The Multiverse As Muse
Στο διήγημά του «The Garden of Forking Paths», ο Αργεντινός συγγραφέας Χόρχε Λουίς Μπόρχες περιγράφει ένα παρόν που μπορεί, ανά πάσα στιγμή, να διακλαδιστεί σε διαφορετικά μέλλοντα - έναν ατελείωτο λαβύρινθο κόσμων. Συνολικά σχηματίζουν, γράφει, «μια άπειρη σειρά χρόνων, έναν αυξανόμενο, ιλιγγιώδη ιστό από αποκλίνοντες, συγκλίνοντες και παράλληλους χρόνους. Αυτός ο ιστός των καιρών που πλησιάζουν ο ένας τον άλλον, διακλαδίζονται, αποκόπτονται ή είναι απλώς άγνωστοι εδώ και αιώνες, περιέχει όλες τις πιθανότητες. Στις περισσότερες από αυτές τις φορές, δεν υπάρχουμε. Σε μερικά υπάρχεις εσύ, αλλά εγώ όχι. Σε άλλα, εγώ κάνω και εσύ όχι. σε άλλα ακόμα, και οι δύο το κάνουμε."
Ο Μπόρχες συνέλαβε τον κήπο του το 1941, 11 χρόνια πριν ο κβαντικός φυσικός Έρβιν Σρέντινγκερ μιλήσει περίφημα στο Δουβλίνο για τα διαφορετικά αποτελέσματα που περιγράφονται από τις εξισώσεις του και την πιθανότητα τα παράλληλα σύμπαντα «να μην είναι εναλλακτικές αλλά όλα συμβαίνουν πραγματικά ταυτόχρονα». Μόλις το 1957 ο φυσικός Χιου Έβερετ πρότεινε επίσημα την ερμηνεία της κβαντικής φυσικής σε πολλούς κόσμους, μια θεωρία που μοιάζει εντυπωσιακή με τα χρονικά μονοπάτια της ιστορίας του Μπόρχες - και χρειάστηκε περισσότερο από μια δεκαετία μετά από αυτό για την επιστημονική κοινότητα να αρχίσει να παίρνει την ιδέα στα σοβαρά. (Μέχρι τότε, ο Έβερετ είχε εγκαταλείψει περαιτέρω προσπάθειες στη θεωρητική φυσική. Τελικά ήπιε τον εαυτό του μέχρι πρόωρου θανάτου το καλοκαίρι του 1982.)
Όμως, ενώ οι παρούσες αποδόσεις του κβαντικού πολυσύμπαντος αποδίδονται συχνότερα στο έργο του Έβερετ, αντίθετα μπορούν να θεωρηθούν προϊόν της μοντερνιστικής σκέψης, ανιχνεύοντας την πηγή τους στα τέλη του 19ου και στις αρχές του 20ου αιώνα.
Ιστορικά, το πολυσύμπαν ήταν μια θρησκευτική έννοια, όχι μια φυσική - ένας τρόπος για να αποδειχθεί η ύπαρξη και η καλοσύνη του Θεού, με αποκορύφωμα το έργο του Γερμανού φιλοσόφου και μαθηματικού Gottfried Wilhelm Leibniz. Αυτό το συναίσθημα είναι επίσης σαφές στην απεικόνιση του πολυσύμπαντος στην προηγούμενη λογοτεχνία:Οι πολλοί κόσμοι και οι διακλαδισμένες ιστορίες του The Four Zoas του William Blake , που γράφτηκε στα τέλη του 1700 και στις αρχές του 1800, για παράδειγμα, αποτελούν ένα πολυσύμπαν των ειδών—αλλά το πλαίσιο είναι επίσης πνευματικής φύσης.
Στην πραγματικότητα, η λέξη «πολύσύμπαν», που επινοήθηκε για πρώτη φορά το 1895 από τον Αμερικανό ψυχολόγο Γουίλιαμ Τζέιμς, ξεκίνησε ως ένας τρόπος για να περιγράψει την ανθρώπινη εμπειρία - και για να δώσει, για άλλη μια φορά, έναν λόγο για την πίστη κάποιου στον Θεό. «Η ορατή φύση είναι όλη η πλαστικότητα και η αδιαφορία», έγραψε ο Τζέιμς, «ένα πολυσύμπαν, όπως θα μπορούσε κανείς να το αποκαλέσει, και όχι ένα σύμπαν». Αλλά αυτό το πολυσύμπαν αναφέρθηκε στη συντριπτική ιδιότροπη και ακατανόητη που θέτει η Μητέρα Φύση:Το άθροισμα της ύπαρξής μας σε αυτόν τον κόσμο, λοιπόν, είναι ένα πολυσύμπαν. μόνο όταν εμποτιστεί με μεγαλύτερο νόημα μπορεί να αναχθεί σε ένα συνεκτικό σύμπαν.
Το "Multiverse" δεν σημαίνει "πολλούς κόσμους" για τον James, όπως για τους φυσικούς, τους φιλοσόφους και τους συγγραφείς σήμερα. Το σύγχρονο πολυσύμπαν θεωρείται ως ένα αναπόφευκτο αποτέλεσμα - όχι μια ποιοτική περιγραφή ή μια τεχνητή δομή που επιδιώκεται να εξηγήσει, αλλά μάλλον ως συνέπεια των καθιερωμένων νόμων. «Αυτές οι ιδέες είναι μέρος της κανονικής φυσικής», λέει ο Andrei Linde, ένας φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ του οποίου η πληθωριστική θεωρία υποστηρίζει ότι καθώς το σύμπαν διαστέλλεται εκθετικά γεννά νέα σύμπαντα, καθιστώντας το πολυσύμπαν στο σύνολό του κάτι σαν ένα διαρκώς διευρυνόμενο κοσμολογικό φράκταλ. . «Δεν είναι μέρος της εικασίας». Τα δεδομένα, η παρατήρηση και τα μαθηματικά καθοδηγούν τον δρόμο.
Το πολυσύμπαν είναι ένα φυσικό αποτέλεσμα της σύγχρονης φιλοσοφίας, της μυθοπλασίας και της φυσικής. Τα ίχνη της ιδέας είναι ήδη ορατά στο έργο του Γερμανού φιλοσόφου Άρθουρ Σοπενχάουερ, ο οποίος ανατρέπει το επιχείρημα του Λάιμπνιτς για «τον καλύτερο από όλους τους δυνατούς κόσμους» προτείνοντας αντί αυτού να ζούμε «στον χειρότερο από όλους τους δυνατούς κόσμους». «Για πιθανά σημαίνει όχι αυτό που μπορούμε να φανταστούμε στη φαντασία μας, αλλά αυτό που μπορεί πραγματικά να υπάρχει και να διαρκέσει», έγραψε ο Σοπενχάουερ. «Τώρα αυτός ο κόσμος είναι διευθετημένος όπως έπρεπε να είναι για να μπορέσει να συνεχίσει με μεγάλη δυσκολία να υπάρχει. αν ήταν έστω και λίγο χειρότερο, δεν θα ήταν πλέον ικανό να συνεχίσει να υπάρχει.»
Τα λόγια του Σοπενχάουερ περιέχουν τον σπόρο της ανθρωπικής αρχής, η οποία δηλώνει ότι οι φυσικές ιδιότητες του σύμπαντος -αξίες όπως η κοσμολογική σταθερά ή η δύναμη της βαρύτητας, που φαίνονται «ψιλά συντονισμένες» για να καλύπτουν τις ανάγκες που απαιτούνται για τη ζωή- πρέπει να είναι συμβατές με ύπαρξη παρατηρητών που μελετούν αυτές τις ιδιότητες.
«Τον Δεκέμβριο του 1910 ή περίπου», έγραψε η Βιρτζίνια Γουλφ, «ο ανθρώπινος χαρακτήρας άλλαξε». Και μαζί του, το ίδιο έκανε και ο τρόπος που λέμε ιστορίες. Μετά τη φρίκη κατά τη διάρκεια του Πρώτου Παγκοσμίου Πολέμου, αυτή η μεταμόρφωση μόνο βάθυνε. Οι άνθρωποι απογοητεύτηκαν με την υπόσχεση της σκέψης του Διαφωτισμού και οι αφηγηματικές μορφές που μέχρι τότε ήταν επαρκείς -αυτές που υπάκουαν στους νόμους της κλασικής μηχανικής και της νευτώνειας φυσικής- δεν θα αντανακλούσαν πλέον την πραγματικότητα της νεωτερικότητας. Η γλώσσα δεν θα μπορούσε πλέον να είναι ένα ακριβές μέσο αναπαράστασης του πραγματικού κόσμου. Οι αφηγήσεις ήταν κατακερματισμένες και ασύνδετες, χωρίς γραμμική δομή (απλώς σκεφτείτε τα διασπασμένα και ρέοντα συνείδηση στυλ που χρησιμοποιούσαν οι Woolf, James Joyce, T.S. Eliot). Ο ορθολογισμός και η αντικειμενικότητα ήταν αδύνατα επιτεύγματα σε ένα παράλογο σύμπαν που δεν μπορούσαμε ποτέ να καταλάβουμε πραγματικά.
Οι αναγνώστες του σύγχρονου μυθιστορήματος χάνονται ακολουθώντας αναφορές που δεν οδηγούν πουθενά και χωροχρονικές διαστάσεις που δεν βγάζουν νόημα. Τα κειμενικά πολυσύμπανα προκύπτουν από το γεγονός ότι δεν υπάρχει κάτι σαν Αλήθεια:Παίρνουν μορφή ως διακειμενικοί λαβύρινθοι, ως ιστορίες μέσα σε ιστορίες, ως πραγματικότητες που πολλαπλασιάζονται και πολλαπλασιάζονται.
Ο Όλαφ Στάπλεντον, ένας Βρετανός φιλόσοφος που έγραψε πολλά επιδραστικά έργα επιστημονικής φαντασίας στις αρχές του 20ου αιώνα (τα οποία ο Μπόρχες διάβασε και επαίνεσε), περιγράφει έναν φυσικό πολλαπλασιασμό των συμπάντων στο μυθιστόρημά του Star Maker του 1937. . Το μυθιστόρημα ακολουθεί έναν ανώνυμο αφηγητή στα ασώματα ταξίδια του στον κόσμο, τα οποία τελικά τον οδηγούν στον Δημιουργό των Αστέρων, τον δημιουργό του σύμπαντος - ή το πολυσύμπαν, αφού όπως αποδεικνύεται, το σύμπαν του αφηγητή δεν είναι μόνος. Μάλλον, είναι ένα σε μια σειρά από τα πειράματα του Star Maker:Ξεκίνησε με έναν χωροταξικό κόσμο που αποτελείται αποκλειστικά από μουσική και σταδιακά προχώρησε σε πιο σύνθετες δημιουργίες, με το σύμπαν του αφηγητή (και το δικό μας) να πέφτει κάπου στη μέση.
«Σε έναν ασύλληπτα πολύπλοκο σύμπαν», έγραψε ο Στάπλεντον, «όποτε ένα πλάσμα αντιμετώπιζε πολλές πιθανές πορείες δράσης, τα έπαιρνε όλα, δημιουργώντας έτσι πολλές διακριτές χρονικές διαστάσεις και ξεχωριστές ιστορίες του σύμπαντος. Δεδομένου ότι σε κάθε εξελικτική ακολουθία του σύμπαντος υπήρχαν πάρα πολλά πλάσματα, και το καθένα αντιμετώπιζε συνεχώς πολλές πιθανές διαδρομές, και οι συνδυασμοί όλων των πορειών τους ήταν αμέτρητοι, ένα άπειρο διακριτών συμπάντων απολεπίστηκε από κάθε στιγμή κάθε χρονικής ακολουθίας σε αυτό το σύμπαν. .”
Ακούγεται οικείο? Τόσο ο Borges όσο και ο Stapledon μας φέρνουν νοσηρά κοντά στο άπειρο. Το αποτέλεσμα μπορεί να είναι ανησυχητικό, που συνορεύει με το δυσάρεστο. Από τότε, όμως, έχει επανεξεταστεί ξανά και ξανά, διατυπωμένη στους πολύμορφους χαρακτήρες του Italo Calvino και στους παράλληλους κόσμους του Philip Pullman, στη μυθολογία του C. S. Lewis και στις εναλλακτικές ιστορίες του Philip K. Dick.
Η λογοτεχνική μορφή που χρησιμοποιούσαν οι Stapledon και Borges, τουλάχιστον εν μέρει, ενημερώθηκε από την εμφάνιση της κβαντικής μηχανικής. Ακόμα κι αν οι συγγραφείς δεν ήταν εξοικειωμένοι με τις λεπτομέρειες της κβαντικής θεωρίας, θα γνώριζαν για την επανάσταση που συνέβαινε στην επιστήμη εκείνη την εποχή - ιδιαίτερα τις γενικές έννοιες που κρύβονται πίσω από το πρόβλημα μέτρησης, την αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg και το ταυτόχρονο νεκρό και- του Schrödinger. ζωντανή γάτα. Σε κάθε περίπτωση:η παραδοσιακή κλασική μηχανική σαφώς δεν παρείχε την πλήρη εικόνα και η αβεβαιότητα στην ίδια τη βάση της κβαντικής μηχανικής παρείχε το τέλειο λογοτεχνικό μοντέλο για τις μοντερνιστικές ιδέες.
«Στην προηγούμενη φυσική, αν χρησιμοποιούσατε τους νόμους του Νεύτωνα για να κάνετε μια πρόβλεψη - ας πούμε, εάν χρησιμοποιούσατε τον νόμο της βαρύτητας του Νεύτωνα για να προβλέψετε πού θα εμφανιζόταν ο Δίας στον ουρανό μια συγκεκριμένη ημέρα - ο νόμος προβλέπει επίσης πώς έφτασε εκεί», λέει ο David Deutsch, φυσικός στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. «Αλλά στην κβαντική θεωρία, τουλάχιστον με τη μορφή που εφευρέθηκε για πρώτη φορά, αποτελούνταν από εξισώσεις όπου δεν ήταν καθόλου σαφές τι συνέβη για να προκύψουν τα αποτελέσματα». Αυτό το είδος του χάους ήταν σε μεγάλο βαθμό σύμφωνα με τις ιδέες που ήθελαν να μεταδώσουν οι Borges και Stapledon μετά τον Α Παγκόσμιο Πόλεμο.
Και όπως αποδεικνύεται, η φυσική μπορεί να έχει αποκτήσει το πολυσύμπαν της ήδη από το 1927, όταν ο Schrödinger ανέπτυξε για πρώτη φορά την κβαντική θεωρία, σύμφωνα με τον Sheldon Goldstein, καθηγητή μαθηματικών στο Πανεπιστήμιο Rutgers. Στην αρχική διατύπωση της θεωρίας του, την οποία ο ίδιος απέρριψε αργότερα, ο Σρέντινγκερ προσπάθησε να ερμηνεύσει την εξίσωση κυμάτων που δημοσιεύτηκε πρόσφατα ως κατανομή ύλης ή φορτίου στο διάστημα. Δίνεται n σωματίδια, η κυματική εξίσωση είναι συνάρτηση στο 3n -διαστατικός χώρος (καθώς κάθε σωματίδιο ορίζεται σε τρεις διαστάσεις). κάθε σημείο στο διάστημα περιγράφει μια διαφορετική διαμόρφωση για αυτά τα n σωματίδια—ή, θα έλεγε κανείς, μια διαφορετική κατάσταση για τον κόσμο. Η προσεκτική μαθηματική ανάλυση του τρόπου με τον οποίο το πεδίο που λαμβάνεται σε αυτόν τον αφηρημένο, υψηλών διαστάσεων χώρο σχετίζεται με την εξέλιξη της ύλης ή του φορτίου στον φυσικό χώρο, υποδηλώνει με τη σειρά του την παρουσία πολλών κόσμων.
«Είναι αρκετά λεπτό», λέει ο Goldstein, «αλλά όταν το κοιτάς προσεκτικά, φαίνεται ότι έχεις να κάνεις με πολλούς κόσμους που υπάρχουν ανεξάρτητα στον ίδιο χωροχρόνο». Σκεφτείτε διαφορετικά είδη σωματιδίων που εμπίπτουν σε μία από τις δύο κατηγορίες, Τύπου 1 ή Τύπου 2, προσθέτει. Ας υποθέσουμε ότι ο κόσμος μας και τα πάντα σε αυτόν, συμπεριλαμβανομένου μας, αποτελούνται από σωματίδια Τύπου 1. Αλλά ας πούμε ότι ένας άλλος κόσμος αποτελείται από σωματίδια Τύπου 2:Υπάρχει στον ίδιο χωροχρόνο, αλλά είναι μια ανεξάρτητη πραγματικότητα, που δεν μπορούμε ποτέ να γνωρίσουμε επειδή δεν αλληλεπιδρά με τον κόσμο μας. «Αυτή είναι μια τεχνητή κατασκευή», λέει ο Goldstein, «αλλά στην περίπτωση του Schrödinger δεν είναι τεχνητή. Έχετε αυτό το δυναμικό πεδίο [σε έναν χώρο υψηλών διαστάσεων] και όταν το αναλύετε, λέτε, ουάου, φαίνεται ότι έχετε σωματίδια τύπου 1 και τύπου 2 και τύπου 3 κ.ο.κ. ανεξάρτητες ιστορίες.»
Ο Schrödinger είχε απορρίψει την ερμηνεία του επειδή δεν φαινόταν να ταιριάζει με τα εμπειρικά αποτελέσματα:Εξάλλου, φαινόταν να υπονοεί ότι κάθε φορά που ένας επιστήμονας πειραματίζεται, δεν προκύπτει ένα μοναδικό αποτέλεσμα. Αντίθετα, όλα τα αποτελέσματα προκύπτουν ταυτόχρονα. Αυτό σίγουρα δεν φαινόταν να συμβαίνει στον πραγματικό κόσμο. Αλλά αυτό συνέβη επειδή η πρώτη θεωρία του Schrödinger δεν περιέγραφε καθόλου έναν κόσμο, υποστηρίζει ο Goldstein. μάλλον, ήταν η πρώτη επιστημονική διατύπωση πολλών κόσμων, που προέκυψε κυριολεκτικά από μαθηματικές περιγραφές της κατανομής της ύλης στο διάστημα.
Ακόμα κι αν ο Έβερετ δεν γνώριζε την ιστορία πίσω από την ιδέα του, οι γενικές γνώσεις πίσω από αυτήν αναμφίβολα θα είχαν επηρεάσει το έργο του. Οι νόμοι της κβαντικής μηχανικής, ακόμη και στις πρώτες μέρες του πεδίου, οδήγησαν τους φυσικούς —όπως ακριβώς συνέβη με τους συγγραφείς και τους φιλοσόφους— στην αγκαλιά του πολυσύμπαντος.
Η Jordana Cepelewicz είναι συντάκτης στο Ναυτίλος.
Επικεφαλής εικόνα:Cesar Ojeda / Flickr / MC Escher
Αυτό το άρθρο δημοσιεύθηκε αρχικά στις Nautilus Cosmos τον Φεβρουάριο του 2017.
