נושאים באתר

צוות האתר

צוות האתר

למה הפיזיקה תקועה?

מרגרט ורטהיים, מנהלת ה-Institute For Figuring בלוס אנג’לס. ספרה האחרון, Physics on the Fringe, ראה אור ב-2011. כותבת על הפיזיקה בת זמננו, חלקים מתוך מאמר שפורסם באלכסון:

תופעות החורגות ממערכת ההגדרות של פיזיקאים דוחקות בהם להמציא עולמות מקבילים ותרחישים הזויים כדי להסביר אותן. יותר מכל, הן מצביעות על מגבלותיה של הפיזיקה עצמה  

הפיזיקה התיאורטית רדופה על-ידי פרדוקס שנותר מסתורי כיום לא פחות משהיה לפני מאה שנים: ברמה התת-אטומית, הדברים הם בה בעת חלקיקים וגלים. בדומה לאשליית הברווז-ארנב שתוארה לראשונה בשנת 1899 על-ידי הפסיכולוג האמריקאי יליד פולין, ג’וזף ג’סטרו, המציאות התת-אטומית נראית לנו כשתי קטגוריות קיום שונות.

אבל יש עוד פרדוקס בפעולה. הפיזיקה עצמה קרועה בין שתי גישות מתחרות, תורת הקוונטים ותורת היחסות הכללית, שתיאוריהן השונים לעולמנו משקפים באופן מפחיד את המתח שבין גלים לחלקיקים. כשמדובר בדברים גדולים מאוד וקטנים ביותר, נדמה שאין מציאות פיזיקלית אחת בלבד, אלא שתיים. בשעה שתורת הקוונטים מתארת את הממלכה התת-אטומית כממלכת הקוונטים הבודדים, העצבניים והקופצניים, תורת היחסות הכללית מתארת את ההתרחשויות בקנה מידה קוסמולוגי, כוואלס זורם וחלק של זמן-חלל. תורת היחסות היא כמו שטראוס – עמוקה, מכובדת וחיננית. תורת הקוונטים, בדומה לג’אז, מנותקת, עקומה ומודרנית להפליא.

פיזיקאים מודעים באופן עמוק לאופיו הסכיזופרני של המדע שלהם, ומשתוקקים למצוא סינתזה, או איחוד. זוהי מטרתה של התורה המכונה “התיאוריה של הכול”. עם זאת, למי שאינו פיזיקאי, קווי המחשבה המתחרים האלה, והפרדוקסים שהם מייצגים, עלולים להיראות לא רק מבלבלים, אלא אף מגוחכים. מניסיוני ככתבת מדע, אין עוד דיסציפלינה מדעית שמעוררת תגובות סותרות כאלה.

את עומקו של הפילוג הבנתי לאשורו לפני כמה חודשים, כשבתוך שבועיים השתתפתי בשני פאנלים ציבוריים, אחד עם קוסמולוג מהמכון הטכנולוגי של קליפורניה בפסדינה, והאחר עם מלומד ספרותי מוביל מאוניברסיטת דרום קרוליינה. בפאנל עם הקוסמולוג, חוקר שאני מעריצה את עבודתו, פנה הדיון לנושא הזמן, שעליו הוא כתב לאחרונה ספר נפלא. כמו פילוסופים, גם פיזיקאים מתקשים עם מושג הזמן כבר מאות שנים, אבל כעת, הוא אמר לנו, הם השתלטו עליו מתמטית, ואנחנו נמצאים על סִפָּהּ של הבנה מוחלטת. לדעתו של חברי מהמכון הטכנולוגי, פיזיקה היא התקדמות לעבר אמת מדויקת וכוללת יותר. בפאנל האחר, המלומד הספרותי לא הסכים עם העמדה הזאת בכלל. כחוקר של לואיס קרול, הוא הצטרף אליי לדיון על מתמטיקה ביחס לספרות, אמנות ומדע. בשבילו, מתמטיקה היא צורת משחק נהדרת, צורה שובבה של פורמליזם שיש להעריץ וליהנות ממנה; אבל לדעתו, טענותיהם של פיזיקאים לגבי האמת שבעבודתם הן “שטויות.” המדע מבוסס המתמטיקה הזה, כך הוא אמר, הוא רק “עוד דרך לספר סיפורים.”

מחד גיסא, אם כן, פיזיקה נתפסת כמסע לעבר הבנה מוחלטת של המציאות; מאידך גיסא, היא נתפסת כמי ששווה במעמדה לפרשנויות שירשנו מהמיתוסים, הדת, ולא פחות מזה, חקר הספרות. מכיוון שאני מחלקת את זמני שווה בשווה בין עולמות המדע והאמנות, אני נתקלת לא מעט בדואליזם הזה. אני מנהלת שני סוגים שונים לגמרי של שיחות, תלוי מי מולי. האם כולנו מדברים על אותו נושא?

פיזיקאים רבים נוקטים גישה אפלטונית, לפחות כשהם מדברים עם מי שמגיע מחוץ לתחום. הם מאמינים שמערכות היחסים המתמטיות שהם מגלים בעולם, אינן תלויות בעולם הפיזי, ואולי אף עומדות ביחס א-פריורי אליו. לפי נקודת המבט הזאת, היקום נוצר לפי תוכנית מתמטית, מה שהפיזיקאי הבריטי, פול דייוויס, מכנה “תוכנית קוסמית”. גילוי ה”תוכנית” הזאת היא מטרתם של פיזיקאים תיאורטיים רבים, ולכן השבר שבבסיס מסגרת העבודה שלהם מתסכל כל כך. כאילו שהאדריכל הקוסמי תכנן פאזל שטני שבו צריך לחבר בין שני חלקים שאינם מתאימים, לכאורה. שניהם נחוצים, כי שתי התורות ביצעו תחזיות שאושרו עד לתריסר מקומות, בערך, אחרי הנקודה, ועל בסיסן בנינו פלאים כמו מיקרו-שבבים, לייזרים ולווייני GPS.

העובדה שהמתמטיקה מאפשרת כמות אדירה של גרסאות נתפסת כהוכחה לקיומם של המון עולמות אמתיים. מדובר בהפיכה של משוואות לדבר מוחשי, וזה בדיוק מה שנראה לחלק מחוקרי מדעי הרוח תמים וילדותי

אם נתעלם לרגע מהמתחים הפיזיקליים שביניהן, תורת היחסות ותורת הקוונטים יוצרות כל אחת בעיות פילוסופיות. האם חלל וזמן הם תכונות יסודיות ביקום, כפי שטוענת תורת היחסות, או שמא הן תוצרי לוואי של תהליך קוונטי? בתורת הקוונטים, דיונים סוערים סובבים את המצבים הפשוטים ביותר. האם היקום מתחלק לעותקים מרובים של עצמו בכל פעם שאלקטרון משנה את מסלולו בתוך אטום, או בכל פעם שפוטון חומק מבעד לסדק בחלון? יש מי שמסכים, ויש מי שאומר, בשום פנים.

פיזיקאים תיאורטיים אפילו לא מסכימים על משמעותם של הגלים הידועים של תורת הקוונטים. מה יוצר את הגלים? האם יש להם קיום פיזי, או שהם רק ייצוג מתמטי של התפלגויות הסתברותיות? האם ה”חלקיקים” מונחים על-ידי ה”גלים”? ואם כן, כיצד? הדילמה שיוצרת דואליות הגל-חלקיק היא קצה הקרחון האפיסטמולוגי שבו התנגשו ספינות רבות וטבעו.

ישנם פיזיקאים תיאורטיים שאינם נרתעים ומשתמשים באמצעים נועזים יותר ויותר בניסיונותיהם לפתור את הדילמות האלה. ראו לדוגמה את פירוש “העולמות המרובים” לתורת הקוונטים, שלפיו בכל פעם שפעילות תת-אטומית מתרחשת, היקום מתפצל לעותקים מרובים של עצמו, כל אחד שונה מעט מהאחר. כל “עולם” חדש מייצג את אחת התוצאות האפשריות.

כשהפיזיקאי האמריקאי יו אוורט העלה לראשונה את הרעיון הזה בשנת 1957, הוא נחשב לפרינג’, ואף לטירוף. גם עשרים שנה אחר כך, כשאני הייתי סטודנטית לפיזיקה, רבים מהמרצים שלי חשבו שצריך להיות משוגע כדי לחקור את האפשרות הזאת. אבל בשנים האחרונות נכנסה עמדת העולמות המרובים לזרם המרכזי. הרעיון של מערך קוואזי-אינסופי של יקומים, שרק הולך ומתרבה, קיבל חיזוק נוסף מאנשי תורת המיתרים, שטוענים כי כל גרסה אפשרית מבחינה מתמטית של משוואות תורת המיתרים, מתקשרת ליקום שקיים בפועל, ומעריכים שיש 10 בחזקת 500 אפשרויות שונות. לשם הפרספקטיבה: פיזיקאים מאמינים שביקום שלנו יש כ-10 בחזקת 80 חלקיקים תת-אטומיים. לפי קוסמולוגיית המיתרים, יש יותר יקומים מאשר כמות החלקיקים ביקום שלנו, בהפרש של מעל ל-400 סדרי גודל.

שום דבר שחווינו לא משתווה למספר הנרחב והבלתי נתפס הזה. כל יקום שאפשר לדמיין מתמטית עם פרמטרים של תורת המיתרים – כולל יקומים שבהם יש לכם זנב שמתפקד כיד נוספת, אם להשתמש בדוגמה שנתן חוקר תורת המיתרים האמריקאי, בריאן גרין – נוצר איפשהו במערך על-מרחבי אדיר שנמצא “מעבר” לבועת הזמן-חלל של היקום שלנו. הנועזות האפיסטמולוגית כאן היא ההתייחסות למשוואות כאל מציאות יסודית. העובדה שהמתמטיקה מאפשרת כמות אדירה של גרסאות נתפסת כהוכחה לקיומם של המון עולמות אמתיים.

ב-30 השנים שחלפו מאז שהייתי סטודנטית, הפרשנויות שמעניקים פיזיקאים לתחומם מתקרבות יותר ויותר לליטרליזם, בשעה שמדעי הרוח נוטים לפוסט-מודרניזם. וכך נוצר קיפאון

מדובר בהפיכה של משוואות לדבר מוחשי, וזה בדיוק מה שנראה לחלק מחוקרי מדעי הרוח תמים וילדותי. לכל הפחות, עולות שאלות לגבי מערכת היחסים בין מודל המציאות המתמטי שלנו למציאות עצמה. אמנם בתולדות הפיזיקה צצו תגליות חשובות רבות מתוך משוואות – ייתכן שתיאור האנטי-חומר של פול דיראק הוא הדוגמה המפורסמת ביותר – אבל לא צריך להיות רלטיביסט תרבותי כדי לפקפק ברעיון שהדרך היחידה הקדימה היא ההשלמה עם קיומו של “נוף” קוסמי אינסופי של יקומים שמכיל את כל הגרסאות האפשריות של תולדות העולם, כולל אלה שבהן ימי הביניים מעולם לא הסתיימו או היטלר ניצח.

ב-30 השנים שחלפו מאז שהייתי סטודנטית, הפרשנויות שמעניקים פיזיקאים לתחומם מתקרבות יותר ויותר לליטרליזם, בשעה שמדעי הרוח נוטים לפוסט-מודרניזם. וכך נוצר קיפאון. נראה שאף צד לא מוכן לבחון ניואנסים שונים. קשה לראות פתרון באופק, אבל אני חושבת שבעבודתה של האנתרופולוגית הבריטית המנוחה, מרי דאגלס, אפשר למצוא כלי לבחינת חלק מהמשוואות האלה.

על פני השטח, ספרה הדגול של דאגלס, Purity and Danger, לא קשור בכלל לפיזיקה; הוא חקירה של לכלוך וניקיון בתרבויות ברחבי העולם. דאגלס חקרה טקסי טאבו שעוסקים בחוסר ניקיון, אבל ספרה מסתיים בתזה מרחיקת לכת על השפה האנושית וגבולותיהן של כל מערכות השפה. מכיוון שפיזיקה מנוסחת בשפת המתמטיקה, כדאי לשקול את הטיעון שלה כאן.

בקצרה, דאגלס אומרת שכל השפות מחלקות את העולם לקטגוריות; באנגלית, למשל, אנחנו קוראים לדברים מסוימים “יונקים” ולדברים אחרים “לטאות” ואין לנו בעיה להבחין בין שתי הקבוצות. אבל יש דברים שלא מסתדרים בשום קטגוריה: הפנגולין, למשל, אוכל נמלים משוריין. אף על פי שלפנגולין יש דם חם כמו ליונקים, והוא מוליד את צאצאיו, יש לו גוף משוריין כמו איזו לטאה מוזרה. לא רק באנגלית יש אסונות הגדרתיים כאלה. דאגלס מציינת שכל מערכות הקטלוג מכילות בלבולים לימינליים, והיא טוענת שריבוי המשמעויות הזה הוא המהות של מה שנתפס כלא טהור, או לא נקי.

כל מה שלא נכנס לקטגוריה ברורה במערכת לשונית נתונה, עלול להפוך למקור של חרדה בתרבות שמדברת בשפה הזאת, ולעורר מנהגים טקסיים שמטרתם, טוענת דאגלס, היא למעשה ההכרה בגבולות השפה עצמה. בתרבות הלֶלֶה בקונגו, למשל, העימות האפיסטמולוגי הזה מתרחש סביב כת מיוחדת המוקדשת לפנגולין, שחניכיה אוכלים במסגרת טקס את החיה המתועבת, וכך מקדשים אותה ומעבדים את ה”לכלוך” שלה בשביל כלל החברה.

“לכל מבנה רעיוני מיוחסים כוחות,” כותבת דאגלס. כולנו נוטים לחשוב שקטגוריות ההבנה שלנו הן אמתיות בהכרח. “הכמיהה לנוקשות קיימת בכולנו,” היא ממשיכה. “הערגה לקווים נוקשים ולמושגים ברורים היא חלק ממצבנו האנושי.” אבל כשיש לנו [אותם]”, היא אומרת, “עלינו להשלים עם העובדה שיש מציאויות שקצרה ידם מלהכיל, או פשוט להעלים עין מליקוייהם.” לא רק הללה לא מסוגלים לקטלג את הפנגולין: גם ביולוגים עדיין מתווכחים לגבי מיקומו הנכון בעץ החיים הגנטי.

בגלגולה המודרני, הפיזיקה מעוגנת בשפת המתמטיקה. היא מדע “קשה”, בניגוד, למשל, לביולוגיה, שמערכות הסיווג שלה תמיד עמדו בספק. בהתבסס על מתמטיקה, הסיווגים של פיזיקאים אמורים להיות קשיחים יותר מאשר אלה של מדעים אחרים

לתפיסתה של דאגלס, אפשר לקטלג את התרבויות עצמן לפי יכולתן להתמודד עם ריבוי משמעויות לשוני. ישנן תרבויות שמשלימות עם מגבלות השפה שלהן, ועם מגבלות השפה בכלל, ומבינות שתמיד יהיו דברים שאי אפשר לקטלג במדויק. אחרות נעשות אובססיביות ומפתחות עוד ועוד תתי-קטגוריות בניסיון לפטור את עצמן מכל חריגת “ברווז-ארנב” דמויית פנגולין. בחברות כאלה, טוענת דאגלס, מתפתחת מעין נוירוזה, שמחריפה ככל שפרויקט הקטלוג דורש עוד ועוד מרץ ומשאבים שכליים. אם נסתמך על הניתוח הזה, האם אפשר לומר שהגל-חלקיק הוא הפנגולין שלנו? אולי אנחנו לא ניצבים בפני סף המציאות, אלא בפני מגבלותיה של מערכת הקטגוריות של הפיזיקאים.

בגלגולה המודרני, הפיזיקה מעוגנת בשפת המתמטיקה. היא מדע “קשה”, בניגוד, למשל, לביולוגיה, שמערכות הסיווג שלה תמיד עמדו בספק. בהתבסס על מתמטיקה, הסיווגים של פיזיקאים אמורים להיות קשיחים יותר מאשר אלה של מדעים אחרים, וחלק ניכר מהשיח המיסטי-כמעט שאופף את הנושא תלוי ברעיונות לגבי המקום שממנו המתמטיקה “באה.” לפי גלילאו גליליי ואחרים שחוללו את המהפכה המדעית, טבע הוא “ספר” שנכתב על-ידי אלוהים בשפת המתמטיקה; המתמטיקה נראתה להם נעלה ועל-זמנית בקנה מידה אפלטוני. בשעה שפיזיקה מודרנית אינה קשורה עוד פורמלית לדת הנוצרית, עדיין נותרו סימנים לקשר הארוך שלה עם הדת בהתייחסויותיהם הרבות של פיזיקאים לגבי “נפשו של אלוהים”, ורבים מתומכיה העכשוויים של “התיאוריה של הכול” הם אפלטוניים בתוך תוכם.

…(קטע דולג)

 

אז מה אפשר לכמת מלבד תנועה? במידה רבה, ההתקדמות בפיזיקה נעשית על-ידי הרחבה אטית של טווח התשובות. נביט לדוגמה בצבע. במבט ראשון, אודם נראה כמו תכונה שאי אפשר לתארה או לצמצמה. אבל בסוף המאה ה-19, גילו הפיזיקאים שלכל אחד מצבעי הקשת, כשהם נשברים במנסרה, יש אורך גל שונה. לאור אדום יש אורך גל של כ-700 ננו-מטר, לאור סגול כ-400 ננו-מטר. אפשר להתאים בין צבע למספרים – אורכו ותדירותו של הגל האלקטרומגנטי. והנה חצי מהדואליות שלנו: הגל.

למעשה, גילוי הגלים האלקטרומגנטיים היה אחד הניצחונות הגדולים של פרויקט הכימות. בשנות העשרים של המאה התשע עשרה, הבחין מייקל פאראדיי שאם הוא מפזר שבבי ברזל על מגנט, השבבים יסתדרו באופן ספונטני בדפוס שהוא שיער כי נגרם על-ידי “שדה מגנטי”. מבחינת הפיזיקאים של ימינו, שדות הם היבט מרכזי של הטבע, אבל בתחילת המהפכה התעשייתית, כשהפילוסופיה המכניסטית הייתה בשיאה, עמיתיו של פאראדיי לעגו לו. שדות בלתי נראים העלו ריח של קסם. אבל בשלב מאוחר יותר במאה ה-19 הוכיח ג’יימס קלרק מקסוול ששדות מגנטיים וחשמליים מקושרים במערכת מדויקת של משוואות – הידועה כיום כמשוואות מקסוול – שאפשרו לו לחזות את קיומם של גלי רדיו. הכימות של היבטים אלה של עולמנו – ה”שדות” החבויים והבלתי נראים האלה – שקיומם לא היה ידוע עד אז, יצר את טכנולוגיות התקשורת המודרניות שעליהן מבוסס כיום חלק גדול מהחיים המודרניים.

אם נפנה לצד האחר של הדואליות שלנו – החלקיק – התפתחות הציוד החשמלי והמגנטי הובילה את הפיזיקאים של סוף המאה התשע עשרה ותחילה המאה העשרים לחקור את הנושא. הם גילו שאטומים מורכבים מחלקים שכוללים מטען חיובי ושלילי. האלקטרונים השליליים חגים בזוגות סביב גרעין חיובי, כשכל אחד מהאלקטרונים בזוג נמצא במצב, או “סְפִּין”, מעט שונה. מסתבר שספין הוא התכונה היסודית של הממלכה התת-אטומית. לחלקיקי חומר, כגון אלקטרונים, יש ערך ספין של חצי. לחלקיקי אור, או פוטונים, יש ערך ספין של אחד. בקיצור, אחת התכונות שמבדילות בין “חומר” ל”אנרגיה” היא ערך הספין של חלקיקיהם.

ראינו שאור מתנהג כמו גל, אבל ניסויים שנערכו במאה האחרונה הראו שבתנאים רבים הוא מתנהג כמו זרם חלקיקים. באפקט הפוטואלקטרי (ההסבר שבגינו זכה אלברט איינשטיין בפרס נובל בשנת 1921), פוטונים בודדים מעיפים אלקטרונים ממסלוליהם האטומיים. בניסוי החריץ הכפול הידוע לשמצה שערך תומאס יאנג בשנת 1805, האור התנהג בה בעת כגלים וכחלקיקים. כאן, זרם של פוטונים, נפרדים בבירור, מונחה באופן מסתורי על-ידי גל שהשפעתו נגלית לאורך פרק זמן ארוך. מה מקור הגל הזה ואיך הוא משפיע על מיליארדי פוטונים מבודדים שמופרדים זה מזה בזמן ובחלל? חתן פרס נובל המנוח, ריצ’רד פיינמן – חלוץ בתורת השדות הקוונטית – ציין בשנת 1965 שניסוי החריץ הכפול נמצא “בלב מכניקת הקוונטים.” כבר 200 שנה מתלבטים פיזיקאים איך לפרש את ההוכחה שמספק הניסוי לדואליות של האור.

בדיוק כפי שגלי אור מתנהגים לפעמים כחלקיקי חומר, גם חלקיקי חומר עשויים להתנהג כמו גלים. במצבים רבים, אלקטרונים הם בבירור חלקיקים: אנחנו יורים אותם מאקדחי אלקטרונים בתוך שפופרת של קרניים קתודיות של טלוויזיות ישנות, וכל אלקטרון שפוגע במסך גורם לנקודת זרחן קטנה לזהור. אבל כשאלקטרונים חגים סביב אטומים, הם מתנהגים כמו גלים תלת-ממדיים. מיקרוסקופ אלקטרונים משתמש בתכונה הגלית של החלקיקים האלה; כאן הם מתנהגים, למעשה, כמו אורכי גל קצרים של אור.

דואליות הגל-חלקיק היא תכונה מרכזית של עולמנו. יש לומר, בעצם, שהיא תכונה מרכזית של התיאורים המתמטיים של עולמנו. הברווזים-ארנבים נמצאים בכל מקום, מתרבים ומאכלסים את דמיונם של פיזיקאים כמו, נו, ארנבים. אבל מה שחשוב מאוד לציין כאן, הוא שעל אף ריבוי המשמעויות, היקום עצמו נותר שלם, וברור שהוא אינם נשבר לרסיסים סכיזופרניים. השלמות המדהימה הזאת שדוחפת את הפיזיקאים קדימה, כמו אור שקורא להם ללא הרף, אור שנראה קרוב כל כך אבל לעולם אינו בהישג ידם.

מבחינה מעשית, פרויקט הכימות הניב לפיזיקאים תובנות משמעותיות ותועלות מעשיות: המחשב שבו אתם קוראים את המאמר הזה לא היה קיים אלמלא גילו פיזיקאים את המשוואות שמתארות את פערי האנרגיה בחומרים מוליכים למחצה. מיקרו-שבבים, מסכי פלזמה וטלפונים סלולאריים כולם תוצרי לוואי של כימות, ובכל עשור מזהים פיזיקאים תכונות חדשות שאפשר למדוד, ופותחים אפשרויות טכנולוגיות חדשות. במובן זה, פיזיקה אינה רק עוד סיפור על העולם: היא סיפור שונה מבחינה איכותנית מאלה שמספרים במדעי הרוח, במיתוסים ובדתות. אין אף שפה אחת אחרת מלבד מתמטיקה שמסוגלת לבטא אינטראקציות בין ספין של חלקיקים ועוצמה של שדות אלקטרומגנטיים. הפיזיקאים, עם משוואותיהם, הראו לנו ממדים חדשים של עולמנו.

עם זאת, יש להיזהר מהצהרות לגבי אמת אולטימטיבית. פרויקט הכימות אמנם רחוק מלהסתיים, אך כבר עולה שאלה פתוחה לגבי התחומים שהוא יכלול בסופו של דבר. נביט שוב בצבע אדום. אדום אינו רק תופעה אלקטרומגנטית, הוא גם תופעה תפיסתית והקשרית. בהו לרגע בריבוע ירוק ואז הפנו את מבטכם: אתם עדיין תראו בבואה של ריבוע אדום. אור אדום לא הוצג בפניכם, ובכל זאת, המוח שלכם יתפוס צורה אדומה חדה. כפי שגתה טען בסוף המאה ה-18, ואדווין לנד (שהמציא את סרט הפולארויד בשנת 1932) החרה החזיק אחריו, אי אפשר לצמצם צבע לכדי תופעותיו הפריזמטיות בלבד. הוא קיים במוחותינו לא פחות מאשר בעולם האמתי. בהקשר אישי: הבנה של הספקטרום האלקטרומגנטי לא תעזור לי להבין למה גוונים מסוימים של צהוב מעוררים בי בחילה, בעוד שכתום בוהק ממלא אותי באושר.

דקארט לא היה טיפש; כשהוא קטלג את המציאות ל-res extensa ו-res cognitas, הוא תפס דבר מכריע לגבי החוויה האנושית. לא צריך להיות דואליסט אדוק כדי להבין כי ייתכן שהחוויה הסובייקטיבית אינה מצייתת לחוקי המתמטיקה. מבחינתה של דאגלס, ” הניסיון להכניס את החוויה בכוח לקטגוריות הגיוניות של אי-סתירה” הוא “הפרדוקס הסופי” בחיפוש אובססיבי אחר טוהר. “אבל החוויה אינה מתמסרת [לצמצום הזה],” היא מתעקשת, ו”אלה שמנסים, נתקלים בסתירות.”

בעיקרו של דבר, האיכויות שכן אפשר לכמת הן האיכויות המשותפות. כל האלקטרונים זהים במהותם: בהינתן מערך של נסיבות פיזיקליות, כל אלקטרון יתנהג כמו כל אלקטרון אחר. אבל בני אדם אינם כאלה. האינדיבידואליות שלנו היא זו שעושה אותנו אנושיים במידה מרגיזה כל כך, וכשהמדע מנסה לצמצם אותנו לכדי אלקטרונים ומצבם הפיזיקלי, אין פלא שמרצים לספרות מגחכים בבוז.

הנקודה של דאגלס לגבי הניסיון לכלוא את החוויה בקטגוריות לוגיות של אין-סתירה רלוונטית מאוד לפיזיקה, ובמיוחד לעבודה שנעשית לאחרונה על הממשק בין תורות הקוונטים והיחסות. אחד הממצאים המסתוריים ביותר של מדע הקוונטים הוא ששני חלקיקים תת-אטומיים או יותר עשויים להיות “שזורים”. ברגע שהחלקיקים נשזרים, מה שנעשה לאחד ישפיע מיד על האחר, גם אם החלקיקים במרחק מאות קילומטרים זה מזה. אבל זה סותר את ההנחה הבסיסית של תורת היחסות הפרטית, שמציינת כי אין אות שמסוגל לנוע מהר יותר ממהירות האור. השזירה אומרת לנו שיש לשקול מחדש את תורת הקוונטים, תורת היחסות הפרטית, או שתיהן.

בימיה הראשונים של מכניקת הקוונטים, נילס בוהר נהג לומר שאולי לעולם לא נדע מהי “מציאות”. בוהר השתמש במטבע הלשון של ג’ון וילר, וקרא ליקום “דרקון גדול ומעלה עשן”

בעיה מאתגרת אף יותר: מה יקרה אם ננסה לשלוח שני פוטונים שזורים לשני לוויינים נפרדים שחגים בחלל, כפי שמקווה כעת לעשות קבוצה של מדענים סינים, שעובדת עם אנטון זיילינגר, מומחה לנושא השזירה. כאן מצטרף קושי נוסף, כי מה שקורה בקרבת כדור הארץ מושפע גם מיחסות כללית וגם מיחסות פרטית. הנושא מורכב, אבל מספיק לומר שלפי תורת היחסות הכללית, תנועת הלוויינים תגרום לזמן להיראות כאילו הוא מאט, בשעה שהשפעתו של שדה הכבידה החלש יותר בחלל אמורה לגרום לזמן להיראות כאילו הוא מאיץ. לפיכך, אי אפשר לומר מי מהפוטונים יגיע ראשון לאיזה לוויין. למי שמשקיף מכדור הארץ, ייראה כאילו הפוטונים מגיעים באותו זמן. אבל למי שמשקיף מאחד הלוויינים, ייראה כאילו הפוטון בלוויין האחר מגיע קודם, ולהפך. אנחנו שקועים בביצה של סתירות, ואף אחד לא יודע מה למעשה יקרה פה. אם הניסוי הסיני ייצא לפועל, אנחנו עשויים לגלות שיש צורך בפיזיקה חדשה ורדיקלית.

אולי שמתם לב שהאי-בהירות בדוגמאות האלה קשורה לנושא הזמן – כמו פרדוקסים רבים אחרים שמתייחסים לתורת היחסות ותורת הקוונטים. זמן הוא אכן תעלומה גדולה בפיזיקה, והוא אפוף פרדוקסים ברמות רבות של קיום. בספר Time Reborn: From the Crisis in Physics to the Future of the Universe (2013), הפיזיקאי האמריקאי, לי סמולין, טוען שבמשך 400 שנה, פיזיקאים חושבים על זמן בדרכים שמנוגדות מהותית לחוויה האנושית, ולכן שגויות. כדי לחלץ את עצמנו מכמה מהפרדוקסים העמוקים ביותר בפיזיקה, הוא אומר, יש להגות מחדש את יסודותיה. במאמר דעה בניו סיינטיסט באפריל, סמולין כתב:

הרעיון שהטבע מורכב באופן יסודי מאטומים בעלי תכונות נצחיות הנעים במרחב בלתי משתנה בהנחייתם של חוקים על-זמניים, עומד בבסיס תפיסה מטאפיזית שהזמן נעדר ממנה או מצומצם בה. התפיסה הזאת היא הבסיס למאות שנות התקדמות במדע, אבל אין בה עוד תועלת לפיזיקה היסודית ולקוסמולוגיה.

כדי לפתור את הסתירות בין האופן שבו פיזיקאים מתארים את הזמן לאופן שבו אנחנו חווים את הזמן, אומר סמולין, על פיזיקאים לזנוח את התפיסה שהזמן הוא אידאל בלתי משתנה ולאמץ תפיסה אבולוציונית של חוקי הטבע.

אלה טענות קיצוניות, וסמולין ידוע בעמדותיו הניגודיות – הוא מבקר קולני של תורת המיתרים, למשל. אבל בלב ספרו שוכן רעיון בעל ערך: סמולין מתנגד להפיכה אוטומטית של משוואות לדבר מוחשי. מכיוון שהתיאורים המתמטיים שלנו לזמן שונים כל כך מחוויית הזמן שלנו, התיאורים הם אלה שחייבים להשתנות, הוא אומר.
אם לומר זאת במונחים של דאגלס, הכוחות שיוחסו למבנה הרעיוני של הפיזיקאים היו מופרזים. “הניסיון להכניס את החוויה בכוח לקטגוריות הגיוניות של אי-סתירה”, היא הייתה אומרת, נכשלו באופן בלתי נמנע. פנגולין הגל-חלקיק הראה לנו את גבולותיה של המערכת הלשונית של הפיזיקאים. כמו סמולין, גם אני מאמינה מזה זמן רב שתפיסת הזמן כ”בלוק”, זו שמציעה הפיזיקה, אינה מתאימה, ואני מצדיעה לספר המרתק הזה, גם אם לעתים הוא השערתי מאוד. ולמרות זאת, אפילו אם נוכל לתקן את המערכת הקיימת על-ידי המצאה מחדש של האקסיומות שלה, אז (בהנחה שדאגלס צודקת) גם המערכת החדשה תכיל פנגולינים משלה.

בימיה הראשונים של מכניקת הקוונטים, נילס בוהר נהג לומר שאולי לעולם לא נדע מהי “מציאות”. בוהר השתמש במטבע הלשון של ג’ון וילר, וקרא ליקום “דרקון גדול ומעלה עשן”. הוא טען שכל מה שאנחנו יכולים לעשות עם המדע שלנו הוא ליצור מודלים שמתבססים יותר ויותר על חיזוי. הפוזיטיביזם של בוהר כבר לא באופנה בקרב פיזיקאים תיאורטיים, הוא הוחלף באפלטוניות שעיקשותה הולכת וגוברת. טענתם של תיאורטיקנים מסוימים מתחום תורת המיתרים, שכל הגרסאות האפשריות של המשוואות שלהם צריכות לקבל ביטוי חומרי, נראית לי כמו ליטרליזם מטורף ומזכירה את התלמאים, שנהגו לחשוב שכל אפיציקל מתמטי במכשיר התיאורי שלהם צריך לייצג גלגל שיניים קוסמי שקיים פיזית.

אנחנו סוטים כאן לעבר תפיסת הנוירוזה של דאגלס. האם נשלים, בשלב כלשהו, עם מגבלותיו של פרויקט הכימות, מגבלות שקיימות בכל סכמה טקסונומית? או שמא נתפתה למסעות רחבים ומורכבים מתמיד – CERN 2, האבל: השיבה – וננסה לעקר כל פרדוקס ופרדוקס? לתפיסתה של דאגלס, ריבוי משמעויות הוא תכונה בסיסית של שפה, ועלינו להשלים איתה מתישהו, אחרת דעתנו תתפזר.

עד כאן. כדאי גם לקרוא את רוס אנדרסן “תקועים ביקום“, השואל גם הוא, האם לא כדאי להכיר בכך, שלא נוכל להכניס את היקום לתוך מסגרת של הסבר רציונלי?

שתף מאמר זה

שיתוף ב facebook
שיתוף ב google
שיתוף ב twitter
שיתוף ב linkedin
שיתוף ב pinterest
שיתוף ב print
שיתוף ב email

תגובות ישירות

Leave a Reply

avatar
 
smilegrinwinkmrgreenneutraltwistedarrowshockunamusedcooleviloopsrazzrollcryeeklolmadsadexclamationquestionideahmmbegwhewchucklesillyenvyshutmouth
  Subscribe  
Notify of