האם המציאות תלויה בתודעה?
האם יש לנו גישה בלתי אמצעית אל המציאות עצמה, או שהדרך להכרת העולם עוברת תמיד דרך התיאוריה שבנינו במוחנו? צבי ינאי על "תוכנית אב", ספרו החדש של סטיבן הוקינג
אחד הנושאים המעניינים בספרם החדש של סטיבן הוקינג ולאונרד מלודינוב, "תוכנית-אב" (הוצאת ינשוף), דן בשאלה הישנה-נושנה: מהי המציאות. תשובתו של הוקינג היא שכל תיאוריה פיזיקלית (כלומר, תמונת עולם) היא לרוב מודל מתמטי המקושר עם תצפיות. ומאחר שאין תפיסת מציאות שאינה תלויה בתמונת עולם או בתיאוריה, מכנה הוקינג מציאות זו כריאליזם תלוי-מודל.
כלומר, בניגוד לתפיסת הפיזיקה הקלאסית, שייחסה למציאות החיצונית תוקף אובייקטיבי, מהריאליזם תלוי-המודל של הוקינג נובע שהמציאות היא זו המתפרשת על ידי המודל המחשבתי שבנינו במוחנו. במלים אחרות, התאוריות אינן מייצגות את המציאות האמיתית (אם יש דבר כזה), אלא את מצב הידע שלנו על המציאות.
מטעם זה אין מקום לשאול אם המודל הנוכחי של המציאות נכון ואמיתי. השאלה הנכונה היא האם המודל מתיישב עם התצפיות. על פי תפיסה זו, המודל ההליוצנטרי של קופרניקוס לא הפריך את המודל הגאוצנטרי של תלמי. אפשר להשתמש בשני המודלים לתאור היקום, מה גם ששניהם מספקים חיזויים נכונים. יתרונה של תורת קופרניקוס היה בפשטותה.
דג הזהב
להמחשת טענתו מציג הוקינג את מקרה דג הזהב בעיר מונצה שבאיטליה. מועצת העירייה אסרה על בעלי חיות מחמד להחזיק דגי זהב באקוואריום זכוכית כדורי, בטענה שהמציאות החיצונית – הנשקפת לדגים מבעד לדפנות הקמורים של האקוואריום – יוצאת מעוותת ומסבה להם צער.
שואל הוקינג: מנין לנו שהמציאות בצד הזה של האקוואריום היא המציאות האמיתית? כלום אפשר "שגם אנחנו חיים בתוך מין אקוואריום גדול וכדורי, מעין עדשה ענקית המסלפת את מה שאנחנו רואים?".
אין חולקים על כך ש"תמונת המציאות של דג הזהב שונה משלנו, אבל האם אנחנו משוכנעים שהיא פחות מציאותית?". אמנם הדג רואה תנועה בקו ישר מחוץ לאקוואריום כתנועה בקו עקום, אבל אם היה ניחן בתבונה כשלנו הוא היה יכול לגזור מתנועות העצמים בחוץ את חוקי המדע המושלים במציאות שלנו. אכן בדרך מסובכת יותר, אבל – אומר הוקינג: "פשטות היא רק שאלה של טעם וריח".
המדע במבוכה
הפיזיקה החדשה, קרי: פיזיקת הקוואנטים, מעצימה לאין שעור את מבוכת הזהות של המציאות. שכן היא חומסת ממנה לא רק את האובייקטיביות, כי אם גם מדיחה ממנה את הסיבתיות ואת הדטרמיניזם ומכניסה במקומה את האקראיות ואת אי-הוודאות.
יתרה מזו, הפיזיקה החדשה מפקידה בידי הצופה את ההחלטה איזו מציאות הוא יראה: זו של הדג באקוואריום או זו שמחוצה לו. ניסוי שני החריצים הוא הוכחה מבריקה לשניותה של המציאות התת-אטומית: כאשר משגרים אלקטרון לעבר מחיצה בעלת שני חריצים סמוכים, החלטתו של החוקר קובעת מראש איזו זהות תהיה לו.
אם ינסה למדוד באיזה חריץ עבר האלקטרון, המדידה תקנה לו זהות של חלקיק (כפי שיש לו כאשר רק חריץ אחד פתוח); אם ייוותר על המדידה תהיה לו זהות גלית. יתר על כן, וזו אחת התוצאות המרעישות של פיזיקת הקוואנטים: על המרקע שמאחורי המחיצה מתגלה תצורה של התאבכות גלית, כפי שאנו רואים כאשר מטילים זו ליד זו שתי אבנים בבריכת מים.
הסבר אפשרי לתמונת ההתאבכות היא שהאלקטרון התחלק לשתיים בהגיעו למחיצה ועבר בו-זמנית בשני החריצים. הבעיה היא שאלקטרונים הם חלקיקים אלמנטריים בלתי נחלקים. כיצד אפוא יודע האלקטרון העומד לעבור בחריץ אחד שהחריץ השני פתוח ועל כן עליו לנהוג כגל ולא כחלקיק?
מעבר לזה, העובדה שהחלטת החוקר איזו תכונה (גלית או חלקיקית) למדוד קובעת את זהותו של האלקטרון, מעידה על השינוי העמוק שחוללה הפיזיקה הקוואנטית בתפיסת המציאות: החוקר שוב אינו משקיף נייטרלי ואובייקטיבי באירועים פיזיקליים, אלא חלק בלתי נפרד ממושא מחקרו.
לשון אחר, עצם צפייתו (שוות ערך למדידה) באירוע מעצבת את פני המציאות. לא בכדי אמר הפיזיקאי הדגול ריצ'רד פיינמן כי ניסוי שני החריצים מבטא "את כל תעלומתה של מכניקת הקוואנטים".
תשובה אפשרית לחלקיק המתאבך עם עצמו טמונה בסכום ההיסטוריות של פיינמן. כלומר, מאחר שלאלקטרון הנורה לעבר המחיצה אין מקום מוגדר בכל משך מסעו (עקרון אי הוודאות), הוא עשוי לעבור בכל נתיב אפשרי (אפילו עד קצה היקום) בעת ובעונה אחת.
מסקנה, האלקטרונים אינם מתפצלים לשתיים בהגיעם למחיצה ואף לא מתאמים את עמדותיהם לפני מעברם בחריצים. כאשר "שני החריצים פתוחים, הנתיבים שבהם נע החלקיק דרך חריץ אחד עשויים להתאבך עם הנתיבים שבהם הוא נע דרך משנהו". עקב כך נוצרת על המרקע שמאחורי המחיצה תמונת התאבכות גלית.
הרבה היסטוריות
לניסוי שני החריצים השלכה מרתקת על היקום, מאחר שהיקום עצמו היה בראשיתו עצם בגודל קוואנטי. משמע, גם ליקום – כמו לאלקטרון בניסוי שני החריצים – אין היסטוריה אחת, ועל כן גם מאחוריו ניצבות כל ההיסטוריות האפשריות. הווי אומר, היקום שלנו הוא תוצר של כל ההיסטוריות שלו, וכך גם כל אינספור היקומים האחרים – אלה המתקיימים במקביל לו ואלה שהתקיימו לפניו.
דומה הדבר לסיר מבעבע של מים רותחים. הבועות הקטנות קורסות ראשונות תחת כוח הכבידה שלהן ונעלמות, אחדות מצליחות לחמוק מהקריסה הודות להתפשטות מהירה.
מתוך יורה רותחת זו של יקומים בעלי חוקי הטבע שונים ומשונים – קמים עולמות המאפשרים יצירת מבני חומר וצורות חיים כמו שלנו או דומים לנו, וכאלה שאינם מאפשרים חיים בכלל, או לחלופין מתירים התפתחותן של צורות חיים שונות לחלוטין משלנו.
במלים אחרות, היקום שלנו הוא אך אחד מני יקומים רבים, שמספרם נתון להשערה בלבד. לכל אחד מיקומים אלה אין נקודת התחלה מוגדרת ולפיכך נעדר היסטוריה יחידה. לכל אחת מההיסטוריות הללו יש הסתברות כזאת או אחרת להתממש בזמן – בדומה או בשונה מהיקום שלנו.
ברוח המסקנה מניסוי שני החריצים, שעל פיה החלטתו של החוקר איזו תכונה של האלקטרון לגלות קובעת איזו תכונה יגלה, יכול הוקינג לגזור את התובנה הבאה: "להיסטוריות התורמות לסכום פיינמן אין קיום עצמאי, אלא הן תלוית במה שנמדד. לא ההיסטוריה יוצרת אותנו, אלא אנחנו יוצרים את ההיסטוריה בתצפיותינו".
סטיבן וינברג, חתן פרס נובל לפיזיקה, מתנגד לתפיסה זו של הוקינג. הוא סבור שהמציאות היא דבר-מה אמיתי, בלתי תלוי בנו ובמודלים שלנו. מעמקי לבו הוא מאמין בקיומה של מציאות אובייקטיבית.
אפשר לנסח את אמונתו של וינברג באופן שונה: קיום העולם אכן הכרחי להופעת הצופה, אבל האם חייבים להסכים עם טענתו של הפיזיקאי ג'ון וילר כי קיום הצופה הכרחי להיווצרות העולם? על כך בחלק השני של המאמר שיתפרסם ביום רביעי.
לפנייה לכתב/ת 
