مغز مجموعه بسیار پیچیده ای از حدود ده میلیارد سلول عصبی است که هر کدام هزاران سیناپس با سلولهای دیگر ایجاد میکند. عناصر سازنده فیزیکی مغز هم همان ماکرومولکولها و مولکولها و اتمها و ذرات طبیعت است. چگونه است که در یک نقطه خاص از خلقت این محصول به خودش فکر میکند!

 

۱ . مغز ابزار شناخت
برای لحظه ای اولین انسان نما را تصور نمایید که اطراف خود را با دیدی متفاوت از بقیه نگاه میکند! فرض کنید تکامل مغزی او با گذاشته شدن آخرین اتصال سیناپسی به نقطه تعیین کننده ایجاد آگاهی رسید! البته بر اساس نظریه تکاملی می دانیم که این تکامل تدریجی و زمان بر بوده است ولی برای درک صحیح مسئله فرض نمایید که در یک نقطه تکامل تکمیل شد و الان دیگر موجود هموساپین مورد نظر ما طور دیگری دنیای اطرافش را می نگرد. او از خود می پرسد من کی هستم؟ از کجا آمده ام؟ به کجا میروم؟ جالب است که هزاران سال بعد از ایجاد این سوالات در مغز انسانهای اولیه، هنوز سوالات کلیدی علوم مختلف مانند فلسفه، فیزیک و بیولوژی هستند. انسان با تکامل مغز خود به نقطه ای رسید که او را از بقیه جانداران متمایز کرد. تفاوت ساختاری اساسی ما با پیشینیان خود در مغزمان قرار دارد. مغز، این ابزار شناخت ما چیست؟ ایجاد این ساختار و تکامل آن چه تاثیری در دنیای اطرافش خواهد گذاشت؟
به گزارش نوروسافاری به نقل از مجله تازه های علوم اعصاب، مغز مجموعه بسیار پیچیده ای از حدود ده میلیارد سلول عصبی است که هر کدام هزاران سیناپس با سلول دیگر ایجاد میکند. عناصر سازنده فیزیکی مغز هم همان ماکرومولکولها و مولکولها و اتمها و ذرات طبیعت است. چگونه است که در یک نقطه خاص از خلقت این محصول به خودش فکر میکند! من کی هستم و کجا قرار دارم؟ از سوی دیگر می دانیم که از نظر بیولوژیک، از موجودات تک سلولی تا مجموعه های پرسلولی از جمله مدارات مغزی همیشه در تعامل با محیط اطراف بوده و بازخورهای محیط را بکار گرفته اند و به نوعی وادار شده اند تا برای حفظ بقای خود (و شاید حفظ بقای همنوعان) به این صورت رشد یابند. به عبارتی ساختارها و عملکردهای بدن موجودات زنده بازخورد محیط در جانداران هستند. پس مغزی که ما داریم تمام تجربیات خود را از محیط به صورت تکامل مدارات عصبی در خود حفظ نموده است و با عملکرد همین مدارات که نتیجه آن رفتارهای مختلف هستند در این شرایط فیزیکی به حیات خود ادامه می دهد.

 

مغز قابلیت درک مکان در سه بعد و زمان را داراست و دارای یک نقشه فضایی برای خود و محیط پیرامونش است. ساعتهای بیولوژیک موجود در برخی سلولهای مغزی نیز علاوه بر محرکهای بیرونی در درک زمان کمک میکنند. اطلاعات گوناگون پیرامون خود را با امواج الکترومغناطیسی مختلف و نیز مواد شیمیایی و لامسه دریافت میکند و در کل به صورت یک مجموعه ای بنام “خود ” در یک نقطه مکانی با ابعاد فضایی شناخته شده در طول زمان به حیات ادامه می دهد. این موجود نسبت به اطرافش آگاه است و عجیب اینکه “خود” در مرکز دنیا قرار دارد (Egocentric)! همه افراد و اشیاء دیگر در فاصله مشخصی از مرکز دنیایش قرار گرفته اند. با مکانیسمهای مختلف با دنیای پیرامونش تعامل می کند. ولی چند سوال اصلی هنوز او را آزار می دهد؟ من چگونه بوجود آمده ام؟ از کجا آمده ام؟ به کجا میروم؟ آیا حقیقت همان چیزی است که من درک میکنم؟

 

۲.  محدودیتهای مغز
به نظر می رسد علم فیزیک بدون در نظر گرفتن مغز و مکانیسمهای پردازشی آن (از جمله محدودیتهای آن) و تنها با کمک ریاضیات نمیتواند به حقیقت پی ببرد. چون ممکن است محدودیتهای درکی و تصوری مغز، مانع درک کامل فرآیندهای کلی فیزیک و رسیدن به ” نظریه همه چیز” شود. عجیب به نظر می رسد که تصور می شود ریاضیات جلوتر از مغز حرکت کرده و ابعاد جدیدی را کشف میکند که در مغز نمی گنجند. اگر برگردیم به ریاضیات، با استفاده از اصول ریاضیات میتوان مدل سازی کرد و با استفاده از مدل سازی میتوان پدیده های جلوتر و یا عقب تر از “واقعیت” را کشف و یا تخمین زد. پس مغز ریاضیدانان و فیزیکدانان با مدلینگ و محاسبات ریاضی میتوانند مرز “واقعیت” را گسترش دهد.

پس در این مدل فرضی “واقعیت” همان عالم فیزیک و محسوسات ماست. علم فیزیک و ریاضیات با مدلینگ مرز “واقعیت” را گسترش می دهند، ولی آیا “حقیقت” واقعا مرز یا کرانه ای دارد؟

 

sasa

 

۱-۲. مرز، اولین محدودیت!
به نظر می رسد شاید یکی از دلایلی که این سوال به ذهن ما می رسد و ما به “مرز” فکر میکنیم، محدودیت مغز ما باشد! مغزی که در طی تکامل از موجود تک سلولی کف اقیانوس تا مغز پیشرفته یک انسان امروزی که در عالم “واقعیت” و همین محیط فیزیکی شکل گرفته ( و تمام پیشرفتش برای بقا و سازش با محیط اطرافش بوده و تمام تجربیات آن منجر به شکل گیری مدارهایش شده است ) هنوز چیزی را تجربه نکرده است که “مرز” نداشته باشد، و همیشه دنبال مرز میگردد.
گرچه جستجوی مرز به عنوان یک نیروی محرک و انگیزشی باعث شده که مرز واقعیت و دانش خود را افزایش دهیم ولی از سوی دیگر شاید بتوان گفت که مرز سرابی است که ناشی از محدودیت مغز ما و عدم تجربه قبلی وجود بی مرز یا بی کرانه (هم مکان و هم زمان) است. شاید اینکه ما تصوری از بی نهایت مکانی و زمانی نداریم این است که بی کرانه نمیتواند در مغز ما جای گیرد که می تواند ناشی از اجبار عالم واقعیت و محیط بر مغز ما باشد. مغز نمیتواند بینهایت در زمان و مکان را تصور کند! عجیب آنست که در فرمولهای ریاضی به آنها رسیده ایم و بسیاری از دستاوردهای علمی و صنعتی ما بدون در نظر گرفتن بی نهایت در محاسبات ناقص می مانند.

 

۱۲۳

۲-۲. علیت
پس ایجاد سوالات وسوسه انگیزی از قبیل اینکه عالم (حقیقت) کی بوجود آمده است و سرانجام آن چیست (زمان)، و یا مرز عالم کجاست و اول و آخر عالم کجا قرار دارد (مکان)، با وجود ایجاد انگیزش برای گسترش مرز واقعیت و پیشرفت علم، ممکن است خود نتیجه محدودیت و جبر محیط بر مغز ما باشند. آیا اصل “علیت” با وجود همه دستاوردهایش برای انسان ناشی از جبر محیط بر مغز نیست؟ مغزی که هیچ وقت پدیده ای را بدون علت تجربه نکرده است! با این مقدمات و فرضیات شاید بتوان گفت که سه محدودیت جالب مغز ما ” زمان ، مکان و علیت” هستند. البته با کمک همین سه عامل (به عبارتی محدودیت) تا اینجا پیشرفت کرده ایم و مرز دانشمان (عالم واقعیت) را گسترش داده ایم. جالب اینکه که مهمترین دغدغه فکری همه ما شاید مهمتر از زمان و مکان، علیت باشد، اصلی که به نظر می رسد علم فیزیک جهت پیشرفت در قدم بعدی باید به آن بپردازد.
در بدبینانه ترین حالت می توان گفت “حقیقت” دست نیافتنی است، چون تنها ابزار ما “مغزی” است که خود محصول “واقعیتی” گم شده در میان وهم است! در این جمله “حقیقت” یعنی حقیقت عالم و “واقعیت” دنیای فیزیک یا همان محیط است و “وهم” توصیفی از بی کرانگی است که در مغز نمی گنجد و ما با آن بیگانه ایم. از سوی دیگر خوشبختانه با استفاده از علم ریاضیات و ارائه تئوری ریسمانها می بینیم که مغز میتواند ابعادی را محاسبه کند و تخمین بزند که هیچ وقت تجربه نشده اند. آیا هنوز میتوان امیدوار بود؟

 

۳. سیر علم فیزیک
سیر علم فیزیک نشان می دهد که در عالم ماکروسکوپی و در محدوده قابل درک برای ما (با مکان و زمان مشخص) قوانین نیوتنی کامل است و همه پیشرفتهای علمی با این قوانین محدود تا حد بسیار زیادی مشکلات بشر را حل نموده است. قوانین ترمودینامیک در پدیده های ماکروسکوپی و در محدوه مکانی و زمانی مشخص کامل هستند. محدوده ای که مغز کاملا می شناسد چون در آن شکل گرفته است. مدارهای مغزی کاملا متناسب با این محدوده زمانی و مکانی شکل گرفته اند. پدیده غیر طبیعی و غیر قابل ملموسی در جهان نیوتنی نمیتوان یافت. این پدیده ها و تعاملات بین آنها آنقدر ساده بودند که برای کشف روابط آنها تنها افتادن سیبی کافی بود!
در مرحله دوم پیشرفت علم فیزیک، انشتین با ارائه نظریه نسبیت خاص نقش “ناظر” یا به عبارتی “مغز ” در درک متفاوت از پدیده های ماکروسکوپی را بیان نمود، به عبارتی در مسافتهای کوچک جهان نیوتنی ناظر دچار یک نقص در درک می شود، در حالیکه در مسافتهای دور از جهان نیوتنی این محدودیت رنگ می بازد و درک واقعیتری داریم، به عبارتی نقش ناظر در درک پدیده های ماکروسکوپی تعیین کننده است. به عبارتی انشتین توانسته است از یکی از محدودیتهای مغز ما که محدودیت مکانی است فرار کند و از دید متفاوتی به عالم بنگرد. می توان گفت که انشتین محدودیت “مکانی” مغز را کشف کرد نه نسبیت خاص را! لازم به ذکر است که نسبیت خاص “مکان واقعی ” نه “مکان درکی ” را برای ما روشنتر کرد . علاوه بر آن انشتین با ارائه تئوری نسبیت عام در واقع نقش محیط (صفحه خمیده زمان و مکان) را علاوه بر نیروهای فیزیکی به عنوان علت موثر فرم ظاهری عالم مشخص نمود. بنابراین انشتین علاوه بر نشان دادن مکان واقعی تر، علت واقعی تر (علیت) را نیز به ما نشان داد.
در مرحله سوم پیشرفت علم فیزیک، نظریه کوانتوم و اصل عدم قطعیت هاینزنبرگ نقص دیگری از مغز ما را بر ملا کرد: نقص ما به عنوان یک ناظر در محدوده زمانی میکروسکوپی (دنیای فوتون ها). اگر در دنیای میکروسکوپی با سرعت آهسته به یک ذره بنگریم مشاهده می کنیم که در یک موج با تابع مشخصی در حال حرکت است و مکانهای متفاوتی را روی الگوی موجی خود می پیمایند. مغز ما نمیتواند درک کند که چیزی را که به نظر ثابت می نماید، در عین حال متحرک بوده و هر لحظه مکان خاصی را اشغال نموده و مکان قطعی ندارد. حال اینکه چه زمانی ذره را ببینیم می تواند تعیین کند که چه دیده ایم. دیدن ناظر تعیین کننده میشود. شرودینگر نقش یک ناظر را در تعیین پدیده های میکروسکوپی برجسته نموده است. از نظر هایزنبرگ هیچ چیز قطعی نیست و مکان قطعی ندارد. با توجه به حرکت ذره در تابعی از موج فقط میتوان مکان نسبی را تعیین کرد! باز هم سراب قشنگ زمان و مکان منتها در دنیای میکروسکوپی ( با حرکت بسیار آهسته زمان)! اینجا نیز به نظر می رسد دانشمندان کوانتومی با فرار از محدودیت زمانی مغز توانسته اند به درک بهتری از عالم واقعیت برسند. پس تا اینجای کار خیلی پیشرفت کرده ایم و با سرعت آهسته و افزایش رزولوشن زمانی توانسته ایم حرکت نقطه به نطقه یک ذره در تابعی از موج را بینیم. اکنون فیزیک آماده ورود به دنیای دیگری است: دنیای ریسمانها! حتی اگر به یک الکترون نگاه کنیم در واقع ریسمانی است که با فرکانس خاصی لرزش میکند. اگر لرزش آنرا کند و یا سریع کنیم الکترون به ذارت دیگر تبدیل خواهد شد و خواص ذرات دیگر را نشان خواهد داد. بر اساس این تئوری ریسمانها ممکن است اشکال متفاوتی داشته باشند و با توابع موجی خاصی حرکت کنند. بنابراین ممکن است ابعاد دیگری غیر از زمان و مکان داشته باشیم. فرض کنید دنیای دیگری به موازات دنیای ما ولی در بعدی که مغز ما اصلا نمیشناسد! دنیای ریسمانها دنیای فرار از زمان و مکان! جای بسی امیدواری است که تنها با محاسبات ریاضی ناشی از فعالیت مغز ریاضیدانان، مرز واقعیت و دانشمان را به فراتر از محدوده درکی مغز رسانده ایم. دنیای بسیار عجیبی است که حتی مغز تخمین زننده هم نمیتواند تصورش را بکند.
۴ . آینده
آینده علم فیزیک چگونه خواهد بود؟ باید همواره در نظر داشت که مغز ما در مکان و زمان محدود شده است. یک منحنی را روی یک صفحه در نظر بگیرید، اگر به صفحه نگاه کنید میتوانید حرکت یک ذره را در یک موج با تابع مشخص تصور کرد. چرا این ذرات باید در این مکانهای مشخص و با این توابع حرکت کند؟ حتی در مورد ریسمانها چرا باید آنها نیز در اشکال و بعد های متفاوتی باشند (یازده بعد تا کنون)؟ احتمالا نیروهای متفاوتی آنها را وادار به این الگوهای حرکتی میکنند. اینجا نیز به نظر می رسد که باید بار دیگر به علیت برگردیم. سیر علم فیزیک نشان می دهد که پیشرفت علم فیزیک تا کنون با حذف محدودیتهای مغزی بوده است، مغز گرفتار در مکان و زمان! ناظر ماکروسکوپی انشتین محدودیت مکانی را فراری داد و ناظر گربه شرودینگر محدودیت زمانی دنیای میکروسکوپی را، و نظریه ریسمانها هر دو نقص را با هم از میدان خارج کرد. به نظر می رسد مسئله اصلی هنوز باقیمانده است. مسئله اینست که علم فیزیک هنوز به ذره (در سه بعد مکانی) و تابع موج آن (بعد زمانی) یعنی حرکت در چهار بعد و اخیرا به حرکت در ابعاد دیگر (۱۱ بعد ریسمانها) می پردازد. به نظر می رسد که نقش محیط یا کانتکست میکروسکوپی مورد غفلت واقع شده است. البته این غفلت ما را بار دیگر به شیوه تفکر انشتین و برداشت او از فضا- زمان در دنیای ماکروسکوپی می برد، جاییکه که در دنیای ماکروسکوپی فقط نیروهای گرانشی و الکترومغناظیسی و هسته ای تعیین کننده حرکات کرات و کهکشانها بودند و انشتین نقش محیط ( فضا و زمان خمیده شده ) را هم در نظر گرفت. شاید لازم است که در دنیای میکروسکوپی نیز به این “محیط” پرداخته شود. به نظر می رسد قدم بعدی علم فیزیک ورود انشتین جدیدی به دنیای فوتونها خواهد بود! انیشتینی که در مطالعه نیروهای وادار کننده حرکت موجی ذرات فقط خود ذرات را در نظر نگیرد و نقش صفحه (محیط) را در ایجاد توابع امواج لحاظ کند.

 

۵. نتیجه گیری:
به نظر می رسد که مغز انسان به عنوان تنها ابزار گسترش مرز دانش از محدودیتهای ذاتی برخوردار است. این محدودیتها ناشی از جبر محیط تکاملی بر مغز بوده اند. بی کرانگی مکانی و زمانی هرگز در هیچ پدیده ای در طول تکامل مغز تجربه نشده اند (از موجود تک سلولی کف اقیانوس تا انسان امروزی). با مطالعه سیر علم فیزیک در می یابیم که فیزیکدانان در هر مرحله ای با حذف یکی از این محدودیتها توانسته اند تحولات اساسی در بینش ما نسبت به جهان ایجاد کنند و مرز دانش یا عالم واقعیت را گسترش دهند. تئوری نسبیت خاص با حذف محدودیت مکانی و تئوری کوانتومی با حدف محدودیت زمانی و تئوری ریسمانها با حذف هر دو محدودیت! باتوجه به نقش ارائه نسبیت عام انشتین و اهمیت آن در کشف نقش محیط و صفحه زمان- مکان خمیده به عنوان علت شکل خاص اجرام آسمانی و روابط بین آنها به نظر می رسد که همین رویکرد در عالم میکروسکوپی (دنیای فوتونها) نیز به درک ما از علت اشکال متفاوت ریسمانها کمک کند.

 

نویسنده: دکتر علی شهبازی، دکترای تخصصی علوم اعصاب شناختی
استادیار دانشکده فناوریهای نوین، دانشگاه علوم پزشکی ایران

همچنین ببینید

فناوری های همگرا یا NBIC چیست؟

نوروسافاری | فناوری همگرا(NBIC) بر پایه فناوری نانو، زیست فناوری، فناوری اطلاعات و علوم شناختی …

۸ comments

  1. استادگرامی، بی تردید نه تنها درک ایده ها یا مرزهای نوین دانش بشری در عرصه های مخنلف علوم ساده و همه پسند نیست که حتی بیان این ایده ها بحصوص درعرصه فیزیک وریاضیات نیز روزبه روز مشکل نر میشود ، شاید به این دلیل که ابزار زبانی ما برای انتقال مفاهیم جدید نیز همانقدر نارسااست که مغز ما ! این موضوع به همان اندازه که پیچیده هست برای ما جذاب وهیجان انگیز نیز هست و کسیانی را بدآن داشته هست که همواره تلاش کنند با حرکت روی مرزهای دانش بشر افقهای دورتر را ببینند. از میان تمام گفتنیها تنها به این بسنده میکنم که به نظر من محدودیتهای درک وشناخت جهان ومحدودیتهای توامان سخت افراری و نرم افزتری مغز ما در فهم جهان در یه نقطه یا لایه قابل تعریف است وآن توان ما در طرح سوال است یعنی ما تاجایی که بنوانیم پرسشهای جدید مطرح کنیم قادر به یافتن پاسخ نیز خواهیم بود ! مرز درک بشر آنجاست که نتواند سوالی بپرسد وچون تا این نقطه هنوز در دیدرس نیست ، میتوانیم بگوییم که میتوانیم با تکیه بر ابزارهای تحلیلی خود به دنبال فیزیک و ریاضیات حرکت کنیم و از پرسشگری وکنجکاوی کودکانه خود احساس غرور کنیم… با تشکر واحترام/س

  2. استادگرامی ، پاسخ محبت آمیزشما اجازه جسارت بیشتر وگرفتن وقت شما را به بنده داد تا نظرتان را درمورد گزاره های زیر جویا شوم:
    – انسان برای درک وبسط شناخت خود از جهان دارای دو ابزار شناخته شده است ، حواس چند گانه که جهان را با آنها مبشناسیم و نیز قوه تعقل که شناختهای حسی خود را تحلیل میکنیم و بسط میدهیم.
    – تمامی ابزارهای تکنولوژیک ما که برای کاوش بیشتر وبهتر در جهان ساخته ایم مسقیم یاغیرمستقیم براساس همان حواس ذاتی ما ویا درهمان محدوده کار می کنندیا اینکه کمیتها و کیفیت وقایع را نهایتا به زبان قابل فهم برای ما درمحدوده همان حواس پیش گفته ترجمه میکنند.
    – درواقع نهایتا انسان همواره در چهارچوب محدوده حسی و شناختی خاصی تعقل میکند ، حال اگر حقیقتی درجهان به معنای “آنچه که به واقع هست ” وجودداشته باشد تنها درصورتی قتبل شناخت ودرک است که به زبان قابل درک برای ما درآید یعنی به واقعیت بدل شود.و درست همینجا است که از شکل حقیقت خارج شده و به دایره یا محدوده واقعیت وارد میشود .
    – حال اگر حقیقتی غیر قابل تبدیل و ترجمه به زبان شناخت و تعقل ما وجودداشته باشد هرگز قابل تبدیل به واقعیت نبوده و قابل درک هم نخواهد بود ومااصلاقادربه درک وجودش نخواهیم شد وبرای ما اصلا وجودنخواهد داشت.
    به این ترتیب باید گفت اساسا چیزی به نام حقیقت وجودندارد وما همواره درحال گسترش حوزه واقعیت هستیم بی آنکه از وسعت یا حتی وجود حوزه ای به نام حقیقت مطلع باشیم.
    – به این ترتیب محدودیت ما برای درک جهان نه در کارکرد منطقی و تفکر انتزاعی مغزمانکه در ابزارهای شناخت ودرک ما از پدیده ها نهفته است.
    -پس باید برای درک بهتر از جهان ابزارهای این درک را توسعه دهیم وبعد با مغزمان به پردازش اطلاعات حاصله بپردازیم وبعبارت دیگر محدودیت ما در شناخت جهان دردرجه اول سخت افزاری است
    -پس توجه به روشها وروابط فراحسی برای شناخت جهان میتواند یاری دهنده وراهگشا باشدو نباید تمام دستاوردهای بشری درحوزه فراطبیعی را بصورت فله ای وبا پیش فرض غیر علمی بودن رد ونفی کرد.
    -این احتمال را باید پذیرفت که شاید روشها ، مسیرها، ابزارها، و روایتهای دیگری برای درک جهان ورای حواس محدود ما وجودداشته باشد وتازمانی که به زبان درک ما ترجمه نشده اند باید حداقل محترمانه با آنها وبا احتمال وجودشان برخورد کرد.
    -باید با تمام ذرات جهان و تمام جنبه های آن خاضعانه و به تکریم سخن گفت….
    جسارت من را ببخشید . سپاسگزارم.پاینده باشید.

  3. تمام هستی دست به دست هم میدهند که ما بر آنها چیره شویم و بتوانیم هر لحظه بر توانایی هایمان بیفزاییم .
    برای پیشرفت و رفع محدودیت ها در کنار رفع محدودیت انتقال و درک باید از محدودیت های اخلاقی هم بگذریم و قدرت تصمیم و خلقیات خود را تقویت کنیم . همه از عقل می آیند و آن هم از مغز می آید ولی باید تامل کرد و گفت آیا روح هم یک حقیقت است ؟! در کل ما باید تمام جوانب را در حقیقت توسعه داده و واقعیت کنیم .
    نیاز همه اینها خود ما و مغز ماست و شناخت بیشتر خود مغز از خودش و احاطه بر توانایهایش راحت تر ما را به سمت پیشرفت سوق میدهد.
    به امید روزی که هموطنان و کشورمان ایران بر این دستگاه به احاطه کامل دست پیدا کند .
    با تشکر

دیدگاهتان را بنویسید

نشانی ایمیل شما منتشر نخواهد شد. بخش‌های موردنیاز علامت‌گذاری شده‌اند *