Găsirea unei modalități cuantice de a face posibil liberul arbitru

Dacă libertatea este doar un alt cuvânt pentru nimic mai rămas de pierdut, atunci „liberul arbitru” este doar o altă expresie pentru capacitatea de a alege.

Rău, nu-i așa? Dar dacă liberul arbitru este o iluzie, așa cum au susținut mulți oameni de știință și filozofi, atunci nu ar trebui să mă învinovățiți. Pe de altă parte, mă învinuiesc pe mine. Pentru că, la fel ca majoritatea bloggerilor și, eventual, chiar și cele câteva zeci de oameni care nu blog, cred că m-am hotărât singur ce să scriu. În plus, după cum au subliniat mulți anchetatori ai acestei probleme, nu este atât de evident că liberul arbitru este iluzoriu acum că mecanica cuantică a introdus o oarecare aleatorie în natură.

Din păcate, totuși, acest raționament nu te duce prea departe. Există aleatoriu în lumea cuantică, în regulă, la fel ca și secvența imprevizibilă de numere câștigătoare pe o roată de ruletă. Dar pe termen lung toate numerele apar cam la fel de des. Liberul arbitru nu valorează prea mult dacă nu îl poți folosi pentru a învinge un cazinou. Și, după cum subliniază fizicianul MIT Scott Aaronson, matematica cuantică este similară: oferă șansele despre ce diverse lucruri posibile se vor întâmpla, iar acele șanse sunt întotdeauna prezise cu precizie. Distribuția de probabilitate a rezultatelor este întotdeauna exact ceea ce matematica cuantică spune că va fi. Aaronson nu vede nici un liber arbitru acolo.

Totuși, întrebarea liberului arbitru a stârnit unele gândiri sofisticate din partea fizicienilor cuantici cărora le place să contemple interfața dintre mentalitate și realitatea fizică. Pare suficient de rezonabil să reexaminăm o astfel de întrebare veche în lumina celei mai recente înțelegeri a universului. Este posibil ca fizica modernă să ofere o perspectivă care dă speranță celor cărora le place să se hotărască.

Spre deosebire de neuroștiință, care explorează modul în care deciziile sunt motivate și luate, fizica caută explicații pentru modul în care sunt cauzate deciziile. Dacă legile fizicii se aplică oamenilor (și cu siguranță se aplică), alegerile sunt determinate de acele legi, care funcționează în orice anumit set de circumstanțe în care se află oamenii. Probabil că nu există libertate de alegere din perspectiva fizicii, pur și simplu tirania inevitabil a ecuatii matematice.

Astfel de argumente împotriva liberului arbitru există de mult timp. Ele au fost articulate cu forță de Henry Thomas Buckle, un istoric britanic din secolul al XIX-lea, care a criticat întreaga idee a liberului arbitru. Doar să crezi în liberul arbitru nu face să fie așa, a spus el. Nu există o modalitate bună de a spune dacă ai liber arbitru sau doar crezi că ai. Exemplele pe care le-ați putea cita și care par să ilustreze liberul arbitru pot fi întotdeauna interpretate altfel. Niciun principiu nu împiedică acțiunile unei persoane să fie perfect previzibile.

„Când îndeplinim o acțiune, o executăm ca urmare a unor motive sau motive care… sunt rezultatele unor antecedente”, a scris Buckle în Istoria civilizației în Anglia. „Dacă am fi familiarizați cu ansamblul antecedentelor și cu toate legile mișcărilor lor, am putea prezice cu o certitudine fără greș toate rezultatele imediate.”

Buckle a recunoscut că, în practică, nu ai putea niciodată să cunoști fiecare antecedent care duce la comportamentul unei persoane. „Dar este cert că, cu cât ne apropiem mai mult de o cunoaștere completă a antecedentului, cu atât mai probabil vom putea prezice consecințele.”

Cu alte cuvinte, așa cum a interpretat-o ​​Buckle, liberul arbitru necesită abilitatea de a face o alegere care nu ar fi putut fi prevăzută. Fizica cuantică reduce posibilitatea unor astfel de predicții la probabilități, dar totuși constrânge acele alegeri la respectarea ecuațiilor.

Dar să presupunem că unele acțiuni nu pot fi prezise. Atunci poate că ușa cu alegere liberă se deschide puțin. Și examinarea predictibilității te poate duce mai departe în dezbaterea liberului arbitru decât să întrebi dacă liberul arbitru în sine există. La urma urmei, spune Aaronson, este greu să demonstrezi existența liberului arbitru. Dacă încerci, te vei încurca în argumentele filozofice care au loc de milenii. În schimb, el propune o întrebare mai limitată, dar abordabilă științific.

„Suport înlocuirea întrebării dacă oamenii au liberul arbitru, cu întrebarea cu cât de precis pot fi prezise alegerile lor, în principiu, de agenți externi compatibili cu legile fizicii”, a scris Aaronson într-o lucrare postată online anul trecut.

El nu pretinde (sau nici măcar încearcă) să răspundă la această întrebare. El doar explorează cum să-l încadreze într-un mod în care să poată fi testat științific, într-o zi. Dar el nu caută imprevizibilitatea în legile matematice care guvernează modul în care viitorul evoluează din trecut. În opinia sa, liberul arbitru ar rezulta nu din ecuații, ci din condițiile în care sunt aplicate ecuațiile.

Ecuațiile pentru prezicerea viitorului au întotdeauna nevoie de un punct de plecare – condițiile inițiale sau condițiile de limită, ca intrare în matematică. Poate că condițiile inițiale ale universului au inclus elemente de imprevizibilitate care împiedică ecuațiile să prezică vreodată fiecare aspect al viitorului, speculează Aaronson. Dacă da, ar exista o oarecare „libertate” în univers – „un anumit tip puternic de imprevizibilitate fizică: o lipsă de determinare, chiar și probabilistică, de către factori externi cunoscuți”, declară Aaronson.

El numește această imprevizibilitate „libertate cavalerană” (pentru Frank Knight, un economist care a scris despre incertitudinea care nu poate fi cuantificată cu probabilități). Libertatea cavalerană în sine nu înseamnă că oamenii au liberul arbitru. Dar Aaronson crede că nu ai putea avea liberul arbitru fără el.

La prima vedere, fizica modernă nu oferă nicio sursă evidentă a libertății Knight. Dar poate, spune Aaronson, o sursă a unei astfel de libertăți s-ar fi putut ascunde în „detaliile microscopice, mecanice cuantice, ale condițiilor inițiale ale universului”. Cel puțin, dacă s-ar putea găsi sau nu o astfel de sursă de libertate acolo este o întrebare științifică legitimă.

„Mi se pare că „libertatea” – în sensul impredictibilității Knightiene de către orice observator fizic extern – este perfect în domeniul științei”, afirmă Aaronson.

Libertatea Knightiană ar putea fi posibilă datorită unei ciudatenii a fizicii cuantice cunoscută sub numele de teorema fără clonare. Practic, asta înseamnă că un obiect cuantic – să zicem, o particulă de lumină – nu poate fi copiat perfect. O astfel de particulă există într-o „stare cuantică” cu propriul ei fel de libertate – axa în jurul căreia se învârte poate îndrepta în oricare dintre mai multe direcții simultan, de exemplu. O măsurare a rotației sale va forța alegerea unei direcții sau alta, distrugând multiplele posibilități. Orice încercare de a copia starea originală are același efect ca o măsurătoare, astfel încât starea originală nu poate fi clonată. (Apropo, „măsurarea” nu trebuie să fie efectuată de o persoană. Interacțiunea cu materia de orice fel realizează același lucru.)

Astfel de stări cuantice sunt uneori numite qubiți, o analogie cu 1 și 0, sau biți, ai informațiilor computerizate. Plutind în univers, sugerează Aaronson, sunt qubiți care nu au fost niciodată măsurați – își păstrează libertatea inițială. Unii dintre acești qubiți ar putea chiar să posede incertitudinea Knightiană. Aaronson le desemnează ca freebits.

„Cel puțin unii dintre qubiții găsiți în natură sunt priviți ca biți liberi, iar prezența acestor biți liberi face ca prezicerea anumitor evenimente viitoare – posibil inclusiv unele decizii umane – imposibilă din punct de vedere fizic, chiar probabilistic și chiar cu tehnologia viitoare arbitrar avansată”, propune Aaronson.

Opriți-vă pentru a reflecta. Poate că din trecutul universului au apărut niște bucăți microscopice de libertate Knightiană – care posedă imprevizibilitate. Există vreo modalitate prin care imprevizibilitatea ar putea fi exploatată de creierul uman care ia decizii? Aaronson spune da. Un freebit care afectează o celulă a creierului ar putea modifica semnalizarea neuronală într-o cantitate mică. Activitatea haotică ulterioară a creierului ar putea amplifica imprevizibilitatea inițială la o scară macroscopică, făcând unele decizii umane imprevizibile.

Suportă cu el. După cum detaliază Aaronson:

„Înainte de amplificarea lor, acești biți liberi ar trebui să trăiască în grade mecanice cuantice de libertate, deoarece altfel o mașină de clonare le-ar putea copia (în principiu) în mod neinvaziv. Mai mult, ignoranța noastră despre freebit-uri ar trebui să fie urmărită în cele din urmă până la ignoranța despre microstarea universului timpuriu.”

Sau cu alte cuvinte (încă al lui):

„Un „praf de pixie cuantic” rămas de la Big Bang… ne intră în creier și ne oferă capacitatea de a avea liberul arbitru.”

BINE. Aaronson admite că sună nebunesc. Dar el insistă că, în măsura în care merge de fapt (ceea ce nu face decât să ridice posibilitatea), ideea lui pentru biți liberi cuantici nu este descalificată de nicio fizică cunoscută.

„Nu văd că niciuna dintre ele este exclusă de înțelegerea științifică actuală – deși este posibil să fie exclusă în viitor”, scrie el. „Există universuri posibile în concordanță cu regulile mecanicii cuantice în care există stările necesare și alte astfel de universuri în care acestea nu există, iar a decide ce fel de univers locuim pare să necesite cunoștințe științifice pe care nu le avem.”

Un dezavantaj este că ideea lui freebit interzice orice teorie simplă care descrie pe deplin condițiile inițiale ale universului. „Dar mi se pare că nimic din fizica consacrată nu ar fi trebuit să ne facă să ne așteptăm că o astfel de descriere ar exista oricum”, subliniază el.

Un alt avertisment: această lacună nu ar permite un număr nelimitat de decizii libere.

„Natura freebit-urilor este că se „usează” permanent ori de câte ori sunt amplificate la scară macroscopică”, scrie Aaronson. „Doar un număr finit de „decizii libere” poate fi luat înainte ca universul observabil să rămână fără biți liberi!”

Așa că, dacă încerci să te decizi dacă să crezi ceva din toate acestea, ar trebui să te hotărăști în curând.

Urmărește-mă pe Twitter: @tom_siegfried