Pozmění kvantová mechanika teorie lidského vnímání ?

Nejdříve si zde dovolím rozvést původní poznámku o výhradách akademické obce, reagující v 19. sto­letí na po­znatky Karla Reichenbacha. Je pochopitelné, že měla řada tehdejších akade­miků k Rei­chen­ba­chovým poznatkům výhrady. Nové objevy byly v těchto pionýr­ských dobách mo­derní vědy aka­de­miky nejenom zpochybňo­vány, ale často i bez patřičného prostudování rovnou striktně odmí­tány. Docházelo tak mnohdy až k ne­uvěřitelným excesům.

Napří­klad profesor klinické medicíny Dr. Jean Baptiste Bouillaud (1796-1881), člen Francouzské akademie věd (jeden z nej­významnějších lékařů své doby, průkopník kardiologie a neurofyziologie) prohlásil Edisona za pod­vod­níka a břicho­mluvce. Když následně 3. března l878 před­váděl na pa­řížské akademii Edisonův fo­nograf fyzik Theodor A. L. Du Moncel, Bouillaud ho dokonce uchopil za hrdlo s výkřikem: „Ha, bí­dáku, ne­dáme se oklamat bři­chomluv­cem!“ Nutno zde podotknout, že ještě půl roku na to Bouillaud veřejně pro­hlašoval, že po zralém uvážení shledal zde "jen a jen bři­chomluvectví" a fo­nograf za "akustic­kou iluzi". Nakonec i jeden z nejznámějších fyzikálních zá­konů, se kterým se dnes seznamují naše děti na základních školách, byl v 19. století původně akademiky zpochybňo­ván a odmítán. Když v roce 1826 zveřejnil Georg Simon Ohm (1787-1854) své poznatky v časopise Journal für Chemie und Physik, reakcí akade­mických kruhů byla jen kri­tika, přičemž dalších padesát let docházelo ke spo­rům o nejas­nostech a platnosti jím publikova­ných poznatků - například ještě v roce 1876 zřídila British Associ­ation komisi pro ověření platnosti vztahu, který je znám jako Ohmův zákon. Ten byl de facto uznán až poté, co Maxwell zveřejnil zá­pisky Henryho Cavendishe, který došel ke stejným závěrům jako Ohm bez toho, že by svůj objev publikoval, aby pak od roku 1881, na počest G.S. Ohma (téměř 30 let po jeho smrti), nesla sama jednotka elektric­kého odporu název "ohm".

Avšak v souvislosti s Reichenbachovými poznatky je třeba připomenout fakt, že se na samém přelomu 19. a 20. století na vědecké scéně obje­vilo ještě jedno záření z temných komor. Objev to­hoto zá­ření, které vešlo do historie pod označením "paprsky N" (N-rays), roku 1903 ohlásil fran­couzský profesor René Pro­sper Blondlot (1849-1930) z univerzity v Nancy (odtud název paprsků), dopisující člen Fran­couzské akademie věd a nositel ceny Gastona R. Plantého, jenž byl už pro jeho dok­tor­skou dizer­taci, po­jednávající o rychlosti ší­ření elektrických vln, považován za vědce vpravdě erudovaného. Za zmínku zde stojí fakt, že francouzský psycholog a sociolog Gustave Le Bon (autor publikace Psychologie davu), známý též jako amatérský fyzik, v té době prohlašoval, že on objevil paprsky, adekvátní paprskům Blondotovým, již před sedmi lety.

V zá­kladní verzi Blondotových experimentů měla emitovat pro nás pouhým okem neviditel­né paprsky N tzv. vakuová roura, obalená černým papírem. Emitované paprsky měly pak mít vliv na jiskry, přeskakujícící mezi dvěma elektrodami (jiskra se údajně stávala jasnější a získávala bělejší lesk). Ve svých pokusech měl Blondlot dokazovat, že křemen a jiné látky stáčejí polarizační rovinu nových paprsků, přičemž také měl soustředit tyto paprsky čočkou. V květnu 1903 pak měl Blondlot oznámit, že uvažované paprsky lze získat též tzv. Auerovou žá­rovou punčoškou, kterou v r. 1885 pro plynové lampy vy­nalezl Dr. Karel Auer von Wel­sbach, aby ji pak zdokonalil ještě dalším patentem. Podle některých zdrojů profesor Blond­lot uza­vřel Auerovu síťku do že­lezné skřínky s okénkem z hliníkové folie, jíž měly pa­prsky procházet, přičemž místo pů­vodní elektrické jiskry jako detektor paprsků použil stínítko z tvr­dého kartonu, opatřené body (vytvo­řenými kolo­diem s příměsí sulfidu vápenatého, obsahujícím silně iontové vazby), dle jeho zpráv vlivem zkou­maných pa­prsků světélkujícími. Podle jiných zdrojů Blondlot užíval tzv. Nernstovu lampu, kterou v roce 1897  vynalezl  jeden ze zakladatelů fyzikální chemie - Walther Hermann Nernst. Ta měla žárové tělísko ze zirkonu (které  bylo vodivé jen za tepla, takže se ohřívalo platinovým drátkem). V roce 1904 již Blondlot v jeho temné komoře pracoval se spektroskopem, vybave­ným hliníko­vým hrano­lem, kterým rozkládal pa­prsky N a pokoušel se zkoumat jejich spekt­rum. Tehdy jej na výzvu evrop­ských vědců a redakce časopisu Nature navštívil na jeho pracovišti renomovaný americký fyzik Ro­bert W. Wood, který měl údajně při experimentech, probíha­jících v naprosté tmě, nepozorovaně vy­jmout z apara­tury prof. Blondlota hliníkový hranol a dokázat tak, že Blondlotem a jeho asisten­tem pozoro­vané projevy paprsků N představují pouhé subjek­tivní vjemy badatelů. Woodova zpráva byla zveřejněna v časopise Nature 29. září 1904 (Wood se v této zprávě pečlivě vyhnul jmenování Blondlota, ačkoli bylo z kontextu naprosto jané, čí laboratoř vlastně navštívil), čímž byla tato epi­zoda mo­derní vědy pro akademickou obec uzavřena. Ovšem po devadesáti letech od zveřejnění Blodotova objevu přichází s novým pohledem na celou záležitost jako protipólem ke standardnímu příběhu v časopise Social Studies of Science Dr. Malcom Ashmore, z anlické univerzity v Loughborough (Malcom Ashmore - The Theatre of the Blind: Starring a Promethean Prankster, a Phoney Phenomenon, a Prism, a Pocket, and a Piece of Wood. Social Studies of Science, Vol. 23, No. 1 (Feb., 1993), pp. 67-106.

Jednoduché uspořádání přístroje vedlo k lavině ověřovacích pokusů, takže se v letech 1903 až 1906 v odborné literatuře vyrojilo zhruba na 300 samostatných statí nejrůznějších vědců, po­jed­návajících o paprscích N. Ty už neměla vyzařovat jenom Auerova síťka, ale obecně všechny látky, s výjimkou např. syrového, čerstvého dřeva a některých kovů, přičemž vyzařo­vat měly i tkáně ži­vých or­ganizmů. Sám fakt, že rozžhavená Aureova síťka je zdrojem infračerve­ného záření, jistě neunikne pozornosti čtenáře, zajímajícího se o Rei­chen­bachovy poznatky (na tuto skutečnost tehdy upozorňoval budoucí nositel Nobelovy ceny, fyzikální chemik J. B. Perrin, zabývající se vý­zkumem diskrétní struktury látek). A jak v českém Časopise pro pěstování matematiky a fyziky roku 1905 upozorňuje Blondlotových parací znalý M. Otta, je působení těchto paprsků "analogické paprskům červeným a ultračerve­ným, které E. Becquerel objevil. Dle toho dalo by se také souditi, že N-paprsky jsou příbuzné pa­prskům o velkých délkách vln", přičemž poukazuje na poznatek, že "propustností N-paprsků růz­nými látkami liší se toto záření od ostatních druhů záření". 

A jestliže pak podle tehdejších vě­deckých úvah, navazujících na Blon­dlotovy experimenty, vyzařují látky v závislosti na jejich che­mických a fyzikálních vlast­nostech, naskýtá se zde otázka, nakolik mů­žeme u výše vzpomínaných vědeckých článků z počátku 20. století hovořit o makroskopic­kých projevech mole­kulárního po­hybu. Neboť Rei­chen­bachovy po­znatky nás při­vedly k prostému konstatování, že anorganické i or­ganické molekuly za pokojové teploty v hlu­boké tmě (na terahert­zových frekven­cích) díky molekulárnímu pohybu skutečně vy­za­řují.  Nad články, které se v odborné literatuře na počátku 20. století vyrojily v souvislosti s Blon­dloto­vými experimenty, by bylo možné jednoduše mávnout rukou jen tehdy, kdyby se Blondlota veřejně nezastal právě profesor Jean Babtiste Perrin (1870–1942), podílející se na objasnění tzv. Brow­nova pohybu (náhodný pohyb mikro­skopických částic v kapalném nebo plynném médiu). Takovýto pohyb po­prvé v roce 1827 popsal biolog Robert Brown, pozorující mikroskopem chaotický pohyb pylových zrnek, obsažených ve vodě. Aby vyloučil možnost, že je pozorovaný pohyb projevem ži­vých orga­nizmů, opakoval expe­riment s částicemi prachu. Nicméně pohyb částic se mu objasnit nepodařilo, neboť se zde jedná o kvantové jevy. Albert Einstein ve své matematické analýze (1905) zá­hadného jevu došel k závěru, že tyto miniaturní částečky náhodně narážejí do molekul v jejich okolí. Díky právě vy­nalezenému ultramikro­skopu mohl pak profesor Perrin kolem roku 1908 dů­kladně prozkoumat chování těchto mikro­skopických částic v kapalině a poskytnout tak experi­men­tální důkaz Einstei­novy ana­lýzy. Zde tedy stojíme u vlastních kořenů nám známých poznatků kvantové mechaniky, hovořící o makroskopických projevech molekulárního pohybu.

Dosud jsme hovořili o makroskopických projevech molekulárního pohybu v souvislosti s po­divným Reichenbachovým světlem a Blon­dlotovými experimenty, což neuniklo skeptikům. Jeden z mých tradičních kritiků mi již napsal: "Mám však dojem, že Vy si asi myslíte, že existuje i nějaký přiro­zený zdroj terrahertzových vln např. v těle živočichů, v Reichenbachově permanentním mag­netu, v rostlinách, v nerostech, v našem nejbližším okolí atd. Existuje takový zdroj ? Fyzika o něm nikdy neučila a pokud vím dosud neučí. V tom je podstatný rozdíl. Až objevíte prokazatelně existu­jící zdroj terrahertzových vln přirozeného pozemského původu, můžete to veřejně publikovat a třeba dostanete i Nobelovu cenu. Zatím to však na ni rozhodně nevypadá. S terrahertzovým pozdravem Poste Restante." Ovšem tento můj kritik tvrdí, že přečetl všechny mé články (dokonce zde přispěl i do diskuze), pojednávající o problematice Reichenbachova světla na tomto blogu. Pak tedy četl i kapitolu "Reichenbach a IR světlo", zabývající se též skenováním te­ravln, které vyza­řují do svého okolí veškeré neživé i živé objekty, při­čemž každá látka září na spe­cifické frekvenci. Ale i kapitolu "Reichenbachovo spektrum" s vysvětlením, kde že má vlastně tera­hert­zové záření růz­ných látek při pokojové teplotě (mají stejnou teplotu) svůj původ. Inu, někdy prostě házím, jak se říká, hrách na zeď. Tedy jen pro pořádek: o mole­kulárním pohybu fyzika učí (viz Einsteinova ana­lýza z roku 1905 v textu výše) již plných 100 let.  

A pokud jde o nové pohledy na lidské vnímání z hlediska kvantové mechaniky, objevují se dnes v odborné literatuře další, překvapivé poznatky. Tentokrát se dotýkají našeho vnímání pachů a vůní. Nebudu zde čtenáře unavovat žádným sáhodlouhým pojednáním o našem čichu (zájemci si jistě najdou na internetu skutečně fundované stati), uvedu jen stručnou verzi obecně uzná­vaného po­pisu: vůně a pachy vnímáme senzorickými neurony v čichovém epitelu. Molekuly procházejí horní nosní skořepinou nosní dutiny a směšují se s hlenem pokrývajícím horní vrstvu nosní dutiny, kde jsou detekovány čichovými receptory na dendritech senzorických neuronů. Ol­faktorické (či­chové) sen­zorické neurony vedou axony do mozku čichovým nervem, končícím v bulbus olfac­to­rius, od­kud směřují informace do čichové kůry mozku.

V teorii vnímání vůní a pachů dosud převládal názor, že naše čichové receptory reagují na tvar mole­kuly pachové látky. Do určitého receptoru by tak měla zapadnout jen molekula určité vůně či pa­chu, podobně jako když nám do zámku pasuje správný klíč. Ovšem takováto teorie nedokáže objasnit, proč nám mohou strukturně velmi odlišné molekuly podobně vonět. V roce 1996 však odbor­ník z Massachusett­ského technologického institutu Luca Turin přišel se zcela novou te­orií pacho­vých počitků, podle které nezáleží ani tak na tvaru či struktuře molekul, jako spíše na tom, jaké vibrace vytvářejí je­jich atomy. Jak Luca Tu­rin říká "existuje mnoho látek s velmi podob­ným tvarem molekul, jež vydá­vají zcela nezaměnitelné pachy. Naopak bychom našli velké množ­ství molekul, které si nejsou tva­rově vůbec podobné, zároveň však voní přibližně stejně. Velmi po­dobně přitom i vibrují." A i když se o tom sdělovací pro­středky nezmiňují, je Turinova "vibrační teorie"  ve skuteč­nosti za­lo­žena na projevu vibrací molekul látek v infračervené oblasti a hovoří tak o námi uvažova­ném te­ra­hertzovém spektru elek­tromagnetického záření, které představuje dů­sledek moleku­lárního pohybu.

Zde Luca Turin vysvětluje svoji teorii:

http://www.ted.com/talks/luca_turin_on_the_science_of_scent.html

Pozn:  

Jak praví Ottův slovník naučný "N-paprsky čili  Blondlotovy paprsky jsou neviditelné paprsky, jež objevil Blondlot a jejich existence není dokonale dokázána. Tyto paprsky podle Blondlota vyzařují rozžhavená tělesa neb tělesa s vnitřním napětím, např. kalená ocel, tělesa zvučící a pod. Dopadajíce na fosforeskující látky, slabě svítící tělesa, zesilují jejich svítivost a tím činí se zjevnými. Některé látky jsou pro ně propustné, jako dřevo, solný roztok, některé je pohlcují (kovy, křemen), jiné je lámou (hliník, sklo). Čistá voda jich nepropouští. Název vzat ze začátečního písmene města Nancy, ve kterém byly objeveny." K tomu pak Websterův slovník například uvádí, že výzkumníci z Paříže, spolupracující s Blondlotem, znali pu­blikace Reichenbacha (Revue Scientifique, Ser 5, Vol. II, č.22), ačkoli zde není žádný důkaz, že by sám profesor Blondlot byl s poznatky Reichenbachými obeznámen. Na druhé straně je holým faktem skutečnost, že v 90. letech 19. století s Reichenbachovým výzkumem širokou veřejnost ve Francii seznámil učenec Al­bert de Rochas (původní profesí vojenský inženýr), jehož kniha "Le Fluide des magnétiseurs, précis des expériences du Baron de Reichenbach sur ses propriétés physiques et physiologiques" v době jejího vydání dosáhla značné popularity.