Századik blogbejegyzés: az időfizikáig és tovább

Albert Michelson amerikai fizikus1894-ben úgy gondolta, hogy „a fizikai legalapvetőbb tényeit és törvényeit [immár] felfedeztük... a jövőbeni felfedezéseknek a hatodik tizedes jegyre kell irányulniuk”. Vagyis: már csak a már meglévők pontosítása van hátra, mert lényegében mindent tudunk. Amiben nem is csak az az érdekes, hogy Michleson nevét ma leginkább azzal a Michelson-Morey kísérlettel kapcsolatban ismerjük, amely az éter nemlétét kimutatva aztán elvezetett Einsteinhez és a 20. század egyik legnagyobb fizikai forradalmához. Hanem az is, hogy1890 körül még tényleg úgy tűnhetett, hogy Michelsonnak igaza van, hiszen alig egy-két – nem különösebben jelentősnek látszó – anomália várt már csak magyarázatra (mint amilyen pl. a Merkúr perihéliumvándorlása meg a fekete test sugárzása volt).
De aztán jött előbb a speciális, majd az általános relativitáselmélet, továbbá a kvantummechanika. „A legtöbb fizikusnak [ma sem] nem okoz gondot egyetlen [egységes] dolognak látni a fizikát”, jegyzi meg . W. Kilimster angol matematikus Sir Arthur Eddington „mindenségelméletéről” írva, és végső soron bármiféle „Nagy Egyesített Elmélet” is arról szólna, hogy állítsuk vissza azt a 19. századi állapotot, amikor még úgy tűnt, hogy a makro- és a mikrofizika ugyanolyan törvényeknek engedelmeskedik. Az pedig más kérdés, hogy eközben abból indulunk-e ki, hogy mondjuk ugyanúgy közvetlen kapcsolat van a gyenge, az erős meg az elektromágneses erők között, és lényegében ugyanúgy ugyanannak az éremnek a különböző oldalai-e, mint az elektromosságot és mágnességet egyesítő elektromágnesesség, vagy pedig a két végpont között  köztes elméleteket:  valamiféle elméleti hidat kell még kiépítenünk.
De mivel ez messzire vezetne, térjünk vissza inkább ahhoz, hogy amikor a 20. század elején jöttek a fentebb már érintett tudományos áttörések, akkor ezekhez többek között (sőt, talán első sorban) arra volt szükség, hogy – Lee Smolin amerikai fizikus megfogalmazásával élve – a kutatóknak Einsteintől Heisenbergig kedvük legyen „nehéz elvi kérdéseken” töprengeni. Mondjuk azon, hogy egészen kis mérettartományokban meg egészen nagy sebességeknél ugyanúgy működnek-e a dolgok, mint a klasszikus, newtoni fizikában, amelyet egyáltalán nem mellékesen a hagyományos értelemben vett matematika alapoz meg. A megoldást pedig akár a fénysebesség, akár az elemi részecskék esetében annak felismerése jelentette, hogy ami addig paradoxonnak tűnt, az valójában szabályszerűség/természeti törvény (de ettől persze nem lesz érthetőbb a számunkra:-)
Ma bizonyos szempontból hasonló a helyzet, mint Michelson idején; azzal a nem elhanyagolható különbséggel persze, hogy az akkori „apró anomáliák” helyett most olyan, első ránézésre is súlyos problémákkal van dolgunk, mint amilyen a sötét anyag és a sötét energia. Vagy mint az idővel, illetve az időutazással kapcsolatos ellentmondások, és lehet, hogy ideje lenne ismét az alapjaitól átgondolni az egészet.
Ehhez kiindulási pontként választhatjuk például a metamatematikát. Ez magát a matematika alapjait vizsgálja különböző matematikai módszerekkel (miként a talán legismertebb példa, a Gödel-tételek esetében is). De megtehetjük azt is, hogy eggyel még „hátrébb lépünk”, és rákérdezünk ezeknek a módszereknek a megalapozására meg arra, hogy mennyire szükségszerűek, és hogy elindulhatnánk-e valamilyen másik irányba az eddigiek helyett.
És itt nem is csak arra gondolok, hogy a klasszikus geometria teljesen önkényes módon a körző és a vonalzó használatán alapul (és ez egyebek között – hogy ad hoc példákat hozzak – még a descartesi, illetve a polárkoordináta-rendszerben is tetten érhető, hiszen ezekhez is vonalzóra, illetve körzőre és vonalzóra van szükségünk. Hogy a kúpszeletekről például már ne is beszéljünk). Hanem arra is, hogy könnyen lehetséges, hogy egyáltalán nem volt véletlen, hogy az ókori görögök a „tökéletes” geometriai objektumok létét tételezték fel.
Steven Mithen amerikai őstörténész azt írja az evolúciós pszichológiából kiindulva Prehistory of Mind c. könyvében, hogy a fejünkben az alkalmazkodás során ugyanúgy különböző mentális szervek alakultak ki, mint ahogy testi szerveink is a különböző szelekciós nyomásokhoz alkalmazkodtak. Ennek megfelelően az agy nem valamiféle „általános problémamegoldó eszköz”. Ehelyett különböző „célmodulok” találhatóak benne (a nyelv; a fizikai alapmodul (amelynek köszönhetően természetes számunkra a tárgyak tehetetlensége); a többi ember viselkedését értelmező pszichológiai; valamint az a biológiai modul, amely gondoskodik róla, hogy az élőlényekkel alapvetően mások legyenek az elvárásaink, mint az élettelen dolgokkal). A törzsfejlődésben a mostanit megelőző állapotra az egyes modulok független működtetése lehetett jellemző, most pedig a „kognitív fluiditás”: a különböző elemek súrlódásmentes együttműködése.
Ami a mi problémánk felől nézve azt jelenti, hogy mivel az agyban nincs matematikai modul, ezért az ilyen funkciókat valahogy máshogy kellett végrehajtani. Alkalmasint úgy, hogy eközben a nyelvi modult használtuk (mint ahogy a számneveknél is erre van szükség), és ha helyes a feltételezésem, akkor gyakorlatilag ez volt az a szűrő, amelyen keresztül értelmeztük a matematikát(az pedig meglehetősen késői fejlemény, hogy megjelenik egy, nem a nyelvhez kötődő és nem „elmondásra való” matematikai szimbólumrendszer). A nyelv viszont szükségképpen absztrahálásra épül (hiszen nincs olyan, hogy „pont”, „ember” vagy éppen „kör”, lévén ezek is gyűjtőfogalmak), és innét talán már nem is olyan nagy ugrás a mindenkori „kör” ábrázolásban az ideális kört látni, amelynek minden (végtelenül sok) pontja ugyanolyan távolságra van a középponttól. Meg egy valóban létező pontban az ideális, kiterjedés nélküli pontot, és így tovább. Értsd: bizonyos értelemben az evolúciós múltunkból fakadó korlátok/hiányosságok vezethettek a klasszikus matematika kialakulásához.
A másik lehetőség természetesen az, hogy egy véletlennek köszönhetően alakult volna ki ilyennek a matematika, de akár az egyik, akár a másik magyarázat helytálló, mindenképpen legalább elképzelhető, hogy létezik a mostaninál jobb és hatékonyabb megoldás a matematikai problémák kezelésére.
És megpróbálkozhatunk valami hasonlóan alapvető szemléletváltással a fizika esetében is.
A metafizika eredetileg azt jelentette, ami Arisztotelésznél a Fizika című könyv után következett – ma pedig valami olyasmit, hogy „a valóság természetének általános érvényű leírása”. A metamatematika analógiájára viszont eljátszhatunk egy olyan megközelítés lehetségességével is, amelynek a fizika értelmezését biztosító keretrendszer tanulmányozása a célja.
Norman Packard amerikai káoszkutató úgy fogalmaz, hogy „a fizikus olyan matematikus, akinek van érzéke a realitáshoz”. Newton óta a matematika tökéletesen beleépült a fizikába, és ezért logikusnak tűnik, hogy a fizikai alapokat vizsgálva a matematikát is az alapoktól gondoljuk újra, és közben megvizsgáljuk, hogy ennek milyen hatása lehet a fizikára.  Illetve – a kvantumelmélet mint példa alapján – megpróbálkozhatnánk azzal is, hogy különböző, problémásnak bizonyuló területeken a helyett, hogy az eddigi módszerekkel keresnénk megoldást, inkább eltérő logikából indulnánk ki (és példának okáért az idővel kapcsolatos problémák és paradoxonok megoldására valamiféle új időfizikát próbálnánk létrehozni).  A lényeg mindenképpen az lenne, hogy nekiálljunk újfajta szemléltekkel és az eddigieknek az alapoktól újraértelmezésével kísérletezni ott, ahol a hagyományos megközelítések csődöt mondtak.
Hátha akkor többre jutunk.