A parajelenségek tanulmányozása sokáig az
áltudományok közé tartozott. Az utóbbi években azonban több nemzetközi hírű
fizikus is foglalkozik ilyen kérdésekkel. Példaként említhetjük az 1973. évi
fizikai Nobel-díjas Brian D. Josephson professzort, aki szerint a biológiai
rendszerek működése hatékonyabb elvekre épül, mint amelyeket a tudományos
eljárásokban figyelembe szokás venni, és valószínűnek látszik, hogy az élő
szervezetek képesek lehetnek hasznosítani a telepátia és pszichokinézis
képességeit is, mivel ezek a képességek nem ellenkeznek a kvantumfizika
lehetőségeivel.
A
kvantumfizikai jelenségek és az emberi tudat közötti kölcsönhatás lehetősége
már az 1930-as években felmerült, amit mutat Carl Gustav Jung és Wolfgang Pauli
ezzel kapcsolatos egykori levelezése és a közösen publikált könyvük, amelyben a
Jung féle szinkronicitás elmélet és a kvantumelmélet közötti kapcsolatot
elemzik.
Tudat
és anyag közötti lehetséges kölcsönhatás szempontjából a kvantumfizika két
legfontosabb jelensége az EPR paradoxon, valamint a hullámfüggvény összeomlása.
Az EPR megjelölés Einstein, Podolsky és Rosen neveinek kezdőbetűiből áll. Az
ezzel kapcsolatos cikket 1935-ben publikálta a három tudós annak
illusztrálására, hogy a kvantumelmélet mennyire tökéletlen, hiszen az a józan ésszel
ellentétes következtetésekhez vezet. Az EPR jelenségben ugyanis egy kvantum
objektum részekre szakad, azután a részek műszeres méréssel külön-külön
megfigyelhetők, és azt találjuk, hogy a viselkedésük összehangolt, bár közöttük
nem létezik olyan fizikai kapcsolat, amely alkalmas információk átvitelére.
Einstein
ezzel a példával akart rámutatni a kvantumfizika tökéletlenségére, hiszen ez a
jelenség ellenkezik a relativitáselmélettel, amely szerint fénysebességnél
gyorsabb hatás nem létezhet. Márpedig az EPR rendszer részei közötti azonnali
kölcsönhatás nem tartja tiszteletben a fénysebességet mint határsebességet.
Kérdés,
hogy ha az EPR jelenség valóban létezik, akkor miért nem tapasztaljuk
lépten-nyomon a mindennapi életünkben is. A lehetséges válasz az, hogy ezek a
jelenségek a statisztikai átlagképződés miatt makrofizikai szinten – vagyis a
humán léptékű világban – általában kiegyenlítődnek. Ennek ellenére, David Bohm
szerint, felléphetnek nem lokális kapcsolatok makro méretű objektumok között
is. Az ilyen effektusok fokozottan érzékenyek külső zavarokra, és csak
speciális körülmények esetén, pl. nagyon alacsony hőmérsékleteken
tapasztalhatók. Josephson szerint azonban az élő szervezet is extrém környezet,
amely képes lehet a nem lokális hatásokat felerősíteni.
Hogy
az EPR jelenség a humán léptékű világban létezhet-e, vagy pedig – mint Einstein
gondolta –lehetetlen, csak kísérleti úton dönthető el. Az EPR jelenség
ellenőrzésére alkalmas kísérlet elméleti lehetőségét John Bell, a Genfi CERN
laboratórium munkatársa publikálta 1964-ben, a technikai nehézségek miatt
azonban ilyen kísérletekre csak az utóbbi években került sor. A kísérleteket az
Innsbrucki Műszaki Egyetemen elektronokkal, a Genfi Egyetemen fotonokkal
végezték. Az utóbbi kísérleteknél a Genfi tó alatt húzódó fénykábeleken 20–25
km távolságra küldtek el egymástól foton párokat, és azt tapasztalták, hogy ha
az egyik foton polarizációs állapotát befolyásolják, hasonló változás a másik
fotonnál is fellép. A mérések alapján az látszott beigazolódni, hogy a
kölcsönhatás sebessége legalább a fénysebesség 10 millió-szorosa!
Felvethető,
hogy ha felléphet „nem lokális kapcsolat” makroméretű tárgyak között, akkor
esetleg létezhet kölcsönhatási hálózat az univerzum összes objektuma között,
beleértve az emberi tudatot is, amely ugyancsak része az univerzumnak. Ezzel
kapcsolatban érdekes kísérletsorozatot publikáltak Grinberg-Zylberbaum és
szerzőtársai. Ennek során egy kísérleti személy EEG jelében külső fényingerrel
kiváltott jelösszetevőket idéztek elő, és ugyanez a jelösszetevő egyidejűleg
megjelent egy másik személy EEG jelében is, amikor a két személy meditációban
kölcsönösen egymásra koncentrált.
Az
emberi tudat és az anyag közötti kölcsönhatás másik megközelítése az anyagot
alkotó részecskék kettős természetével kapcsolatos. Az atomok egyik építőeleme,
az atommag körül keringő elektron pl. az atommag vonzásából kiszakadva
pontszerű részecskeként jelenik meg, amikor a repülési pályájának végén
valahová becsapódik, „utazás” közben azonban hullámként viselkedik. Emiatt a
pontszerű elektronok képesek interferencia jelenségeket létrehozni.
Az
interferencia jelenségre jó példa a vízhullámok viselkedése. Ha két vízhullám
találkozik, a találkozás eredménye attól függ, hogy a két hullám fázishelyzete
milyen viszonyban áll egymással. Ha hullámhegy hullámheggyel találkozik, az
eredmény még nagyobb hullám lesz. Ha pedig hullámhegy hullámvölggyel
találkozik, a hullámok kioltják egymást. Hasonló jelenség fény esetén is
megfigyelhető. Fénysugarak interferenciája esetén a felfogó ernyőn
interferencia-csíkokat tapasztalhatunk, mivel a fénysugarak helyenként kioltják
egymást, s ezáltal a fény plusz fény egyenlő sötétség jelenség lép fel. Ez a
jelenség már két évszázada ismert, meglepetést okozott azonban, hogy hasonló
jelenség részecskékből álló sugárzásoknál is felléphet.
Részecskék
interferenciája értelmezhető úgy is, hogy amíg a becsapódás, vagyis a részecske
„észlelése” meg nem történik, addig a részecske helyett csupán egy „nem
materializálódott” hullám, ún. anyaghullám vagy valószínűségi hullám létezik. A
becsapódáskor viszont ez a hullám eltűnik, és helyette megjelenik egy valóságos
részecske. Ezt az eseményt szokták a „hullámfüggvény összeomlásának” nevezni.
Az interferencia jelenség oka pedig az, hogy sok részecskéből álló nyaláb
esetén a részecskék becsapódásának statisztikai eloszlása követi a
hullámfüggvény által előírt szabályszerűséget. A kvantumfizika Niels Bohr és
Werner Heisenberg által kidolgozott koppenhágai értelmezése ezen túlmenően azt
feltételezi, hogy a hullámfüggvény összeomlása a tudatos megfigyelés hatására
következik be. Niels Bohr szerint ezért nem is lehetünk képesek a
kvantumelméletet teljesen megérteni, ha nem vesszük figyelembe az emberi tudat
működését.
A
koppenhágai interpretációval kapcsolatos elméletek választ kívánnak adni az
emberi intuíció és kreativitás értelmezéséhez is. Ez ugyanis a látványosnak
tűnő „mesterséges intelligencia” kutatásainak során is mindeddig feltörhetetlen
diónak bizonyult. A korábbi ismereteken túlmutató forradalmian új felismerések,
intuitív, kreatív ötletek ugyanis kívül esnek a számítógép lehetőségein. A
biológia, a pszichológia és a szoftvertechnológia sem tudott megnyugtató
válaszokat adni az emberi kreativitással kapcsolatos kérdésekre. Úgy tűnik,
most talán a kvantumfizikusokon a sor.
A
részecskéhez tartozó hullám egyenletét 1925-ben írta fel Erwin Schrödinger (aki
ezért később Nobel-díjat kapott), de azután az egyenlet értelmezéséről
évtizedeken keresztül vitatkoztak élvonalbeli fizikusok. Schrödinger
egyenletében szerepel a részecske (eredetileg elektron) energiája is. Ezt az
egyenletet azonban csak akkor lehet megoldani, ha ez az energia meghatározott
diszkrét értékekkel azonos, egyébként az egyenletnek nem létezik megoldása. Az
egyenletből levonható egyik következtetés az volt, hogy az elektron csak olyan
energia szinteken létezhet, amelyek esetén az egyenlet megoldható, s mivel a
közbenső energia értékek tiltottak, egy elektron csak úgy képes az
energiaszintjét megváltoztatni, ha átugrik egy másik megengedett energiaszintre
és a két energiaszint közötti energiát egy fényrészecske (foton) kibocsátásával
vagy elnyelésével leadja vagy felveszi.
Ez
a megoldás megmagyarázta a hidrogén atommag körül keringő elektron viselkedését
és ezzel a hidrogén emissziós és abszorpciós spektrumának finomszerkezetét,
amelyre korábban nem találtak észszerű magyarázatot. A megengedett energia
szintek kiszámítása során kiadódott az illető energiaszinthez tartozó
hullámfüggvény is, és ez minden esetben komplex függvény, amely valós és
képzetes összetevőkből áll. Lehet ugyanakkor képezni ebből egy valós
hullámfüggvényt is. Minden komplex hullámfüggvényhez tartozik ugyanis egy
„konjugált” függvény, és ha a hullámfüggvényt a konjugáltjával összeszorozzuk,
kapunk egy pozitív valós függvényt. Mivel azonban sem ez, sem az eredeti a
hullámfüggvény nem fejez ki semmiféle műszeresen mérhető fizikai mennyiséget,
felmerül a kérdés, hogy mit jelent az így képezhető valós matematikai függvény.
Albert
Einstein, Max Planck, Erwin Schrödinger, Louis de Broglie és több más Nobel
díjas fizikus úgy vélte, hogy az így kapott függvény az elektron tömegének
térbeli eloszlását fejezi ki. A fizikai Nobel-díjasok másik csoportja azonban,
többek között Max Born, Niels Bohr és Werner Heisenberg azt állította, hogy egy
pontszerű részecskének nem lehet térbeli eloszlása, és az így kapott függvény
azt fejezi ki, hogy a tér adott helyén az elektron mekkora valószínűséggel
hajlamos kölcsönhatásba lépni.
A
„hullámfüggvény” egyéb különös tulajdonságai is számos vitára adtak
lehetőséget. Az is furcsa volt, ahogyan a hullámegyenletből a komplex konjugált
függvényt ki lehetett számítani. Ehhez ugyanis a hullámegyenletben az idő
előjelét meg kellett fordítani. Más szóval: az eredeti hullámegyenletben az idő
szabályos irányban, a múltból a jövő felé folyik, a konjugált megoldást
szolgáltató egyenletben viszont az idő haladási iránya ezzel ellentétes, vagyis
visszafelé, a jövőből a múlt felé mutat.
Mint
említettük, a sokak által vitatott koppenhágai modell szerint egy részecske,
amíg nem kerül kapcsolatba egy megfigyelővel, ún. szuperponált állapotban van,
ami azt jelenti, hogy az állapotát a komplex hullámfüggvény, más szóval
állapotfüggvény jellemzi, és ez utóbbi a részecske megnyilvánulási
lehetőségeinek választékát fejezi ki. Amikor pedig a részecske megfigyelése
megtörténik, a hullámfüggvény összeomlik, és helyette megjelenik egy reálisan
tapasztalható részecske.
Roger
Penrose a hullámfüggvény összeomlásával hozza kapcsolatba az emberi
kreativitást is. Szerinte az emberi agysejtek kapcsolódási pontjai abba a
mikrofizikai mérettartományba esnek, ahol a hullámfüggvény létrejöhet, így
előfordulhat, hogy az agysejtek hullámfüggvényei szinkronozódnak, és a
hullámfüggvények kollektív összeomlásakor kreatív ötletek merülhetnek fel a
tudatban. Amit Goswami szerint nemcsak az agyban jöhet létre koherens
szuperponált állapot, hanem bárhol és bármikor, és ez az állapot mindig
valamilyen tudatos megfigyelés hatására omlik össze és ily módon hozza létre a
tapasztalható valóságot.
Fred
Alan Wolf amerikai fizikus szerint viszont a hullámfüggvény, és ezzel a
koherens szuperponált állapot soha nem omlik össze, hanem valamennyi állapot
párhuzamosan létezik, és mi a legvalószínűbb állapotok szuperpozícióját
(összegeződését) tapasztaljuk valóságként. Wolf lehetségesnek tartja, hogy
különösen érzékeny személyek a kevésbé valószínű állapotokat is képesek
észlelni. Ilyen tapasztalás lehet pl. az auralátás. Wolf elmélete azt is
jelenti, hogy végtelen sok párhuzamos valóság létezik egyszerre, és a tudatunk
választja ki ezekből a számunkra legvalószínűbb lehetőségek szuperpozícióját,
azt, amelyet valóságként elfogadunk. Ez lehet az oka annak is, hogy ugyanazt a
szituációt az egyik ember boldogságnak, míg egy másik szenvedésnek érzi.
Fred Alan Wolf amerikai fizikus
Wolf
szerint a világban mindig jelen van minden tapasztalható jelenséghez tartozó
hullámfüggvény és ezek konjugáltja, és a megfigyelés során a megfigyelő tudata
végzi el – általában öntudatlanul – ezek összeszorzását. Ha pedig a tudat (vagy
a tudattalan) képes a hullámfüggvényeket és konjugáltjait összeszorozni, akkor
képes lehet arra is, hogy a szorzatokat komplex tényezőkre szétbontsa, ezzel új
hullámfüggvényeket képezzen, és ily módon beleavatkozzon a fizikai valóságba.
Wolf
azt is felveti, hogy a konjugált eredményt szolgáltató hullámegyenletben az idő
irányának megfordulása azt jelentheti, hogy mikrofizikai szinten – rendkívül
rövid időtartományokon belül – állandó kommunikáció zajlik múlt és jövő között.
Ezt alátámasztja, hogy a Heisenberg-féle „határozatlansági reláció” szerint az
alacsony energiaszintű, igen gyors részecske-kölcsönhatásokban az
időbizonytalanság olyan mértékű lehet, hogy az „előbb” és a „később” fogalmakat
sem lehet egyértelműen megkülönböztetni. Ezért a részecskefizikai kísérletekben
az is előfordul, hogy bizonyos többlépéses kölcsönhatási sorozatok eredménye
csak úgy magyarázható, ha feltesszük, hogy egyes részecskék korábban léptek
kölcsönhatásba, mint amikor keletkeztek. Ha ez lehetséges, az sem zárható ki,
hogy az időbeli kommunikáció makrofizikai szinten is működhet, és emiatt
tudattalan szinten üzeneteket kaphatunk a múltból és a jövőből, és mi is
küldünk ezek felé öntudatlan üzeneteket.
További
lehetőséget vet fel Robert Anton Wilson, aki szerint a mikrofizikai szinten
kialakuló kvantumkáosz nem lokális kapcsolatba kerülhet az emberi tudattal vagy
tudattalannal, és e kvantumkáoszból minden egyes másodpercben sok millió
„pillangó effektus”, vagyis önmagát rohamosan felerősítő folyamat indul el és
gyűrűzik felfelé a makrovilág felé. Bár ezek hatása általában statisztikusan kiegyenlítődik,
azonban – olykor éppen a tudattal való kölcsönhatásnak köszönhetően – az
egyensúly felborulhat, és a humán léptékű világban váratlan eseményeket idézhet
elő.
(Héjjas István)
Kassai Csilla riportja Kovács Erzsébet
atomfizikussal - videó