Ζούμε μέσα σε μια μαθηματική εξίσωση;

ΒΟΣΤΟΝΗ— Από το τόξο ενός μπέιζμπολ μέχρι τις τροχιές των πλανητών, τα μαθηματικά μοτίβα είναι παντού. Αλλά σύμφωνα με τον φυσικό Μαξ Τέγκμαρκ του Τεχνολογικού Ινστιτούτου της Μασαχουσέτης στο Κέιμπριτζ, δεν αρκεί να πούμε ότι τα μαθηματικά κυβερνούν το σύμπαν μας. Μάλλον, πιστεύει ότι η ίδια η πραγματικότητα είναι μια μαθηματική δομή. Τι στο καλό σημαίνει αυτό; Συναντήσαμε τον Tegmark μετά την παρουσίασή του στο χθεσινό συμπόσιο "Is Beauty Truth?" στην ετήσια συνάντηση της AAAS (η οποία δημοσιεύει το Science ΤΩΡΑ).

Ε:Τι κάνει μια μαθηματική θεωρία όμορφη;

Μ.Τ.: Για μένα, είναι συνήθως όταν υπάρχει μια απροσδόκητη σύνδεση μεταξύ δύο πραγμάτων που πίστευα ότι δεν είχαν σχέση. Φανταστείτε αν μπήκατε σε ένα μουσείο τέχνης και είδατε ένα πολύ όμορφο γλυπτό στη μια γωνία και κάτι άλλο στην άλλη γωνία, αλλά υπάρχει ένα μεγάλο πέπλο ανάμεσά τους. Και ξαφνικά κάποιος σηκώνει το πέπλο και βλέπεις ότι τα δύο πράγματα είναι απλώς μέρη μιας πολύ μεγαλύτερης δομής. Βλέποντας αυτό το σύνολο, καταλαβαίνεις τα κομμάτια πολύ καλύτερα.

Οι όμορφες μαθηματικές κανονικότητες που έχουν αποκαλυφθεί ήταν συνήθως ενοποιήσεις, όπου αντί να έχουμε μια μαθηματική περιγραφή για αυτό και μια διαφορετική για εκείνο, συνειδητοποιούμε ότι υπάρχει μια ενιαία μαθηματική δομή που την περικλείει όλα. Επομένως, για μένα, θα ήταν φυσικό συμπέρασμα εάν όλα μπορούσαν να ενοποιηθούν, εάν υπήρχε μια ενιαία μαθηματική δομή που είναι η πραγματικότητά μας και όλες οι μαθηματικές δομές που έχουμε ανακαλύψει στο παρελθόν αποτελούν μέρος αυτού του πιο όμορφου συνόλου.

Ε:Περιμένετε ένα λεπτό. Τι εννοείς, το σύμπαν είναι μια μαθηματική δομή;

Μ.Τ.: Αυτή τη στιγμή λοιπόν, τρώω ένα πορτοκάλι, το οποίο είναι φτιαγμένο από κύτταρα. Γιατί έχουν τις ιδιότητες που έχουν; Λοιπόν, επειδή είναι φτιαγμένα από μόρια. Γιατί τα μόρια έχουν τις ιδιότητές τους; Επειδή είναι φτιαγμένα από άτομα ενωμένα με συγκεκριμένο τρόπο. Γιατί τα άτομα έχουν αυτές τις ιδιότητες; Επειδή είναι φτιαγμένα από κουάρκ και ηλεκτρόνια. Τι γίνεται με το ηλεκτρόνιο; Τι ιδιότητες έχει; Και το ωραίο είναι ότι όλες οι ιδιότητες που έχουν τα ηλεκτρόνια είναι καθαρά μαθηματικές. Είναι απλώς μια λίστα με αριθμούς. Άρα με αυτή την έννοια, ένα ηλεκτρόνιο είναι ένα καθαρά μαθηματικό αντικείμενο. Στην πραγματικότητα, δεν υπάρχει καμία απόδειξη αυτή τη στιγμή ότι υπάρχει κάτι στο σύμπαν μας που να μην είναι μαθηματικό.

Ε:Αποκαλείτε αυτή την ιδέα υπόθεση του μαθηματικού σύμπαντος και λέτε ότι είναι ένας θεμελιωδώς αισιόδοξος τρόπος να δει κανείς την πραγματικότητα. Γιατί;

Μ.Τ.: Έχουμε ανακαλύψει ξανά και ξανά ότι η πραγματικότητα είναι μεγαλύτερη από ό,τι πιστεύαμε. Οι άνθρωποι ήταν πραγματικά σοκαρισμένοι όταν συνειδητοποίησαν πόσο μεγάλη ήταν η Γη. Έπειτα σοκαρίστηκαν από το πόσο μεγάλο ήταν το ηλιακό μας σύστημα, και πόσο μακριά ήταν τα αστέρια, και ότι ήμασταν μόνο ένα μικρό μέρος αυτού του γαλαξία, που είναι ένας από εκατοντάδες γαλαξίες. Τώρα υπάρχει πολλή φασαρία σχετικά με το ότι ολόκληρο το παρατηρήσιμο σύμπαν είναι μέρος ενός πολύ μεγαλύτερου χώρου, με πολλές παράλληλες κβαντικές πραγματικότητες.

Εάν υπάρχουν σημεία της πραγματικότητας που δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε με τα τηλεσκόπια μας ή να ταξιδέψουμε με τους πυραύλους μας, μερικοί άνθρωποι μπορεί να αισθανθούν ότι είναι λίγο κακό, ότι είμαστε θεμελιωδώς περιορισμένοι σε ό,τι μπορούμε να παρατηρήσουμε. Αλλά υπάρχει μια δροσερή ανατροπή εδώ. Εάν η υπόθεση του μαθηματικού σύμπαντος είναι αληθινή, μπορούμε να μάθουμε πράγματα για τα μέρη του σύμπαντος που δεν μπορούμε να δούμε ή να επισκεφτούμε. Όχι με τηλεσκόπιο αλλά με μολύβι—και πολλή εφευρετικότητα.

Επιπλέον, εάν η υπόθεση του μαθηματικού σύμπαντος είναι ψευδής, αυτό σημαίνει ότι το μέλλον της φυσικής είναι τελικά καταδικασμένο. Θα βρεθούμε τελικά σε ένα οδόφραγμα πέρα ​​από το οποίο δεν μπορούμε να προχωρήσουμε. Ενώ αν έχω δίκιο δεν υπάρχει οδόφραγμα. Ο δρόμος μπροστά είναι ανοιχτός και η μελλοντική μας κατανόηση περιορίζεται πραγματικά μόνο από τη φαντασία μας.

Ε:Δεν είμαι μαθηματικός. Γιατί να πιστέψω τη θεωρία σας;

Μ.Τ.: Θα πρέπει να πιστεύουμε τις επιστημονικές θεωρίες εάν κάνουν προβλέψεις που μπορούν να δοκιμαστούν και ενδεχομένως να αποδειχθούν λανθασμένες. Μερικοί άνθρωποι υποστηρίζουν ότι, καλά, αν υπάρχει μια θεωρία που προβλέπει ένα σωρό πράγματα που δεν μπορείτε ποτέ να παρατηρήσετε, αυτό δεν είναι επιστήμη. Αλλά αυτή είναι στην πραγματικότητα μια λανθασμένη άποψη. Για να είναι μια θεωρία παραποιήσιμη, δεν χρειάζεται να είμαστε σε θέση να παρατηρήσουμε όλα όσα προβλέπει. Τουλάχιστον ένα πράγμα. Και αν αυτή η πρόβλεψη είναι λάθος, ξεπλύνετε τη θεωρία στην τουαλέτα.

Η βαρύτητα είναι ένα εξαιρετικό παράδειγμα. Η θεωρία της βαρύτητας του Αϊνστάιν προβλέπει ακριβώς τι συμβαίνει μέσα στις μαύρες τρύπες. Πρέπει να το απορρίψουμε ως φιλοσοφικό μπλα μπλα μπλα; Οχι! Γιατί και αυτή η θεωρία προβλέπει ακριβώς τις χρονικές καθυστερήσεις των δορυφόρων GPS. Και αν ο Αϊνστάιν έκανε λάθος, θα χανόμασταν τελείως όταν κυκλοφορούσαμε με τα αυτοκίνητά μας αυτές τις μέρες. Επειδή είναι τόσο επιτυχημένο στα πράγματα που προέβλεψε ότι θα μπορούσαμε τεστ, αναγκαστήκαμε να λάβουμε σοβαρά υπόψη και τις άλλες προβλέψεις του.

Αυτή η συνέντευξη έχει συμπυκνωθεί και υποβληθεί σε επεξεργασία.