Η ομορφιά είναι το μυστικό όπλο της φυσικής
Αναγνωρίζουμε την ομορφιά όταν τη βλέπουμε, σωστά; Ο David του Michelangelo , Μάτσου Πίτσου, μια ανατολή του ωκεανού. Θα μπορούσαμε να πούμε το ίδιο για τον ίδιο τον κόσμο; Ο Frank Wilczek, καθηγητής φυσικής στο Τεχνολογικό Ινστιτούτο της Μασαχουσέτης, πιστεύει ότι μπορούμε. Και πρέπει. Στο νέο του βιβλίο A Beautiful Question:Finding Nature’s Deep Design , ο Wilczek εκθέτει την υπόθεσή του για την κομψότητα των μαθηματικών και τη συνοχή των υποκείμενων νόμων της φύσης.
Ο Wilczek κέρδισε το Νόμπελ Φυσικής το 2004 για την ανακάλυψη, με τους David Gross και H. David Politzer, εξισώσεων που διέπουν μια από τις θεμελιώδεις δυνάμεις της φυσικής, την ισχυρή αλληλεπίδραση, που συγκρατεί τα κουάρκ και τα γκλουόνια και δημιουργεί πρωτόνια και νετρόνια. Η ανακάλυψή τους για την «ασυμπτωτική ελευθερία» έδειξε ότι όσο τα κουάρκ πλησιάζουν το ένα στο άλλο, το φορτίο μεταξύ τους εξασθενεί.
Η ειδικότητα του Wilczek είναι η κβαντική θεωρία, αλλά ο αντίκτυπος της δουλειάς του ήταν εμφανής στην κοσμολογία - στη μελέτη των μαύρων οπών, της σκοτεινής ύλης και στο πανάρχαιο μυστήριο του πώς κάτι μπορεί να προκύψει από το τίποτα. Τώρα στα 64 του, αναζητά σχέδια στη φύση από τότε που ήταν νεαρός φοιτητής μαθηματικών. «Μου άρεσε να παίζω με μοτίβα και να σκέφτομαι αυτό το είδος αφαίρεσης», λέει. «Με ενδιέφερε πολύ η μαθηματική λογική, που είναι κλάδος της φιλοσοφίας, και η θεωρία του πώς λειτουργεί το μυαλό. Σπούδασα νευροβιολογία και επιστήμη υπολογιστών καθώς προσπάθησα να καταλάβω πώς τα αφηρημένα μοτίβα χαρτογραφούνται στη λειτουργία του μυαλού.»
Ο Wilczek δεν είναι απλώς ένας κορυφαίος θεωρητικός φυσικός, αλλά μαθητής της φιλοσοφίας και θαυμαστής του ποιητή William Blake και του αναγεννησιακού Ιταλού αρχιτέκτονα Filippo Brunelleschi. Στη συνομιλία γελάει πρόθυμα και χαίρεται προφανώς όταν μεταπηδά από τη μια ιδέα στην άλλη, είτε μιλάει για τη θεωρία χορδών, The Matrix , την εγγενή νοημοσύνη των ζώων ή τις λανθασμένες απόψεις της φιλοσοφίας που έχουν επιστήμονες όπως ο Neil DeGrasse Tyson.
Λέτε ότι υπάρχει ομορφιά στο σχεδιασμό της φύσης. Αυτό φαίνεται να είναι θέμα αισθητικής. Είναι επιστημονική ερώτηση;
Είναι ένα επιστημονικό ερώτημα. Το ακριβές ερώτημα που προσπαθώ να απαντήσω είναι αν ο κόσμος ενσωματώνει όμορφες ιδέες. Αυτή είναι μια ερώτηση για τον κόσμο από τη μια και την ομορφιά από την άλλη. Η ομορφιά είναι διαβόητη υποκειμενική και εμφανίζεται σε πολλές μορφές, αλλά υπάρχει ένα ιστορικό αρχείο στην τέχνη και τη φιλοσοφία που μπορεί κανείς να συμβουλευτεί για να δει τι έχουν αντικειμενικά βρει οι άνθρωποι όμορφο. Μπορούμε να συμβουλευτούμε την επιστήμη και να συγκρίνουμε εάν οι έννοιες που προκύπτουν από τους θεμελιώδεις νόμους της φύσης έχουν κάτι κοινό με αυτό που οι άνθρωποι βρίσκουν όμορφο.
Έχει σημασία για έναν επιστήμονα αν ο κόσμος είναι όμορφος;
Δεν νομίζω ότι η επιστήμη είναι αποκλεισμένη από την υπόλοιπη ζωή. Οπότε ναι, για μένα έχει μεγάλη σημασία αν ο κόσμος είναι όμορφος. Είναι επίσης μια πρακτική ερώτηση για φυσικούς, μηχανικούς και σχεδιαστές. Στα σύνορα της φυσικής, έχουμε να κάνουμε με βασίλεια του πολύ μικρού και του πολύ μεγάλου και του πολύ παράξενου. Η καθημερινή εμπειρία δεν είναι καλός οδηγός και τα πειράματα μπορεί να είναι δύσκολα και ακριβά. Έτσι, η πηγή της διαίσθησης δεν είναι τόσο από την καθημερινή εμπειρία ή από μια τεράστια συσσώρευση γεγονότων, αλλά από συναισθήματα για το τι θα έδινε στους νόμους της φύσης περισσότερη εσωτερική συνοχή και αρμονία. Η δουλειά μου έχει ως γνώμονα την προσπάθεια να κάνω τους νόμους πιο όμορφους.
Τι είναι ένας όμορφος νόμος;
Δύο πράγματα ξεχωρίζουν ως κοινά χαρακτηριστικά των νόμων και των εξισώσεων που οι άνθρωποι βρίσκουν όμορφα. Το ένα είναι αυτό που ονομάζω πληθωρικότητα ή παραγωγικότητα, όπου βγαίνεις περισσότερο από ό,τι βάζεις. Βρίσκεις κάποια εξίσωση ή νόμο συγκεντρώνοντας στοιχεία και κάνοντας μια εικασία, και μετά μπορείς να εξηγήσεις επτά άλλα πράγματα και ξέρεις ότι είσαι στο σωστό δρόμο. Βγάζετε περισσότερα από όσα βάζετε. Η συμμετρία είναι ιδιαίτερα εμφανής στους θεμελιώδεις νόμους της φύσης. Όπως χρησιμοποιείται συνήθως, η συμμετρία είναι κάπως ασαφής, αλλά κατά κάποιο τρόπο υποδηλώνει αρμονία και ομορφιά. Η επιστημονική χρήση είναι πιο ακριβής και υπήρξε εξαιρετικά γόνιμη. Αλλάζει χωρίς αλλαγή. Μπορείτε να κάνετε αλλαγές σε φυσικά αντικείμενα ή αλλαγές στους νόμους που θα μπορούσαν να τα αλλάξουν αλλά δεν το κάνουν. Ένας κύκλος είναι συμμετρικός με την έννοια ότι μπορείτε να τον περιστρέψετε γύρω από το κέντρο του κατά οποιαδήποτε γωνία αλλά ο κύκλος στο σύνολό του είναι αμετάβλητος. Τα περισσότερα σχήματα, όπως τα τρίγωνα, φαίνονται διαφορετικά αν τα περιστρέψετε.
Εάν λοιπόν κατεβείτε στις βαθύτερες δομές του σύμπαντος —τους νόμους της φυσικής— λέτε ότι υπάρχει βαθιά συμμετρία;
Ναί. Πάρτε το γεγονός ότι οι νόμοι είναι αιώνιοι. Αυτό δεν ακούγεται σαν συμμετρία, αλλά είναι επειδή οι νόμοι δεν αλλάζουν καθώς το σύμπαν γερνάει. Έχουμε λοιπόν μια αλλαγή χωρίς αλλαγή.
Ας υποθέσουμε ότι το σύμπαν δεν ενσωματώνει όμορφες ιδέες ή κομψές μαθηματικές δομές. Μπορούμε καν να φανταστούμε τους νόμους της φύσης αν ήταν γεμάτοι ασυμμετρίες ή ατέλειες;
Έχω παλέψει με αυτήν την ερώτηση και υπάρχει ένα πείραμα σκέψης που το βρίσκω πολύ ικανοποιητικό. Καθώς οι υπολογιστές βελτιώνονται και η τεχνητή νοημοσύνη βελτιώνεται, μπορείτε να κάνετε εύλογα πειράματα σκέψης σύμφωνα με το The Matrix , όπου η νοημοσύνη ενσωματώνεται σε έναν υπολογιστή και αυτό που θεωρεί ως κόσμο του είναι στην πραγματικότητα κάτι που έχει προγραμματιστεί.
Δηλαδή, απλώς ζούμε σε μια προσομοίωση υπολογιστή;
Ας φανταστούμε τον εαυτό μας στον κόσμο του Super Mario. Οι νόμοι της φυσικής δεν θα φαίνονταν ιδιαίτερα όμορφοι. Θα άλλαζαν με τον χρόνο και τον τόπο. Θα είχαν μια ιδιορρυθμία απέναντί τους που είναι λογικά συνεπής, αλλά είναι πολύ διαφορετική από τον τρόπο που λειτουργεί ο κόσμος μας, όπου οι νόμοι δεν αλλάζουν στον χρόνο ή τον τόπο και έχουν ένα είδος αναπαραγωγιμότητας. Μόλις κατανοήσετε τα μικρά μέρη, μπορείτε να δημιουργήσετε με αφαίρεση για να καταλάβετε πώς λειτουργούν τα μεγάλα εξαρτήματα, ενώ σε έναν προγραμματισμένο κόσμο, είναι απλώς θέμα ποιες ήταν οι ιδιοτροπίες του προγραμματιστή. Δεν χρειάζεται να έχει νόημα ή να είναι όμορφο. Επομένως, δεν νομίζω ότι υπάρχει τίποτα λογικά απαραίτητο για την ομορφιά των νόμων. Φυσικά, μπορεί να ήταν πολύ πιο δύσκολο να ανακαλυφθούν αν δεν ήταν όμορφες, οπότε η κατανόηση των νόμων είναι για μένα ακόμα πιο μυστηριώδης από την ομορφιά τους. Δεν έπρεπε να είναι έτσι, αλλά είναι.
Ήταν σημαντική η ομορφιά για τον Αϊνστάιν και τους άλλους ιδρυτές της σύγχρονης φυσικής;
Απολύτως, αν και δεν το σκέφτονταν πάντα ρητά. Ο Αϊνστάιν και ο [Τζέιμς Κλερκ] Μάξγουελ —και επιστρέφοντας στον Νεύτωνα— είχαν όλοι αυτό το ένστικτο να χωρίζουν τα προβλήματα σε μικρά μέρη, με την ιδέα ότι θα ήταν κατανοητά και μετά θα μπορούσατε να δημιουργήσετε πιο περίπλοκα πράγματα που θα είχαν τέτοιου είδους της πληθωρικότητας. Ο Αϊνστάιν ήταν η καθοριστική φιγούρα που έφερε αυτή τη δεύτερη πτυχή της ομορφιάς της φύσης - τη συμμετρία - σε νέα ύψη. Η θεωρία της σχετικότητας βρίσκεται σε μεγάλο βαθμό στο καλούπι της αλλαγής χωρίς αλλαγή. Μπορείτε να κοιτάξετε τον κόσμο από μια κινούμενη πλατφόρμα και διαφορετικά πράγματα που ορμούν πάνω σας ή μακριά σας θα φαίνονται αρκετά διαφορετικά, αλλά θα ισχύουν οι ίδιοι νόμοι όπως στο ακίνητο πλαίσιο. Αυτή είναι η ουσία της θεωρίας της σχετικότητας. Αλλάζετε τον τρόπο που φαίνονται τα πράγματα και ωστόσο οι νόμοι εξακολουθούν να ισχύουν.
Ο Αϊνστάιν δεν άρεσε η ιδέα της κβαντικής εμπλοκής, όπου δύο σωματίδια αλληλεπιδρούν μεταξύ τους σε αντίθετες πλευρές του σύμπαντος. Αυτό παραβίασε την αίσθηση της ομορφιάς του;
Παραβίασε την αίσθηση του ντετερμινισμού του ότι οι νόμοι πρέπει πάντα να οδηγούν στις ίδιες συνέπειες. Θεωρείται περίφημα ότι είπε ότι η παράνοια είναι να κάνεις το ίδιο πράγμα ξανά και ξανά και να περιμένεις διαφορετικά αποτελέσματα. Ωστόσο, αυτός είναι ακριβώς ο τρόπος που λειτουργεί η κβαντική μηχανική. Άρα δεν του άρεσε. Αλλά οι γονείς δεν επιδοκιμάζουν πάντα τον τρόπο με τον οποίο βγαίνουν τα παιδιά τους. Η κβαντομηχανική είναι ένα πλαίσιο που δεν φαίνεται να ενσωματώνει τη συμμετρία, αν και σε ένα βαθύτερο επίπεδο νομίζω ότι ίσως το κάνει. Η κβαντομηχανική αποδεικνύεται μια θαυμάσια πλατφόρμα εάν δημιουργήσετε εξισώσεις που υπακούουν στις αρχές της. Αυτές οι εξισώσεις μπορούν να υποστηρίξουν τεράστιες ποσότητες αλλαγών χωρίς αλλαγές που ξεπερνούν οτιδήποτε στην κλασική φυσική, και περιγράφουν πραγματικά τον κόσμο.
Δεν μπορούμε να προβλέψουμε τι πρόκειται να κάνει ένα συγκεκριμένο σωματίδιο σε κβαντικό επίπεδο. Σας προβληματίζουν και αυτές οι παρατυπίες που ενόχλησαν τον Αϊνστάιν;
Όχι, το λατρεύω. Λατρεύω την παραξενιά και την παραξενιά του και το γεγονός ότι είναι ο τρόπος που λειτουργεί ο κόσμος στην πραγματικότητα.
Αυτό δεν παραβιάζει την αίσθηση της τάξης σας;
Ξέρεις, είναι βαθύ. Στην κβαντομηχανική, η κύρια περιγραφή της πραγματικότητας είναι κάτι που ονομάζεται κυματική συνάρτηση και οι εξισώσεις της κυματικής συνάρτησης είναι στην πραγματικότητα ντετερμινιστικές. Είναι απολύτως σαφείς εξισώσεις. Εάν γνωρίζετε τη συνάρτηση κύματος τη φορά, μπορείτε να προβλέψετε τι θα είναι την άλλη στιγμή χωρίς ασάφεια. Το πρόβλημα είναι ότι είναι αδύνατο πειραματικά να γνωρίζουμε ποια είναι η κυματική συνάρτηση. Έτσι, η βαθιά δομή είναι καθορισμένη, αλλά από το σημείο που καθόμαστε μέσα στο σύμπαν, δεν είναι κάτι που μπορούμε να προσδιορίσουμε. Λειτουργικά, αυτό σημαίνει ότι τα πράγματα φαίνονται απρόβλεπτα. Υπάρχουν τεράστιοι σωροί πειραματικών δεδομένων και εμπειριών που επιβεβαιώνουν άμεσα αυτή την πτυχή της κβαντικής μηχανικής. Βασικά, όλοι οι σύγχρονοι επιταχυντές σωματιδίων βασίζονται στο να κάνουν το ίδιο πράγμα ξανά και ξανά:συγκρούοντας ηλεκτρόνια και αντι-ηλεκτρόνια στην ίδια ακριβώς ενέργεια και ακριβώς την ίδια διαμόρφωση. Αλλά βγαίνουν διαφορετικά πράγματα. Το κάνεις δισεκατομμύρια φορές και κάθε φορά βγαίνει κάτι διαφορετικό. Επομένως, δεν είναι θέμα γνώμης.
Ανακαλύπτουν πραγματικά οι άνθρωποι τη βαθιά δομή του σύμπαντος; Ή μήπως αυτή είναι απλώς η δική μας εκδοχή της πραγματικότητας, δεδομένου του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί ο εγκέφαλός μας και του πώς βλέπουμε τον κόσμο;
Λοιπόν, η φυσική λειτουργεί. Δεν μπορείτε να σχεδιάσετε iPhone ή τον Μεγάλο Επιταχυντή Αδρονίων ή αποστολές στον Πλούτωνα χωρίς μια περιγραφή του κόσμου που λειτουργεί με πολύ λεπτομερείς τρόπους. Άρα δεν είναι φαντασία. Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν διαφορετικοί τρόποι οργάνωσης των σκέψεών σας. Μερικά πράγματα θα φαίνονταν προφανή σε πλάσματα που εξελίχθηκαν από έξυπνες αράχνες που μας φάνηκαν λιγότερο διαισθητικά. Έτσι, οι τρόποι με τους οποίους καταγράφονται οι νόμοι θα μπορούσαν να φαίνονται διαφορετικοί σε σημαντικές λεπτομέρειες, αλλά δεν νομίζω ότι τα αποτελέσματα είναι διαπραγματεύσιμα. Ο κόσμος είναι αυτό που είναι.
Έχετε ένα συναρπαστικό πείραμα σκέψης. Εάν οι σκύλοι ή τα πουλιά είχαν προηγμένο αφηρημένο συλλογισμό, θα ήταν καλοί στη φυσική;
Νομίζω ότι τα πουλιά θα ήταν πολύ καλά, αλλά τα σκυλιά όχι τόσο. Ο κόσμος του σκύλου βασίζεται κυρίως στη μυρωδιά. Φυσικά, οι χημικές αισθήσεις μπορούν να υποστηρίξουν μια πλούσια ζωή επικοινωνίας και εκτίμησης των τροφίμων. Μυρίζεις μαντλέν και θυμάσαι το παρελθόν. Αλλά ακόμα κι αν είστε πολύ έξυπνοι και έχετε μια πλούσια κοινωνική ζωή, είναι δύσκολο να φτάσετε από τις αισθήσεις της όσφρησης στους νόμους της κίνησης και της μηχανικής του Νεύτωνα. Οι άνθρωποι είναι κυρίως οπτικά ζώα, επομένως έχουμε ισχυρούς τρόπους να κατανοήσουμε πώς κινούνται τα πράγματα στο διάστημα. Είμαστε τυχεροί που μπορούμε να δούμε τους πλανήτες. Αυτό μας δίνει ένα ωραίο άνοιγμα στην αστρονομία και την κατανόηση της βαρύτητας.
Τι το ιδιαίτερο έχουν λοιπόν τα πουλιά;
Τα πουλιά θα είχαν όλα αυτά και πολλά άλλα. Η εμπειρία μας κυριαρχείται από την τριβή και τη δύναμη της βαρύτητας εδώ στη Γη, που ιστορικά έχουν προκαλέσει μεγάλα προβλήματα στην κατανόηση του τι είναι αδράνεια. Αλλά τα πουλιά απλώς χτυπούν τα φτερά τους για λίγο, μετά σταματούν και γλιστρούν, ώστε να ξέρουν για την αδράνεια. Θα είχαν επίσης μια διαισθητική αίσθηση της σχετικότητας - ότι οι νόμοι δεν αλλάζουν εάν κινείστε με σταθερή ταχύτητα. Το βιώνουν καθημερινά. Έτσι, αν τα πουλιά γίνονταν έξυπνα, νομίζω ότι θα έκαναν πιο γρήγορη πρόοδο στη φυσική από ό,τι οι άνθρωποι. Οι αράχνες θα είχαν επίσης διαφορετική οπτική. Επικοινωνούν μέσω της αφής και των δονήσεων των ιστών τους. Θα είχαν πολύ καλή είσοδο στη θεωρία πεδίου και στον ηλεκτρισμό.
Ένας κίνδυνος για έναν θεωρητικό φυσικό είναι ότι μπορεί να παγιδευτείτε τόσο στην ομορφιά των εξισώσεων σας και στο πώς όλα ταιριάζουν μεταξύ τους ώστε να αποσπαστείτε από τον φυσικό κόσμο. Χρειάζεστε ακόμα εμπειρικές δοκιμές για να αποδείξετε αυτήν την υποκείμενη δομή. Αυτό αποτελεί επαγγελματικό κίνδυνο για εσάς;
Είναι απολύτως. Στον σπουδαίο φυσικό Ρίτσαρντ Φάινμαν άρεσε να λέει ότι έχεις φαντασία, αλλά είναι φαντασία με ζουρλομανδύα. Για μένα προϋποθέτει διαφορετικό επίπεδο ενδιαφέροντος όταν οι ιδέες σας προτείνουν πειραματικές συνέπειες που μπορείτε να ελέγξετε.
Τι θα συμβεί αν δεν υπάρχει «θεωρία των πάντων» που να ενώνει τους νόμους της φυσικής; Πού αφήνει αυτό το επιχείρημά σας για τη φύση ως έργο ομορφιάς;
Το επιχείρημα εξακολουθεί να είναι σωστό. Γνωρίζουμε ήδη ότι υπάρχουν όμορφοι νόμοι που εξηγούν το μεγαλύτερο μέρος του τρόπου με τον οποίο λειτουργεί η ύλη. Απλώς δεν τα έχουμε καταλάβει όλα. Είναι δύσκολο να υπερβάλει κανείς πόσο συμμετρικοί, πόσο γόνιμοι, πόσο δημιουργικοί είναι οι νόμοι. Είναι μεγάλο δώρο. Αλλά δεν είμαστε ικανοποιημένοι επειδή υπάρχουν μερικά ενοχλητικά μικρά ελαττώματα όπως στην ιστορία «The Birth-Mark», όπου υπάρχει αυτή η μικρή ατέλεια που διακατέχει τον μνηστή της. Προσπαθούμε λοιπόν να βρούμε νέα φαινόμενα που θα μας επέτρεπαν να έχουμε ακόμη περισσότερη συμμετρία και θα έκαναν τις εξισώσεις πιο όμορφες. Αλλά η τελική ετυμηγορία είναι πειραματική.
Φαίνεσαι κάπως ασυνήθιστος για έναν επιστήμονα. Σαφώς σας αρέσει να εξερευνάτε αυτές τις μεγάλες ιδέες. Σκεφτήκατε ποτέ να γίνετε φιλόσοφος παρά φυσικός;
Απολύτως. Όταν ήμουν νέος έφηβος, οι ήρωές μου ήταν ο Αϊνστάιν από τη μια και ο Μπέρτραντ Ράσελ από την άλλη. Μου άρεσε να διαβάζω για τη φιλοσοφία και να σκέφτομαι τέτοιου είδους ερωτήσεις.
Τα τελευταία χρόνια, ορισμένοι φυσικοί υψηλού προφίλ, συμπεριλαμβανομένων των Stephen Hawking, Lawrence Krauss και Neil DeGrasse Tyson, έκαναν απαξιωτικά σχόλια για τους φιλοσόφους, λέγοντας βασικά ότι έχουν μικρή αξία για τον πραγματικό κόσμο της επιστήμης. Τι πιστεύετε για αυτές τις επιθέσεις στη φιλοσοφία από τους συναδέλφους σας;
Νομίζω ότι δείχνει έλλειψη φαντασίας και έλλειψη γνώσης του τι είναι φιλοσοφία. Υπάρχουν πολλά για τον κόσμο εκτός από τους νόμους της φυσικής και τα φυσικά φαινόμενα. Υπάρχουν αιώνες εμπειρίας στην πάλη με αυτά τα προβλήματα και τη βελτίωση αυτών των εννοιών. Δεν είναι συνετό και οριακά ανόητο να το διαγράφεις. Όπως έκανε ο Αϊνστάιν, άντλησα τεράστια έμπνευση από τη φιλοσοφική λογοτεχνία, από το να ακονίσω το μυαλό σου ενάντια στον Ντέιβιντ Χιουμ ή τον Ερνστ Μαχ ή τον Μπέρτραντ Ράσελ.
Οι φιλόσοφοι δεν αναρωτιούνται απλώς πώς ταιριάζουν όλα μαζί. Ρωτούν αν το σύμπαν έχει νόημα. Έχει απήχηση αυτή η ερώτηση για εσάς;
Ναι φυσικά. Με ενδιαφέρει πολύ τι σημαίνει όλο αυτό. Αυτό είναι που οδηγεί πολλά από αυτά που κάνω.
Τι σημαίνει λοιπόν;
Δεν νομίζω ότι αυτή είναι η σωστή ερώτηση γιατί δεν είμαι σίγουρος πώς θα ήταν μια απάντηση. Ήμουν πολύ χαρούμενος που σκέφτηκα μια διαφορετική εκδοχή αυτής της ερώτησης, η οποία μπορεί να απαντηθεί με πολύ γόνιμο τρόπο:Ο κόσμος ενσωματώνει όμορφες ιδέες; Μπορείτε να δείτε αυτό το ερώτημα με διαφωτιστικό τρόπο κοιτάζοντας την ιστορία των ιδεών των ανθρώπων για την ομορφιά πριν γνωρίσουν τους νόμους της φυσικής και στη συνέχεια να το συγκρίνετε με αυτό που πραγματικά βρήκαμε. Αποκτάτε μια εμπλουτισμένη προοπτική τόσο για την τέχνη όσο και για την επιστήμη.
Αν κάποιος χρειάζεται ένα βαθύτερο σύστημα αξιών για να ξαναπατήσει, λέτε ότι η ομορφιά θα ήταν ένα καλό μέρος για να την αναζητήσετε;
Ναί. Μερικοί άνθρωποι αντλούν χαρά και κατανόηση από τα δόγματα των διαφορετικών θρησκειών, και αυτός είναι ένας τρόπος να οργανώσετε τη ζωή σας. Δεν το βρίσκω δυνατό γιατί δεν νομίζω ότι καμία από τις λαμβανόμενες θρησκείες ανταποκρίνεται σε όσα έχω ανακαλύψει για τον φυσικό κόσμο. Δεν είναι τόσο πολύ που κάνουν λάθος, αν και πολλές λεπτομέρειες είναι λάθος, αλλά απλώς δεν ανταποκρίνονται στις βαθιές εκπλήξεις που αποκαλύπτει η επιστήμη σχετικά με το πόσο μεγάλο είναι το σύμπαν, πόσο παλιό είναι, πόσα μικρά πράγματα συμβαίνουν κάνοντας τα μεγάλα πράγματα που βιώνουμε στη ζωή. Αυτό σημαίνει ότι εναπόκειται σε εμάς να καταλάβουμε και να κάνουμε το νόημα. Και για μένα η ομορφιά είναι μια από τις μεγάλες ανακαλύψεις που εμπεριέχει το τι σημαίνει όλο αυτό. Αυτό ήταν μια μεγάλη πηγή χαράς.
Ένα από τα βαθύτερα ερωτήματα τόσο για την επιστήμη όσο και για τη θρησκεία είναι το ζήτημα της προέλευσης. Πώς ξεκίνησε το σύμπαν ή έχει καν αρχή; Πώς προκύπτει κάτι από το τίποτα; Ο Lawrence Krauss ισχυρίζεται ότι αυτό δεν είναι και τόσο μυστηριώδες. Λέει ότι οι καταστάσεις κενού είναι ασταθείς στην κβαντική θεωρία πεδίου, επομένως δεν είναι ασυνήθιστο οι καταστάσεις να εμφανίζονται και να φεύγουν.
Μάλιστα, ο φίλος μου ο Λόρενς παρέθεταν το έργο μου. Δεν καταλαβαίνω όλες τις συνέπειες, αλλά οι εξισώσεις δεν επιτρέπουν σταθερές λύσεις που δεν έχουν τίποτα. Το κενό είναι κάτι πολύ διαφορετικό από μια λύση των θεμελιωδών νόμων της φύσης, οπότε αν το κενό δεν επιτρέπεται, αυτό είναι μια εξήγηση για το γιατί υπάρχει κάτι και όχι τίποτα. Αλλά δεν νομίζω ότι είναι πραγματικά το ερώτημα που κάνουν οι φιλόσοφοι.
Ρωτούν από πού προέρχονται οι νόμοι της φυσικής.
Ακριβώς. Από πού προέκυψαν οι εξισώσεις; Γνωρίζουμε ότι το κενό δεν είναι σωστή ιδέα. Δεν είναι μια πιθανότητα δεδομένων των νόμων που γνωρίζουμε.
Δηλαδή δεν υπάρχει κενός χώρος;
Σωστά. Η ιδέα ότι ο χώρος είναι ένα άδειο, παθητικό δοχείο που δεν έχει εσωτερική ζωή είναι εντελώς λάθος. Στην κβαντομηχανική, ο χώρος έχει αυθόρμητες δραστηριότητες. Αυτά ονομάζονται «εικονικά σωματίδια». Μέρος αυτού για το οποίο πήρα το βραβείο Νόμπελ ήταν να καταλάβω πώς τα εικονικά σωματίδια επηρεάζουν τα πραγματικά σωματίδια που βλέπουμε.
Τι είναι τα εικονικά σωματίδια;
Είναι σαν να ζούμε στην επιφάνεια ενός πλανήτη που έχει πολλή δραστηριότητα από κάτω που δεν φαίνεται στην επιφάνεια, αλλά επηρεάζει τον τρόπο που είναι ο κόσμος. Στους νόμους της θεμελιώδης φυσικής, τα πεδία - για παράδειγμα, τα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία - έχουν αυθόρμητη δραστηριότητα. Τα εικονικά σωματίδια δημιουργούνται για πολύ σύντομο χρονικό διάστημα και μετά εξαφανίζονται χωρίς ποτέ να είναι κάτι που μπορεί να γίνει αισθητό από τα μάτια ή τα όργανά μας. Αλλά είναι στις εξισώσεις και επηρεάζουν τις ιδιότητες των σωματιδίων που βλέπουμε και μπορούμε να υπολογίσουμε και να ελέγξουμε. Επομένως, δεν υπάρχει αμφιβολία ότι ο χώρος - που μερικές φορές αποκαλώ "το πλέγμα" - είναι μια πηγή δραστηριότητας. Αυτός είναι ένας λόγος που δεν είναι κενό. Έχει ζωή.
Αν αναζητούμε λοιπόν το πιο θεμελιώδες πράγμα στο σύμπαν, δεν είναι σωματίδια ή ύλη. Είναι αυτός ο χώρος για τον οποίο μιλάτε;
Ναι, ο ίδιος ο χώρος έχει τη δική του ζωή. Το να κατανοήσουμε αυτό που αντιλαμβανόμαστε ως κενό χώρο είναι πραγματικά το κλειδί για να κατανοήσουμε πώς λειτουργεί ολόκληρο το σύμπαν. Μου αρέσει να αστειεύομαι με τους μαθητές μου ότι στη Νευτώνεια μηχανική, το κλειδί είναι να λυθεί το πρόβλημα του πώς ένα σώμα κινείται γύρω από ένα άλλο, όπως η γη κινείται γύρω από τον ήλιο. Στην κβαντομηχανική, το βασικό πρόβλημα είναι το «πρόβλημα κανενός» και είναι ο κενός χώρος που εκτελεί την παράσταση. Τα σωματίδια που βλέπουμε στην πραγματικότητα είναι ένα είδος επιφαινομένων πάνω από τη δομή του κενού χώρου.
Μιλούσαμε για τις δυσκολίες συμφιλίωσης του άυλου κόσμου με την ύλη και το μεγαλύτερο μυστήριο από όλα μπορεί να είναι το «πρόβλημα μυαλού-εγκεφάλου» — πώς ο άυλος κόσμος του μυαλού μας βγαίνει από τρία κιλά ανόητων πραγμάτων στον εγκέφαλό μας. Είναι αυτό ένα πρόβλημα για τη φυσική ή πρέπει να το αφήσουμε στους νευροεπιστήμονες;
Οι νόμοι της φυσικής ισχύουν για τον εγκέφαλο, επομένως δεν πρέπει να ψάχνετε για ψυχή ή κάτι άυλο εκτός από τα σωματίδια που συνθέτουν τον εγκέφαλο. Μια καλή υπόθεση εργασίας είναι ότι ο εγκέφαλος είναι σαν υπολογιστής και το παζλ είναι να κατανοήσουμε πώς το φυσικό αντικείμενο που υπακούει στους νόμους της φυσικής μπορεί να κάνει υπολογισμούς και να κάνει μυαλό. Έπειτα, υπάρχει το πιο τεχνικό ερώτημα εάν ο τρόπος που χρησιμοποιούμε τη φυσική για να περιγράψουμε αντικείμενα στο φυσικό σύμπαν μπορεί να χρησιμοποιηθεί για να φωτίσει τον τρόπο λειτουργίας του εγκεφάλου - εάν οι ιδέες για τη συμμετρία, την επιστήμη των υλικών και την ηλεκτρική αγωγιμότητα θα είναι σημαντικές για τη νευροβιολογία. Νομίζω ότι υπάρχει μεγάλη πιθανότητα η απάντηση να είναι ναι. Τα μέρη του εγκεφάλου είναι πολύ τακτικά και συμμετρικά. Η παρεγκεφαλίδα είναι πολύ δομημένη. Τα νευρωνικά δίκτυα είναι μια άλλη εξέλιξη που βρίσκω απολύτως συναρπαστική. Τα τεχνητά νευρωνικά δίκτυα είναι μια εξιδανίκευση των νευρικών συστημάτων στον εγκέφαλο, αλλά χρησιμοποιούν νόμους υπολογισμού που οι άνθρωποι της φυσικής θα αναγνώριζαν. Στην πραγματικότητα, οι φυσικοί επινόησαν πολλές από αυτές τις τεχνικές επειδή μοιάζουν με τις εξισώσεις που διέπουν τα ηλεκτρικά κυκλώματα. Επομένως, νομίζω ότι η φυσική έχει πολλά να προσφέρει στη νευροβιολογία.
Πιστεύετε ότι η επιστήμη θα λύσει ποτέ το θεμελιώδες πρόβλημα του τρόπου με τον οποίο βγάζουμε τον ψυχικό μας κόσμο από υλικά πράγματα;
Ναι. Πώς να το πω; Νομίζω ότι έχουμε φτάσει ίσως το 90 τοις εκατό μέχρι εκεί.
Είσαι αισιόδοξος!
Όχι, νομίζω ότι απλώς ερμηνεύω τα πράγματα σωστά. Πριν από λίγο καιρό φαινόταν πολύ μυστηριώδες ότι τα μοτίβα των μονάδων και των μηδενικών θα μπορούσαν να κωδικοποιήσουν τον τρόπο με τον οποίο κάνετε υπολογισμούς. για παράδειγμα, πώς παίζεις σκάκι. Αλλά τώρα μπορούμε να σχεδιάσουμε συστήματα που λειτουργούν σε μονάδες και μηδενικά που κάνουν κάτι πολύ σαν τη σκέψη. Όλο και περισσότερο έχετε ουσιαστικές αλληλεπιδράσεις με συστήματα όπως το Siri που απλώς χειρίζονται μοτίβα μονάδων και μηδενικών. Αυτά τα ένα και τα μηδενικά ενσωματώνονται σε φυσικά αντικείμενα, δηλαδή σε τρανζίστορ, οπότε αυτό είναι πολύ κοντά στο να πούμε ότι ο νους ενσωματώνεται σε φυσικά αντικείμενα. Αυτά είναι συγκεκριμένα αντικείμενα που σχεδιάσαμε.
Ο Steve Paulson είναι ο εκτελεστικός παραγωγός της εκπομπής To the Best of Our Knowledge του Wisconsin Public Radio. Είναι ο συγγραφέας του Άτομα και Εδέμ:Συνομιλίες για τη Θρησκεία και την Επιστήμη. Μπορείτε να εγγραφείτε στο podcast του TTBOOK εδώ.
*Όπως δημοσιεύτηκε αρχικά, αυτή η εικόνα πιστώθηκε εσφαλμένα.
