Η Κβαντομηχανική Δοκιμάζει την Ανθρώπινη Ταυτότητα

"Ακόμη και κατ' αρχήν, δεν μπορεί κανείς να ζητήσει άλλοθι ενός ηλεκτρονίου!"
Hermann Weyl, The Theory of Groups and Quantum Mechanics (1950)

Έχετε ακούσει ποτέ την ιστορία του Martin Guerre;

Έζησε με τη νύφη και τον νεογέννητο γιο του στο Artigat, ένα μικρό χωριό στους πρόποδες των Πυρηναίων της νοτιοδυτικής Γαλλίας. Το 1548, σε ηλικία 24 ετών, αφού κατηγορήθηκε από τους ίδιους τους γονείς του για κλοπή, ο Martin Guerre εξαφανίστηκε, αφήνοντας πίσω την οικογένειά του. Οκτώ χρόνια αργότερα, αφού οι γονείς του έφυγαν από τη ζωή, ο Γκερ επέστρεψε στο σπίτι, ξαναβρέθηκε με τη σύζυγο, τον γιο και τους συγχωριανούς του.

Τα επόμενα τρία χρόνια, ο Guerre και η σύζυγός του, Bertrande, απέκτησαν άλλα δύο παιδιά. Όλα πήγαιναν κολυμπώντας μέχρι που ένας ξένος στρατιώτης πέρασε από την πόλη και ισχυρίστηκε ότι ο άντρας που είχε επιστρέψει δεν ήταν ο πραγματικός Martin Guerre, αλλά ένας απατεώνας ονόματι Arnault du Tilh. Ο κατήγορος ισχυρίστηκε ότι πολέμησε μαζί με τον Guerre στον ισπανικό στρατό και είπε ότι ο Guerre έχασε ένα πόδι στη μάχη. Ο Μπερτράντ αγνόησε την κατηγορία, βέβαιος ότι ο άντρας με τον οποίο ζούσε ήταν και ήταν πάντα ο σύζυγός της. Σύντομα όμως ο θείος του Γκερ και ο πατριός του Μπερτράντ ενώθηκαν με τον ξένο στρατιώτη κατηγορώντας τον άνδρα ότι πλαστογραφούσε την ταυτότητα του Γκερ και τον οδήγησαν σε δίκη.

Είναι μια ιστορία που έχει παραμείνει στη συλλογική μας φαντασία—έχει μετατραπεί σε ταινία, μιούζικαλ, ιστορικό μυθιστόρημα, τηλεοπτική σειρά και Simpsons επεισόδιο—επειδή χτυπά ένα ολοένα ακατέργαστο νεύρο:Υπάρχει μια αίσθηση στην οποία οι αντιλήψεις μας για την ταυτότητά μας είναι ανασφαλείς. Πώς μπορούμε να είμαστε σίγουροι ποιος είναι κάποιος, ακόμα και κάποιος κοντινός; Πώς μπορούμε να είμαστε σίγουροι ποιοι είμαστε, ή αυτό είμαστε? Τι μπορεί να σημαίνει ταυτότητα σε έναν κόσμο που αλλάζει συνεχώς;

Οι πρώτοι βιταλιστές φιλόσοφοι είχαν μια έτοιμη απάντηση:Ο καθένας μας διακρίνεται από μια θεϊκή ψυχή, τα φυσικά μας σώματα απλές μαριονέτες που εμψυχώνονται από τον αόρατο εαυτό μας. Αλλά η επιστήμη έχει διαβρώσει αυτή την απάντηση και αναζήτησε ταυτότητα στο ίδιο το φυσικό σώμα:Σε μικροσκοπικό επίπεδο, υπόσχεται το αναγωγικό όνειρο, πρέπει να υπάρχει κάτι που να ξεχωρίζει τον καθένα μας από τον άλλο. Ένα σκληρό θεμέλιο για την ταυτότητά μας, ένα από μόρια και άτομα.

Αυτός ο δρόμος, ωστόσο, είναι πολύ πιο ασταθής από όσο φαίνεται. Ρίξτε το βλέμμα σας στον Guerre, που στέκεται εκεί στην αίθουσα του δικαστηρίου. Κοιτάξτε πιο προσεκτικά το πρόσωπό του, το δέρμα του, τους πόρους του. Ανατρέξτε στους πιο βασικούς ψηφοφόρους του. Εκεί:Βλέπεις αυτό το ηλεκτρόνιο; Είναι ένα δομικό στοιχείο του ίδιου του Guerre. Αλλά τι θα γινόταν αν δοκιμάζαμε το ηλεκτρόνιο αντί του Guerre;

Ναι, μπορούμε όλοι να γελάμε με το παράξενο να δοκιμάζουμε ένα στοιχειώδες σωματίδιο στην πλήρη έκταση του νόμου. Ναι, όλοι μπορούμε να περιμένουμε μερικά λογοπαίγνια που να αξίζουν ανατριχιαστικά. Ας τους βγάλουμε από τη μέση τώρα, έτσι δεν είναι; Ο αέρας στο δωμάτιο είναι ηλεκτρικός . Ο κατηγορούμενος είναι κατηγορούμενος με το σοβαρό αδίκημα της απάτης ταυτότητας. Καλός. Ας προχωρήσουμε.

Ο δικαστής χτυπά το σφυρί του για να βάλει τάξη στην αίθουσα του δικαστηρίου. Δώδεκα ένορκοι προσέχουν. Ο κατηγορούμενος στριμώχνεται στη θέση του, προς απογοήτευση των δικηγόρων του και την απογοήτευση του σκιτσογράφου.

Ένα ηλεκτρόνιο—οποιοδήποτε ηλεκτρόνιο—είναι ένα στοιχειώδες σωματίδιο, που σημαίνει ότι δεν έχει γνωστή υποδομή. Το Guerre φτιάχτηκε από μόρια, τα μόρια είναι φτιαγμένα από άτομα, τα άτομα από στοιχειώδη σωματίδια, αλλά τα στοιχειώδη σωματίδια είναι το τέλος της γραμμής. Είναι φτιαγμένα από τίποτα, καθώς είναι, ως έχουν, τα πιο βασικά δομικά στοιχεία του υλικού κόσμου. Ένα ηλεκτρόνιο είναι ένα σημείο που κυριολεκτικά δεν καταλαμβάνει καθόλου χώρο. Κάθε ηλεκτρόνιο ορίζεται αποκλειστικά ως προς τη μάζα του (μικροσκοπικό), το σπιν του (1/2) και το φορτίο του (αρνητικό). Αυτά τα τρία χαρακτηριστικά περιλαμβάνουν στο σύνολο η πλήρης και περιεκτική ταυτότητα του ηλεκτρονίου, καθώς η επιθυμία του για χωρική έκταση δεν έχει περιθώρια να φιλοξενήσει άλλα χαρακτηριστικά.

Τι σημαίνει αυτό? Ότι κάθε ηλεκτρόνιο είναι η ακριβής εικόνα φτύσιμου κάθε άλλου ηλεκτρονίου, χωρίς, όπως συμβαίνει, έστω και το παραμικρό περιθώριο ακόμη και για την πιο μικρή απόκλιση. Σε αντίθεση με ένα σύνθετο, μακροσκοπικό αντικείμενο όπως το Guerre—ή οτιδήποτε άλλο στην καθημερινή μας εμπειρία—τα ηλεκτρόνια δεν είναι απλώς παρόμοια, αν είναι ασυνήθιστα, αλλά βαθιά, βαθιά πανομοιότυπα —ανταλλάξιμα, ανταλλάξιμα, απλά σύμβολα κράτησης θέσης, κενές ετικέτες που γράφουν "ηλεκτρόνιο" και τίποτα περισσότερο.

Αυτό έχει κάποιες μάλλον περίεργες —και μετρήσιμες— συνέπειες. Εξετάστε το ακόλουθο παράδειγμα:Έχουμε δύο στοιχειώδη σωματίδια, το Α και το Β, και δύο κουτιά, και γνωρίζουμε ότι κάθε σωματίδιο πρέπει να βρίσκεται σε ένα από τα δύο κουτιά ανά πάσα στιγμή. Υποθέτοντας ότι το Α και το Β είναι παρόμοια αλλά διακριτά, η ρύθμιση επιτρέπει τέσσερις δυνατότητες:το Α βρίσκεται στο πλαίσιο 1 και το Β είναι στο πλαίσιο 2, το Α και το Β είναι και τα δύο στο πλαίσιο 1, το Α και το Β είναι και τα δύο στο πλαίσιο 2 ή το Α είναι στο πλαίσιο Τα κουτιά 2 και Β βρίσκονται στο πλαίσιο 1. Οι κανόνες πιθανοτήτων μας λένε ότι υπάρχει πιθανότητα 1 στις 4 να βρεθούν τα δύο σωματίδια σε καθεμία από αυτές τις διαμορφώσεις.

Εάν, από την άλλη πλευρά, τα σωματίδια Α και Β είναι πραγματικά πανομοιότυπα , πρέπει να κάνουμε μια μάλλον περίεργη προσαρμογή στη σκέψη μας, γιατί σε αυτήν την περίπτωση δεν υπάρχει κυριολεκτικά καμία διαφορά μεταξύ του να πούμε ότι το Α βρίσκεται στο πλαίσιο 1 και το Β στο πλαίσιο 2, ή το Β είναι στο πλαίσιο 1 και το Α είναι στο πλαίσιο 2. Αυτά τα σενάρια , που αρχικά θεωρήθηκαν δύο διαφορετικές δυνατότητες, είναι στην πραγματικότητα ακριβώς οι ίδιες. Συνολικά, τώρα, υπάρχουν μόνο τρεις πιθανές διαμορφώσεις και η πιθανότητα εκχωρεί μια πιθανότητα 1 στις 3 να ανακαλύψουμε τα σωματίδια σε οποιοδήποτε από αυτά.

Το πείραμα επιβεβαιώνει ότι ο μικρόκοσμος υπακούει στα στατιστικά στοιχεία 1-σε-3. Ανταλλάξτε τον κατηγορούμενο με άλλον του είδους του—το σύμπαν δεν θα καταγράψει καμία διαφορά, όπως και εμείς.

Σκορ ένα για την άμυνα. Για να οδηγήσει το θέμα στο σπίτι, ο συνήγορος υπεράσπισης καλεί στο βήμα έναν Frank Wilczek, έναν θεωρητικό φυσικό από το Ινστιτούτο Τεχνολογίας της Μασαχουσέτης, για κατάθεση εμπειρογνωμόνων. Για να εδραιώσει την ιδιότητά του ως εμπειρογνώμονα, ο σύμβουλος απαγγέλλει τα διαπιστευτήρια του Wilczek στο αρχείο:αμέτρητα βιβλία και επιστημονικές δημοσιεύσεις, μια παρατεταμένη λίστα βραβείων που κέρδισαν. «Ω», χαμογελάει ο δικηγόρος, «και ένα βραβείο Νόμπελ». Ο εισαγγελέας φαίνεται απίστευτα εντυπωσιασμένος.

«Ο Δρ. Wilczek», ξεκινά ο συνήγορος υπεράσπισης. «Έχετε δηλώσει αυτό που πιστεύετε ότι είναι το πιο βαθύ αποτέλεσμα της κβαντικής θεωρίας πεδίου. Μπορείτε να επαναλάβετε για το δικαστήριο τι είναι αυτό;»

Ο φυσικός κλίνει προς το μικρόφωνο. «Αυτά τα δύο ηλεκτρόνια είναι δυσδιάκριτα», λέει.

Το όπλο καπνίσματος για δυσδιάκριτο, και άμεσο αποτέλεσμα των στατιστικών 1-σε-3, είναι παρεμβολές. Η παρεμβολή προδίδει τη μυστική ζωή του ηλεκτρονίου, εξηγεί ο Wilczek. Κατά την παρατήρηση, θα βρούμε πάντα ότι το ηλεκτρόνιο είναι ένα σωματιδιακό σωματίδιο, αλλά όταν όχι κοιτάζοντας το, το ηλεκτρόνιο φέρει τις ιδιότητες ενός κύματος. Όταν δύο κύματα επικαλύπτονται, παρεμβαίνουν - προσθέτοντας και ενισχύοντας στα σημεία όπου ευθυγραμμίζονται οι φάσεις τους - κορυφές με κορυφές, κοιλότητες με κοιλότητες - και ακυρώνοντας και εξαφανίζοντας εκεί που βρίσκονται εκτός συγχρονισμού. Αυτά τα παρεμβαλλόμενα κύματα δεν είναι φυσικά κύματα που κυματίζουν μέσα από ένα υλικό μέσο, ​​αλλά μαθηματικά κύματα που ονομάζονται κυματοσυναρτήσεις. Όπου τα φυσικά κύματα μεταφέρουν ενέργεια στα πλάτη τους, οι κυματοσυναρτήσεις φέρουν πιθανότητα. Έτσι, παρόλο που ποτέ δεν παρατηρούμε αυτά τα κύματα απευθείας, το αποτέλεσμα της παρεμβολής τους φαίνεται εύκολα στο πώς επηρεάζει την πιθανότητα και τα στατιστικά αποτελέσματα του πειράματος. Το μόνο που χρειάζεται να κάνουμε είναι να μετράμε.

Το κρίσιμο σημείο είναι ότι παρεμβαίνουν μόνο αληθινά πανομοιότυπα, δυσδιάκριτα πράγματα. Τη στιγμή που βρίσκουμε έναν τρόπο να διακρίνουμε μεταξύ τους - είτε πρόκειται για σωματίδια, μονοπάτια ή διεργασίες - η παρεμβολή εξαφανίζεται και το κρυμμένο κύμα εμφανίζεται ξαφνικά με τη σωματιδιακή του μορφή. Εάν δύο σωματίδια παρουσιάζουν παρεμβολή, μπορούμε να γνωρίζουμε με απόλυτη βεβαιότητα ότι είναι πανομοιότυπα. Σίγουρα, το πείραμα μετά το άλλο το έχει αποδείξει χωρίς αμφιβολία:τα ηλεκτρόνια παρεμβαίνουν. Είναι πανομοιότυπα—όχι για βλακεία ή κακή όραση, αλλά επειδή είναι βαθιά, βαθιά, εγγενώς δυσδιάκριτα, κάθε τελευταία φορά.

Αυτό δεν είναι δευτερεύον τεχνικό στοιχείο. Είναι η βασική διαφορά μεταξύ του παράξενου κόσμου του κβαντικού και του συνηθισμένου κόσμου της εμπειρίας μας. Το δυσδιάκριτο του ηλεκτρονίου είναι «αυτό που κάνει δυνατή τη χημεία», λέει ο Wilczek. «Είναι αυτό που επιτρέπει την αναπαραγώγιμη συμπεριφορά της ύλης». Εάν τα ηλεκτρόνια ήταν διακριτά, μεταβάλλοντας συνεχώς ανά ελάχιστες διαφορές, όλα θα ήταν χάος. Είναι η διακριτή, οριστική, ψηφιακή τους φύση που τα καθιστά ανεκτικά σε σφάλματα σε έναν λανθασμένο κόσμο.

Η ταυτότητά τους σημαίνει ότι, ενώ μπορούμε να μιλάμε για ηλεκτρόνια γενικά, μας απαγορεύεται να κάνουμε δηλώσεις για οποιοδήποτε συγκεκριμένο ηλεκτρόνιο. «Αν έχετε δύο ηλεκτρόνια και αργότερα παρατηρήσετε δύο ηλεκτρόνια, αλλά δεν τα παρακολουθήσατε σε ενδιάμεσα στάδια, δεν μπορείτε να πείτε ποιο ήταν αρχικά ποιο», λέει ο Wilczek. "Δεν είναι μόνο ότι είστε μπερδεμένοι - είναι αδύνατο καταρχήν να ξεχωρίσετε ποιο ήταν ποιο."

Ο Peter Pesic, φυσικός, ιστορικός και μουσικός στο κολέγιο St. John's στη Σάντα Φε, στο Νέο Μεξικό, το θέτει ως εξής:«Θα μπορούσαμε να κάνουμε μια δήλωση όπως:«Υπάρχουν πέντε ηλεκτρόνια». Μπορούμε να τους δώσουμε έναν βασικό αριθμό. Αλλά δεν μπορούσαμε να τους δώσουμε τους τακτικούς αριθμούς». Οι βασικοί αριθμοί μετρούν αριθμούς. Πέντε ηλεκτρόνια. Οι τακτικοί αριθμοί είναι διατεταγμένοι αριθμοί—οι πρώτοι , το δεύτερο , το τρίτο , το τέταρτο , το πέμπτο . Το να λέμε ότι μπορούμε να έχουμε καρδινάλιους χωρίς διατάγματα σημαίνει ότι μπορούμε να κολλήσουμε ετικέτες στην ομάδα αλλά όχι σε κανένα από τα μεμονωμένα μέλη της—πράγμα που σημαίνει ότι τα μέλη της δεν είναι καθόλου άτομα. «Αυτό είναι πολύ περίεργο», συνέχισε ο Πέσιτς, «επειδή σκεφτόμαστε τους βασικούς και τους τακτικούς αριθμούς σαν να ισχύουν πάντα και οι δύο. Σε μικροσκοπικό επίπεδο, αυτό δεν είναι αλήθεια. Έχετε το ένα χωρίς το άλλο."

Ο εισαγγελέας περπατά αργά μπρος-πίσω μπροστά από το βήμα του μάρτυρα, εξετάζοντας την κατ'αντιπαράσταση εξέτασή του. Ίσως, προτείνει, να μπορούμε να διακρίνουμε τα ηλεκτρόνια όχι από τα εγγενή χαρακτηριστικά τους, αλλά από τη θέση τους στο χώρο. Ακόμα κι αν δύο ηλεκτρόνια είναι πανομοιότυπα από κάθε άποψη, σίγουρα μπορούμε να τα ξεχωρίσουμε από το γεγονός και μόνο ότι το ένα είναι εδώ και το άλλο εκεί , δεν μπορούμε;

Η απάντηση του Wilczek είναι ένα απλό «όχι». Ενώ τα σωματίδια φαίνεται να καταλαμβάνουν συγκεκριμένα σημεία στο χώρο, τα κύματα, από τη φύση τους, δεν το καταλαμβάνουν. Και έτσι, όταν σωματίδια όπως το ηλεκτρόνιό μας δεν παρακολουθούνται, γίνονται διάχυτα και άτοπα. Οι κυματοσυναρτήσεις τους, αν και συγκεντρώνονται σε συγκεκριμένες περιοχές του χώρου, εκτείνονται στο άπειρο, έτσι ώστε να υπάρχει πάντα μια μικρή αλλά μηδενική πιθανότητα να εκδηλωθεί οπουδήποτε η σωματιδιακή τους φύση, εάν κάποιος αποφασίσει να την αναζητήσει.

Όταν κανείς δεν κοιτάζει, το ηλεκτρόνιο δεν είναι πουθενά , αλλά απλώς έχει την πιθανότητα να βρεθεί σε διάφορες τοποθεσίες - γεγονός τόσο παράξενο που δεν μπορεί παρά να αναρωτηθεί αν είναι τα ηλεκτρόνια που είναι τόσο δόλια ή μάλλον ο ίδιος ο χώρος. Τι συμβαίνει στο διάστημα όταν δεν κοιτάμε; Απλώς πέφτει;

Ο Wilczek το θέτει ως εξής:«Μια άλλη πτυχή της κβαντικής μηχανικής που σχετίζεται στενά με τη δυσδιάκριτη διάκριση, και ανταγωνιστής για τη βαθύτερη πτυχή της, είναι ότι αν θέλετε να περιγράψετε την κατάσταση δύο ηλεκτρονίων, δεν είναι ότι έχετε μια κυματοσυνάρτηση για ένα και μια ξεχωριστή κυματοσυνάρτηση για τον άλλο, ο καθένας ζει σε τρισδιάστατο χώρο. Έχετε πραγματικά ένα έξι -διαστατική κυματοσυνάρτηση που έχει δύο θέσεις σε αυτήν όπου μπορείτε να συμπληρώσετε δύο ηλεκτρόνια." Η εξαδιάστατη κυματοσυνάρτηση σημαίνει ότι οι πιθανότητες εύρεσης κάθε ηλεκτρονίου σε μια συγκεκριμένη θέση δεν είναι ανεξάρτητες—δηλαδή είναι μπλεγμένες.

Με τον παλιό τρόπο που βλέπαμε τα πράγματα, είχαμε χώρο και μετά βάζαμε πράγματα σε αυτόν. Στην κβαντική άποψη, έχουμε πράγματα - όπως τα ηλεκτρόνια - και το διάστημα εμφανίζεται ως ένας τρόπος για να περιγράψουμε το πολύπλοκο σύνολο σχέσεων και αλληλεξαρτήσεων μεταξύ τους, με τοπικά σημεία όπως «εδώ» και «εκεί» να κρυφοκοιτάγονται σαν τις κορυφές των παγόβουνων. /P>

Όταν δύο σωματίδια μπλέκονται, οι ιδιότητές τους — οι ταυτότητες τους — δεν κατοικούν σε κανένα σωματίδιο μεμονωμένα αλλά στη μεταξύ τους σχέση, μια σχέση που επιδεικνύει τους συνηθισμένους περιορισμούς του χώρου, παρακάμπτοντάς τον με αυτό που ο Αϊνστάιν ονόμασε «απόκοσμη δράση από απόσταση». «Έχουμε αυτό το πρόβλημα ότι τα σωματίδια της ύλης συχνά μπλέκονται έτσι», λέει ο φιλόσοφος Τζέιμς Λέντιμαν από το Πανεπιστήμιο του Μπρίστολ. «Η κατάσταση του κόσμου δεν μπορεί να γραφτεί ως η κατάσταση όλων των σωματιδίων ξεχωριστά. Είναι όλα δεμένα μαζί."

Η ομοιότητα των ηλεκτρονίων - όλων των σωματιδίων - όχι μόνο ακρωτηριάζει την έννοια ενός πράγματος, αλλά και την έννοια του χώρου, αποκαλύπτοντάς τα ότι είναι οι απέναντι όψεις του ίδιου ασθενούς νομίσματος. Είναι μια ένδειξη ότι κάτι δεν πάει καλά με τον τρόπο που κόβουμε τον κόσμο σε μέρη. Μια ένδειξη για ένα είδος ολισμού, μια υποκείμενη ενότητα.

Ένα τι;

Κάποιοι, όπως ο Wilczek, λένε ένα χωράφι. Δεν είναι μυστήριο ότι όλα τα ηλεκτρόνια μοιάζουν, λέει, γιατί είναι όλα εκδηλώσεις, προσωρινές διεγέρσεις ενός και του αυτού υποκείμενου πεδίου ηλεκτρονίων, που διαπερνά όλο τον χώρο, όλο τον χρόνο. Άλλοι, όπως ο φυσικός John Archibald Wheeler, λένε ένα σωματίδιο. Πρότεινε ότι ίσως τα ηλεκτρόνια να είναι δυσδιάκριτα επειδή υπάρχει μόνο ένα, αλλά ανιχνεύει τόσο περίπλοκα μονοπάτια μέσα στο χώρο και το χρόνο που σε κάθε δεδομένη στιγμή φαίνεται να είναι πολλά. Ο Γκότφριντ Λάιμπνιτς, ο φιλόσοφος του 17ου αιώνα, παρουσίασε την Αρχή της Ταυτότητας των Αδιάκριτων, η οποία έλεγε ότι αν δεν μπορείς να ξεχωρίσεις δύο πράγματα, δεν είναι δύο πράγματα. Από τη μια πλευρά, τα ηλεκτρόνια φαίνεται να αντικρούουν την αρχή. Από την άλλη, ίσως η πολλαπλότητα των σωματιδίων—ή η πολλαπλότητα του κόσμου —είναι ένα είδος ψευδαίσθησης διασκέδασης.

Ο χρόνος, έχει ειπωθεί, είναι αυτός που εμποδίζει τα πάντα να συμβούν ταυτόχρονα. Στο ίδιο πνεύμα, ο χώρος είναι αυτό που εμποδίζει τα πάντα να είναι ένα - ή με τα λόγια του Wheeler, «αυτό που εμποδίζει τα πάντα να συμβούν σε μένα». Αλλά στο βασίλειο του κβαντικού, η σκαλωσιά που παρέχει ο χώρος υποχωρεί, και μαζί του όλες οι έννοιες της ταυτότητας και του πράγματος, και μαζί τους, η πολλαπλότητα της ύπαρξης. Το ηλεκτρόνιο είναι παντού, το ηλεκτρόνιο πουθενά. Ένας φυγάς χωρίς έντυπο. Ένας παράνομος sans άλλοθι.

Και, σαφώς, αθώος για απάτη ταυτότητας — εξ ορισμού. Τι γίνεται όμως με τον άνθρωπο που χτίζει;

Σμίκρυνση.

Η Bertrande, η σύζυγος του Guerre, αρνιόταν πάντα να πιστέψει ότι ο σύζυγός της ήταν απατεώνας. Αλλά κατά τη διάρκεια της δίκης του άλλαξε γνώμη, αποφασίζοντας ότι παρόλο που ο άνδρας που ισχυριζόταν ότι ήταν ο Μάρτιν Γκερ ήξερε πολλές προσωπικές λεπτομέρειες της πρώιμης σχέσης τους, δεν ήταν ο άντρας που είχε παντρευτεί. Κι όμως, όταν ο αμφισβητούμενος Γκερέ γύρισε προς το μέρος της και έβαλε στοίχημα ότι αν ορκιζόταν ότι δεν ήταν ο αρραβωνιαστικός της, θα συμφωνούσε ευχαρίστως στη δική του εκτέλεση ο Μπερτράντ παρέμεινε σιωπηλός. Ο Martin Guerre, που τώρα κρίνεται ως Arnault du Tilh, καταδικάστηκε και καταδικάστηκε σε θάνατο με αποκεφαλισμό.

Ο καταδικασμένος άνδρας άσκησε έφεση για την υπόθεσή του στην Τουλούζη, επιμένοντας ότι ήταν στην πραγματικότητα ο αληθινός Μάρτιν Γκερ. Έκανε μια τόσο συναρπαστική υπόθεση που οι δικαστές του δευτεροβάθμιου δικαστηρίου ήταν έτοιμοι να τον αθωώσουν όταν, προς έκπληξη όλων, ένας άνδρας εμφανίστηκε στο δικαστικό μέγαρο που ισχυριζόταν ότι ήταν ο πραγματικός Martin Guerre. Έμοιαζε πολύ στον κατηγορούμενο, μόνο που περπατούσε με ξύλινο πόδι. Αν και αυτός ο Martin Guerre δεν μπορούσε να θυμηθεί πολλές πειστικές προσωπικές λεπτομέρειες σχετικά με τον προηγούμενο γάμο του, η οικογένεια του Guerre και οι κάτοικοι της πόλης πείστηκαν αμέσως:Αυτό ήταν ο Martin Guerre. Ο άνδρας που δικάστηκε αποσύρθηκε για αποκεφαλισμό, ενώ η Μπερτράντ παρακάλεσε τον σύζυγό της για συγχώρεση.

Στην απόφασή του, το δικαστήριο αποφάσισε ότι ο du Tilh δεν ήταν ο Martin Guerre. Τι σημαίνει όμως να είσαι Martin Guerre; Είναι μια πράξη επιμονής. Είναι να συνδεθεί με κάποια ομαλή και απρόσκοπτη τροχιά με τον Martin Guerre κάθε άλλης στιγμής στο χώρο και στο χρόνο, ακολουθώντας αυτό που ο Αϊνστάιν αποκάλεσε παγκόσμια γραμμή με τέλεια πιστότητα και χωρίς απόκλιση.

Μεγέθυνση ξανά. Το Guerre αποτελείται από θεμελιώδη σωματίδια, αλλά οι γραμμές λέξεων τους δεν είναι καθόλου γραμμές, απλώς μια σειρά σημείων που χωρίζονται από παράξενα και χωρισμένα κενά. Η παγκόσμια γραμμή του elecron είναι, σύμφωνα με τα λόγια του Wheeler, ένας μεγάλος καπνιστής δράκος με ένα καλά καθορισμένο κεφάλι, μια ξεχωριστή ουρά και τίποτα άλλο από ατμούς στο ενδιάμεσο. «Αυτό που ονομάζουμε πραγματικότητα», είπε ο Wheeler, «αποτελείται από μερικές σιδερένιες θέσεις παρατήρησης μεταξύ των οποίων συμπληρώνουμε με μια περίτεχνη κατασκευή χαρτιού με φαντασία και θεωρία».

Θέλουμε να πιστεύουμε ότι ένα πράγμα είναι κατά κάποιο τρόπο περισσότερο από το άθροισμα των μερών του. Ότι αν αφαιρούσαμε το φορτίο ενός ηλεκτρονίου, τη μάζα του, το σπιν του, θα υπήρχε κάτι που περίσσεψε, ένα φαλακρό ηλεκτρόνιο, μια ατυχία , όπως λένε οι φιλόσοφοι, μια πρωτόγονη αυτή. Θέλουμε να πιστεύουμε ότι υπάρχει κάτι που σημαίνει να είσαι αυτό ηλεκτρόνιο αντί αυτό , ακόμα κι αν καμία παρατήρηση, πείραμα ή στατιστική δεν μπορούσε ποτέ να το αποκαλύψει. Θέλουμε να πιστεύουμε σε ένα πρωτόγονο αυτό γιατί θέλουμε να πιστεύουμε σε ένα πρωτόγονο μας ότι θα έπρεπε μια μέρα να συναντήσουμε τον διπλό μας, έναν τέλειο κλώνο μέχρι κάθε λεπτομέρεια, κάθε όνειρο, εντελώς αδιάκριτο ακόμα και στον πιο απαιτητικό παρατηρητή, ότι θα υπήρχε ακόμα, εδώ μέσα, κάτι που αισθάνεται σαν να είμαστε εμείς και όχι το διπλό μας, διαφορά αόρατη και άρρητη αλλά αληθινή. Αν δεν υπήρχε καμία διαφορά μεταξύ των δύο Martin Guerres, κάποιος θα χαμογελούσε ακόμα στον εαυτό του γνωρίζοντας ότι ο αυτός ήταν το πραγματικό.

Θέλουμε να το πιστέψουμε, αλλά η κβαντομηχανική δεν μας αφήνει. «Είμαστε ξεγελασμένοι πιστεύοντας ότι η διάκρισή μας ενυπάρχει στην υλική μας ουσία, αλλά αυτό είναι απλώς μια μεγάλη παρεξήγηση από την πλευρά μας», λέει ο Πέσιτς. Τι γίνεται με την ακεραιότητα του ηλεκτρονίου όταν παρεμβαίνει με την ακεραιότητα ενός άλλου, την πρωτόγονη ιδιότητά του μπερδεμένη με αυτή; Η γνωσιολογία υπαγορεύει την οντολογία. Και έτσι φαίνεται ολοένα και πιο πιθανό ότι η αχαριστία είναι ένα είδος φιλοσοφικής απόδοσης της ψυχής, μια παρηγοριά, μια ψευδαίσθηση. Στη μυθολογία, στη θρησκεία, αναζητούμε την ενότητα. Όχι τόσο πολύ που εξαφανιζόμαστε.

Αν λοιπόν τα στοιχειώδη σωματίδια από τα οποία είμαστε φτιαγμένοι δεν υπάρχουν πραγματικά ως αντικείμενα, πώς εμείς υπάρχει;

«Όταν έχετε όλο και περισσότερα ηλεκτρόνια, η κατάσταση που σχηματίζουν μαζί αρχίζει να είναι ολοένα και πιο ικανή να είναι διακριτή», είπε ο Πέσιτς. «Λοιπόν, ο λόγος που εσείς και εγώ έχουμε κάποιο είδος ταυτότητας είναι ότι αποτελούμαστε από τόσα πολλά από αυτά τα δυσδιάκριτα συστατικά. Είναι η κατάσταση μας αυτό είναι διακριτό, όχι η υλικότητά μας."

«Αυτή είναι μια περίεργη και όμορφη ιδέα», συνεχίζει ο Πέσιτς. «Κανένα από τα συστατικά μας - κανένα ηλεκτρόνιο, κανένα πρωτόνιο - δεν έχει κανένα είδος σφραγίδας πάνω του. Αλλά μαζί υπάρχουν σε μια κατάσταση που γίνεται αρκετά περίπλοκη που μπορεί στη συνέχεια να διακριθεί από την κατάσταση κάθε άλλου ατόμου που αποτελείται από τα ίδια δυσδιάκριτα ηλεκτρόνια και πρωτόνια."

«Το πράγμα μου είναι στο πώς είμαι οργανωμένη, όχι στο τι είμαι φτιαγμένος», λέει η Ladyman. «Αλλά φυσικά το γνωρίζουμε ούτως ή άλλως, γιατί γνωρίζουμε ότι τα κύτταρα στο σώμα μας αντικαθίστανται συνεχώς. Η λειτουργική οργάνωση της δομής, όχι η ύλη από την οποία αποτελείται, είναι αυτό που μετράει."

Ναι, το ξέρουμε αυτό, ότι είμαστε οντότητες σε φυσική ροή, τα σώματά μας πλοία του Θησέα, περνούν σαν παράδοξα μέσα στη νύχτα. Και όμως τείνουμε να πιστεύουμε ότι αν πάρουμε μια φωτογραφία του εαυτού μας οποιαδήποτε στιγμή, θα διαπιστώσουμε ότι είμαστε φτιαγμένοι από κάτι—κάτι που θα περάσει, κάτι που θα αλλάξει, αλλά κάτι .

Αλλά η κριτική επιτροπή δηλώνει:Όχι. Δεν υπάρχει εκεί.

Η ταυτότητά μας είναι μια κατάσταση, αλλά αν δεν είναι μια κατάσταση της ύλης - όχι μια κατάσταση μεμονωμένων φυσικών αντικειμένων, όπως τα κουάρκ και τα ηλεκτρόνια - τότε μια κατάσταση τι ?

Μια κατάσταση, ίσως, ενημέρωσης. Ο Ladyman προτείνει ότι μπορούμε να αντικαταστήσουμε την έννοια του «πράγματος» με ένα «πραγματικό μοτίβο»—μια έννοια που διατυπώθηκε για πρώτη φορά από τον φιλόσοφο Daniel Dennett και αναπτύχθηκε περαιτέρω από τον Ladyman και τον φιλόσοφο Don Ross. "Ένας άλλος τρόπος για να διατυπώσετε τι εννοείτε ως αντικείμενο είναι να μιλήσετε για συμπίεση πληροφοριών", λέει ο Ladyman. "Έτσι, μπορείτε να ισχυριστείτε ότι κάτι είναι πραγματικό εάν υπάρχει μείωση της πολυπλοκότητας της θεωρητικής πληροφορίας της παρακολούθησης του κόσμου, εάν το συμπεριλάβετε στην περιγραφή σας."

Σκεφτείτε μια γάτα. Με υπολογιστικούς όρους, μπορούμε να αναπαραστήσουμε μια γάτα χρησιμοποιώντας έναν χάρτη bit, μια κατά λέξη περιγραφή μέχρι τον καλύτερο κόκκο. Εναλλακτικά, μπορούμε να αποδώσουμε τη γάτα σε πιο χονδροειδείς κόκκους αγνοώντας τις μικροσκοπικές της λεπτομέρειες και αποκαλώντας την απλά «γάτα». Στην πρώτη περίπτωση, θα έπρεπε να χρησιμοποιήσουμε πολλά bit και εξαιρετικούς υπολογιστικούς πόρους για να περιγράψουμε πώς κάθε bit ξεχωριστά αλλάζει τη θέση του με την πάροδο του χρόνου. Στο δεύτερο, χρειάζεται μόλις μια ανάσα για να επιτύχει το ίδιο κατόρθωμα με τη δήλωση, «Η γάτα περπάτησε στο δωμάτιο». Μια γάτα, λοιπόν, είναι ένα πραγματικό μοτίβο - ένα γνήσιο οντολογικό άρθρο ενός σύμπαντος ανεξάρτητου από το μυαλό - επειδή είναι υπολογιστικά αποδοτικό.

Τώρα σκεφτείτε ένα μη γνήσιο αντικείμενο. «Ο Don Ross έδωσε αυτό το παράδειγμα του αριστερού λοβού του αυτιού του, του μεγαλύτερου ελέφαντα στη Ναμίμπια και του τελευταίου σόλο του Miles Davis», λέει ο Ladyman. «Φανταστείτε ένα σύνθετο αντικείμενο από αυτά τα τρία πράγματα. Δεν λαμβάνετε καμία μείωση στην υπολογιστική πολυπλοκότητα της παρακολούθησης του κόσμου με το να πληροίτε τις προϋποθέσεις για αυτά τα τρία πράγματα, επειδή δεν αποτελούν πραγματικό μοτίβο. Αυτή η συλλογή δεν εμπίπτει σε προβαλλόμενες γενικεύσεις. Τα μέρη σου κάνεις. Είστε ένα πραγματικό μοτίβο, πέρα ​​από όλα τα μεμονωμένα μέρη του σώματός σας, γιατί μπορούμε απλώς να μιλήσουμε για εσάς και να σέρνετε όλα τα κομμάτια σας μαζί σας."

Εάν τέτοια παραδείγματα δίνουν την εντύπωση ότι τα πραγματικά μοτίβα είναι σχέδια σωματιδίων, προσέξτε:Τα σωματίδια, όπως το ηλεκτρόνιό μας, είναι τα ίδια πραγματικά μοτίβα. «Χρησιμοποιούμε μια περιγραφή που μοιάζει με σωματίδια για να παρακολουθούμε τα πραγματικά μοτίβα», λέει η Ladyman. "Είναι πραγματικά μοτίβα μέχρι κάτω."

Δεν είμαστε παρά φευγαλέα μοτίβα, σήματα στο θόρυβο. Τρυπήστε κάτω και η εμφάνιση της υλικότητας υποχωρεί. από κάτω, τίποτα. «Νομίζω ότι στο τέλος», λέει η Ladyman, «ίσως ο κόσμος να μην είναι φτιαγμένος από τίποτα».

Ακόμα κι έτσι, μπορούμε να δείξουμε μοτίβα και να εκχωρήσουμε ονόματα. Όσο πιο περίπλοκο είναι το μοτίβο, τόσο περισσότερα πρέπει να κερδίσουμε δυνητικά με τη συμπίεση της μικροσκοπικής του περιγραφής και τόσο μεγαλύτερη είναι η περίπτωση της ταυτότητας. Σκεφτείτε έναν εγκέφαλο - με τόσους νευρώνες όσα αστέρια στον γαλαξία συνδέονται μεταξύ τους μέσω τρισεκατομμυρίων συνδέσεων, είναι το πιο περίπλοκο αντικείμενο στο γνωστό σύμπαν. Προσπαθήστε να το συμπιέσετε. Πείτε το με δύο μόνο λέξεις. Πείτε το Martin Guerre. Σπρώξτε περαιτέρω. Μια λέξη, ένα μόνο γράμμα.

Ονομάστε το "Εγώ".

Η Amanda Gefter είναι συγγραφέας φυσικής και συγγραφέας του Καταπάτηση στο γκαζόν του Αϊνστάιν:Ένας πατέρας, μια κόρη, η έννοια του τίποτα και η αρχή των πάντων. Ζει στο Κέιμπριτζ της Μασαχουσέτης.

Πρόσθετη ανάγνωση

Ladyman, J. &Ross, D. Every Thing Must Go:Metaphysics Naturalized Oxford University Press, Oxford, U.K. (2007).

Pesic, P. Seeing Double:Shared Identities in Physics, Philosophy and Literature MIT Press, Cambridge, MA (2002).

Wilczek, F. &Devine, B. Longing for the Harmonies:Themes and Variations from Modern Physics W.W. Norton &Co., Νέα Υόρκη, Νέα Υόρκη (1987).