כשמדען מוח מנסה להבין את פיזיקת הקוונטים

פיזיקת הקוונטים תמיד נראתה לי מסתורית, לכולנו, אני מאמין. מתרחשים בה דברים שמנוגדים להגיון הבסיסי שאנחנו רגילים לתפוס. אבל אני מרגיש שיש לה גם השלכות על חקר המוח. סיפרתי כאן בעבר שאם אנחנו מאמינים שאין נפש, ושכל התהליכים המורכבים שלנו הם רק פיזיקה וחשמל במוח – אז את אלה ניתן למדל, ולכן ניתן, באופן תיאורטי, לחזות בדיוק מה המוח יעשה בכל רגע נתון. מהסיבה הזו רבים מאמינים שאין לנו באמת בחירה חופשית, ושהיא רק אשליה.

עם זאת, פיזיקת הקוונטים הביאה לעולם רעיון חדש ומאוד לא אינטואיטיבי שטוען שקיימת אקראיות טהורה בעולם, ששני תהליכים זהים שיקרו בדיוק באותם התנאים לא בהכרח יובילו לאותן תוצאות. עם השנים לא מעט ניסויים תמכו בתיאוריה, למשל כשיורים אלקטרונים על קיר דרך שני חורים, הם ממש לא פוגעים בקיר באותו המקום, אלא יוצרים תבנית גלית מעניינת. הרעיון הזה גרם לי לחשוב שאולי אותה אקראיות יכולה לעמוד בבסיסה של הבחירה החופשית. כשאתם מנסים לבחור האם לשטוף את הכלים או ללכת לישון, יכול מאוד להיות שאיזשהו אלמנט אקראי במוח שלא ניתן לחזות מראש שהוא מתרחש גורם להחלטה להתקבל, ולכן אולי כן יש לכם רצון חופשי.

זו הסיבה שתמיד רציתי להבין יותר את פיסיקת הקוונטים, לפחות ברמה של מדע פופולארי כדי לקבל ידע בסיסי על התחום. לכן לקחתי שני ספרים העוסקים בנושא, “עידן האי ודאות” של טוביאס הירטר ו”היקום הקוונטי” של ג’ף פורשאו ובריאן קוקס. שניהם גם תורגמו לעברית ויצאו בהוצאת עליית הגג.

“עידן האי ודאות” הוא ספר היסטורי, הוא סוקר את השנים המרכזיות בתחילת המאה הקודמת שבהן פיזיקת הקוונטים פותחה והתגלתה. ככזה, הוא מלא באנקדוטות קטנות על חייהם של המדענים החשובים (מאיינשטיין ועד הייזנברג), והקשרים ביניהם. המדע מעט נדחק בספר הצידה, הירטר כן מספר כאן מה היו התגליות החשובות בתחום, אבל לא מסביר לעומק מה עומד מאחוריהם. לכן מקריאה ראשונה הרגשתי שהוא לא עונה על הציפיות שלי, אבל רק בדיעבד הבנתי שהוא דווקא היה לי חשוב מאוד. כי כשאין לך ידע בכלל, הכרות מוקדמת עם השורות התחתונות עוזרת מאוד כשבהמשך צוללים ומנסים להבין כיצד הדברים פועלים. מעבר לכך, כמה מהסיפורים שמובאים שם מרתקים, למשל על קרבות הטיעונים בין תומכי ומתנגדי מכניקת הקוונטים, כולל הטיעון המפורסם של החתול של שרדינגר, וכמובן המעורבות של כל המדענים, משני הצדדים, במלחמת העולם השניה וספציפית בפרוייקטי פיתוח פצצת האטום.

“היקום הקוונטי” משלים את התמונה בדיוק מהכיוון השני, כאן אין היסטוריה או סיפורים מעניינים, המטרה של הכותבים היא ללמד אתכם כיצד כל הוודו הזה אפשרי, איך ייתכן שאנחנו חיים בעולם שבו חלקיק יכול להיות רגע אחד כאן לידנו, וכהרף עין למצוא את עצמו בצד השני של היקום. מהסיבה הזו, זה לא ספר קל, אל תצפו פה לקריאה קלילה לשבת. על אף 300 העמודים שלו זה ספר שצריך לקרוא לאט, ולהתעמק בדברים שנאמרים בו כמו שצריך. זה סוג של ספר לימוד לקהל הרחב, בלי מתמטיקה מורכבת מדי. את מקומה מחליף דימוי מרכזי של שעונים שחוזר לאורך הספר. עלי זה עבד, אם מקדישים לספר הזה את תשומת הלב הראויה לו, מתחילים להבין את מהותה של אי הודאות בעולם.  “עידן אי הוודאות” סיפר על הרעיונות והתיאוריות, ו”היקום הקוונטי” היה מי שביאר אותם, לפחות ברמה בסיסית. הספר הזה לא חף מבעיות, החלק האחרון שלו מנסה להסביר תהליכים מורכבים יותר באמצעות הרעיונות שפותחו בחלק הראשון, אך לצערנו מתבצעות שם קפיצות לוגיות גדולות מדי שמקשות על מי שאין לו ידע מוקדם באמת להבין איך התהליכים מתרחשים.

לדעתי הקשר בין פיסיקת הקוונטים לבין המוח הוא עמוק מכפי שאנחנו מבינים כיום, ולכן חשוב להתחיל להכיר לפחות את המונחים, ושני הספרים שציינתי כאן מספקים דרך יפה לעשות זאת למי שחסר ידע, במקביל יש לא מעט קורסים אונליין (בדיוק התחלתי אחד, כך שאני עוד לא יכול להמליץ), פודקאסטים ובלוגים שעוסקים בנושא (מתוך תקווה שהדגדוג הקטן שהמדע הפופולארי מספק יאפשר לכם אחר כך ללכת וללמוד את התחום לעומק). ומי יודע, אולי אם נבין את אי הודאות, יהיו לנו את המפתחות להבין האם באמת יש לנו בחירה חופשית.