Norėdami išspręsti didžiąsias fizikos paslaptis, privalome pažvelgti iš naujų perspektyvų, sako kosmologas Stephonas Alexanderis. Šiame interviu jis aiškina intuicijos svarbą – ir išdėsto vieną iš savo nekonvencinių idėjų

Vaikystėje Stephoną Alexanderį žavėjo sulūžę, grafičiais išpaišyti traukinių vagonai, stovėję depe kitoje kelio pusėje, kur jis kasryt laukdavo geltono mokyklos autobuso. Grafičio meistrai buvo jo herojai, kaip ir miesto filosofai. Vėliau jis prisijungė prie hiphopo grupės. „Naudojau bytboksą repo susirėmimuose. Ir jie vadino tai svarbia žinia,“ prisimena jis.

Augti Bronkse devintojo dešimtmečio Niujorke nėra tipiškas fizikos teoretiko bagažas, tačiau padėjo suformuoti išskirtinį Alexanderio stilių. „Tų visų skirtingų kultūrų susidūrimas buvo vertinamas, nes matėme rezultatą,“ sako jis. Alexanderis išmoko susitvarkyti su skirtumų keliamu diskomfortu ir išvydo iš to kylančias idėjas. Bet jauną juodaodį mokslininką kolegos ignoravo. Spekuliatyvios jo idėjos kai kuriems bendradarbiams atrodė beprotiškos.

Užuovėjos Alexanderis ieškojo džiazo klubuose, kavinėse ir zen budizmo centruose. Susidraugavęs su biologais, muzikantais ir menininkais, jis į didžiuosius realybės prigimties klausimus suformavo nuosavą požiūrį – branginantį įvairius rakursus, intuiciją ir vaizduotę.

Dabar Alexanderis yra kosmologas, stygų fizikos teoretikas ir džiazo muzikantas. Jis vadovauja Brown universiteto tyrimų laboratorijai Providence, Rhode saloje, siekdamas apjungti mažiausias ir didžiausias būtis ir išsiaiškinti, kas buvo prieš Didįjį sprogimą. Be to, jis yra Nacionalinės juodaodžių fizikos draugijos prezidentas.

Naujoje savo knygoje „Juodosios visatos baimė: pašalinio stebėtojo gidas į fizikos ateitį“ (Fear of a Black Universe: An outsider's guide to the future of physics), Alexanderis teigia, kad be naujų balsų „fizikų klube“ atrasti ką nauja sunku. Mokslininkai galėtų daug ko išmokti iš grafičio menininkų, kurie laikyti vandalais, tačiau dabar didžiai vertinami meno terpėje, sako jis. „Jie suvokia, kad svarbu neužsidaryti ir kalbėtis su kitais. Būtent iš tokios sąveikos galime tikėtis sulaukti inovacijų,“ pažymi Alexanderis. Tam tikra prasme jis tikisi, kad toks „bekelės mąstymas“ gali sugrąžinti fizikus į tiesų kelią.

Neseniai, kartu su fizikos teoretiku Lee Smolinu, virtualios realybės pionieriumi Jaronu Lanieru ir kitais iškėlėte idėją, kad visata išmoksta savo pačios dėsnius taip pat, kaip dirbtinio intelekto neurotinklai apmoko save. Kuo patraukli tokia besimokančios visatos idėja?

Stephon Alexander: Iškėliau tokį klausimą: kodėl mūsų visata ypatinga? Stygų teorija rodo, kaip randasi gamtos dėsniai. Iš pradžių yra styga – gravitacijos ar dalelių fizikos nėra – bet tuomet atsiranda šios formos ir jėgos. Bet stygų teoriją neatsako į klausimą „kodėl?“. Jai trūksta mechanizmo, kuriuo iš 10⁵⁰⁰ įmanomų visatų būtų pasirenkama mūsų.

Jeigu jėgos mūsų visatoje būtų šiek tiek kitokios, žvaigždės negalėtų degti. Iš vandenilio nepavyktų sukurti anglies, o jei nėra anglies, kur būtume mes? Kodėl dėsniai tokie, kokius juos matome? Tad, bandome prie šios problemos prieiti iš kitos pusės. Savamokslė visata turi šių dėsnių pasirinkimo mechanizmą.

Kaip visata galėtų mokytis?

Mokymasis yra informacijos kaupimas ir sprendimų priėmimas, remiantis šia informacija. Be to reikia tam tikro stabilumo; laikui bėgant, jis privalo būti sukurtas ir išlikti. Tad, pradedame nuo labai paprastų pirminių taisyklių, kurios yra ir mokymosi taisyklės. Jos galiojo prieš gamtos dėsnius. Jei taisyklės taisyklės gali išmokti kai kuriuos dėsnius, kurie egzistuoja, tarkime, gravitacijos dėsnius, tokia mokymosi sistema yra gera.

Turime mokymosi architektūrų ir mašininio mokymosi, ir dirbtinio intelekto visatą. Ir kitoje visatoje turime žinomus fizikos dėsnius. Tai dvi tos pačios monetos pusės.

Kurie fundamentalūs dėsniai galėtų turėti įtaisytą mokymosi architektūrą?

Vienas iš tokių pavyzdžių yra „matricos modeliai“. Galime įsivaizduoti juos kaip kvadratėliais suskirstytą lentą, kurios kiekvienas langelis skirtingos spalvos ir nuolat kinta. Kiekvienoje matricoje gali būti milijardai stulpelių ir eilučių. Tarkime, kad ši matricos teorija yra visų teorijų motina, kad joje yra visi įmanomi dėsniai. Kaip jie realizuojasi į konkrečius, mūsų pasauliui būtinus dėsnius?

Matricų teorijos matematika turi kai kuriuos tam tikros rūšies neurotinklo ingredientus. Tad mintis yra parodyti, kad bent viena iš neurotinklų architektūrų gali išmokti vieną iš tų dėsnių. Toks atitikimas ir būtų indikatorius. Būtent šiuo aspektu idėja beprotiška ir graži, nes jeigu tai yra pats gamtos pagrindas, tuomet pati gamta yra panaši į neurotinklą.

Ar nebūtų nenuoseklu peršokti nuo fizikos dėsnių matricų teorijos ir neurotinklų atitikimo prie teiginio, kad visata iš tiesų yra neurotinklas?

Taip, tai peršokimas. Ji būtų analogiška neurotinklui. Vis dar vystome šią idėją ir ji gali nuvesti kita kryptimi.

Ir tai nebūtinai reiškia neurotinklą kaip esantį kompiuteryje. Kompiuteris tėra neurotinklų substratas. Gali vykti kas nors labiau biologiško. Jei visata sukūrė smegenis, kodėl pati visata negalėtų būti supersmegenimis?

Jei yra tiek atitikimų, ar turėtume neurotinklus laikyti tokiais pat „realiais“, kaip ir fizikos dėsniai?

Manau, turėtume. Jie realūs taip pat, kaip manome, kad realus magnetinis ar elektrinis laukas. Arba kaip Paulas Diracas prognozavo antimateriją. Yra matematinė lygtis, kuri byloja kažką absurdiško apie realybę – kad egzistuoja antimaterija, – o tada paaiškėja, kad tai yra paslėpta realybės dalis.

Kuo besimokanti visata skiriasi nuo evoliucionuojančios?

Evoliucija priklauso nuo prisitaikymo prie aplinkos idėjos. Vykstant evoliucijai, rūšys išnyksta. Taip pat ir besivystanti visata priklauso nuo didelės visatų populiacijos buvimo, iš kurių tik tinkamiausios – tarkime, su tinkamomis gamtos konstantomis – išliks.

Mokymasis reiškia, kad turite galimybę suklysti neišnykdami. Matricos modeliuose yra daug vietos saugoti informaciją. Tad, išsaugote klaidą atmintyje ir judate pirmyn. Tai lyg džiazo improvizacija.

Kodėl drąsios idėjos kaip ši, yra tokios svarbios fizikai?

Esu fizikas, kuris tokias beprotiškas idėjas sugalvoja. Netgi turiu idėjų, kurias baiminuosi atskleisti, kad jos nebus priimtos rimtai ir nebūsiu gerbiamas kaip fizikas. Tai, kad esu juodaodis, irgi visai nepadeda, turint omeny visas su tuo siejamas išankstines nuostatas.

Visata sukūrė smegenis, tai kodėl pati visata negalėtų būti supersmegenimis?“

Rašiau šią knygą klausdamas: kodėl fizika užsiimu būtent taip? Tuomet suvokiau, kad Maxas Planckas manė, jog sąmonė yra visame kame. Ir Nielsas Bohras studijavo konfucianizmą ir taoizmą. Ir, pala: Wolfgangas Paulis atliko sapno analizę?

Tai gerai mokslo pažangai. Istorija įrodė, kad taip yra. Reikia visko, nes turime reikalą su nežinomybe. Tyrinėjame gamtą, kuri daug išmanesnė, nei mes kada nors galėsime būti.

Naujoje knygoje Fear of a Black Universe, rašote apie „fizikų klubą“. Kas tai yra?

Formuojame grupes, socialinius ryšius, ir nemanau, kad mokslininkai yra kitokie. Šiuos ryšius supa tam tikros socialinės jėgos, galinčios jus bausti ar padėti. Tai yra labai žmogiška.

Be to, yra kai kuriems žmonėms fiziką apsunkinantis intelektualinis užtikrintumas ir arogancija. Gyvename Vakarų visuomenėje, kur nebaltaodžiai vyrai ir moterys stereotipiškai laikomi tingiais ar emocionaliais ar ne tokiais intelektualiais. Tokia mano asmeninė patirtis. Tai nereiškia, „oi, praleiskite mane, nes kenčiu.“ Iš tiesų yra tiksliai priešingai. Jei nepritinki, reikia sunkiai dirbti.

Kas jus supažindino su fizika?

Mano vidurinės mokyklos mokytojas ponas Kaplanas sakė man, kad „intuicija kuria didžius fizikus“. Tai žmonės, tai Schrodingerio katė. Mes pirmiau ką nujaučiame, tada patvirtiname matematiškai.

Pirmoje fizikos pamokoje su p. Kaplanu apie fiziką nežinojau nieko. Bet žiūrėdamas, kaip jis mėto kamuolį aukštyn ir žemyn, intuityviai suvokiau energijos išlikimą. Tai atvėrė man akis, kad galiu užsiimti fizika. Nereikia būti genijumi. Tai žmogiška, tai įgimta mūsų teisė.

Teorinės fizikos revoliucija – panaši į bendrojo reliatyvumo atradimą ar kvantinę mechaniką – atrodo seniai vėluojanti. Manote, kad taip yra dėl nenoro priimti įvairesnių žmonių?

Užtikrintai sakau, kad taip. Tai nereiškia, kad turėtume tiesiog visus suburti ir [dainuoti] Kumbaya. Bet turėtume įžvelgti ir paskatinti gerai dirbančius.

Kai teorinė fizika tapo taip giliai matematiška, kaip manote, ar dėl to sunkiau pritaikyti intuityvų mąstymą?

Taip, apsunkina, bet būtent todėl šie dalykai turėtų eiti drauge. Kai kas gal būtų spekuliatyvus, o kiti – žemiškesni. Beje, būtent tai ir vyksta džiazo improvizacijoje. Kai improvizuoji solo, tyrinėji, bet keistai skamba, jei nėra tai palaikančios grupės. Tuomet visi kiti imasi savo solo partijos. Mums reikia ir žemiškumo ir tyrinėjimo.

Kaip improvizuojate fizikoje?

Protą lavinau ne tik mokydamasis matematiką ir fizikos koncepcijas, bet ir mokydamasis filosofiją.

Be matematikos įrankių vis viena neapsieiname. Reikia atrasti save fizikos tradicijoje. Tikiu eksperimentais. Bet reikia tirti beprotiškas idėjas ir nebijoti. Reikia kalbėtis su tais, kurių buvote mokomas negerbti. Jie gali kai ko išmokyti.

Man pasisekė, kad treniravausi su zen meistrais. Be to, treniravau sapnų analizę su [fizikos teoretiku] Chris Isham. Būtent tada pradėjo vykti stebuklai. Tai lyg zen patarlė apie puodelio ištuštinimą. Kaip ištuštinti protą, kad jame atsirastų vietos naujoms idėjoms? Idėjos kartais kyla iš iracionalių, nelogiškų vietų.

„Koanai“ yra zen pateikiamos mįslės ir paradoksai. Visą gyvenimą kaip fizikas treniravau protą būti matematišku ir mąstyti logiškai. Bet su tokiu mąstymu šių koanų įžvalgų negausi. Tai yra prieš mąstymą, anksčiau jo. Ten gyvena ir kūrybingumas fizikoje. Daugelį metų apie visa tai nekalbėjau.

Tad, kas iš pirmo žvilgsnio atrodo neįtikėtina, iš tiesų gali pasirodyti esant giliu tikrovės pagrindu?

Be abejonės. Tarkime, kvantinė fizika: dalelė gali būti dalelė ir banga. Bet mūsų patirtis byloja, kad bangos ir dalelės yra skirtingi dalykai. Tai neįmanomumas, tapęs realybe. Arba štai, nauja sąmonės, fizikos ir dirbtinio intelekto sąveika. Mokslininkai rašo straipsnius šia tema. Priimame tai, kas ne taip seniai laikyta absurdu.

Knygoje rašote kaip Bantu-Kongo filosofijos suteikė naujų idėjų apie kvantinę kosmologiją.

Kalbėjau apie darbą su legendiniu bosistu Melvinu Gibbsu, ir po to jis atsiuntė man knygą apie Afrikos kosmologiją. Suvokiau, kad kai kurie Bantu-Kongo žmonių iš Vakarų Afrikos pasaulio atsiradimo istorijos elementai labai gražiai dera su kvantinės kosmologijos problema.

Kvantinėje kosmologijoje kvantinės fizikos dėsniai taikomi visai visatai. Stephenas Hawkingas ir Jamesas Hartle'as sugalvojo šią visos visatos bangos funkcijos idėją: kad visa visata yra kvantinės mechaniko sistema, talpinanti visų dalykų potencialą.

Priėmus šią idėją, tenka dorotis su matavimo problema. Jei išorėje nėra stebėtojų, kurie išmatuotų visatos banginę funkciją ir taip ją kolapsuotų, tuomet kas belieka? Tai, kad visata stebi save. Bet kaip ji save stebi? Na, jei yra su šia bangos funkcija susijusi kažkokia protosąmonės forma, tuomet stebėtojas neprivalo būti kokiame nors konkrečiame erdvės taške. Stebėtojas yra nelokalus. Bet šie stebėjimai suskaido visatą į atskirus stebėtojus.

Tai yra Bantu-Kongo idėja, vadinama mbungi. Mbungi būsenoje, fizikinis pasaulis ir sąmoningumas vienas kitą papildo. Tai dualumas – visai kaip kvantinės mechanikos bangos ir dalelės dualumas, kur dalelė yra lokalizuota nelokalios bangos versija.

Kaip fizikai galėtų priimti įvairius žmones ir jų skirtumus?

Sukūriau jaunų juodaodžių fizikos teoretikų ir mokslininkų grupę NeXus. Juodaodžių fizikos teoretikų vis dar labai mažai. Kai studijavau postdoktorantūroje, pasaulyje buvau tik aš ir dar kažkas.

Mintis tokia, kad visi esame skirtingi teoretikai. Yra kvantinės gravitacijos ir mašininio mokymosi tyrėjai, yra juodųjų bedugnių tyrėjai ir biologijos teoretikai. Jie susitinka dalintis technika ir drauge vykdyti tyrimų projektus. Ir kai jie susitinka, visi išmetami iš jų komforto zonos.

Reikia priimti diskomfortą. Jei kopiate į kalną ir jums nepatogu, ar tiesiog apsigręšite ir trauksite atgal? Jei išgirdote apie kitokį mąstymą apie ką nors, ko bijote? Tai yra Fear of a Black Universe.▲

Komentarai (10)