Докинс: Ние сме граждани на "Средния свят"

Статията е препечатана от НаукаOFFNews, където можете да четете още научни публикации.

Кулминацията на Софийския фестивал на науката безспорно бе лекцията на световноизвестният еволюционен биолог проф. Ричард Докинс "По-странна отколкото можем да предположим". Това събитие бе невероятен празник за всички, които обичат науката и критичното мислене - а 300-те места бяха изключително малко за прииждащите като на рок концерт младежи и дори допълнителната презентация на 14-ти беше малко за желаещите да видят и чуят наживо най-емблематичния за съвременната наука за еволюцията учен.

Заглавието на презентацията е част от цитат от Джон Холдейн, известен биолог, който казва: "Подозирам, че Вселената е не само по-странна отколкото предполагаме, но даже по-странна отколкото можем да предположим.

Подозирам, че на света има повече неща, отколкото изглежда или може да си представим по какъвто и да е начин". Ричард Файнман сравнява точността на квантовите теории, техните експериментални прогнози - с определянето на ширината на Северна Америка в точността с дебелината на косъм. Това означава, че квантовата теория в известен смисъл е вярна. Но предположенията, на които квантовата теория се основава за тези предсказания са толкова мистериозни, че дори Файнман сам признава: "Ако мислите, че сте разбрали квантовата теория, то вие не разбирате квантовата теория."

Тя е толкова странна, че физиците прибягват ту към една, ту към друга парадоксална интерпретация. Дейвид Дойч в книгата си "Тъканта на реалността" тълкува квантовата теория в мултивселена, а най-лошото нещо, което може да се каже за нея е, че е нелепо разточителна. Той постулира огромно и бързо нарастващо количество вселени, съществуващи паралелно и взаимно неоткриваеми освен през тесния люк на квантово механични експерименти. И това е Ричард Файнман.

Биологът Люис Уолпърт счита, че тази странност на съвременната физика е крайна. Науката, за разлика от технологията, нарушава здравия смисъл. Всеки път, когато пиете вода, отбелязва той, има вероятност да погълнете поне една молекула, преминала през пикочния мехур на Юлий Цезар. Това е просто елементарна теория на вероятностите. Броят на молекулите в чаша вода е много по-голям от броя на чашите или пикочните мехури в света и, разбира се, няма нищо специално в Цезар или мехура му. Вие току-що вдишахте азотен атом, който е преминал през десния бял дроб на третия игуанодон отляво на високото дърво.

Науката е обучен и организиран здрав разум, казва Томас Хъксли. Еволюцията се случва във физиката. Изненадващо и чудесно е, че сме тук, молекули, събрани в изненадваща комплексност. Дарвиновата теория често погрешно се интерпретира като случайност. Само мутациите са случайност. Естественият отбор е двигателят на еволюцията и е много далече от случайността. Компютърните вируси са програма, която казва "копирай ме". Организмите са само по-сложни версии на тази програма, независимо дали става въпрос за бацил или носорог. Носорогът е гигантски робот, който яде и се чифтосва - масивен хардуер, който копира, разпространява софтуера - ДНК. И този софтуер е един и същ, независимо дали става въпрос за горила или дъб.

А защо е било нужно да се създава нещо различно от бактерия? Ние сме големи, но сме като айсберг - в нас има огромно количество бактерии. Имаме по-сложен начин на живот, постоянно ескалиране нивата на сложност с кумулативен ефект.

"По-странна, отколкото можем да си представим". Какво ни дава възможност въобще нещо да си представяме и казва ли ни то нещо за това, което можем да си представим? Има ли нещо във Вселената, което винаги ще е отвъд нашето разбиране, но е във възможностите на разбирането на друг, по-висш разум? Има ли нещо във Вселената, което ще остане неясно по принцип за всеки разум, колкото и висш да е?

Историята на науката е дълга поредица от силни сътресения, когато поколение след поколение признават непрекъснато нарастващото ниво на странност на Вселената. Ние вече толкова сме свикнали с идеята, че Земята се върти, а не Слънцето се движи по небето, че ни е трудно да си представим колко опустошителна е била тази революция за съзнанието. Очевидно е, че Земята е огромна и неподвижна, а Слънцето е малко и постоянно се движи. Но трябва да се припомни коментара на Витгенщайн по този въпрос. "Кажи ми - попитал той един приятел - защо хората винаги казват, че е било естествено да се смята, че Слънцето се върти около Земята, а не обратното - да се върти Земята?" Приятелят отговорил: "Ами, очевидно, защото това просто изглежда така, сякаш Слънцето се върти около Земята". "А на какво щеше да изглежда", - попитал Витгенщайн - " ако изглеждаше, че Земята се върти?"

Науката ни показа, че въпреки директното възприятие, че кристалите и камъните са привидно твърди, всъщност са почти изцяло от празно пространство. И познатия пример: атомното ядро е една муха в средата на стадиона, а следващият атом е следващият стадион. Така че изглеждащият твърд, плътен камък - това е практически празнота, нарушавана само от малки частици, толкова далече разположени една от друга, че може да не се вземат предвид. Тогава защо камъните изглеждат и ги чувстваме толкова монолитни, твърди и непробиваеми?

Нашият мозък се е развивал за да ни помогне да оцелеем сред такива стойности на размери и скорости, с каквито оперират нашите тела. Ние не сме еволюирали, за да оцеляваме на ниво атоми. Ако това беше така, нашият мозък вероятно би смятал, че камъните са пълни с пустота. Камъните са твърди на пипане, именно защото обекти като камък и ръце не могат да проникват взаимно. Поради това е практично нашият мозък да оперира с понятия като "твърд" и "непроницаем", защото те ни помагат да се придвижваме в нашия свят на средноразмерни обекти. Ние сме се развили в един "среден свят", възприемаме светлината само в средния й диапазон. На нашите предци никога не им е трябвало да летят в космоса със скорости, близки до скоростта на светлината. Ако го бяха правили, щяхме по-добре да разбираме на Айнщайн.

"Среден свят" - това е моето название на нашата средноразмерна реалност, в която сме развили уменията и действията си. Ние сме създадени като граждани на "Средния свят" и това ограничава обхвата на нашето въображение и дори и като такива пак не се справяме добре. Лесно можем да си се представим като заек, бягащ със скорост приблизително равна на средната скорост на зайците, или някакъв друг обект от "Средния свят", как се сблъсква в друг обект - например, в камък и пада.

На човешката интуиция, обучена в "Средния свят", й е трудно без чужда помощ да повярва на Галилей, когато казва, че и тежките, и леките предмети без съпротивлението на въздуха, ще падат на земята по едно и също време. В крайна сметка, в "Средния свят", въздушното съпротивление е винаги налице. Ако бяхме еволюирали във вакуум, бихме могли да очакваме, че ще паднат на земята едновременно. Ако бяхме бактерии, които постоянно се борят с топлинното движение на молекулите, щеше да е друго. Но ние, хората от "Средния свят" сме твърде големи, за да забележим брауновото движение. Нашите неврони, еволюирали в микросвета, не се ползват от информацията на микросвета.

По същия начин нашето съществуване се подчинява на силата на гравитацията, но не се чувства въздействието на силите на повърхностното напрежение. При малкото насекомо е точно обратното.

Стив Гранд в книгата си "Сътворението: Животът и как да го създадем" остро критикува прекаленото ни внимание към самата материя. Ние сме склонни да мислим, че само твърдите, материалните неща могат да се смятат за реални обекти. Колебанията на електромагнитните вълни във вакуум ни изглеждат нереални. Викторианците са мислили, че вълните трябва да съществуват в някаква материална среда - етер. Ако търсим спасение в материята, то е само защото сме еволюирали да оцеляваме в "Средния свят", където материята е полезна измислица.

В пустинна равнина в Танзания, в сенките на вулкана Ол Доньо Ленгай, има дюна, направена от вулканична пепел. Красивото е, че тя се движи като тяло. Това явление е известна като бархан и цялата дюна се придвижва през пустинята в западна посока със скорост около 17 метра на година. Тя запазва формата си на полумесец и се движи в посоката на роговете. Това се случва, защото вятърът издухва пясъка нагоре по полегатия склон и когато песичинката достигне върха на дюната, тя се свлича надолу във вътрешността на полумесеца и така цялата дюна се движи. Стив Гранд отбелязва, че всички - и вие, и аз - сме по-скоро подобни на вълна, отколкото като нещо постоянно. Той подканва нас, читателите, "да си спомним преживяване от своето детство, което ясно си спомняте, нещо, което можете да видите, да почувствате, може би дори да помиришете сякаш наистина сте там. В края на краищата, вие наистина сте били там тогава, нали така? Как иначе бихте си го спомняли? Но ето един изненадващ факт: Вие не сте бил там. Няма нито един атом в тялото ви днес, който е бил по време на това събитие. Материята плава от място на място и за миг се събира на едно място, за да бъде вас. Така че каквото и да сте, вие не сте материята, от която сте направени. Ако това не ви накара да настръхнете, прочетете го отново, докато не разберете, защо това е важно."

Така че, "реален" не е дума, която трябва да използваме с пълна увереност. Ако неутриното имаше мозък, който се е развивал у прадедите му с размер на неутрино, то би казало, че камъните наистина се състоят от празно пространство. Нашите мозъци са еволюирали у предци със среден размер, които не са можели да минават през камъни. "Реално" за едно животно е само това, което е необходимо за неговия мозък, за да оцелее и защото различните видове живеят в различни светове, ще има притеснително разнообразие от "истински" реалности. Това, което виждаме от реалния свят не е неподправен свят, а модел на света, регулиран и контролиран от данните на сетивата. изграден така, че да е полезен за справяне с реалния свят.

Естеството на модела зависи от вида на животното, което сме. За едно летящо животно е нужен различен вид модел от едно ходещо, катерещо се или плуващо животно. Мозъкът на маймуната трябва да има софтуер, способен да симулира триизмерен свят от клони и стволове.

Софтуерът на къртицата изгражда модел на свят, адаптиран за използване под земята. Мозъкът на водния паяк изобщо няма нужда от софтуер за триизмерност, тъй като живее на водната повърхност във "Флатландия" като в едноименния роман на Едуин Абът.

Аз имах предположение, че прилепите може да виждат цвятове с ушите си. Моделът на света, необходим на прилепа за ориентация в тримерното пространство и лов на насекоми, трябва да е доста подобен на модела, който е нужен на коя да е летяща дневна птица, подобна на лястовичката, която изпълнява същия тип задачи. Фактът, че прилепът използва ехото в пълен мрак като входни данни в модела си, а лястовичката използва светлината, е несъществен. Дори предложих, че прилепите използват възприятия за цветове като червено и синьо като етикети, вътрешни етикети за някой полезен вариант на ехото - може би за описание на акустичната текстура на повърхностите - грапави или гладки и т.н. по същия начин, по който лястовичките или ние използваме възприеманите цветове като червено и синьо и т.н. за да отбележим и разграничим дългите от късите дължини на вълните на светлината. В червения цвят няма нищо, което да изисква той да се представя от тази дължина на вълната.

И най-важното е, че естеството на модела се ръководи от начина, по който ще се използва, а не от това, какви сетива участват. Самият Джон Бърдън Сандерсън Холдейн споменава животни, чиито свят е доминиран от аромати. Кучетата могат да различават две много подобни масни киселини, при това в силно разреден разтвор: каприлова киселина и капронова киселина. Единствената разлика между тях е, че едната има допълнителна двойка въглеродни атоми във веригата. Холдейн предполага, че кучето би могло да подреди киселините по реда на техните молекулярни маси по техния аромат, точно така както човек може да подреди струните на пиано по дължината на звуковата вълна, използвайки звученето на нотите. Има още една масна киселина, капринова киселина, подобна на първите две, с изключение на това, че има още два въглеродни атома. Куче, което никога не е срещало капринова киселина, едва ли би се затруднило да си представи миризмата й повече, отколкото ние бихме се затруднили да си представим тромпет, който свири една нота по-високо, отколкото сме чували по-рано. Може би кучетата, носорозите и други животни, ориентиращи се по миризмата, могат да миришат в цветове. И аргументът в полза на това ще бъде точно същия като при прилепите.

Средният свят - диапазонът от размери и скорости, с които ние сме еволюирали и се чувстваме комфортно - малко прилича на тeсния диапазон от електромагнитния спектър, който виждаме като разноцветна светлина. Ние сме слепи за всички честоти извън границите му, освен ако не използваме инструменти. Средният свят е тесния диапазон от релността, който определяме като нормален за разлика от странността на много малкия, на много големия и на много бързия.

Можем да приложим подобна скала и към невероятни събития - няма нищо абсолютно невъзможно. Чудесата са само събития, които са много малко вероятни. Мраморната статуя би могла да ни помаха с ръка - атомите, които съставят кристалната й структура, така или иначе се колебаят напред-назад. Но тъй като са много и между тях няма съгласуваност за определена посока на движение, мраморът, както виждаме в "Средния свят", остава неподвижен. Но атомите в ръката биха могли да се помръднат изведнъж едновременно в едно и също направление, отново и отново. В този случай ръката би се помръднала и ние бихме могли да видим как ни маха в "Средния свят". Разбира се, вероятността това да се случи е толкова малка, че ако бяхме започнали да пишем нули в началото на Вселената, още нямаше да сме написал достатъчно нули до днес.

Еволюцията в Средния свят не ни е подготвила да се справяме с много малко вероятни събития - ние не живеем достатъчно дълго. В необятността на астрономическата пространство и геоложкото време това, което изглежда невъзможно в Средния свят може да се окаже неизбежно. Един от начините да се мисли за това е чрез преброяване на планети. Ние не знаем колко планети има във Вселената, но добро предположение би било 1020 или 100 милиарда милиарда. И това ни дава добър начин да изразим нашето предположение за невероятността на живота. Може да отбележим определени точки като ориентири по спектъра на невероятността, който може да изглежда като електромагнитния спектър, който току що видяхме.

Еволюцията не нарушава втория закон на термодинамиката, както подхвърлянето на топка не нарушава закона на гравитацията.

Ако животът може да възникне дори само веднъж за една планета, той би бил изключително разпространен, или би могъл да възниква по веднъж на звезда, или по веднъж на галактика, или може би само веднъж в цялата Вселена. В този случай това непременно трябва да бъде тук. И някъде в този край на спектъра би бил шанса жаба да се превърне в принц и подобни магични неща. Ако животът е възникнал само на една планета в цялата Вселена, то тази планета трябва да е нашата планета, защото ние сме тук и говорим за това. И това означава, че ако искаме няка да използаме това, можем да приемем без доказателства, химичната реакция, която е положила началоро на живота, е също толкова малко вероятна като 1 към 100 милиарда милиарда. Аз не мисля, че можем да приложим това, защото подозирам, че животът доста често се среща във Вселената. И когато казвам "често", той все пак би могъл да е толкова рядък, че нито един остров живот да не се срещне на друг, което е тъжно.

Как да интерпретираме "по-странна, отколкото можем да предположим?" По-странна, отколкото може да се предположи по принцип или по-странна, отколкото ние можем да предположим,отчитайки ограниченията на еволюционния опит на нашите мозъци в Средния свят? Бихме ли могли чрез обучение и упражнения да се еманципираме от Средния свят и да постигнем някакво интуитивно, както и математическо разбиране на много малкото и много голямото? Аз наистина не знам отговора.

Интересно е дали бихме могли да си помогнем в разбирането на квантовата теория, например, ако нашите деца играят на компютърни игри от най-ранно детство, в които да има един измислен свят, в който топката преминава едновременно и през двете дупки на екрана. Един свят, в който странностите на квантовата механика са увеличени в компютърния свят така, че да станат обичайни в мащаба на Средния свят. И аналогично релативистична компютърна игра, в която обектите на екрана да изобразяват Лоренцовото съкращение и т.н., за да се опитаме да стигнем до този начин на мислене, да вкараме децата в този начин на мислене.

Искам да завърша с предложение да приложим идеята за Средния свят към начина, по който се възприемаме един друг. Повечето учени сега се придържат към едно механистично разбиране на разума: ние сме такива каквито сме, защото мозъкът ни е така устроен, защото хормоните ни са така устроени.

Ние щяхме да сме различни, нашият характер щеше да е различен, ако нашата невро-анатомия и нашата физиологична химия бяха различни. Но ние учените сме непоследователни. Ако бяхме последователни, нашата реакция към лош човек, например към убиец на деца, би трябвало да е нещо от рода на "това устройство има дефектен компонент, трябва да се поправи". Но не говорим така. Това което казваме (аз включвам най-механистичните сред нас, вероятно и себе си) това, което казваме е "Зло чудовище, затворът е прекалено добро място за теб". Или по-лошо, ние искаме отмъщение, което всяка вероятност стартира следващия етап в ескалиращия цикъл на ответно отмъщение, което виждаме сега по целия свят. Накратко, когато мислим като учени, ние разглеждаме хората като сложни устройства, като компютрите или колите, но когато мислим като хора, се държим по-скоро като Базил Фолти от "Хотел Фолти Тауърс", който удря колата си, за да й даде урок, когато не иска да запали в епизода "Кулинарна вечер".

Причината, заради която одушевяваме такива неща като коли и компютри е, че както маймуните живеят в свят на дървета, къртиците живеят в подземен свят, а водният паяк живее в двуизмерния свят на силите на повърхностното напрежение, ние живеем в социален свят. Плуваме сред човешкото море - в една социална версия на "Средния свят".

Ние сме развили умение да предвиждаме поведението на другите, превръщайки се в блестящи, интуитивни психолози. Да се отнасяме към хората като към машини може да е правилно от научна и философска гледна точка, но е напразна загуба на време, ако искате да познаете какво този човек ще направи по-нататък. За практиката е полезен начинът да моделираме човек като се отнасяме към него като целенасочен субект с неговите удоволствия и страдания, желания и намерения, чувства за вина и степен на виновност. Персонификацията и приписването на преднамерена цел е толкова блестящ успешен начин да моделираме хората, че не е учудващо, че същата програмасработва в неподходящи моменти, когато имаме ситуации, за които не е подходяща, както Базил Фолти и неговата кола или както милионите хора, заблудени по отношение на Вселената като цяло.

Ако Вселената е по-странна, отколкото можем да предположим, то дали това е защото сме преминали през естествен отбор, позволяващ ни да предполагаме само това, което ни е било необходимо да оцелеем в Африка по време на плейстоцена? Или нашият мозък е достатъчно гъвкав и универсален, че ще можем да научим себе си да се отскубнем от границите на нашата еволюция? Или в края на краищата във Вселената има неща толкова странни, че никаква философия и на най-богоподобните същества, не би могла да си представи?

Към великолепната лекция на професор Ричард Докинс искам само да добавя, че въпреки световната си слава, той е един скромен човек, който не само изслуша с търпение нашите въпроси и даде отново, извън програмата си, автографи на феновете си, но и седна сред публиката за да присъства на лекцията на колегата си Ръсел Фостър.

Следете новините ни в GoogleNews