A lét kérdései 2. rész A tudomány 10 legnagyobb rejtélye

Értelmet találni a dolgokban, megindokolni, miért vannak így és nem máshogy: ez a tudósok állandó kutatásának tárgya. Meglelni az okot, majd az ok okát… stb., ameddig csak az értelem eljuthat.07.
Mi az idő természete?
Ha létezik olyan metafora, amely ellenáll az időnek, az a múló idő folyóhoz való hasonlítása. De kiélezve a metaforát a helyzet bonyolultabbá válik, hiszen ha az idő folyik, akkor mibe? Milyen sebességgel? Mi hajtja? Minden elmélet időfogalma más és más, ezek pedig nem illenek egymáshoz. Einstein speciális relativitáselmélete megfosztotta trónjától a newtoni fizika abszolút idejét, amely egyenletesen folyik, és leginkább megfelel az emberi intuíciónak. Einsteinnek a nagy gravitációjú testek idő- és térgörbítő hatásával kapcsolatos számításai azonban bevezettek egy másfajta időt, amely a tértől elválaszthatatlan negyedik dimenziónak tekinthető. Ezáltal az univerzális „most” értelmetlenné vált. Immár az idő nem folyik: a múlt, a jelen és a jövő egyaránt a téridőben, mint egységes entitásban van „jelen”, és az eseményeket az e tömbben mozgó megfigyelő rendezi el. A téridő-geometria a tér tulajdonságainak időbeli módosulásait úgy mutatja meg, mint a téridő görbületét, vagyis egy geometriai hatást. Ez a geometria tehát egyszerre a tér geometriája és annak időbeli fejlődése.

Mint mondtuk, az általános relativitáselmélet értelmében a téridő együtt keletkezett az anyaggal a Nagy Bumm idején, így azon túl nincs értelme az „előtte” fogalmának. Az egyik probléma azonban az, hogy a Nagy Bummhoz közeledve az általános relativitáselmélet egyenletei csődöt mondanak, mivel a rendkívül sûrû anyag viselkedését nem tudják leírni. A másik nagy problémát az okozza, hogy az einsteini „vízió” nem fér össze a fizika másik alappillérével, a kvantummechanikával. Ez ugyanis többé-kevésbé megőrzi a newtoni időt: szerinte végtelen sok jövő lehetséges, amelyekből a részecskék közti kvantum-kölcsönhatásoktól függően egy kerül „kiválasztásra”. Mármost mindkét elmélet helyesnek bizonyul. Akkor viszont melyik ragadja meg jobban az időt? Ma a rejtély megoldására csak azok az új fizikai elméletek adnak reményt, amelyek a két elméletet igyekeznek összebékíteni. Ezekben az a közös, hogy valami időn kívülit keresnek, amelyből le lehetne írni az idő megjelenését. Mondhatni, az idő dolgában a tudománynak még időre van szüksége…

Megvalósítható-e az időutazás?
A newtoni abszolút időben semmiképpen. Einstein kozmikus téridejével már más a helyzet: ez úgy képzelhető el, mint egy összehajtogatott lemez, amelynek rétegei között akár tér- és időugrásokat lehetővé tevő járatok teremthetnek kapcsolatot. Számos elmélet született az antirészecskék visszafelé folyó belső idejéről, vagy olyan elemi részecskékről, melyek a fény sebességét átlépve kisebb időugrásokra, vagy zárt, ciklikus időstruktúrákban való létezésre is képesek…

És a valóságban? Irina Arefjeva és Igor Volovics, a moszkvai Szteklov Matematikai Intézet neves matematikus párosa időgép létrehozását tervezik, amelynek mûködését a CERN Nagy Hadronütköztetőjében tesztelnék. Amennyiben sikerülne, az óriási áttörés volna. Az időgéphez olyan nagy energiasûrûség szükséges, amely a téridő szövetében torzulást hoz létre, ezen keresztül pedig alagút – úgynevezett féreglyuk – nyílhat a múltba, pontosabban egy távoli téridő-tartományba.

Korábban, a 80-as években az elméleti fizikusok számításai még arra engedtek következtetni, hogy a féreglyukak akkorák, amelyeken át akár ûrhajók is közlekedhetnek. Ma azonban úgy tudjuk, hogy a féreglyukak csak szubmikroszkopikus méretûek lehetnek, nyílásuk sugara maximum 10–32 méter. Arefjeváék szerint ilyen mini féreglyukak – ahogy mini fekete lyukak is – akár másodpercenként keletkezhetnek majd a részecskegyorsítóban. Amikor ugyanis egy részecske keresztülfut a gyorsítón, egy lökéshullám révén eltorzítja a téridőt. Két ilyen hullám ütközése pedig a téridőn lyukat szakíthat. Az ilyen mini járatokon át persze csak szubatomi részecskék közlekedhetnek, így látványos időutazásra nem számíthatunk, csupán az elmélet igazolására, például akkor, ha egy ilyen ütközés energiájának egy része egyszer csak távozik – feltehetően egy féreglyukon át.

06.
Hogyan lesz vége az univerzumnak?
Ami a Földet illeti, nincs vita: 7,5 milliárd év múlva elpusztul a Nappal együtt. A csillagászok már meg tudták figyelni, ahogy csillagok születnek és meghalnak; behunyt szemmel is le tudják írni naprendszerünk sorsát.
S maga a világegyetem? Mivel senki sem volt ott egy világvégénél, a tudósok számára marad a következtetés.
A legrégebbi galaxisok megfigyelése alapján az asztrofizikusok azt valószínûsítik, hogy a kozmosz meghalhat. Honnan e hipotézisük? Abból a megfigyelésből, hogy a halmazok, a galaxisok, a csillagok menthetetlenül távolodnak egymástól. Ebből az 1930-as évek óta észlelt expanzióból háromféle következtetést vontak le a világvége eljövetelére. S noha ezek távol állnak egymástól, nem érdemes miattuk izgulni, a dolog mindegyik esetben nagyon rosszul végződik…

Az első a táguló világegyetem felfedezéséhez kapcsolódó Nagy Reccs (Big Crunch): a tágulás lelassul, majd visszafordul, végül az univerzum összeesik. Ez a hipotézis nehezen illeszthető a legtávolabbi szupernóvák 1998 óta kapott megfigyeléseihez, amelyek szerint a tágulás úgy 6 milliárd éve gyorsuló fázisban van. A következő szcenárió az évtizedek óta emlegetett Nagy Brrr (Big Chill) és a 2003-ban született Nagy Sutty (Big Rip). Az előbbiben az univerzum kihûl, majd nem marad más utána, csak rendkívül hideg fotonok felhője, mivel minden anyag – a fekete lyukakkal együtt – elpárolog. Az utóbbiban a világegyetem könyörtelenül szubatomi részecskék levesévé dezintegrálódik. Mi dönt e történetben? Hogy megváltozik-e a távoli jövőben a világegyetem tágulásának mértéke. Ha marad a mostani, akkor lassú agónia következik. Ha felgyorsul, a halál hirtelen történik majd, úgy 20 milliárd év múlva.

Amúgy a kozmológia egyik legnagyobb rejtélye a tágulás gyorsulásának eredete. Egy titokzatos taszító energiáról lehet szó, amely a gravitáció ellen hat. Ez lenne a sötét energia, amelynek természete nem ismert. Azonban óvatosaknak kell lennünk, ugyanis ha megnézzük a világegyetem tágulásának alakulását, kiderül, hogy igen kaotikus volt. &Iacutegy a Nagy Reccs elvetése sem hamarkodható el. Már csak azért sem, mert a világegyetem nincs védve az olyan meglepetések ellen, amilyeneket a kvantummechanika tartogathat a számára. Ez utóbbi például olyan univerzumbuborékok létrejöttét tartja lehetségesnek, amelyekben az ismert fizikai törvényektől és állandóktól eltérők érvényesülnek. S egy ilyennel való találkozás végzetes lenne! Elvileg semmi sem zárja ki, hogy tőlünk néhány fényévre létezzék egy olyan buborék, amelyben az infláció nagyobb, mint környezetünkben, s hogy egy ilyen buborék a fejünkre pottyanjon. Mivel fénysebességgel közeledik, érkezése nem látható… Az univerzum tehát figyelmeztetés nélkül is eltûnhet, a megjósoltnál korábban. Akkor mindennek vége? Vagy csak a végtelen sok univerzum egyike hal meg? A rejtély megmarad.

05.
Hogyan keletkezett az élet?
A kérdés mindig is ott duruzsolt a fülünkben: minden civilizációnak megvan a maga genezise, amely magyarázatot próbál adni – mítoszokkal, az anyagot életre keltő isteni fuvallattal – a földi élet keletkezésére. Azóta persze a tudomány is magáévá tette a kérdést. Sokáig két tan állt szemben egymással. A vitalizmus tana szerint azt, hogy az élő és az élettelen anyag különbözzék, egy vitális fluidum tette lehetővé. A spontán generáció elmélete viszont úgy tartja, természetes, hogy apró állatok keletkezzenek hagyományos miliőjükben. A XIX. századra kémiai kísérletek kiderítették, hogy a tehetetlen anyag is képes az élőre jellemző vegyületeket létrehozni. És mióta Pasteur bebizonyította, hogy a mikroorganizmusok nem spontán módon keletkeznek, csak benépesítik környezetüket, el kell fogadni, hogy az élet eredete sokkal összetettebb kérdés, mint hitték. De hol keressük a rejtély kulcsát? A földi élet legrégebbi nyomaiban?

Az 1980-as évek végén a mészkonkréciókban talált fosszilis ősbaktériumok felfedezése végre lehetővé tette annak megállapítását, hogy már körülbelül 3,8 milliárd éve – azaz 0,8 milliárd évvel bolygónk keletkezése után – volt élet a Földön. Az ám, de ez a hivatalos születési bizonyítvány csak azon archaikus baktériumoknak dukál, amelyeket azért tudtak azonosítani, mert hasonlítottak ma élő távoli utódaikra! Márpedig az is lehet, hogy még régebbi nyomai vannak valamilyen életnek, amelynek a ma ismerthez semmi köze nincs. Lehet tudni erről?

A tudomány szerencsére egy másik nyomot is követ: az anyag legbelső szerkezetét. Hogyan lesz az élettelen élővé? Hogyan lesznek atomokból és molekulákból baktériumok? Mindezt évtizedek óta kutatják a biológusok és a vegyészek. Céljuk, hogy megtalálják az élet elemi építőköveit, és azokat a feltételeket, amelyek ezek élő entitásokká való szerveződéséhez szükségesek. Az első válasz az 1930-as években az orosz Alekszandr Oparintól és a brit John Haldane-tól érkezett. Szerintük a Földön pokoli viszonyok uralkodtak: magas hőmérséklet és nyomás, megannyi elektromos kisülés – és ezek képesek voltak arra, hogy ásványokból, vízből és az oxigénben szegény, de hidrogénben, metánban és ammóniában gazdag atmoszféra vegyületeiből létrehozzák a legegyszerûbb szerves molekulákat, az élet alaptégláit. Ez az ősleves – pontosabban: ősatmoszféra – merész hipotézis, amelyet egy fiatal amerikai vegyész, Stanley Miller kísérlete 1953-ban igazolt! Egy felhevített, áramütéseknek kitett tartályban vizet, ammóniát, hidrogént és metánt elegyített, és legnagyobb meglepetésére szerves molekulák alakultak ki, köztük néhány aminosav, azaz a proteinek elemi építőkövei. Reveláció! Azonban ma már senki sem hiszi azt, hogy az ősleves olyan lett volna, mint amit a kísérlet feltételez. További nehézség, hogy az így létrejövő szerves molekulák a Miller-kísérletben csak azért maradtak meg, mert azonnal elkülönítették őket. Ez természetes körülmények közepette nem következhetett volna be: a molekulák ugyanis gyorsabban lebomlanak, mint ahogy létrejöttek.

Millert követően számos kutató ismételte meg a kísérletet különböző lehetséges primitív atmoszférákkal. Végül kaptak húsz ismert aminosavat, továbbá glucidokat, nitrált bázisokat, zsírszerû anyagokat és cukrokat. Vagyis úgy tûnik, az élő anyag minden alapvető nyersanyaga előállt. Fantasztikus siker – amely azonban nem ad választ a kérdésre. Hiszen az így létrehozott szerves molekuláktól még iszonyú hosszú út vezet az élő anyagig.

RNS-es ősvilág
Ugyanis felmerül egy újabb kérdés: hogy jutunk el az elemi építőkövektől a proteinekig és a nukleinsavakig (DNS, RNS)? Igaz, hogy 1965-ben az amerikai Sidney W. Fox sikeresen szintetizált több úgynevezett proteinoidot. &Aacutem e struktúrák messze nem olyan összetettek, mint az élő szervezetek egyes proteinjei! S főleg, megmarad az a paradoxon, amely a genetika fejlődése során derült ki: a vonások átörökítése minden ismert élőlénynél a DNS-t másoló proteinekkel történik, ám a DNS maga is nélkülözhetetlen e proteinek szintetizálásához! Melyik jelent meg előbb? Sem az egyik, sem a másik – mondja Leslie Orgel a 60-as évek óta. E brit vegyész szerint az addig csak a DNS és a proteinek közti egyszerû átmeneti fázisnak tartott RNS volt az első, éspedig két döntő erénye révén: képes a kémiai
reakciók katalizálására, amely a proteinek előállításához szükséges, ugyanakkor önsokszorozásra is, amely viszont a vonások átörökítéséhez kell. Innen az RNS-es ősvilág gondolata, amelyet alátámasztani látszik a ribozim nevû, katalizátor képességû RNS-változatok 1982-es felfedezése.

Tehát az RNS a kulcsmolekula? A gondot az okozza, hogy nem csak az RNS és a DNS tud megkettőződni. A magyar származású amerikai vegyész, Rebek Gyula (Julius Rebek) laboratóriumában önsokszorozást hozott létre nem-nukleinsavas alapon. Tehát az életnek nem is annyira megbízható jellemzője a katalízis és a megkettőződés… És mit mondjunk a vírusokról, amelyekről senki sem tudja, élők-e: általában tehetetlenek, de felélednek, amikor sokszorozódnak; genetikai információk hordozói, ezeket azonban nem képesek egymaguk replikálni…
Az élet eredete tehát ma is rejtély. Hacsak nem máshol keressük! A világûrben, a Földbe becsapódott meteoritmaradványokban már több mint száz szerves molekulát találtak. A világûr termékenyítette volna meg a Földet? A tudósok a pánspermiahipotézist is komolyan veszik, de ez újabb kérdéseket vet fel: létezik máshol élet? Ha igen, milyen formában? Vajon észlelhető-e általunk? Lehet, hogy a kövületek, a kémcsövek után a megoldást a távcsövek fogják szolgáltatni… &Aacutem a problémát ezzel csak eltoljuk, hisz ha másutt létezik élet, annak is létre kellett jönnie.

04.
Hogyan jutunk el a tojástól a tyúkig?
Arisztotelész idején, a Kr. e. IV. században tojásokat törtek fel, hogy kiderítsék, miként fejlődik a csibe. Az ókoriak már sejtették, hogy ennek beindításához a hímtől és a nősténytől kell
valaminek összekeverednie. De mi történik ezután? Dacára a fantasztikus felfedezéseknek, a nagy rejtély ma is tartja magát.

Két nézet állt sokáig szemben egymással: az epigenezis (ezt támogatta Arisztotelész) és az ugyanabban a korban jelentkezett performáció. Az epigenezis szerint az embrió kezdetben amorf, majd fejlődése során egyre komplexebbé válik; a performáció elmélete viszont azt tételezi fel, hogy – bár nagyon kicsiben – a teljes egyed benne van a tojásban, a magban vagy az egyik szülőben. A hímivarsejtek és a petesejtek szerepének XVIII. századi felfedezéséig kellett várni, hogy az epigenezis győzzön. Tehát úgy kell tekinteni, hogy egy megtermékenyített tojás/petesejt esetében két entitás egyesül. Ebből azután (felnőtt embernél) vagy 100 ezer milliárd további sejt jön létre, amelyek egymást kiegészítő feladatokat végző szerveket alkotnak. A tojásból a tyúkba való átmenet itt szédítő fordulatot vesz.

A XIX. század közepén vagyunk. &Uacutej tudásával, színezési technikákkal, mikroszkóppal felfegyverkezve a svájci úttörő, Wilhelm His által vezetve a kísérleti embriológia a szövetek létrejöttét vizsgálja. Nyomában az embriológusok felállítják az események időrendjét: a szegmentáció során a petesejt osztódik és kialakítja 3 fő szimmetriatengelyét (fent-lent, elöl-hátul, jobb-bal), majd a gasztrula (bélcsíra) képződésekor 3 sejtréteg (a levélkék) különülnek el: ezek a szervek kifejlődésének központjai. Ezek a fázisok megváltoztathatatlanok, minden állatfajnál közösek, és rendkívül nagy százalékban sikeresek. Csodálatos, ugyanakkor rejtélyesebb, mint valaha!

A XX. század közepén indult genetikai forradalom, a szabályozó gének felfedezése azt a benyomást kelti, hogy egyszerre minden világos lett. A más géneket szabályozni képes proteineket kódoló Hox-gének felelnek az embrió nevezetes szimmetriatengelyeiért. Elég itt egyetlen hiba, és egy szerv nem a rendes helyére kerül, sőt esetleg egy másik szerv helyére: 1978-ban általános megdöbbenést keltett, amikor egy génmanipuláció nyomán egy légynek lábai nőttek az antennái  helyén.

Megszûnt volna a rejtély? Arról szó sincs. A Hox-gének aktiválása szabályozó anyagok jelenlétének köszönhető. De ezek honnan erednek? Mi az egészben a legkorábbi? Annál is fogasabb kérdés, mert nem egyetlen gén tartozik adott struktúrához, hanem többnek a koordinációja. Minden sejt a benne levő több ezer gén párbeszédét „intézi”, ám az alkalmazkodás végett dialógust folytat szomszédaival és a környezettel is. Egy kétéltû embrió például a hőmérséklettől függően lehet inkább hím, mint nőstény… És mit szóljunk a sejtvándorláshoz, amelyet egy véletlenszerûen bekövetkező fázis indít el; vagy a nem valamely terv szerint létrejövő vérerekhez? &Aacutem mindez csodásan mûködik. A tudomány nem hivatkozhat a Nagy Mérnök gondolatára, mivel ez számára megközelíthetetlen – s akkor marad számára a természetes szelekció. &Aacutem hogyan mûködik ez az embrióban? Milyen mechanikai, fizikai és kémiai kényszerek hatnak? Ismereteink egyre gyûlnek, de tudatlanságunk még mindig nagyfokú.

03.
Mi az ember sajátja?
Az ember valaha Isten képmásának látta magát. Majd a tudomány – jelesül Charles Darwin – a helyére tette: az ember a biológiai rend része, akár bármelyik élő faj. &Aacutellat. Mint a többi állat? Ez most már a kérdés. Egy biztos: az élővilágban egyetlen túlélő faja (sapiens) vagyunk egy meghatározott rendnek (Homo), amelynek többi képviselője (Neander-völgyi, erectus) kihalt. Ez természetesen nem a sapiens különlegessége, vannak más „árva” fajok is. Akkor hol keressük a különbséget? Először is a sapienset meghatározó kritériumoknál. Az osztályozást a XVIII. században a francia Georges-Louis de Buffon és a svéd Carl von Linné kezdte el. Vizsgálták általános fiziológiánkat, koponyaformánkat, agyunkat. Csupa remény az ember sajátosságának megmutatására – de mindannyiszor csalódni kell. Mert bár minden faj a rá szabott ruhába van öltöztetve, ennek a ruhának az anyaga mindenhol ugyanaz: a természetes szelekcióé.

És ez alól a törvény alól az ember sem kivétel.Mindegy! Az 1960-as évek genetikai forradalma új reményt kelt a kérdés eldöntésére: felfedezik, hogy tízszer több különbség van egy csimpánz és egy ember, mint két ember genomja közt. Védhetetlen! Az öröm azonban nem tart sokáig: a genetika azt is felfedezi, hogy az ember génjeinek 99 százalékán osztozik a csimpánzzal. A genetikai távolság tehát igencsak viszonylagos.Hát akkor? A tudomány kitartó, és más nézőpontot keres: a kultúráét.
 
A genetikusok szerint a sapiens 100 ezer éve különbözik őseitől, a paleoantropológusok szerint ugyanakkor valóságos kulturális szakadék választ el tőlük minket, akik szûk tízezer éve feltaláltuk a földmûvelést, az állattenyésztést és falvakat létesítettünk. Nyilvánvalónak tûnhet, hogy ez a kulturális forradalom gyökeresen megkülönbözteti az emberiséget az állatoktól – csak bizonyítani kellene…
Vegyük az eszközhasználatot. Az a probléma, hogy a mai emberszabású majmok 40-nél is több eszközt használnak: kalapot a fejük védelmére, kanalat a méz megszerzésére stb. Ugyanilyen probléma merül fel a társas viselkedéssel is: az etológusok kimutatták, hogy csimpánzhordák akár hat órán át üldöznek egy másik hordát, méghozzá kidolgozott stratégia szerint, egyedekre lebontott feladatokkal. Talán az érthető beszéd rajzolja meg a határt? Az sem. Gondoljunk csak arra, hogy az orangután legalább ezer süketnémajelet képes elsajátítani…
Marad a mûvészet. A chauvet-i vagy lascaux-i barlang falfestményeihez foghatót más fajoknál nem találunk.
A sapiens első mûvei eszerint tanúskodnak arról, hogy kultúrával megáldott emberiség bukkant fel. &Aacutem a kultúra nem csak a mûvészetből áll…

És a földmûvelés (-7000 év), az állattenyésztés (-5000 év), az első városok (-5000 év) megjelenésében még sok az olyan elem, amelyet az állatoknál is megtalálni. A hangyák valóságos „földmûvesek", amikor gombamezőket,
levéltetûnyájakat hasznosítanak. A városok? Gondoljunk egyes termeszvárak bonyolultságára! A különbségek természetesen nyilvánvalóak az állati társadalmak és a mieink közt: újítás, tanulás, empátia és erkölcs – e lényeges emberi készségek a hangyabolyokból és a termeszvárakból hiányoznak. A tanulás viszont számos fajnál túlmutat a puszta társításokon. Ami a morált és az empátiát illeti, ezek lehetnek olyan evolúciós örökségek is, amelyek inkább biológiai, semmint kulturális alapúak. Vegyünk csak egy zavarba ejtő megfigyelést: egy fiatal bonobo majom felemel egy szárnyaszegett madarat, felmegy vele a fára, segíti szétnyitni a szárnyait, hogy elrepüljön… Még az olyan absztrakt fogalmak, mint a halál, sem csak a mieink. Egyes elefántok a földet kaparják, hogy egy nőstény tetemét beborítsák vele, ágakkal takarják be, és csak „virrasztás” után távoznak. Hova helyezzük tehát a jelet a kizárólag emberi érzelmek és az állatokéival közösek között? Nem tudja a tudomány.

02.
Mi a tudat?
Miben lehetünk biztosabbak, mint abban, hogy létezünk? Maga a tény, hogy ezt kérdezzük, tanúsítja létezésünk. Hasonlót mondott ki René Descartes a XVII. században: „cogito ergo sum”. De hogy létezésünket kijelenthetjük, ez tényleg a gondolkodás képességének következménye volna? Ez esetben mi gondolkozik? A századok során Descartes követői is, ellenfelei is megpróbáltak erre a kérdésre válaszolni. És a tudomány is nekilátott. Eredmény? Semmilyen végleges válasz, csak egy olyan elképzelés, amely kapcsolatot teremt az egyén és a létezéséről való tudása között, s amelyet a tudománynak a valósággal kell szembesítenie.

A tudat ma leginkább elfogadott meghatározása John Searle kortárs amerikai filozófustól ered: „a figyelem ama szubjektív állapotai, amelyek reggel ébredéskor kezdődnek, folytatódnak az ébrenlét ideje alatt, míg el nem jutunk egy álommentes alvásig, kómáig vagy a halálig, vagy más módon létrejövő öntudatlanságig.” E definíció mindjárt felveti a tudósok számára a kérdést: mi rejlik a „figyelem szubjektív állapotai” mögött? Meg tudjuk mondani, hogyan állnak elő? A tudomány a tudat koherens, ellenőrizhető elméletéhez objektív jelenségeket keres.

Ez az 1960-as évek fordulóján kezd kirajzolódni, midőn azonosítani kívánják a „figyelem szubjektív állapotai” mögötti agyi folyamatokat. Az 1990-es évektől a funkcionális agyi képalkotás fejlődése ad reményt arra, hogy a tudatot mûködésében ragadják meg. Kiderül azonban, hogy a kutatók szkennerei számára csak a „tudomásulvétel” áll rendelkezésre: az a pillanat, amikor valaki megért egy viccet, vagy rájön, mi a különbség két, majdnem egyforma kép között… Az agyban immár látható, mi történik, ha egy ingert az alany észlel, vagy nem észlel.

1998-tól e kísérletek alapján vázolják fel a tudat egy olyan modelljét, amely ma viszonylagos konszenzusnak örvend: ez a „globális tudatos munkaterület”. E modell szerint ideghálózatainkban egyrészt vannak kicsiny agyi áramkörök, specializált „processzorok”, amelyek minden pillanatban létrehoznak öntudatlan agyi reprezentációkat; másrészt van egy globális tudatos munkaterület. Utóbbi egy hatalmas, számos agyterületre kiterjedő ideghálózat, amelyben mindenkor az a mentális reprezentáció jön létre, amelyet éppen tudatosan megélünk. Mivel ebből egyszerre mindig csak egy van, a többi kis agyi áramkör állandóan verseng egymással, hogy az ő információjuk kerüljön be a tudatos munkaterületbe. Hogy melyik győz, arról több tényező dönt, például, hogy a munkaterület számára adott típusú információ mennyire lényeges vagy ismerős. Amikor el vagyunk merülve egy kép tanulmányozásában, ám hirtelen meghalljuk nevünket, ez rögtön eltereli figyelmünket a képről.

A tudat tanulmányozásában még komolyabb problémát jelent annak magyarázata, hogy az idegmûködést szubjektív élmény kíséri. Az objektívből a szubjektívbe való átmenet kérdése megoldatlan, és talán nem is megoldható. A szubjektívet ugyanis elvileg nem lehet tárgyiasítani. Az idegtudósok a tudatnak csak az egyik aspektusát írhatják le: a hozzáférési tudatot, amelynek lényege, hogy az alany élményéről tudatos beszámolót képes adni („ezt láttam, hallottam”).

A „mesterséges öntudat”, a Kék Agy Projekt vezetője Henry Markram izraeli neurobiológus (lausanne-i Mûszaki Egyetem). A készülő Kék Agyhoz jelenleg egy Kék Gén/L (Blue Gene/L) – a világ legnagyobb, több hûtőszekrény méretû blokkból álló szuperszámítógépeinek egyike – áll rendelkezésre.
Az eredmények máris impozánsak: a világon először sikerült előállítani egy virtuális sejtoszlopot, amely 10 000 szimulált idegsejtet tartalmaz. Mivel az egész agyat ilyen sejtoszlopok építik fel, már megtették az első lépést a virtuális agy megalkotása felé. Amennyiben pedig egy ilyen mûagy minden eddiginél valószerûbben tükrözi majd a valódit, akkor – mondják Markramék – az sem lehetetlen, hogy abban tudat is keletkezzék. A tudat szerintük kialakulhat egy kellően bonyolult mesterséges hálózatban is. &Aacutem mi bizonyítja, hogy a gép tényleg „tudatos”? Ennek ellenőrzése igencsak feszegeti a tudomány határait…

01.
Honnan jönnek a gondolataink?
&Aacutellandóan támadnak bennünk – normális, zseniális, bizarr vagy sötét – gondolatok. Az ám, de milyen forrásból? Érzékleteinkből – feleltek volna a XVIII. század szenzualistái, akik szerint „gondolkodni annyi, mint érzékelni”. A következő században az asszociacionisták továbblépnek: az egyszerû érzékletekből jövő egyszerû gondolatok kombinálódnak egymással, ezáltal bonyolultabb, elvont gondolatok jönnek létre. Ahogy James Mill skót filozófus írja: „Látok egy lovat. Azonnal a gazdájára gondolok: ez egy gondolat. A gazda gondolatáról eszembe jut funkciója (államminiszter). Az államminiszter a közügyeket juttatja eszembe: máris egy sor politikai gondolatba merültem.”
A modern kognitív pszichológia szerint gondolataink kívülről jött érzékletek és belső „kognitív folyamatok” véletlenszerû keveredésének eredményei. Eszerint az agyban a gondolatok öntudatlanul keletkeznek. Egyes gondolatelemek viszont úgy képesek kombinálódni, mint két Lego-elem, új gondolatot hozva létre.

Mi ez az agyi Lego-játék? Rejtély. Maximum annyit tudunk róla, hogy az elülső homloklebeny – az agy integráló rendszere – játssza benne a karmester szerepét. Ide konvergál a látás, a hallás agyi rendszere, de az emlékezet agyterületei is. Ez a kapcsolatrendszer teszi lehetővé a magas szintû kognitív funkciókat, amilyen az elvonatkoztatás, a tervezés vagy éppen a kreatív gondolkodás. Véletlenszerû kombinációk szüntelenül létrejönnek az agyban tudattalan módon – az elülső homloklebeny dolga, hogy ezeket a tudatosság számára kiértékelje. Hogy idegsejthálózatunk miként képes „véletlenszerû fogalmi kombinációkat” alkotni? Hogyan válogat ezekből? Itt jutunk át az ismeretlen világába. Tudjuk, hogy gondolkodunk, de nem tudjuk, hogyan gondolkodunk.

„A Tudomány sosem képes a Természet végső rejtélyeit megoldani, mivel a rejtélynek mi magunk is részei vagyunk.”
Max Planck Nobel-díjas német fizikus, a kvantummechanika megalapítója