maxresdefault

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

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. Nếu phải giải thích hai cái này trong một bài viết ngắn, thì mình 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.

Ta khảo sát kỹ hơn kích thích tâm lý là gì. Bài Bản ngã là gì nếu không phải là sự chú ý? đăng trên tạp chí Aeon sẽ hướng sự quan tâm của ta về… mối quan tâm:

Cái mà ta gọi là bản ngã, tôi xem nó là một tập hợp các mối quan tâm kết hợp với nhau, vốn không phải là một mối quan tâm đơn lẻ hoặc là tổng cơ học của từng mối quan tâm đơn lẻ. Nói cách khác, không phải việc bạn thích ăn mỳ udon, yêu thơ ca và hoa lily sẽ tạo nên bản ngã của bạn, mà nó là sự kết hợp giữa các mối quan tâm đó và các mối quan tâm khác nữa, tất cả sẽ cùng làm việc với nhau để định hướng hành vi của bạn.

Cụ thể hơn, một nhóm các mối quan tâm sẽ trở thành bản ngã ngay vào lúc nó thể hiện sự kiểm soát đối với các mối quan tâm khác. Nhu cầu kiểm soát đến từ việc các mối quan tâm cạnh tranh với nhau về nguồn tài nguyên chung. Giải pháp cho sự cạnh tranh này chính là sự chú ý. Thế nên theo tôi, vào thời điểm ta tiến hành quá trình chú ý, hoặc vào lúc quá trình chú ý ưu tiên mối quan tâm này hơn mối quan tâm khác, bản ngã trở nên hữu hình. Điều này sẽ chỉ xảy ra nếu ta có nhiều mối quan tâm khác nhau, và hai trong số chúng mâu thuẫn nhau. Vào ngay thời điểm sự chú ý bắt tay giải quyết mâu thuẫn này, bản ngã hình thành.

Vậy nếu ta có thể giải thích được “mối quan tâm” là gì trên phương diện vật lý, thì các khái niệm như “bản ngã”, “sự chú ý”, “tinh thần”, v.v. cũng sẽ được giải thích theo. Tôi nghĩ rằng con đường để kết nối “tinh thần” với “vật chất” có thể được hiểu rõ hơn nếu khái niệm “dao động tử điều hòa” được chú ý và phổ cập rộng rãi hơn.

Có vẻ như hiện nay ta chưa tìm được ranh giới 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 (photon đập vào mắt từ con rắn) hay kích thích tâm lý (con rắn)? 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, liu ta có th đt ra mt gi thiết rng chúng là mt?

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

Ta hãy làm rõ câu hỏi vừa nêu hơn bằng việc khảo sát xem tới mức nào thì nói một quá trình của sự sống (tức “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. Sự khác biệt giữa các sinh vật đơn bào này với các hệ vật lý khác là chúng có khả năng tự sao chép chính mình, chỉ vậy thôi.

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 (núp con mồi, lẩn trốn kẻ thù), 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.

Cụ thể hơn (dù tôi không chắc mình có đúng không), tôi nghĩ rằng bản chất của mối quan tâm là xu hướng tăng số lượng cộng hưởng của các dao động tử trong cơ thể. Ví dụ như khi một loạt photon từ miếng gỗ đập vào thụ thể của một con amip, thì nó sẽ kích thích một lượng electron trong thụ thể của nó đó lên mức năng lượng cao hơn (cộng hưởng). Nhưng nếu cũng bằng đó số photon nhưng từ con mồi của nó, thì số electron được cộng hưởng sẽ nhiều gấp đôi. Như vậy, để có thể tăng năng lượng của con amip đó lên, hệ sẽ di chuyển về phía đó. Ta gọi vật có khả năng làm tăng sự cộng hưởng đó là mối quan tâm, và khả năng di chuyển đến mối quan tâm là sự nhận thức sơ khởi.

Khi gặp một miếng thịt thối, chúng ta cảm thấy kinh tởm. Khi gặp một con người phản bội, chúng ta cũng cảm thấy kinh tởm. Nếu hai sự kinh tởm này là giống nhau, thì về mặt bản thể món thịt thối và sự phản bội là một. Nhưng sự phản bội là một ý niệm, trong khi món thịt thối ta có thể phân tích hóa học của nó. Việc một ý tưởng có thể bị chi phối những tác động vật lý, từ việc hình thành nó, lưu trữ nó, thực thi nó, như trường hợp của tính do thn kinh (neuroplasticity). Tại sao một thuần vật lý lại có thể thay đổi niềm tin và thế giới quan của chúng ta? Có phải ý tưởng cũng có thể xem là đối tượng vật lý được?

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:

ligand

Nghiên cứu khoa học phong cách truyện tranh

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.

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.

Bạn cũng có thể đọc bài cảm nhận của bạn Nguyễn Hữu Quý Ngân về khóa luận này.