Az, hogy feneketlen gravitációs kút fenekén élünk, egy gázzal borított bolygó felszínén, amely százötven millió kilométernyire kering egy nukleáris tízgolyó körül, és hogy mindezt normális dolognak tekintjük, nyilvánvalóan arra utal, mennyire hajlamosak vagyunk torz nézőpontból látni a világot.Napjainkban az egyik legszomorúbb látvány az utcán, amikor tetőtől talpig formátlan feketeségbe burkolózott nőket látunk, akik csak egy szík nyíláson át kukucskálnak ki a világba. A burka nem csupán a nők elnyomásának eszköze, zárdai megfosztása szabadságuktól és szépségüktől, nem egyszeríen a rettenetes férfi gonoszság és a tragikusan megfélemlített női alárendeltség megnyilvánulása. A fátyol szík nyílását szimbólumként szeretném használni valami egészen másra. Szemünk az elektromágneses spektrum szík nyílásán át szemléli a világot. A látható fény csak szík repedésen átderengő világosság abban az óriási sötét spektrumban, amelynek a hosszúhullámú végét a rádióhullámok, rövidhullámú végét a gammasugarak jelölik ki. Hogy pontosan mennyire szík, azt elég nehéz felmérni, és még nehezebb kifejezni.
Képzeljünk el egy óriási fekete burkát, a szokásos, mondjuk két centi magas kukucskálónyílással. Vajon milyen hosszú fekete vászonra lenne szükség, hogy a nyílás felett a fej tetejéig érő rész a láthatatlan spektrum rövidhullámú, a nyílás alatt, a földig tartó rész pedig hosszúhullámú részének feleljen meg, a nyílás magasságával arányosan? Logaritmikus skálák alkalmazása nélkül nehéz lenne értelmesen kifejezni, olyan hatalmas méretekről van szó. Higgyék el nekem, hogy ez lenne a legeslegburkább burka.
A látható fény két centiméteres ablaka nevetségesen csekély a spektrum láthatatlan részének megfelelő sok-sok kilométernyi fekete vászonhoz képest, a szoknya szegélyének rádióhullámaitól a fejtető gammasugaraiig. A tudomány azonban megteszi az érdekünkben, hogy szélesre tárja az ablakot. Olyan szélesre, hogy jóformán mindenestül eltínjön a rabságban tartó fekete vászon és érzékeink rányílhassanak a tágas, boldogító szabadságra.A szík fényablak metaforája, amely látványosan kitárul a széles spektrumra, a tudomány más területeire is alkalmazható. Mi, emberek a nagyságrendek tágas múzeumának a középpontja körül élünk, olyan érzékszervek és olyan idegrendszer segítségével szemléljük a világot, amelyek csak a sebességtartomány szík középső részébe eső mozgásokat és a méretskála szík középső szakaszára eső nagyságokat érzékelik és fogják fel.
Mi olyan tárgyak között érezzük otthon magunkat, amelyeknek a mérete néhány kilométer (kilátás a hegytetőről) és nagyjából egytized milliméter (a tí hegye) között váltakozik. Ezen a skálán kívül még a képzelőerőnk is korlátozottan míködik,
a míszerek és a matematika segítségét kell igénybe vennünk – szerencsére ezek alkalmazását meg tudjuk tanulni. A képzeletünk számára kényelmesen kezelhető méretek, távolságok és sebességek nagyságrendje egy szík sávba esik a lehetséges nagyságok gigantikus tartományán belül, a kvantumfurcsaságok mikrovilágától a kozmológia makrovilágáig.Képzeletünk reménytelenül szegényes ahhoz, hogy meg tudjon birkózni az őseink számára ismerős világ szík közbülső skáláján kívül eső távolságokkal. Az elektront kis golyónak próbáljuk elképzelni, amely a protonoknak és neutronoknak megfelelő nagyobb golyók csoportja körül kering. Pedig a dolog egyáltalán nem így fest. Az elektronok nem emlékeztetnek apró golyókra. Semmire sem hasonlítanak, amit fel tudunk fogni. Még az sem világos, hogy a hasonlít szó jelent-e egyáltalán valamit, ha a valóság távolabbi horizontjaihoz túlságosan közel próbálunk merészkedni.
Képzeletünk egyelőre eszköztelen ahhoz, hogy a kvantumvilág közelébe juthasson. Azon a nagyságrenden semmi nem viselkedik úgy, ahogy az anyagnak viselkednie kellene – legalábbis az evolúció formálta gondolkodásunk szerint.
De ugyanígy nem tudunk megbirkózni az olyan tárgyak viselkedésével, amelyek a fénysebességhez mérhető sebességgel mozognak. Cserbenhagy bennünket a józan ész, amely abban a világban fejlődött ki, ahol semmi nem mozog túl gyorsan, semmi nem túl nagy vagy túl kicsi.A kvantumfizika, a huszadik századi tudományos haladásnak ez a különleges betetőzése csodálatosan sikeres előrejelzéseket tesz a valós világról. Megbízhatóságát Richard Feynman ahhoz hasonlította, mint ha az emberi hajszál pontosságával számítanánk ki egy akkora távolságot, amely keresztbe átéri Észak-Amerikát. Az ilyen sikeres előrejelzés azt jelenti, hogy a kvantummechanikának valamilyen értelemben igaznak kell lennie: éppoly igaznak, mint bárminek, amit tudunk, beleértve a legföldhözragadtabb, közismert tényeket is. Mégis, a kvantummechanikának ahhoz, hogy ilyen előrejelzéseket tudjon tenni, olyannyira misztikus feltevésekkel kell élnie, hogy az még a nagy Feynmanból is valami efféle megjegyzést váltott ki (az idézet több változatban ismeretes, de az alábbi tínik a legszebbnek): „Aki azt hiszi, hogy van fogalma a kvantummechanikáról… annak fogalma sincs a kvantummechanikáról.” Hasonló megjegyzést tulajdonítanak Niels Bohrnak is: „Akit nem döbbentett meg a kvantummechanika, az nem ért belőle semmit.”
A kvantumelmélet olyannyira különös, hogy a fizikusoknak ilyen vagy olyan paradox „interpretációkhoz” kell folyamodniuk. A folyamodni a helyes kifejezés. David Deutsch a The Fabric of Reality (A valóság szövete) címí könyvében talán csak azért teszi magáévá a kvantumelmélet „sok világ” elméletét, mert nem lehet róla rosszabbat mondani, mint hogy képtelenül pazarló. Ebben hatalmas és gyorsan növekvő számú világegyetemet tételeznek fel, amelyek párhuzamosan és a kvantummechanikai kísérletek szík kukucskalyukától eltekintve egymás számára kimutathatatlanul léteznek. Néhány ilyen univerzumban én már halott vagyok. Néhány, elhanyagolható kisebbségben levő univerzumban a kedves Olvasó zöld szakállt visel. És így tovább.
A másik, a „koppenhágai értelmezés” éppoly abszurd – de nem pazarló, csak éppen megdöbbentően paradox. Erwin Schrödinger a macska tanmeséjével parodizálta. Schrödinger macskája be van zárva egy dobozva, és a gyilkoló mechanizmusát valamilyen kvantum mechanikai esemény kapcsolja be. Amíg nem nyitjuk ki a láda fedelét, nem tudhatjuk, hogy a macska él-e. A józan ész mindenesetre azt sugallja nekünk, hogy a dobozban a macska vagy él, vagy elpusztult. A koppenhágai értelmezés ellentmond józan észnek: a doboz kinyitása előtt minden, ami van, csak valószíníség. Amint kinyitjuk azonban a dobozt, a hullámfüggvény összeomlik és csak egyetlen esemény marad: a macska vagy él vagy elpusztult. Mielőtt kinyitottuk, nem volt se élő, se holt.
Ugyanezen események „sok világ” értelmezése szerint egyes univerzumokban a macska halott, másokban él. Egyik értelmezés sem felel meg az emberi józan észnek, sem az intuíciónak. A keményebb fából faragott fizikusokat ez nem is érdekli. Csak az számít, hogy a matematika míködjön, és az előrejelzések kísérletileg teljesüljenek. A legtöbben túl gyámoltalanok vagyunk, hogy kövessük őket. Úgy tínik, szükségünk van valamiféle elképzelésre, hogy „mi történik” igazából. Lewis Wolpert biológus úgy véli, hogy a modern fizika furcsasága csak a jéghegy csúcsa. A technikával ellentétben
a tudomány általában erőszakot tesz a józan észen.
Wolpert számítása szerint például „sokkal több molekula van egy pohár vízben, mint ahány pohárnyi víz a tengerben”. És mivel a Föld minden vize átjut a tengereken, jó esély van rá, hogy amit az ember megiszik, abból valamennyi már megjárta Oliver Cromwell hólyagját is. Természetesen se Cromwell, se a hólyagja nem játszik itt semmiféle különleges szerepet…A bonyolult élet evolúciója, de már a puszta megléte is csodálatos meglepetés a fizikai törvényeknek engedelmeskedő világban – vagyis az lenne, ha maga a meglepetés érzése nem csak éppen ennek a meglepő folyamatnak eredményeként előálló agyban léphetne fel. Egyfajta antropikus értelemben tehát a létezésünk egyáltalán nem meglepő. Szeretném mégis hinni, hogy embertársaim nevében is beszélek, ha azt mondom, borzasztóan meglepő.
Gondolják csak el! Egy bolygón, de könnyen meglehet, hogy az egész világegyetemben egyetlen bolygón azok a molekulák, amelyekből normális esetben egy darab kőnél bonyolultabb dolgok nem szoktak kialakulni, most fogják magukat és olyan kő nagyságú anyagdarabokká állnak össze, amelyek futni, ugrani, úszni, repülni, látni, hallani tudnak, meg elkapni és felfalni más hasonló lelkes összetett anyagdarabokat, némely esetben pedig még gondolkozni, érezni, sőt megint más anyagdarabokba beleszeretni is képesek. Ma már lényegében értjük, mi a trükk, de ez csak 1859 óta van így. 1859 előtt tényleg nagyon-nagyon különösnek tínhetett. Ma, hála Darwinnak, csak nagyon különös. Darwin megragadta és feltépte a burka nyílását, hogy csak úgy özönlött be rajta az értelem fénye, melynek szédítő és az ember lelkét felemelő újdonságával mind addig talán csak az a kopernikuszi felismerés vetekedhetett, hogy nem a Föld a világegyetem középpontja.
Ebben a korlátozott világban, ahol agyunk kifejlődött, a kis tárgyak nagyobb valószíníséggel mozognak, mint a nagyok, amelyeket inkább a mozgás háttereként érzékelünk. Miközben a Föld forog, a közelebbi, tehát nagyobbnak látszó tárgyak – hegyek, fák, épületek és maga a Föld –, egymással és a megfigyelővel mind teljes összhangban mozognak a Naphoz, csillagokhoz és a többi égitesthez képest. Evolúció által kialakított agyunk a mozgás illúzióját inkább az utóbbiakra vetíti, nem pedig a közelebb álló fákra és hegyekre.
Azért látjuk így a világot, és azért találunk egyes dolgokat intuitíve könnyen felfoghatónak, másokat pedig nehéznek, mert maga az agyunk is evolúció révén kialakult szerv: fedélzeti számítógép, amely a fennmaradásunk elősegítésére fejlődött ki egy olyan világban – amelyre a közepes világ kifejezést fogom használni –, ahol a fennmaradásunk szempontjából lényeges tárgyak nem voltak sem túl nagyok, sem túl kicsik, vagy álltak, vagy a fénysebességhez képest lassan mozogtak, és ami nagyon valószínítlen volt, azt nagy biztonsággal lehetetlennek lehetett tekinteni.
Szellemi burkánk ablaka azért olyan szík, mert nem is kellett tágabbnak lennie ahhoz, hogy segíteni tudja őseink fennmaradását.A tudomány minden evolúciós intuíciónk ellenére megtanított bennünket, hogy a látszólag tömör szilárd testek, például kristályok és kövek szinte teljes egészében üres térből állnak. Az ismert ábrázolás szerint az atommag egy légy a sportstadion közepén. A legközelebbi atom már a stadionon kívülre esik. Tehát a legkeményebb, legtömörebb, legsíríbb kő is valójában szinte teljes egészében üres tér, amelyet csak olyan távol eső és olyan apró részecskék tagolnak, hogy az szinte nem is számít. Akkor viszont miért látjuk és érezzük úgy, hogy a kő tömör és áthatolhatatlanul kemény?
Nem próbálom elképzelni, hogyan felelt volna erre a kérdésre Wittgenstein. Én magam azonban evolúciós biológusként valami ilyesmit mondanék: Agyunk az evolúció során úgy alakult, hogy segítségével a testünk abban a léptékben tudjon tájékozódni a világban, amelyben míködik. Soha nem fejlődtünk úgy, hogy az atomok világában tudjunk közlekedni. Ha úgy fejlődtünk volna, akkor agyunk valószíníleg csupán üres térnek érzékelné a követ. Kezünk a követ azért érzi áthatolhatatlanul keménynek, mert tényleg nem tud áthatolni rajta. Ennek pedig semmi köze a kő anyagát alkotó részecskék nagyságához és a köztük levő távolsághoz. Sokkal inkább a „szilárd” anyag egymástól igen távol eső részecskéi által keltett erőterekhez van köze. Azért hasznos dolog, hogy az agyunk megalkotja, mondjuk a keménység és áthatolhatatlanság fogalmát, mert ilyen fogalmak segítik a testünket mozogni egy olyan világban, amelynek különböző – általunk tömörnek nevezett – tárgyai sohasem foglalhatnak el egymással közös teret.
Agyunk nem készült fel olyasminek az elképzelésére, mint például, milyen lenne neutrinóként áthatolni a falon, azokban a hatalmas köztes terekben, amelyek valójában a „falat” alkotják. Ahogy azt sem tudja felfogni a tudatunk, mi történik, amikor a tárgyak a fénysebességhez közeli sebességgel mozognak.Minden segítség nélkül a „közepes világban” kifejlődött és iskolázott emberi szemlélet még azt is nehezen tudná elhinni Galileinek, hogy légellenállás híján az ágyúgolyó és a madártoll ugyanabban a pillanatban ér földet, ha egyszerre ejtjük ki őket a ferde toronyból. Ennek oka, hogy a „közepes világban” mindig jelen van a légellenállás.Ha evolúciónk légüres térben zajlott volna le, eleve azt várnánk, hogy a toll és az ágyúgolyó egyszerre érjen földet.
A „közepes világ" lakói vagyunk, itt fejlődtünk ki, ez szabja meg, mit tudunk elképzelni és mit nem.
Hacsak nem vagyunk kivételesen tehetségesek és képzettek, burkánk szík nyílása csak a „közepes világra” enged kilátást.Bizonyos értelemben nekünk élőlényeknek nemcsak a „közepes világban”, de az atomok és elektronok mikrovilágában is fenn kell maradnunk. Már maguk a gondolkodásunkat és képzeletünket míködtető idegimpulzusok is a mikrovilág történéseitől függenek. De civilizálatlan őseinknek semmilyen tevékenységében vagy döntésében nem jelentett volna segítséget, ha megértik a mikrovilág míködését. Ha baktériumok lennénk, amelyeket folyamatosan hőmozgást végző molekulák taszigálnak ide-oda, más lenne a helyzet. Mi, „közepes világbeliek” azonban túlságosan megtermettek vagyunk a Brown-mozgás érzékeléséhez. Hasonlóképpen életünket a gravitáció uralja, miközben a felületi feszültség gyenge erejéről alig veszünk tudomást. Egy apró rovar biztosan megfordítaná a sorrendet, és mindennek mondaná a felületi feszültséget, csak gyengének nem.
Úgy tínik, mintha a tenger hullámai vízszintesen haladnának a nyílt tengeren, pedig a vízmolekulák csak függőlegesen mozognak. Hasonlóképpen: a hanghullámok a beszélőtől a hallgatóig utaznak, miközben a levegőmolekulák helyben maradnak: különben szélről beszélnénk, nem pedig hangról. Steve Grand szerint te meg én inkább hullám vagyunk, mintsem állandó „dolog”. Arra szólítja fel olvasóját, gondoljon csak egy gyerekkori élményére. Olyasvalamire, amire tisztán emlékszik, maga előtt látja, talán még az illatát is érzi, mintha valóban ott lenne. Végül is akkor valóban ott volt, nem igaz? Különben hogyan emlékezhetne rá? De most jön a bombameglepetés: mi nem is voltunk ott. Mai testünk egyetlen atomja sem lehetett ott, amikor az az esemény történt…
Az anyag ide-oda áramlik, és pillanatnyilag úgy alakul, hogy mi állunk össze belőle. Vagyis akármi vagyunk is, nem lehetünk azonosak azzal az anyaggal, amelyből vagyunk. És ha még ettől sem áll fel a szőr a hátunkon, olvassuk csak újra, amíg feláll, mert ez nagyon fontos kérdés.A valóság sem az a szó, amelyben olyan egyszeríen megbízhatnánk. Ha a neutrinónak a neutrinó méretí ősök evolúciója során agya fejlődött volna ki, azt mondaná, hogy a kő a valóságban jó részt üres térből áll. A mi agyunk olyan közepes nagyságú ősökben alakult ki, akik nem tudtak behatolni a kőbe, úgyhogy a mi valóságunk olyan valóság, amelyben a kő tömör.
A valóság minden állat számára az, amire az agyának szüksége van, hogy fennmaradását elősegíthesse.
És miután a különböző fajok annyira különböző világokban élnek, a valóságok zavarba ejtő sokfélesége áll elő.
Az nem a valóságos világ a maga lecsupaszított valóságában, amit a valóságos világból látunk, hanem a valóságos világ érzéki adatok alapján szabályozott és helyesbített modellje – amely úgy készült, hogy a valóságos való viszonyunkban jól használható legyen. A modell jellege attól függ, hogy milyen élőlények vagyunk. A repülő állatnak másmilyen modellre van szüksége, mint a földön járó, mászó vagy úszó állatnak. A ragadozónak másfajta modellje van, mint az áldozatának, noha a kettő szükségképpen átfedi egymást. A majom agyában olyan szoftvernek is kell lennie, amely ágak és törzsek háromdimenziós szövedékét képes szimulálni. A csónakosnak nincs szüksége 3D-s szoftverre, mert egy tó színén él.
A vakond világmodell-alkotó szoftvere a föld alatti felhasználáshoz fog alkalmazkodni. A meztelen vakondpatkánynak valószíníleg a vakondhoz hasonló világábrázoló modellje van. Míg a mókus világmodellező szoftvere, annak ellenére, hogy ő is rágcsáló, akárcsak a vakondpatkány, valószíníleg inkább a majoméra emlékeztet.J. B. S. Haldane, a már idézett „lehetséges világokról” szóló cikkben valami nagyon fontosat mond el az olyan állatokról, amelyeknek a világában a szaglás dominál. Megemlíti, hogy a kutyák akár egymilliószoros hígításban is képesek két, egymáshoz rendkívül közel álló telített karbonsav – a kaprilsav és a kapronsav – megkülönböztetésére. Az egyetlen különbség köztük, hogy a kaprilsav fő molekulalánca két szénatommal hosszabb, mint a kapronsavé. Haldane sejtése szerint a kutya valószíníleg ugyanúgy képes lenne „a szaguk alapján molekulasúly szerint sorba rendezni a savakat, ahogy az ember a zongorahúrokat a hangmagasságuk alapján el tudja rendezni”.
Van egy másik telített karbonsav, a kaprinsav, amely éppen olyan, mint a másik kettő, csak még két szénatommal több van a fő molekulaláncában. Az a kutya, amelyik még sohasem találkozott kaprinsavval, valószíníleg ugyanolyan könnyen el tudná képzelni a szagát, mint ahogyan mi minden nehézség nélkül elképzelnénk az éppen játszottnál egy hanggal magasabban szóló trombita hangját. Tökéletesen ésszerínek tínik az a feltevés, hogy a kutya vagy az orrszarvú a szagok keverékét harmonikus akkordokként kezeli. Talán még disszonanciákat is ismer. Dallam valószíníleg nincs, mert ahhoz, a szagokkal ellentétben, pontos időzítéssel megszólaló és elhallgató hangok kellenének. De az is lehet, hogy a kutya és az orrszarvú színekben tud szagolni, a denevér hallásáról mondottakhoz hasonlóan.
Ismételjük el még egyszer, a színeknek nevezett érzékletek csupán eszközök, amelyeket az agyunk a külvilág fontos megkülönböztetéseinek megjelölésére használ. Az érzékelt színárnyalatok – qualia, ahogy a filozófusok nevezik – nincsenek belső összefüggésben a különböző hullámhosszúságú fénnyel. Ezek csak belső címkék, amelyek az agy rendelkezésére állnak, amikor modellt alkot a külső valóságról, hogy megtehesse az illető élőlény számára kiemelkedően fontos megkülönböztetéseket. Hogy el tudjuk képzelni a denevér vagy az orrszarvú, a molnárpoloska vagy a vakond, a baktérium vagy a kanadai hegyi szú számunkra merőben idegen világát, ez olyan kiváltság, amelyet a tudomány biztosít számunkra, amikor megrángatja burkánk fekete szövetét és megmutatja, mennyi minden van még odakint, a mi gyönyöríségünkre.
A közepes világ metaforája – a burkánk szík nyílásán át számunkra látható közbülső jelenségek skálája – más skálákra vagy spektrumokra is alkalmazható. Megkonstruálhatjuk a valószínítlenségek skáláját, egy hasonlóan szík ablakkal, amely meghatározza, szemléletünk és képzelőerőnk meddig képes elmenni. A valószínítlenség spektrumának egyik szélén azok a jövőbeli események állnak, amelyeket lehetetlennek mondunk. A csodák szélsőségesen valószínítlen események.
Egy Madonna-szobor megtehetné, hogy kezével felénk int.
A kristályszerkezetét alkotó atomok mind össze-vissza rezegnek. Miután azonban olyan sokan vannak és miután nincs megállapodás, hogy milyen irányban mozogjanak, a „közepes világban” sziklaszilárdan mozdulatlannak látjuk. De éppenséggel megtörténhetne, hogy véletlenül minden egyes fickándozó atom újra meg újra egyszerre ugyanabba az irányba mozdul el. Megtörténhetne, csak olyan csekély az esélye, hogy ha a világegyetem keletkezésekor elkezdtük volna írni, a mai napig nem tudtunk volna elegendő 0-t írni a tizedesvessző után. Ilyesfajta esélyek kiszámításának képessége – a majdnem lehetetlen számszerísítése, ahelyett, hogy egyszeríen csak széttárnák a karunkat – újabb példa a tudománynak az emberi szellemet felszabadító jótéteményeire. A „közepes világban” lejátszódó evolúciónk kevéssé készített fel bennünket éppen a valószínítlen események kezelésére. Pedig a csillagászati tér vagy a geológiai idő hatalmas léptékében a „közepes világban” lehetetlennek tínő események kifejezetten elkerülhetetlennek bizonyulhatnak. A tudomány kitárja azt a szík ablakot, amelyen át a lehetőségek spektrumát szemlélni szoktuk. Számítások, és logikus érvelés révén felszabadíthat bennünket, hogy a lehetőség olyan régióit is felkereshessük, amelyekről korábban úgy vélhettük, hogy túl vannak minden határon, csak a sárkányok birodalmába tartoznak.
Az ablak ilyesfajta kitárásáról van szó, amikor azt vizsgáljuk, mennyire valószínítlen az élet kialakulása, de ha kellő mennyiségí bolygóval és elég hosszú idővel számolhatunk, a majdhogynem lehetetlen kémiai eseménynek is szükségképpen be kell következnie. Akárcsak, amikor a lehetséges világok spektrumát tekintjük át, amelyeknek mind megvannak a maguk törvényei és konstansai. Vagy azt, hogy az antropikus elv szerint szükségképpen a barátságos helyek szík kisebbségéhez tartozó helyen élünk. Vajon hogyan értsük, mikor Haldane azt mondta: „Furcsább… mint amit feltételezni tudunk?”
Furcsább, mint amit egyáltalán elvben feltételezni lehet? Vagy csak furcsább, mint amit feltételezni tudunk,
tekintve agyunknak a „közepes világban” töltött tanulóéveink folytán kialakult evolúciós korlátait? Lehetséges volna, hogy gyakorlat és kitartás révén kiléphetünk a „közepes világból”, letéphetjük fekete burkánkat és valamiféle intuitív – nemcsak matematikai – tudást szerezhetünk az egészen apró, egészen nagy és egészen gyors jelenségek világáról? Tényleg nem tudom rá a választ, mindenesetre rettenetesen izgat, hogy olyan korban élek, amikor az ember a megértés korlátait feszegeti. Mi több, később még ráébredhetünk, hogy nincsenek is ilyen korlátok. §
