Aivot ja tietoisuus (2012)

1 Aivot ja tietoisuus (2012) Keskustelijat Heikki Mäntylä Jukka Määttänen Kullervo Rainio Jyrki Tyrkkö 18.4.2012 Heikki Mäntylä Tervehdys hyvät luonnonfilosofit, Nyt tuli taas jonkinlainen pakko purkaa mieltään. Eilen kuulimme professori Lauri Parkkosen mielenkiintoisen esitelmän: Aivokuvantaminen ja tietoisuus. Se herätti minussa ihailua uuden tekniikan tuomien mahdollisuuksien ja tarkkuuden lisääntymisestä ja saavutuksista. Aivoissa tapahtuvia reaktioita voidaan mitata reaaliajassa yhä tarkemmin. Mielenkiintoisten kokeiden ideaa ja lopputulosten tulkintoja sen sijaan jäin jälleen hämmästelemään. Miksi nuo ansiokkaat tutkijat, kuten tämäkin fyysikko, tukeutuvat jääräpäisesti hypoteesiin, että tuo biologinen möykky luo tietoisuuden ja ajatukset intentioineen ja tunteineen? Miksi he kieltäytyvät oivaltamasta, että aivot on vain väline, jota käyttäjä tarvitsee ajatustensa ja tahtonsa saattamiseksi ilmiasuun. Sellainen ymmärrys suuntaisi tutkimuksen ehkä toisella tavalla ja ainakin selkeyttäisi johtopäätöksiä. Kuten arvata saattaa, keskustelu liikkui erilaisten kokeiden hämmästelyssä, ja harhaili semantiikassa, jopa etymologiassa. Koetettiin ymmärtää mitä kukin tarkoittaa tietoisuudella ja miten eri tutkijat sen määrittelevät. Mielestäni aivotutkijoiden pitäisi keksiä omat terminsä aivojen erilaisille reaktioille, jottei niitä sotkettaisi yleisnimikkeisiin ajatukset, tietoisuus, äly, intentiot, empatia, jne. Näyttää siltä, että aivot koetaan eräänlaiseksi sähkö- kemialliseksi tietokoneeksi (computer), joka tuottaa ajatuksia ja ohjaa toimintoja. Tämä sopii tietysti erinomaisesti ns. tekoälyn kehittäjille ovathan he mielestään kehittämässä superälyä. Logiikka kuitenkin heittää häränpyllyä, kun ei huomata kysyä: Kuka kehittää? Superäly itse (siis laite) vai vajavainen kehittelijän äly tavoitteineen? Mielestäni ei pitäisi olla vaikea ymmärtää, ettei tietokonetta ollenkaan olisi, eikä se olisi toimiva laite ilman suunnittelijaa, ohjelmoijaa ja käyttäjää. Tietokone ei siis tuota ajatuksia, tavoitteita ja tutkimustuloksia. Autonomisesti se ei kehitä yhtään mitään. Aivotutkijat kuitenkin tuntuvat olettavan, että aivot (tietokoneena) olisivat poikkeus. Ne muka toimisivat ilman suunnittelijaa ja käyttäjän intentioita. Ne ikään kuin kehittäisivät itse omat tutkimustavoitteensa perusaksioomineen ja tulkitsisivat tutkimustulokset. Aivot siis tuottavat sähkö- kemiallisesti tutkimustavoitteet, joilla pyritään selvittämään aivot. (?) Toisaalta useimmat myöntävät, että tutkimalla ja mittaamalla tietokoneessa ilmeneviä

2 sähkövirtoja, magneettikenttiä, ym. kuinka tarkasti tahansa, tutkija tuskin pääsisi perille edes koneen käyttöjärjestelmästä saati erillisten ohjelmien tavoitteista. Tällaisille uskovaisille on näköjään ihan turha yrittää osoittaa ajatuskömmähdys. Oma luuloni on, että nykyinen lukkiutunut asenne suorastaan haittaa ja hidastaa aivotutkimusta. Etsitään jotain, jota ei löydy aivoista. Käy niin kuin ehkä Higgsin bosonille. Lopuksi vielä pari metaforaa. Auton moottoria tutkimalla ja mittaamalla ei päästä perille onko auto menossa Turkuun vai Tampereelle. Jos kuitenkin se onnistuttaisiin selvittämään jollain todennäköisyydellä, jäisi ainakin selvittämättä: Miksi? Televisiovastaanotinta tutkimalla ei päästä perille miksi sieltä tulee nykyisin ylen määrin kokkiohjelmia. Ei tästä tämän enempää tällä kertaa, mutta helpotti taas hiukan, Heikki Mäntylä PS Puhuja esitteli myös tunnetun havaitsemiseen ja tulkintaan liittyvän esimerkin. Siinä saman silhuettikuvan tulkinta vaihtelee maljakon ja kahden vastakkain katsovan kasvokuvan kanssa. On mitattu, että tulkinta vaihtelee keskimäärin 4,2 sekunnin välein. (Minulle kyllä jäi epäselväksi tutkimuksen tavoite.) Erä kuulija kysyi mielestäni oleellisen kysymyksen: Entä jos koehenkilö ei ole koskaan nähnyt minkäänlaista maljakkoa. Siis maljakon hahmolla ei ole hänelle merkitystä. Vastaus oli, että tätä on vaikea tutkia, eikä sitä ole tehty. Jatkoin kysymystä: Entä jos maljakko on kovasti epäsymmetrinen, eli kasvoprofiilit eivät ole identtisiä? Tätäkään ei ole tutkittu. Itse epäilen, että lopulta tulkinnan vaihtelua ei syntyisi ollenkaan jos epäsymmetria olisi huomattava, eli hahmolla ei olisi enää maljakon merkitystä. Olisi ehkä kuitenkin mielenkiintoista tietää miten tulkintojen vaihteluaika muuttuu, kun lisätään maljakkoon epäsymmetriaa vähitellen. Vai olisiko? Sama 18.4.2012 Kullervo Rainio Hei, Heikki ja kumppanit, olipa Heikin kommenttikirje taas lujapohjaista luettavaa. Luonnollisesti olen pääasiassa, ontologisessa näkemyksessä, täsmälleen Heikin kannalla. Ja

3 esimerkit ovat herkullisia! Vastaansanomattomia! Olen kuitenkin huolissani eräästä asiasta: Eikö täällä Suomessa tiedetä yhtään mitään siitä, mitä omassa kulttuurissa tapahtuu? Esimerkiksi Paavo Pylkkänen kirjoitti Futura- lehden numerossa 3 /2007 ss. 18-31 erinomaisen selkeän kritiikin juuri aivotutkijoiden virheellisestä ontologisesta lähtökohdasta (tosin englanniksi) ja Lauri Rauhala on monissa kirjoissaan ja artikkeleissaan jatkuvasti ottanut samat virheelliset lähtökohdat esille. LFS voisi hiukan harkita, millaisia esitelmänpitäjiä kutsutaan, ettei tarvitsisi tyhjää jauhaa asioita, jotka ovat olleet esillä lukemattomia kertoja seuran historian aikana ja selvitetty hyvinkin syvällisellä filosofisella analyysilla. Toinen, kevyempi, suorastaan huvittava asia: Minulla on aihetta väittää, että artikkeliani seuran omalla verkkojulkaisujen sivulla ei ole lukenut kukaan, ei kukaan! Nimittäin tuosta vaihduntakuvioiden asiasta, josta Heikki mainitsi ja josta ilmeisesti käytiin mielenkiintoista keskusteluakin päätellen Heikin kirjeestä on esitelmän aiheeseen erinomaisesti sopiva analyysi mainitussa artikkelissa Aivojen ja tajunnan vuorovaikutuksesta sekä havaitsemisprosessista diskreetin kvanttimekaniikan valossa. Se löytyy helposti Googlen avulla hakusanalla Luonnonfilosofian seura ja edelleen: Julkaisuja/verkkojulkaisut ja näppäämällä luettelosta Kullervo Rainio: Aivojen ja tajunnan vuorovaikutus Esiin tuleva artikkeli on sama, joka on englanninkielisenä (hiukan lyhempänä) julkaistu International Journal of Psychological Studies lehdessä, Vol. 3. No 2 December 2011, pp. 87-106. Helpotan asiaa vielä niin paljon, että lähetän liitteenä suomenkielisestä artikkelistani otteen, joka käsittelee vaihduntakuvioita. Ja jos tuo diskreetti kvanttimekaniikka tuntuu vieraalta, siitä on luettavissa artikkelissani kaksi sivua pitkä esitys DPM pähkinänkuoressa (DPM in a nutshell). Heikille vielä erikoistoivomus: ennen kuin sanot, että juttu meni yli hilseesi, ota lomaa ja lue kaikessa rauhassa tuo verkkojulkaisuartikkeli kokonaisuudessaan. P.S. Viihtyisää Vappua kaikille (hyvän kirjallisuuden parissa ) Kullervo Rainio Mitä kansainväliseen tutkimukseen tulee, artikkelini lopussa on lähdeluettelo, josta kannattaa mainita nimet Atmanspacher, Chalmers, Germine ja Laszlo. Matemaatikko Gudder on keskeinen tutkija diskreetin kvanttimekaniikan alalla; hänen lähtökohtansa on sama kuin minunkin, mutta esityksessään hän uppoaa niin matematiikan hienouksiin, ettei tiedossani ole ketään, joka ne selvittäisi solmuistaan. 5.3. DISKREETIN PROSESSIMALLIN SOVELLUS: VAIHDUNTAKUVION HAVAITSEMISPROSESSI

4 5.3.1. Vaihduntakuvioísta (reversible figures) Sen hahmopsykologian keskeisen löydöksen, ettei hahmo suinkaan ole sama kuin osiensa ja niiden välisten suhteitten summa, osoittaa ns. vaihduntakuvioitten tarkastelu. Psykologian oppikirjoista hyvin tunnettu vaihduntakuvio, ns. Rubinin kuvio, on esitetty kuvassa 5.3. ================================================================== Kuva 5.3. Vaihduntakuvio, ns. Rubinin kuvio. ================================================================== Mitä näkyy? a) Valkoinen maljakko mustalla taustalla? vaiko b) kaksi vastakkaista mustaa kasvoprofiilia valkoisella taustalla? Katsoja saattaa hyvin pian huomata voivansa vaihtaa kuvan näkemistä a:sta b:hen ja b:stä a:han. Muutos voi tapahtua myös spontaanisti, jopa niinkin, että muutos toteutuu, vaikka katsoja koettaa sitä vastustaa tietoisesti. Yhtäaikaisesti ei kuitenkaan molempia hahmoja voi nähdä. Huomattakoon erikoisesti, että vaihduntakuvion yhteydessä mitään muutosta ei tapahdu fyysisessä maailmassa, itse piirroksessa. Aistimisen input on koko ajan säilynyt samana, mutta havainto voi olla aivan erilainen. Vaihduntakuvion hahmotusilmiö osoittaa siis vastaansanomattomasti sen, että tajunnassa voi esiintyä tapahtumista, jolle ei ole syytä fyysisessä maailmassa. Klassisella fysiikalla ei voida selittää tätä tajunnan piirrettä. Missä määrin kvanttimekaniikalla voidaan? Vastausta (ainakin osittain) etsitään seuraavassa. 5.3.2 Vaihduntakuvion hahmotusprosessi DPM:n mukaan Miten on ymmärrettävissä DPM:n puitteissa kuvan 5.3 vaihduntakuvion (maljakko profiilit) havaitsemisprosessin asettuminen joko maljakon tai profiilien havaitsemiseen? Luvussa 4 kehiteltiin hahmotusprosessi diffuusiin jäsentymiseen asti. Oletettiin ensiksi mentaalisen tason I systeemi MI, jonka tila MI,i nimettiin invariantiksi prosessitilaksi. Sen

5 projektio tasolla II oletettiin itseisominaisuuksiltaan elämyksellisesti koettavaksi. Tuo kokemus on kuitenkin äärimmäisen diffuusi, jäsentymätön (joskin kokonaisvaltainen). Kuvan 5.3 vaihduntakuvion tapauksessa tilan MII,i tuottama elämyksellinen kokemus olisi jotakin epämääräistä mustaa ja valkoista. Itsehavaintomme kertoo meille kuitenkin sen seikan, että täysin diffuusi hahmotus ei jää pitkäaikaiseksi, ts. toteutuu transitio tästä systeemin MII tilasta pois. Samanveroisina vaihtoehtoina ovat tällöin mi,2 eli maljakon havaitseminen ja mii,3 eli profiilien havaitseminen. Nämä puolestaan ovat suhteellisen pysyviä. Siten vaihduntakuvioiden tapauksessa hahmon jäsentymisen systeemin transitiotodennäköisyyksien matriisiksi voidaan päätellä esim. seuraavanlainen matriisi: MII mii,1 mii,2 mii,3 i: mii,1.02.49.49 m: mii,2.02.98 0 p: mii,3.02 0.98 (m = maljakko, p = profiilit, i = diffuusi ) Matriisi kertoo, että havaitsemisprosessi siirtyy diffuusista tilasta yhtä suurella todennäköisyydellä (.49) maljakon hahmottamiseen kuin profiilien hahmottamiseen (.49), jää niissä suhteellisen pysyvään tilaan (.98), mutta voi pienellä todennäköisyydellä (.02) siirtyä takaisin diffuusiin tilaan uuden valitsemisen hetkeksi. Erityisesti on pantava merkille, että tila mii,1 on superpositiotiotila, joka sellaisena on tulkittava:.02:n todennäköisyydellä jotakin kuvion kaltaista ja.49:n todennäköisyydellä jotakin valkoista mustalla ja.49:n todennäköisyydellä jotakin mustaa valkoisella. Tällaista ei voida havaita. Tila mii,2 voidaan ajatella pysyvyytensä vuoksi melkein määrätyksi tilaksi ( jonka vektorin pitäisi olla (0, 1, 0), jotta se olisi täysin sitä). On realistista ajatella, että hahmotus ei voi siirtyä suoraan maljakosta profiileihin tai päinvastoin ( todennäköisyys 0), siis kokonaisuuden differentioituneesta tilasta sen aivan eri tavalla differentioituneeseen tilaan. Jos aika- askeleelle annetaan jokin fyysisen ajan arvo (esim. sekunneissa), voimme tästä mallista (olettaen, että arvaamme oikeat todennäköisyys- arvot) laskea estimaatit niiden ajanjaksojen pituudelle, jonka yksilö viipyy kussakin tilassa. Koehenkilöitten itsehavaintoa käyttäen ja rekisteröimällä aikaa voidaan vaihduntakuviokokeilla saada vastauksia lukuisiin mallissa avoimiin kysymyksiin, kuten esim., mikä on hahmotuksen vaihtumisaika (aika, joka menee samassa vaihtoehdossa pysymiseen). 5.3.3 Vaihduntakuvioiden psykologisesta tutkimuksesta. Neckerin kuutio Vaihduntakuvioiden (ambiguous figures ja reversible figures) havaintoprosessia on psykologiassa analysoitu jo 1800- luvulta lähtien. Kuvan 5.3 Rubinin kuvio on yksi tutkituimmista. Se, mitä kulloinkin on tutkittu, vaihtelee suuresti, samoin se, mitä kuvioita on käytetty. Tässä voidaan ottaa yksi esimerkki, Neckerin kuutio (kuva 5.4). Neckerin kuutio:

6 Mainittakoon ensiksikin Liebertin ja Burkin tutkimus, jossa koeryhmälle annettiin kehotus nähdä kuvio tietyllä tavalla, esimerkiksi siten, että Neckerin kuution (kuva 5.4) etuseinä on vasemmalla alhaalla tai toisessa tapauksessa oikealla ylhäällä. Tämä tietoinen kontrolli vähensi selvästi vaihtumisten määrää. Lisäksi havaittiin, että tämä kyky tietoisesti kontrolloida vaihtumisia oli yksilölle ominainen (Liebert, R.M and Burk, B.) : Subject s voluntary control over one figure was highly correlated with their control over the other, suggesting the presence of stable individual differences in ability to control perception voluntarily. ================================================================ Kuva 5.4. Neckerin kuutio, vaihduntakuvio. Onko etuseinä vasemmalla alhaalla (a) vai oikealla ylhäällä (b)? ================================================================ Tämä tulos viittaa hahmottamisen autonomiseen luonteeseen. Toppino ja Long puolestaan ovat tutkineet vaihtumisnopeutta pyörivää Neckerin kuutiota käyttäen (Toppino & Long, p. 42, Fig. 2a). Spontaanien vaihtumisten frekvenssit 30 sek:n periodeissa olivat seuraavat: Periodi (30 sek.): 1 2 3 4 5 6 7 8 Vaihtumiskerrat: 2.5 3.5 3.8 4.2 4.3 4.4 4.6 4.7 5.3.4 Kuvion vaihtumisen oppimisilmiö Olen tehnyt sen havainnon, että nämä vaihtumiskertojen frekvenssit noudattavat varsin tarkasti yksinkertaista Bushin ja Mostellerin oppimismallia (ks. esim. Rainio, 2006, s. 53). Kuvioiden vaihtumisen dynamiikka voidaan esittää DPM:n mukaisesti transitiotodennäköisyyksien matriisilla, esimerkiksi: T d a b jossa d = diffuusi hahmotus, d.0.50.50 a = hahmotus a (kuution etuseinä a.16.84 0 alhaalla vasemmalla), b.16 0.84 b = hahmotus b (kuution etuseinä oikealla ylhäällä) Kuvion vaihtuminen tapahtuu kahdella aika- askeleella, joko transitiona polkua a- d- b pitkin tai polkua b- d- a pitkin riippuen siitä, onko tila askelparin alussa a vai b. Siten todennäköisyys vaihtumisen tapahtumiseen yhtenä kahden askeleen jaksona on pvaiht = pa,d x pd,b = pb,d x pd,a ja on esimerkissämme.16x.5 =.08. Sama informaatio näkyy myös matriisin T toisesta potenssista: T 2 d a b d.16.42.42 a.1844.7856.08 b.1844.08.7856

7 Ruudusta a,b näkyy, että a:sta lähtenyt prosessi on kahden aika- askeleen kuluttua b:ssä todennäköisyydellä.08 (eli p(2δt)a,b =.08). Meillä ei ole keinoa päätellä, mikä on aika- askeleen mitta fyysisessä ajassa, mutta oletamme aika- askeleen pituudeksi tässä ½ sek. ja tarkastelemme, mihin tuloksiin se johtaa. Kahden askeleen aikajakso kestää siis 1 sek:n ja niitä on mittausperiodissa 30. Vaihtumisten odotusarvo periodin aikana on silloin 30 0,08 = 2.4. Tämä vastaa hyvin kokeellista tulosta. (Oppimisen huomioonottaminen tulee vielä hiukan kasvattamaan teoreettista odotusarvoa.) Säästytään laskujen vaivalloisuudelta, jos oppimisprosessia tutkitaan simuloimalla sitä. Näyttää siltä, että jokainen vaihtuminen kasvattaa tendenssiä vaihtamiseen eli todennäköisyyttä siirtymiseen tilasta a tilaan d (tai tilasta b tilaan d) Bushin ja Mostellerin operaattorimallin (ks. esim. Rainio, 2006, s. 53) mukaisesti: pt+1 = pt + α (λ - pt), jossa lambda on oppimisasymptootti (0 λ 1) ja alfa oppimiskoeffikientti (0<α<1); alfa määrää oppimisnopeuden. Kokeilu erilaisilla variaabeliarvoilla eli ns. haarukointi (range finding) on osoittanut, että alfan paras arvo kaikissa tapauksissa on.25. Transitiotodennäköisyyksien alkuarvot ja asymptoottiarvo riippuvat siitä, mikä aika- askeleen mitaksi simuloinnissa otetaan. Ne ovat suoraan verrannolliset aika- askeleen pituuteen ja lambda = 2 pa,d. Näiden sääntöjen mukaan simuloimalla on saatu Taulun 5.1 mukaiset tulokset, jotka kulloinkin on laskettu keskiarvotuloksina 1000 simulaatiosta. Vaihduntakuvion vaihtumisen oppimismallissa voidaan siis käyttää erilaisia variaabeliyhdistelmiä siten, että (odotusarvon pysyessä vakiona) aika-askeleen pituus ja transitiotodennäköisyys ovat suoraan verrannollisia kuten on luonnollista. Oppimiskerroin sen sijaan pysyy vakiona. Aika-askel: Erikseen on psykologisin perustein arvioitava, mikä aika-askel on realistisin. Lähtökohdaksi voidaan ottaa Norbert Whiteheadin ajatus tietoisuuden diskreettisyydestä: tietoisuus muodostuu peräkkäisistä kokemustapahtumista (occasion of experience). Hameroff ja Powell (2008) kirjoittavat tästä: Alfred North Whitehead (1929; 1933) viewed the universe as comprised not of things, but of events in other words, as a process. Whitehead s occasions are spatio- temporal quanta, each endowed usually on a very low level with mentalistic characteristics like experience, subjective immediacy, appetition. (p. 3) Edelleen: Our normal conscious experience seems continuous, but so does a motion picture even ============================================================== Taulu 5.1. Kuvion vaihtumisen oppimisilmiö Simulointeja kussakin tapauksessa 1000. Niiden antamat keskiarvot on esitetty. p1 = pa,d = pb,d p2 = p2δt, vaiht = pa,d x pd,b = pb,d x pd,a, vaihtumistodennäköisyys kahden aika- askeleen kuluessa α = oppimiskoeffikientti; kaikissa tapauksissa α =.25 λ = oppimisasymptootti Tuloksia: Periodi (30 sek.): 1 2 3 4 5 6 7 8 Emp. vaihtumiskerrat: 2.5 3.5 3.8 4.2 4.3 4.4 4.6 4.7 I) Aika- askeleen pituus 0,02 sek., p1 =.0032, p2 =.0016, λ =.0064 Periodi (30 sek.): 1 2 3 4 5 6 7 8 Simul., vaihtumiskerrat: 2.73 3.38 3.86 4.24 4.47 4.64 4.68 4.79 Muita aika- askeleita:

8 II) Aika- askeleen pituus 0,5 sek., p1 =.08, p2 =.04, λ =.16 Periodi (30 sek.): 1 2 3 4 5 6 7 8 Simul., vaihtumiskerrat: 2.65 3.27 3.83 4.11 4.50 4.73 4.72 4.69 III) Aika- askeleen pituus 1 sek., p1 =.16, p2 =.08, λ =.32 Periodi (30 sek.): 1 2 3 4 5 6 7 8 Simul., vaihtumiskerrat: 2.60 3.36 3.83 4.15 4.56 4.64 4.68 4.78 ================================================================== though we know it to be composed of discrete frames. There is no doubt that we perceive motion pictures as continuous despite their actual quantum structure. Perhaps consciousness is the same. (p. 3) Viitaten Stroudin teoriaan, Hameroff ja Powell päättelevät kokemustapahtuman (occasion of experience) pituudeksi 0,02 0.05 sek.: The perceptual moment theory of Stroud described consciousness as discrete events, rather like sequential frames of a movie. Evidence in recent years suggests periodicities for perception and reaction times in the range of 20 to 50 milliseconds (gamma EEG waves; 30 to 90 Hz) (p. 3) Taulussa 5.1 on kohdassa I esitetty simuloinnin tulos, kun käytetään aika- askeleen pituutena 0,02 sek (= 20 msek). Transitiomatriisi T muodostuu tällöin seuraavanlaiseksi: T d a b d 0.5.5 a.0032.9968 0 b.0032 0.9968 Huomautus: Ei ole mitään periaatteellisia esteitä olettaa aika- askeleen pituudeksi esim. Planckin aika 10-43 sek. Tällöin vektoriksi a tulisi: (0,16/10 43, 1 0,16/10 43, 0). Vaihtumisten odotusarvo r saadaan kaavasta r = t n Δt p, jossa t = periodin pituus sekunneissa, n Δt = aika- askelten määrä sekunnissa ja p = vaihtumisen todennäköisyys yhden aika- askeleen kuluessa eli p a,d tai p b,d. Esimerkissämme käytettäessä Planckin aikaa aika- askeleena em. variaabelit saavat arvot: t = 30, n Δt = 10 43 ja p = 0.08/10 43, jolloin r = 30 10 43 0,08/10 43 = 30 0,08 = 2,4. Tulos on jokseenkin oikea estimaatti empiiriselle frekvenssille 2.5. Tämä yksikin esimerkki osoittaa, että diskreetille kvanttimekaniikalle löytyy yhteyksiä empiriaan, kun vain soveliasta materiaalia on käytettävissä. 5.4. HAHMON NORMAALI SYNTYTAPAHTUMA Voimme edelleen kehittää analyysiamme vaihduntakuvion hahmotuksesta ja soveltaa tarkasteluamme tavalliseen hahmon syntyyn: On vaihduntakuvioita, joissa toinen hahmotustapa (a) on dominoiva ja toinen (b) harvinainen. Tällöin hahmottamisen transitiotodennäköisyyksien matriisi T muuttuu vinoksi esim. seuraavasti: T d a b jossa d = diffuusi hahmotus, a = dominoiva hahmotus d.02.78.2 b = harvinainen hahmotus a.01.99 0 b.4 0.6

9 Tästä voimme johtaa kuvan normaalista, so. äärimmäisen vinosta, hahmotuksesta, joka vallitsee jokapäiväistä käyttäytymistämme ja on niin dominoiva, että se on miltei ainoa kokemamme hahmotustapa. Matriisi T näyttää silloin esim. seuraavanlaiselta: T d a b1 b2 b3 d = diffuusi hahmotus, d 0 1 0 0 0 a = normaali hahmotus a.01.99 0 0 0 b1, b2, b3, = harvinaisia b1.01 0.99 0 0 (epänormaaleja) hahmotuksia b2.01 0 0.99 0 1 = jokseenkin 1 0 = jokseenkin 0 Normaali hahmotusprosessi voidaan siis ymmärtää vaihduntakuvioiden havaitsemisen rajatapaukseksi. Matriisin T vektorin d yllä esitetty uusi muoto voidaan tulkita myös niin, että transition d- a oppiminen on toteutunut loppuun asti. Entä, jos tämä oppiminen ei ole vielä päässyt alkuunkaan? Ilmeisesti meidän on oletettava silloin vektori d homogeeniseksi (ja siis hahmotus sattumanvaraiseksi). Sellaiseksi se ei kuitenkaan jää pitkäksi aikaa, sillä esim. jo pikkulapsi oppii nopeasti jäsentämään äidin rinnan ja kasvot taustasta esiin. Tämä tarkastelumme on ehkä havainnollistanut suhdettamme maailmaan: Havaitsemisen kohteena oleva tulkittava maailma on ikään kuin lukemattomien vaihduntakuvioiden joukko, josta oppimisen tietä kohoaa esiin normaalina kulloinkin yksi dominoiva tai muutama harva hahmotustapa. Empiiriset tulokset näyttävät tuovan valaisua myös filosofisesti kiinnostavaan vapaan tahdon ongelmaan: tahdonalainen kontrolli näyttää olevan hyvin merkitsevä vaihduntakuvioiden muutosten hallinnassa. Tämä tuntuu oikeuttavan myös yleiseen oletukseen autonomisten systeemien osallistumisesta mentaalisiin prosesseihin. 20.4.2012 Heikki Mäntylä Hyvä veli Kullervo, ja muutkin Kiitokset myönteisestä palautteestasi, vaikkei tuo tuiskahdukseni tainnut sentään olla kovin ylevä, saati uusi. Valitettavasti PS:ni loi väärän mielikuvan. Tuo vaihdannaiskuvio oli puhujan esityksessä vain vähäinen sivuhuomautus, eikä mitenkään oleellinen itse asian tiimoilta. Herättipä vain tuon spontaanin jatkokysymyksen. Rohkenen epäillä väitettääsi, että DPM artikkelisi olisi totaalisesti jäänyt lukematta LFS:n sivuilla. Saattaa kuitenkin olla, että jotkin muutkin ovat kokeneet kvanttimekaniikan matriisimatematiikan ja tietoisuuden yhteyden vaikeasti sisäistettäväksi, eivätkä ole rohjenneet antaa palautetta. Kuten jo aiemmin olen kertonut, luulen ymmärtäväni mallisi idean. Varmuuden vuoksi luin verkkojulkaisuartikkelisi taas uudestaan. Minulle DPM- mallsi on syvällinen ja johdonmukainen kokonaisuus kuinkas muutenkaan. En tiedä, että kukaan muu olisi käsitellyt aihetta näin kokonaisvaltaisesti ja perusteellisesti kvanttimekaniikan kontekstissa.

10 Toteat artikkelissasi "Vektori- interferenssi diskreetissä kvanttimekaniikassa (DQM)" muun muassa: Tajunnan tarkastelu kvanttimekaanisina systeemeinä saattaa edelleenkin tuntua spekulaatiolta tiedeyhteisössä vallitsevan yleisen kannan mukaan. Kuitenkin, kvanttimekaniikalle rakentuva matemaattinen tajunnan mallimme on itse asiassa vahvasti kokeellisesti perusteltu mukaan luettuina ne interferenssikuvaukset, joita tässä artikkelissa on tuotu esiin. Kuten tiedämme, ongelma on, että instituutiot ovat aina jäykkiä ja puolustavat traditiotaan. Toisessa artikkelissasi "Aivojen ja tajunnan vuorovaikutuksesta sekä havaitsemisprosessista diskreetin kvanttimekaniikan valossa" sanot: Tässä artikkelissa on ollut kysymys ajatuskokeesta, joka pyrkii osoittamaan loogisesti, miltä tajunnan dynaamiset ilmiöt näyttävät, kun niihin sovelletaan diskreetin kvanttimekaniikan mukaista analyysia. Monet ongelmat jäävät edelleen avoimiksi. Mielestäni eräs edelleen avoimeksi jäävä perustavalaatuinen ongelma on psykofyysisen ongelma, jota ei voida ratkaista ainakaan ennen kuin luovutaan nykyisestä fysikalistis- reduktionistisesta ajattelusta. En kuitenkaan ole ollenkaan varma, että edes riippumattoman immateriaalisen hengen (tai kentän, tai tms.) hyväksyminen auttaisi. Voidaan vain konstruoida erilaisia matemaattisia malleja auttamaan meitä ilmiöiden kuvauksissa ja hahmottamisessa. Näin miellän artikkelisi oikein tai väärin. Sateisin kevätterveisin, Heikki 8.5.2012 Jukka Määttänen Hyvät vastaanottajat Vaikka Heikki Mäntylä huomauttaakin viitanneensa vaihduntakuvioihin vain sivuhuomautuksena, tartun seuraavassa juuri niihin, koska minulla on aina ollut tunne, jonka mukaan ne kaikessa yksinkertaisuudessaan olennoivat ns. perimmäisiä kysymyksiä, jotka nekin ovat käsittääkseni ällistyttävän yksinkertaisia - seikka, jota filosofian hyperkompleksinen historia ei toden totta tue. On mahdotonta ripustautua matemaattisiin malleihin, jos halutaan todella selvittää perusasiat. Jo siksikin, että nykyään matemaattiset mallit ovat niin tolkuttoman kompleksisia, että ne jo rupeavat puhtaasti kompleksisuudessa kilpailemaan itse todellisuuden kanssa. Tässähän ei tietenkään ole mitään järkeä, koska tuon kilpailun matematiikka häviää mennen tullen eikä ole kovin hyödyllistä joutua tilanteeseen, jossa mallin kykenee ymmärtämään vain yksi matemaatikkonerofriikki, loppujen kuuden(ko se nyt oli?) miljardin jäädessä potemaan aiheetonta alemmuuskompleksia. Matemaattinen malli tematisoi tutkimuksen siten, että todellisuus luovuttaa itsestään selitettäväksi vain sen verran kuin malli edellyttää. Empiirinen tutkimus saattaa kyllä vastata mallia, mutta silti jäädään satunnaisen tautologian tasolle. Tiede lupailee asymptoottista toden kuvauksen lähestymistä, mutta miksi ihmeessä tyytyä odottamaan ja taas odottamaan, kun alati on tarjolla mitä täsmällisin ja tarkin keino: panna todellisuus kuvaamaan itse itseään, tai pikemminkin huomata, että sitähän todellisuus koko ajan tekee ilman, että meidän tarvitsee lainkaan puuttua asiaan.

11 Todellisuus kuvaa itseään esimerkiksi silloin, kun seison kedolla ja fundeeraan, että tässäpä mahtava Tellus vetää minua pikkuruista voimalla puoleensa, mutta, päinvastoin kuin päältä katsoen luulisi, samalla minä vedän sitä puoleeni täsmälleen yhtä suurella voimalla. Vallitsee voimatasapaino, joka on ilmeinen kehä, koska on mahdotonta sanoa, kumpi meistä, siis minusta ja Telluksesta, on vallitsevan tilanteen syy, kumpi taas vaikutus. Tilanne on syyn ja vaikutuksen suhteen symmetrinen, ja voitaisiin sanoa, että minä todistan Telluksen samalla kuin Tellus todistaa minut. Reaalimaailmassa tämä käy hyvin päinsä; matematiikassa taas syyllistyttäisiin todistusvirheeseen, koska koetetaan todistaa jotakn sen perusteella, mikä olisi todistettava. Jos pysytään Kullervo Rainion esittämässä "valkoinen maljakko versus mustat profiilit"- rakenteessa, on luullakseni hyödyllistä huomioida kuviovaihdunnan kehäluonne. Ts. havainto oskilloi ja tarjoaa jaksollisesti joko valkoisen maljakon tai mustat profiilit, muttei molempia yhtaikaa. Tutkija Kirsti Määttänen tosin väittää, että harjoittelemalla molemmat voi nähdä yhtaikaa; kokemus on tiemmä "très extraordinaire". Kehiä on kaikkialla, runsauden pulaksi asti. Erään hauskimmista on tarjonnut Väinö Nuorteva eli Uuden Suomen legendaarinen pakinoitsija Olli. "Sivistysanakirjassaan" hän nerollisen vaiston ohjaamana hän määrittelee sanan fonografi viitteellä "katso gramofoni" ja sanan gramofoni viitteellä "katso fonografi". Älykäs lukija huomaa saaneensa oppitunnin eikä näinollen juutu päätään kääntelemään sanojen väliä, vaan hoksaa, että tässähän tarjotaan värähtely- eli aaltoliikkeen alkio. Dynamiikka on kaikki kaikessa; on epäolennaista, miten napoja kulloinkin nimitetään. Kulttuurihistorioitsija Egon Friedellin mielestä Ranskan kansalle on ominaista silmiinpistävä todellisuustajun puute. Äärimmäisyydet, joiden välillä Ranskan sielua viskellään edestakaisin, ovat pedanteria ja narrimaisuus. "Pedantti on eräänlainen kesy narri ja narri on eräänlainen hurjistunut pedantti" - varsin mieliinpainuvasti muotoiltu! Kaavalle avautuu valtava sovelluskenttä. Ei liene perusteetonta esimerkiksi kutsua kirkkoa kesyksi bordelliksi ja bordellia hurjistuneeksi kirkoksi. Itse asiassa jokainen matematiikan ekvaatio on kehä ja erityisesti fysiikkaan liittyvät. Einsteinin kaava E=mc2 tottelee hyvinkin muotoilua: massa on konsolidoitunutta energiaa ja energia puolesta likviidiä massaa. Kvanttifysiikan alueelle mennäksemme: en näe periaatteellista estettä muotoilulle "hiukkaskuva on konsolidoitunut aaltokuva ja aaltokuva likviidi hiukkaskuva". Aivan kuten valkoinen maljakko ja mustat profiilit eivät ainakaan itsestään esiinny samassa havainnossa, liioin ei hiukkasmaailmaa ja aaltomaailmaa voi käsitellä samassa kokeessa. Kuuluisa kaksirakokoehan näet merkitsee: jos tekijän strategia sallii havaita, kumman raon kautta elektroni kulkee, on mahdotonta havaita interferenssiä sekä jos taas interferenssi havaitaan, ei voida fysikaalisin keinoin selvittää, kummasta raosta elektroni kulki. Yllättäen tässä tarjoutuu ilmiselvä yhteys filosofian historian ylivoimaisesti hauskimpaan pessimistiin Arthur Schopenhaueriin. Hän jakoi maailman kahteen napaan eli mielteesen, joka manifestoituu syysuhteena ja tahtoon, joka identifioituu Kantin olioon sinänsä. Mutta hiukkaskuvahan on juuri tuo avaruudeksi järjestynyt (fenomenologinenkin) mielle ja mitäs muuta tahto on kuin aaltokuvan edustamaa silkkaa energiaa. Schopenhauerin ja kvanttifysiikan yhteyteen on viitannut ainakin K.V. Laurikainen. Kehä hiukkaskuvan ja aaltokuvan välillä on täsmälleen sama kuin kehä mielteen ja tahdon välillä eli kuten Schopenhauer asian ilmaisee: "...kuta enemmän maailman toinen puoli meitä lähestyy, sitä enemmän kadotamme näkyvistämme toisen." Vaihduntakuvio voidaan tulkita niinkin, että meillä on joko valkea maljakko mustaa taustaa vasten tai sitten mustat profiilit valkeaa taustaa vasten. Vaihdunnassa siis etuala muuttuu taka- alaksi ja taka- ala etualaksi, mutta sama efekti saadaan aikaan, jos "valkoinen maljakko"-

12 taso on avaruudellisestikin meitä lähempänä kuin "mustat profiilit"- taso ja me itse olemme vuoroin systeemin edessä, vuoroin kuvion takana, jolloin tietysti musta taso on meitä lähempänä kuin valkoinen taso. "Kirsti Määttänen"- efekti syntyy siinäkin hypoteettisessä tapauksessa, että kykenemme näkemään systeemin yhtaikaa edestä ja takaa. Sovitaan nyt, etteivät musta ja valkoinen enää näyttele mitään roolia, vaan meillä on yleisesti jokin ääretön pinta, josta on rajattu tietty, suljettu alue. Jos tuo alue on A, muu osa pintaa on ilmeisesti ei- A. Aristotelisen logiikan mukaan pinnan piste sijaitsee joko alueella A tai alueella ei- A, ei siis yhtaikaa molemmilla alueilla. Mutta miten on asianlaita niiden pisteiden kohdalla, jotka sijaitsevat pintojen rajakäyrällä? Meillä on yhtä hyvät perusteet sijoittaa ne kummallekin alueelle eli tilanne näyttää aidosti ambivalentilta. Mutta jos ajattelemme niiden tehtävää alueiden rajalla, mainittu ambivalenssi manifestoituu vallan järkeenkäyvästi. Tehtävähän on sekä erottaa että yhdistää nuo alueet ja tuntuisi kieltämättä hieman hassunkuriselta olettaa, että ne tekisivät kumpaakin tehtäväänsä tarkoin sovitussa järjestyksessä. Mikä on valkoisen maljakon ja mustien profiilien kausaalisuhde? Ei ole toista ilman toista eli ne aiheuttavat toinen toisensa joko vuoron perään tai hyvin harjoitellussa tapauksessa yhtaikaa. Niiden välinen ero aiheuttaa niiden välisen yhteyden ja kääntäen. Vaihtuvat kuviot ovat yhteydessä ja erossa toisistaan aivan samoin kuin jokainen minä on yhteydessä maailmaansa ja erossa maailmastaan. Pitää olla nimenomaan sekä yhteydessä että erossa, koska vasta silloin muodostuu todellinen olemassaolo. Jos ollaan vain yhteydessä, ollaan vaarassa joutua unen puolelle. Jos ollaan vain erossa, ollaan vaarassa joutua riippumattoman ulkomaailman kestämättömään oletukseen. Miten niin kestämättömään? No kas, jos ulkomaailma todella on havaitsijasta riippumaton, millä ihmeen keinolla siitä ylipäätään voi saada tietoa? Huomattakoon vielä, että mustat profiilit ovat valkoisen maljakon muotti (ja kääntäen). Ne ovat näinollen tarkassa peilikuvasuhteessa ja vastaavat jokaisen minän suhdetta "ulkomaailmaan". Tuntoaistin materiaalisella tasolla painan esimerkiksi sormellani pöydän pintaa, jolloin pöydän pinta vastaa täysin kontrapunktisesti (piste pistettä vasten) ja vallitsee voimatasapaino, josta todisteeksi jää vieläpä sormenjälki. Aivan vastaavasti silmän ja valolähteen välillä vallitsee energiatasapaino. Ja aivan niinkuin pöydän pintaa vastaava tuntokuva on minussa, ei pöydässä, myös kaiken valoisan kuva on minussa, ei "ulkomaailmassa". Rajalla (esimerkiksi seudulla, missä minä ja ulkomaailmani kohtaavat) käydään jatkuvaa taistelua ja elo on intresanttia eikä aristokraattis- herakliittinen avant- garde tippaakaan kadehdi aristotelisen bulkkikansan kohdunrauhaisaa, ristiriitaa kammoavaa lehmänauvoa. Siis jonkinlainen summa summarum: voima- ja energiatasapainon melskeessä minä luon ulkomaailmani ja se luo minut. Minä näen joka paikassa oman kuvani ja ulkomaailma nähnee omansa. Kun tilanne omalla rintamalla on määritelty, on vastapuolenkin tilanne heti tiedossa. Tähän symmetriaan perustuu myös esim. kvanttifysiikan entanglement. Jos oikea käsi on kontruoitu, on vasemman käden kontruktiokin heti tiedossa. Symmetrisen olion maailmakin on symmetrinen ja vain tätä taustaa vasten on mielekästä puhua symmetriarikosta. Minua hiukan arveluttaa Heikki Mäntylän ajatus riippumattomasta, immateriaalisesta hengestä. Detektiivinvaistoni kyllä sanoo, että ei henkeä ilman energiaa; muuten ajaudutaan tilanteeseen, jota kuvaa kaunis kansanviisaus "henkee täys ko höllä röijy". Hyvää kesää kaikille Jukka Määttänen

13 8.5.2012 Jyrki Tyrkkö Hei Jukka ja muut Ystävät, en malta olla osallistumatta vähäiseltä osaltani keskusteluun, jonka viimeiset kirkkaat välähdykset sain lukea tänään s- postistani, kun Jukan henkevät aivoitukset saapuivat. On kerrassaan virkistävää ja stimuloivaa nähdä, että taiteellisen intuition yhdistäminen laajaan lukeneisuuteen voi tuottaa sellaista fysiikan ja filosofian tarkastelua kuin Jukan teksti on. Jukan dialektiikka on jollain tavoin vastaansanomattoman väkevää, vaikka sitä on vaikea sovittaa yhteen siihen kuivahkoon muottiin, jota ns. kanonisoitu tiede edustaa. Lennokkaalla mietiskelyllä on paikkansa totisessa maailmassa, vaikka ei saisikaan koulufyysikkoa vakuuttuneeksi. Tällä en toki pyri korostamaan omaa osaamistani asioissa, joita tunnen vain vähän ja vain harrastelijan tasolla. - Olen silti sitä mieltä, että harrastelijoita tarvitaan - jos ei muuhun niin horjauttelemaan suurista peruskysymyksistä vakiintuneita käsityksiä omaavia ammattilaisia. Siksikin olen erityisen ilahtunut Jukka Määttäsen suorastaan uskomattoman syvällisistä ja samalla ironisen huvittavista näkemyksistä. En yritäkään esittää mitään vastaavaa - ja vakavaa, vaan lainaan tähän Jukan innoittamana muutaman säkeen erään toisen maailmanarvoituksia aikanaan pohdiskelleen taiteilijan tuotannosta ( Goethen Epirrhemasta vuodelta 1818): Müsset im Naturbetrachten Immer eins wie alles achten; Nichts ist drinnen, nichts ist draussen; Denn was innen, das ist aussen. So ergreifet ohne Saumnis Heilig öffentlich Geheimnis. Parhain kevätterveisin Jyrki