Σε μια μελέτη που ακροβατεί ανάμεσα στην υψηλή θεωρητική φυσική και τη φιλοσοφία, τρεις φυσικοί από το MIT κατέληξαν σε ένα συμπέρασμα που προκαλεί συζητήσεις: σε ένα κλειστό Σύμπαν, η ύπαρξη ενός «εξωτερικού παρατηρητή» —μια θέση που παραδοσιακά αποδίδεται μεταφορικά ή κυριολεκτικά στον Θεό— είναι μαθηματικά αδύνατη.
Η έρευνα, η οποία φέρει τις υπογραφές των Daniel Harlow, Mykhaylo Usatyuk και Ying Zhao, δεν επιχειρεί να δώσει θεολογικές απαντήσεις, αλλά να λύσει θεμελιώδη προβλήματα της κβαντικής βαρύτητας. Ωστόσο, τα αποτελέσματά της, που δημοσιεύθηκαν πρόσφατα στην πλατφόρμα arXiv, προσφέρουν μια νέα, ριζοσπαστική οπτική για το πώς αντιλαμβανόμαστε την πραγματικότητα και τη θέση μας μέσα σε αυτήν.
Το παράδοξο του Κλειστού Σύμπαντος
Για να κατανοήσουμε το σκεπτικό των ερευνητών, πρέπει πρώτα να ορίσουμε τι σημαίνει «κλειστό Σύμπαν». Φανταστείτε έναν χώρο που, αν και διαστέλλεται, δεν έχει άκρα, σύνορα ή «έξω». Είναι ένα αυτοτελές σύστημα που περιέχει τα πάντα: ύλη, ενέργεια, χωροχρόνο και βαρύτητα.
Σύμφωνα με τους κανόνες της κβαντομηχανικής, κάθε σύστημα περιγράφεται από έναν χώρο καταστάσεων (χώρος Hilbert), ο οποίος καθορίζει πόση πληροφορία ή πολυπλοκότητα μπορεί να περιέχει. Εδώ όμως προκύπτει το παράδοξο που ταλαιπωρεί τους φυσικούς εδώ και δεκαετίες: Όταν εφαρμόζουμε τις εξισώσεις της κβαντικής βαρύτητας σε ολόκληρο το κλειστό Σύμπαν, ο χώρος Hilbert καταρρέει. Μετατρέπεται σε κάτι μονοδιάστατο, μια «τελεία» χωρίς πληροφορία, χωρίς χρόνο και χωρίς αλλαγή.
Αυτό σημαίνει πρακτικά ότι για κάποιον που θα κοιτούσε το Σύμπαν μας «από έξω», το Σύμπαν θα φαινόταν στατικό και κενό. Δεν θα υπήρχε ιστορία, εξέλιξη ή πολυπλοκότητα. Για έναν τέτοιο παρατηρητή, το Σύμπαν δεν θα είχε κανένα ενδιαφέρον και θα ήταν κυριολεκτικά ένα τίποτα.
Η λύση: Πρέπει να είσαι μέσα για να δεις
Πώς όμως εμείς βιώνουμε έναν κόσμο γεμάτο χρώματα, κίνηση, γαλαξίες και ζωή, αν οι εξισώσεις λένε ότι το Σύμπαν είναι «κενό» πληροφορίας;
Οι Harlow, Usatyuk και Zhao προτείνουν μια λύση που αλλάζει τους κανόνες του παιχνιδιού. Υποστηρίζουν ότι η πολυπλοκότητα και η ίδια η πραγματικότητα αναδύονται μόνο όταν ο παρατηρητής αποτελεί μέρος του συστήματος. Δεν μπορείς να παρατηρήσεις το Σύμπαν αν δεν είσαι κομμάτι του.
«Σε ένα κλειστό Σύμπαν, δεν υπάρχει χώρος για έναν παρατηρητή που στέκεται απ’ έξω και κοιτάζει μέσα», εξηγούν οι ερευνητές. Η πράξη της παρατήρησης απαιτεί αλληλεπίδραση, και σε ένα σύστημα που περιέχει τα πάντα, ο παρατηρητής πρέπει αναγκαστικά να βρίσκεται εντός των ορίων του.
Αυτό το συμπέρασμα οδηγεί σε μια συναρπαστική ανατροπή: Ο «εξωτερικός παρατηρητής» (ο Θεός, με την έννοια της απόλυτης, αντικειμενικής γνώσης εκτός του κόσμου) δεν μπορεί να υπάρξει, όχι επειδή το απαγορεύει κάποιο δόγμα, αλλά επειδή τα μαθηματικά του Σύμπαντος δεν αφήνουν «χώρο» για αυτόν. Αν υπήρχε, δεν θα έβλεπε τίποτα.
Διαβάστε επίσης
Η επιστροφή της υποκειμενικότητας
Η μελέτη του MIT εισάγει μια υποχρεωτική υποκειμενικότητα στην καρδιά της φυσικής. Για να αποκτήσει το Σύμπαν νόημα, πρέπει να το κοιτάξουμε από μέσα. Αλλά το να είσαι «μέσα» έχει τίμημα: σημαίνει ότι είσαι και εσύ περιορισμένος. Δεν μπορείς να γνωρίζεις τα πάντα, καθώς είσαι μέρος της εξίσωσης που προσπαθείς να λύσεις.
Οι ερευνητές χρησιμοποιούν εργαλεία από τη θεωρία της πληροφορίας και τη θερμοδυναμική για να δείξουν ότι η εμπειρία μας είναι έγκυρη ακριβώς επειδή είναι μερική. Αν προσπαθούσαμε να δούμε τα πάντα ταυτόχρονα, η εικόνα θα εξαφανιζόταν. Είναι σαν να προσπαθείς να διαβάσεις ένα βιβλίο ενώ ταυτόχρονα είσαι ένας από τους χαρακτήρες του: η προοπτική σου είναι αυτή που δημιουργεί την ιστορία.
Μια «Θεϊκή» υποσημείωση
Το ενδιαφέρον είναι πως οι ίδιοι οι φυσικοί αναγνωρίζουν τις φιλοσοφικές προεκτάσεις της δουλειάς τους, έστω και με χιούμορ. Το θέμα του «Θεού» ως εξωτερικού παρατηρητή αναφέρεται μάλιστα σε μια υποσημείωση της εργασίας, η οποία σχολιάστηκε έντονα στην επιστημονική κοινότητα. Εκεί, οι συγγραφείς σημειώνουν πως η απαίτηση για έναν εσωτερικό παρατηρητή ουσιαστικά αποκλείει την ύπαρξη μιας θεότητας που εποπτεύει τον κόσμο από μια υπερβατική, εξωτερική διάσταση χωρίς να συμμετέχει σε αυτόν.
Αυτή η «μαθηματική απόδειξη» δεν είναι, φυσικά, μια θεολογική διάψευση της πίστης, αλλά μια υπενθύμιση των ορίων της γνώσης μας. Η επιστήμη μας λέει ότι η απόλυτη αντικειμενικότητα είναι μια ψευδαίσθηση.
Τι σημαίνει αυτό για το μέλλον της Φυσικής;
Η εργασία των τριών φυσικών αποτελεί ένα σημαντικό βήμα προς την κατανόηση της κβαντικής βαρύτητας που προσπαθεί να ενώσει τη θεωρία της σχετικότητας του Αϊνστάιν με την κβαντομηχανική. Δείχνει ότι για να προχωρήσουμε, ίσως χρειαστεί να εγκαταλείψουμε την ιδέα ότι μπορούμε να περιγράψουμε το Σύμπαν σαν ένα αντικείμενο σε εργαστήριο.
Το Σύμπαν δεν είναι ένα έκθεμα προς παρατήρηση. Είναι μια διαδικασία στην οποία συμμετέχουμε. Και όπως φαίνεται, ο μόνος τρόπος για να υπάρξει, είναι να το κοιτάμε από μέσα.
