Duy vật lý dưới góc nhìn của vật lý và tâm lý học nhận thức 0 (0)

Trước hết, tôi muốn nói đây hoàn toàn là quan điểm của tôi, cùng với các kiến thức được góp nhặt mỗi nơi một chỗ. Tất cả những gì tôi có thể mạnh mồm nói là tôi biết một chút về vật lý và tâm lý học nhận thức. Các kiến thức về các lĩnh vực khác của tôi có thể xem là vô giá trị.

Thế giới tự nhiên trong con mắt vật lý

Trước hết, tôi muốn có một sự soi xét với các sách vật lý viết cho độc giả phổ thông. Tôi không phủ nhận kiến thức chúng trình bày là chính xác, và đã miêu tả được vẻ đẹp của vật lý. Nhưng chúng vô tình khiến cho những ai khi nói đến vật lý sẽ nhớ đến các khái niệm như “thuyết tương đối”, “lực hấp dẫn”, “không thời gian”, “hố đen”, “cơ học lượng tử”, “nguyên lý bất định”, “hiệu ứng cánh bướm”, v.v. Chúng vốn là các thành tựu của thế kỷ 20, nhưng khi quá tập trung vào những chủ đề này, thì những gì cốt lõi của vật lý đã bị bỏ quên. Bản thân tôi cũng nghĩ nhiều nhà vật lý cũng không để ý đến điều này. Theo tôi nghĩ, nếu phải miêu tả thế giới vật lý trong hai từ, thì đó sẽ là sự đối xứng dao động tuần hoàn. Còn nếu phải miêu tả thế giới vật lý trong một bài viết ngắn, thì tôi xin đề xuất bài này.

Dưới nhãn quan vật lý, thế giới là sự kết hợp của các dao động tuần hoàn. Những thứ tạo nên dao động đó được gọi là dao động tử. Tôi hiện đang không biết làm sao để miêu tả dao động tử cho một người chưa từng học vật lý hiểu chỉ trong một vài đoạn ngắn, nhưng với những người làm về âm thanh, âm nhạc thì họ sẽ quen thuộc hơn.

Như bạn xem trong clip, cái ta gọi là “bài hát” thực chất là sự kết hợp giữ vô vàn các sóng thành phần, và mỗi sóng được gọi là một dao động tử. Cái bàn cái ghế ta ngồi cũng là một sự kết hợp như thế. Nói như Sidney Coleman, nhà vật lý lý thuyết được xem là “nhà vật lý của các nhà vật lý”, thì “Một nhà vật lý lý thuyết trẻ xây dựng sự nghiệp của mình bằng việc làm việc với dao động tử điều hòa ở các cấp độ càng ngày càng trừu tượng hơn.” (“The career of a young theoretical physicist consists of treating the harmonic oscillator in ever-increasing levels of abstraction.”).

Các kích thích sinh lý và tâm lý

Tạm gác lại chủ đề vật lý, ta hãy sang lĩnh vực tâm lý học nhận thức. Hành vi của sinh vật chịu tác động bởi các kích thích từ môi trường, và người ta chia kích thích ra thành hai loại:

  • Kích thích sinh lý (physiological stimulation): là các kích thích năng lượng ở thế giới bên ngoài truyền vào các thụ thể (giác quan) và truyền đến não qua dây thần kinh. Ví dụ như da bạn thấy được sự chênh lệch nhiệt độ giữa cơ thể và miếng thép, thì nó sẽ gửi một tín hiệu thần kinh lên não bảo rằng nó “nóng” hoặc “lạnh”. Không khó để thấy rằng kích thích sinh lý hoàn toàn có thể được giải thích bằng vật lý.
  • Kích thích tâm lý (psychological stimulation): là các quá trình nhận thức như tri nhận, lý luận, cảm xúc, trải nghiệm, ghi nhớ. Ví dụ, mặt người yêu bạn sẽ sinh ra các cảm xúc vui, buồn, giận, ghét ở bạn. Hình ảnh “1+1” sẽ kích thích bạn nghĩ về số “2”. Tôi nghĩ rất có thể cái gọi là “tinh thần” cũng là một cách gọi khác của các kích thích tâm lý.

Duy vật lý dưới góc nhìn của vật lý và tâm lý học nhận thức

Vấn đề là, có vẻ như hiện nay người ta chưa tìm được một sự định nghĩa để phân biệt rõ ràng giữa kích thích sinh lý và kích thích tâm lý. Ví dụ, khi một một con rắn từ trên trời rơi xuống đầu bạn và làm bạn giật bắn người, thì sự hoảng sợ đó là kết quả của kích thích sinh lý hay kích thích tâm lý? Hoặc khi bộ phận sinh dục được tác động (ve vuốt, ấn, nắn, v.v.), thì sự cực khoái là kết quả của kích thích sinh lý hay kích thích tâm lý? Có vẻ như các kích thích tâm lý không thể nào có nếu không có các kích thích sinh lý, và cứ hễ có kích thích sinh lý thì nhất định sẽ có kích thích tâm lý. Vy thay vì c tìm đnh nghĩa đ phân bit chúng ra, có th nhng ngưi theo vt lý lun đt ra mt gi thiết rng chúng là mt. Nhưng nếu xem chúng là một, thì cũng có nghĩa là các kích thích tâm lý cũng phải giải thích được bằng vật lý, mà cụ thể hơn, là bằng các dđt.

Ta hãy làm rõ ý này hơn bằng việc khảo sát xem tới mức nào thì nói một quá trình của “tinh thần” là “chỉ có các kích thích sinh lý” bắt đầu trở nên không thoải mái. Đầu tiên là hình thái sống đơn giản nhất: các sinh vật đơn bào. Có lẽ ai cũng sẽ đồng ý rằng chúng thì không có “ý thức”, “tinh thần”, hay “kích thích tâm lý” nào cả. Bạn sẽ thoải mái khi nói là chúng chỉ là tổ hợp các kích thích sinh lý, vốn được tạo thành từ các dđt. Nhưng khác biệt với các thực thể khác, các tổ hợp dđt này có khả năng tự sao chép chính mình.

Khi chúng phát triển phức tạp hơn, từ đơn bào thành đa bào, và từ đa bào thành một sinh vật đa cơ quan, với mỗi cơ quan có một chức năng của riêng nó (bắt mồi, tiêu hóa, di chuyển), thì ta vẫn hoàn toàn thoải mái khi nói các phản xạ của chúng là các kích thích sinh lý, vốn là cách để tổ hợp các dđt. Miễn là nó đừng có lên kế hoch bắt mồi, thì ta hoàn toàn thoải mái.

Chỉ đến khi nó có khả năng lên kế hoạch bắt mồi thì ta mới cảm thấy có cái gì đó sai sai khi nói nó “chỉ toàn kích thích sinh lý”, vì việc lên kế hoạch đòi hỏi các quá trình nhận thức như ghi nhớ, chú ý, giải quyết vấn đề, v.v. Nhưng nếu nhìn vào thật kỹ cái kế hoạch bắt mồi của nó, thì mục đích của nó cũng vẫn chỉ là làm sao để các dđt trong sinh vật được cộng hưởng nhiều nhất. Vậy tôi nghĩ, cái gọi là “tinh thần” cũng chỉ là một cách sắp xếp của các dđt mà thôi, sao cho chúng có khả năng tự sao chép chính mình được nhiều nhất.

Tôi cho rằng, để có thể nói được gì về dự án duy vật lý, thì không thể không tìm hiểu hai lĩnh vực này. Còn không thì sẽ mãi loanh quanh.

Tài liệu tham khảo:

Nghiên cứu khoa học phong cách truyện tranh 0 (0)

Giới thiệu với các bạn poster cho khóa luận tốt nghiệp ngày xưa mình làm. Mình bắt đầu có ý tưởng này sau khi đọc xong bài này trên một blog chuyên đi phê bình poster khoa học, Better Posters. Với lại hồi đó trong SG có dự án Toa Tàu của anh Đỗ Hữu Chí cũng chuyên vẽ truyện tranh, mình cũng có đăng ký một khóa.

Đây là nghiên cứu về sự đột biến của một protein trong virus HIV. Chắc mọi người biết mấy con HIV thoát khỏi sự tấn công của bạch cầu vì nó có khả năng đột biến để cơ thể không phát hiện ra. Nhưng sự đột biến đó cũng có thể đem lại sự bất ổn cho nó, khiến nó dễ bị vỡ. Nghiên cứu này khảo sát xem đột biến nào gây bất lợi nhất cho nó để bào chế thuốc tấn công vào điểm yếu đó.

Machine generated alternative text:
CompaTe the elecfTosfasfic ener•gy between the 
mutants of HIV-I pr•ofease when binding fo lopinavir 
I-g Minh Nhöf, Chuong Nguyen 
University of Science, Vietnam National University ACMC 
In order to mature, HIV needs a 
protease to cut its polypeptides. 
Because of this fragile 
role, it is a prime target 
for drug therapy. 
Electrostatic is the main force to bind 
the drug to the protease. 
binding 
complex 
protease 
ligand 
To resist, this protease mutates to many mutants so that the drug can't bind effectively (drug in used is 
lopinavir). The question is: Which mutant? 
The Poisson - Boltzmann equation is used to calculate the 
electrostatic energy of the molcule in solution. 
Image: Electrostatic energy distribution of the wildtype 
protease (PPB: IMLJI) in water. Unit: kT/e. 
The cavity inside the protease is the place in which the 
polypeptide (or ligand) is cut. This is also where the drug (or 
inhibitor) comes to attack. Note that it is negative because this 
protease is an aspartyl protease. 
-5.zza 
The higher the binding energy is, the better the mutant resists. 
Binding energy to lopinavir of some mutants of protease 
5.azz 
366.04 
2QHC 
Unit: kJ/mol 
2Q5K 
322.68 
IMIJI 
zqz.lq 
2Z54 
2'71.03 
2045 
zqo.04 
2RKF 
281.04 
2RKG 
IRV7 
Lopinavir seems to be more effective on these mutants: 2Z54, 2045, 2RKG and 2RKF, less on 2QHC and 
2Q5K. We need to look deeper on IRV7. There is something unusual with it. 
Where next? Check again IRV7, consider more input parameters, find a connection between this result with 
experiment. 
Full work is 
available online 
lyminhnhat.com

Một số poster khoa học phong cách truyện tranh khác:

Dù sao thì cái tính truyện tranh ở đây cũng chỉ mang yếu tố mới lạ là cùng, chứ chắc chưa thể làm thỏa mãn các họa sĩ truyện tranh thực thụ được. Nó đã có các yếu tố cơ bản của truyện tranh như dẫn truyện, chia khung, nhưng nội dung bên trong thì vẫn chỉ có những ai trong ngành mới hiểu. Nếu ai muốn xem cách một chủ đề phức tạp được truyện tranh hóa sao cho dễ hiểu với mọi người thì phải xem bộ truyện The Google Chrome Comic của họa sĩ Scott McCloud. Nhưng dù sao mình cũng hy vọng việc nhân hóa con protein của HIV cũng làm người ngoài ngành hiểu được hai khung đầu trước khi đuối.

Toàn văn khóa luận

Tóm tắt: Tương tác tĩnh điện đóng vai trò quan trọng trong sự liên kết giữa protease của HIV-1 và phối tử. Hiểu biết về vấn đề này sẽ có nhiều ứng dụng trong việc tìm thuốc điều trị HIV/AIDS. Trong nghiên cứu này, chúng tôi sử dụng phương pháp Poisson -Boltzmann để tìm năng lượng liên kết tĩnh điện. Kết quả cho thấy thuốc liên kết chặt hơn với các thể đột biến 2Z54, 2O4S, 2RKF và 2RKG và yếu hơn với 2QHC và 2Q5K. Bên cạnh đó, 2RFG và 2RKF có phân bố tĩnh điện âm hơn trên bề mặt trong khi những thể đột biến còn lại là dương. Kết quả này sẽ hỗ trợ cho tính toán động học phân tử để có thể đánh giá chính xác hơn liên kết giữa thuốc và các thể đột biến của protease HIV-1.

Toàn bộ file dữ liệu chạy máy được để ở đây.