תקועים בקונספציה
שתי התורות הפיסיקליות הגדולות של המאה ה-20: תורת הקוואנטים ותורת היחסות הכללית, שרויות זה 80 שנה במבוי סתום. מה סטיבן הוקינג בפרט והמדע בכלל עשו כדי להיחלץ ממנו? חלק שני ואחרון
לחלק ראשון של המאמר לחצו כאן
השימוש בתיאוריות מדעיות מבטא בין השאר ניסיון מתמשך משחר התרבות המערבית להעמיד את מכלול התהליכים בטבע על חוק אחד או נוסחה אחת, שממנה נובע מגוון התופעות והתהליכים של המציאות. תאלס ממילטוס האמין שיסוד כל היסודות והחומרים הוא המים.
אנאכסימנדר סבר שזה האפירון; אנאכסימנס הצביע על האוויר ואילו הרקליטוס צידד באש. ביסוד כל החיפושים הללו אחר החומר הראשוני קיננה אמונה עמוקה בקיומו של הסבר רציונלי לטבע, כי רק משטר רציונלי יכול להבטיח את יציבותו של העולם ואת התנהלותו התקינה.
באורח פרדוקסלי, האמונה באלים - ולאחר מכן באל אחד - כמי שמכוננים את חוקי הטבע, היתה אף היא ביטוי למשאלה זו להבין את העולם, אלא שהדת ייחסה את הידיעה לאל ואילו לעצמה היא הסתפקה באמונה. בכך ניתקה הדת מהמדע וגזלה מדורי דורות של אמוני השם את החוויה של המסע המופלא בעקבות הידיעה.
הסכנה בהסבר אחד
לא רק מופלא, כי אם גם מרתק, בשל מנגנון ההשמדה העצמית הטמון בהצלחתה. כי הגעתנו לתחנה הסופית של חוק אחד-נוסחה אחת שמסביר הכל, עלולה לסמן את דעיכתה של החשיבה האנושית ואולי אף את מותה - כסברתו של הוקינג. אך כלום נוכל להגיע אי-פעם לתחנה הסופית? מנין לנו שאפשר להכניס טבע עשיר ומגוון כל כך לסד צר של חוק אחד-נוסחה אחת?
הוקינג, בניגוד לעמדתו הקודמת, אינו סבור שנגיע אי-פעם לסוף דרכה של החקירה המדעית, שכן תמיד יימצאו כיווני מחשבה חדשים. "אנו נגדיל את המורכבות, אם לא את העומק", הוא אומר, "ונהיה תמיד הטבור של אופק מתפשט של אפשרויות". קרוב לוודאי שהוקינג צודק, אבל למרבה הפלא אין באופק בלתי מושג זה כדי לשכך את הכמיהה לאמת המלאה והסופית על הטבע, מאחר שכמיהה זו מובנית בצורך עמוק שלנו להכניס שיטה וסדר בטבע.
שכן סדר פירושו רדוקציה, רדוקציה פירושה פשטות, ופשטות היא תנאי מוקדם להבנה. עובדה, בתחילת המאה ה-20 שררה תחושה שאנו קרובים ליעד הנכסף הזה, וכפי שאומר סטיבן ויינברג, "הפיסיקאים החלו חשים כי תיאוריה סופית, המאחדת לפחות את כל מדעים הפיסיקליים, עשויה להתגלות במהרה בקרוב".
מתברר, איננו יודעים
אלא שרצון זה להעמיד את מכלול התהליכים בטבע על חוק אחד או על נוסחה אחת צופן בתוכו קושי. כי אם העובדות, הממצאים והנתונים מקבלים משמעות רק דרך התיאוריה, ואם התיאוריה היא אך אחת האינטרפרטציות האפשריות של העובדות הידועות לנו, איך נדע אם הפשר שבחרנו הוא הנכון?
התשובה היא שאיננו יודעים. כל שאנו יכולים לדעת הוא שלעולם יתקיים פער בין כל היש בעולם לבין כל הידע שלנו על היש הזה, כי תמיד ייתכן פשר אחר, או תיאוריה מקיפה וכללית יותר, שתסביר לא רק את התופעות המוכרות לנו, כי אם גם את התופעות החדשות - ואולי גם את התופעות שעתידות להתגלות.
לחלופין, תיתכן תיאוריה חדשה, שתצליח לקשור תופעות הנחשבות לבלתי קשורות, בדומה לכוח המגנטי שאוחד בסוף המאה ה-19 עם הכוח החשמלי לכוח אלקטרומגנטי, ואוחד פעם נוספת בשנות ה-60 של המאה ה-20 עם הכוח הגרעיני החלש.
בחירתו של המדען
ושוב ניתן לשאול, אם אין דרך לוודא באופן מוחלט את אמיתות התיאוריה, על פי מה בוחר המדען באינטרפרטציה מסוימת ולא באחרת? התשובה היא שבמקרים רבים המדען אינו בוחר באינטרפרטציה בשל תוצאים וממצאים עובדתיים. היא נכפית עליו מכוחן של תובנות, אמונות, דעות קדומות, משאלות לב, חינוך, סביבה ומבנה אישיות.
אינשטיין הודה באחד ממכתביו ללורנץ, כי סדרת המאמרים שלו על הכבידה היתה שרשרת של שגיאות, אף על פי כן הן לא החלישו את בטחונו באמיתותה של תיאוריית הכבידה שלו, שאת ניסוחה הסופי גיבש ב-1915. יתר על כן, אינשטיין היה משוכנע לחלוטין בנכונותה גם לפני שאוששה על ידי ממצאים תצפיתיים ב-1919.
לא בכדי הוסיף לה ב-1917 קבוע קוסמולוגי מיוחד, לאחר שממשוואותיה נבע יקום דינמי, בניגוד לתפיסתו את העולם כישות נייחת, יציבה, קבועה ובלתי משתנה. לימים התברר שהיקום בכל זאת דינמי, כפי שניבאו משוואותיו המקוריות, מה שהביא את אינשטיין לכנות את הקבוע הקוסמולוגי שלו כטעות הגדולה של חייו.
המאבק של איינשטיין
אינשטיין ייחד את שלושת העשורים האחרונים לחייו למלחמת מאסף במסקנותיה של תורת הקוואנטים, למרות מעמדה התיאורטי המוצק והצלחותיה הניסויות במגוון עצום של תחומים, שכן הוא לא אווה להשלים עם עיקריה: אקראיות מובנית בטבע, העדר דטרמיניזם וסילוק האובייקטיביות מהמציאות החומרית.
מכניקת הקוואנטים לא הסתפקה בהחדרת יסוד מובנה של אי-ודאות לטבע, היא קראה תיגר על טיבה הרציונלי והאובייקטיבי של המציאות החומרית, בכך שהראתה כי מציאות זו מעוצבת על ידי תודעתנו לא פחות מאשר על ידי כוחות פיסיקליים, שכן החלטת החוקר מה למדוד קובעת איזו מציאות הוא יגלה. המציאות הפיסיקלית, גרסו אנשי הקוואנטים, אינה קיימת בזכות עצמה, היא מה שאנו מגלים באמצעות מכשירי המדידה שלנו.
נגד קריאת תיגר זו של הפיסיקה החדשה על אופייה הרציונלי והאובייקטיבי של המציאות לחם אינשטיין בכל הכלים האינטלקטואליים שעמדו לרשותו בתקווה להשיב לפיסיקה את יכולתה העקרונית להגיע לידיעה ודאית ואובייקטיבית, שאינה נתונה לשרירות לבה של האקראיות. אינשטיין חיפש לה חלופה בתורת שדות מאוחדת.
להגיע לנוסחה
הוא ביקש להגיע לנוסחה - כדבריו לפיסיקאי פריץ צוויקי - "שתענה הן על נפילת התפוח של ניוטון, הן על העברת אור וגלי רדיו, והן על כוכבים ועל מבנה החומר". כמו תאלס לפני 2,500 שנה, אינשטיין נכשל בגילוי אבן החכמים של הבריאה, ממנה ניתן לגזור את חוקי הטבע ולהסביר את מכלול התופעות על פני כדור הארץ בפרט והיקום בכלל.
אף על פי כן, המאמץ הזה נמשך. המועמד האחרון לכתר "התורה הסופית" הוצג בשנות ה-70 של המאה הקודמת תחת השם תורת המיתרים. לדברי הפיסיקאי בריאן גרין, בהקדמה לספרו( ), תיאוריה זו היא "אחת ויחידה המסוגלת, להלכה, לתאר את כל התופעות הפיסיקליות".
ועוד הוא כותב: "בתורת המיתרים גלום הפוטנציאל להראות כי כל ההתרחשויות המופלאות ביקום - מן המחול המשולהב של הקווארקים ועד לוואלס המיושב של כוכבים כפולים במסילתם, מכדור האש הקמאי של המפץ הגדול ועד לסחרור המלכותי של הגלאקסיות השמימיות - הן השתקפויות של עיקרון פיסיקלי גדול אחד, משוואה ראשה אחת".
מיתר במקום חלקיקים
על פי תורה זו, מיתר זעיר ורוטט במרחב-זמן של עשרה ממדים תופס את מקום החלקיקים הרבים בתיאוריה הנוכחית. לכל מיתר תנודה אופיינית לחלקיק מסוים. הווי אומר, המיתרים אמנם זהים, אבל תנודותיהם השונות מייצגים חלקיקים שונים של החומר, על מסותיהם ומטעניהם החשמליים השונים, משל אמרנו שממיתר אחד של הכינור אפשר להפיק תכליל מלא של תזמורת - לרבות חלילים, תופים, חצוצרות ומצילתיים.
אולם לא הכל שותפים לאופטימיות של גרין, לא רק משום מורכבותה של תורת המיתרים, אלא גם מפני שאין בידי המדע דרכים נראות לעין שיכולות לאמת את תקפותה. לאמונה בקיומם של מיתרים, כמו לאמונה באלוהים, אין בסיס ניסויי או תצפיתי, מדגיש הפיסיקאי גלאשו. "במקום העימות המסורתי בין התיאוריה לניסוי, אנשי תורת המיתרים חותרים להרמוניה פנימית, שבה אלגנטיות, ייחודיות ויופי מגדירים את האמת לצורך קיומה".
אם זהו המצב, ניתן לשאול האם תורת המיתרים היא תיאוריה פיסיקלית או רעיון פילוסופי. אם היא רעיון פילוסופי יותר מתיאוריה פיסיקלית יש בכך כדי להציג שאלה מטרידה לגבי התהליך המדעי: אנו צופים בתופעות ומחברים להן תיאוריות שאיננו בטוחים שהן נכונות, או שהן נכונות באופן ארעי, כי הן עברו דרך מסנן של אינטרפרטציות.
הפער בין התופעות לתיאוריות
ולהפך, אנחנו ממציאים תיאוריות ומחפשים תופעות שיאשרו אותן, אבל אין שום ודאות שהתופעות מאשרות באופן ייחודי את התיאוריות שלנו. במקרים אחרים אנחנו יוצרים מציאות שלמה בדמיוננו שאין לנו שום אפשרות לאושש אותה בניסוי או בתצפית. במובנים אלה, התיאוריות הללו הן מסע בתודעה, שאפשר והן מתרחשות אך ורק במחשבתנו.
יש הפוטרים עצמם מעולה של קושיה זו בטענה שבני אדם התפתחו בעולם כדי לשרוד בו, לא כדי להבינו. אבל על אותו משקל ניתן לומר שבני אדם לא התפתחו כדי לעמוד על משמעות החיים. ובכל זאת, מותר האדם איננו בשרידה הגופנית, אלא במכלול הרגשות, המחשבות והרציות הגלומות בתודעתו, אף שאינם תורמים בהכרח לקיומו הפיסי.
מאחורי השאלות הגדולות על היש, על החיים, על המוח ועל התודעה, שהעסיקו את האדם מאז עמד על דעתו, עומדים צורך ורצון לא פחות חזקים ולא פחות נחרצים מההישרדות הפיסית: הצורך להבין והרצון לדעת.