क्या वैज्ञानिक ज्ञान की सीमाएँ हैं?

हम ब्लैक होल को मापने में सक्षम हैं, लेकिन हम एक सर्दी का इलाज करने में सक्षम नहीं हैं

अल्बर्ट आइंस्टीन ने कहा कि "ब्रह्मांड की सबसे अयोग्य संपत्ति यह है कि यह समझ से बाहर है।" और वह बिना कारण के आश्चर्यचकित था। विकास के परिणामस्वरूप मानव मस्तिष्क ने एक अनुकूलन प्रणाली विकसित की है, लेकिन इसकी मूल तंत्रिका वास्तुकला शायद ही बदल गई है क्योंकि हमारे पूर्वजों ने सवाना के माध्यम से काट दिया और जीवन की कठिनाइयों का सामना किया। और वास्तव में, यह आश्चर्यजनक है कि यह वही मस्तिष्क हमें क्वांटम दुनिया और अंतरिक्ष में अर्थ खोजने की अनुमति देता है, उन अवधारणाओं में जो रोजमर्रा की दुनिया के "सामान्य ज्ञान" से बहुत दूर चले गए हैं जहां हमारा विकास हुआ।

लेकिन मुझे लगता है कि किसी समय विज्ञान ब्रेक लगाएगा। और यह दो कारणों से हो सकता है। आशावादी - हम कुछ क्षेत्रों (उदाहरण के लिए, परमाणु भौतिकी) को साफ और रेखांकित करते हैं ताकि जोड़ने के लिए कुछ भी न बचा हो। एक और, अधिक परेशान करने वाला यह है कि हम अपने मस्तिष्क की क्षमता की सीमा तक पहुंच जाएंगे। भौतिक वास्तविकता की पूर्ण समझ के लिए आवश्यक अवधारणाएं हो सकती हैं, जिनमें से हमारे पास डार्विनवाद या मौसम विज्ञान के बारे में बंदर से अधिक विचार नहीं होंगे। और कुछ खोजों को मरणोपरांत बुद्धिमत्ता की प्रतीक्षा करनी होगी।

सामान्य तौर पर, वैज्ञानिक ज्ञान आश्चर्यजनक रूप से खंडित है - और सबसे गहरी पहेलियां अक्सर आस-पास कहीं होती हैं। आज हम पृथ्वी से एक अरब प्रकाश वर्ष से अधिक दूर स्थित दो ब्लैक होल की टक्कर दिखाते हुए माप के परिणामों की स्पष्ट व्याख्या कर सकते हैं। इस बीच, महामारी विज्ञान में जबरदस्त प्रगति के बावजूद, हमने सामान्य सर्दी के उपचार में कम हासिल किया है। तथ्य यह है कि हम एक रहस्यमय और दूर की ब्रह्मांडीय घटना के अस्तित्व के बारे में सुनिश्चित हो सकते हैं, जबकि एक ही समय में रोजमर्रा की चीजों के कारण खुद को एक कठिन स्थिति में पा सकते हैं, यह उतना विरोधाभासी नहीं है जितना पहले लगता है। खगोल विज्ञान जीव विज्ञान और अन्य मानव विज्ञानों की तुलना में बहुत सरल है। ब्लैक होल, जो हमें विदेशी लगते हैं, प्रकृति की सबसे सरल वस्तुओं में से एक हैं। उन्हें सरल समीकरणों द्वारा सटीक रूप से वर्णित किया जा सकता है।

हम जटिलता कैसे निर्धारित करते हैं? विज्ञान कितनी दूर तक जा सकता है इसका प्रश्न उत्तर पर निर्भर करता है। बस कुछ परमाणुओं से बना कुछ भी जटिल नहीं हो सकता है। बड़ी चीजों को भी जटिल नहीं होना चाहिए। अपने विशाल आकार के बावजूद, तारा एक वस्तु है जो काफी सरल है। इसका कोर इतना गर्म है कि जटिल अणु नष्ट हो जाते हैं और वहां कोई रासायनिक यौगिक नहीं होते हैं, इसलिए, वास्तव में, परमाणु नाभिक और इलेक्ट्रॉनों से एक अनाकार गैस बनी हुई है। और आप एक नमक क्रिस्टल पर विचार कर सकते हैं, जिसमें सोडियम और क्लोरीन परमाणु शामिल होते हैं, एक साथ बहुत कसकर पैक किया जाता है ताकि एक दोहराए जाने वाले घन जाली का निर्माण हो सके। यदि आप एक बड़ा क्रिस्टल लेते हैं और इसे काटते हैं, तो इसकी संरचना व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहती है जब तक कि आप इसे व्यक्तिगत परमाणुओं में नहीं छाँटते। यहां तक ​​कि अगर यह बड़ा है, तो नमक का एक टुकड़ा जटिल नहीं कहा जा सकता है।

परमाणु और खगोलीय घटना - बहुत बड़ी और बहुत छोटी - काफी सरल हो सकती है। लेकिन उनके बीच मुश्किलें शुरू हो जाती हैं। सभी का सबसे कठिन हिस्सा जीवित चीजें हैं। पशु में सभी पैमानों पर आंतरिक संरचनाएं होती हैं, प्रोटीन में अलग-अलग कोशिकाओं में अंगों और प्रमुख अंगों में। यह टुकड़ों में कटा हुआ नहीं हो सकता क्योंकि इसे काटते समय नमक का क्रिस्टल मौजूद रहता है। यह मर रहा है।

वैज्ञानिक समझ को कभी-कभी एक इमारत के फर्श के तरीके से व्यवस्थित पदानुक्रम के रूप में प्रस्तुत किया जाता है। अधिक जटिल प्रणालियों से जुड़ी सब कुछ उच्चतर स्थित है, और जो कुछ सरल है वह कम है। गणित बेसमेंट में बैठता है, ऊपर यह कण भौतिकी है, फिर बाकी भौतिकी, फिर रसायन विज्ञान, फिर जीव विज्ञान, फिर वनस्पति विज्ञान और प्राणीशास्त्र, और अंत में, व्यवहारवाद और सामाजिक विज्ञान (अर्थशास्त्र, ज़ाहिर है, पेंटहाउस का दावा करता है)।

विज्ञान की छंटाई विवाद में नहीं है, लेकिन यह सवाल उठता है कि क्या पहली मंजिल पर विज्ञान - विशेष रूप से, कण भौतिकी - दूसरों की तुलना में अधिक गहन या व्यापक हैं। एक मायने में, यह है। जैसा कि भौतिक विज्ञानी स्टीफन वेनबर्ग ने ड्रीम्स ऑफ़ ए फाइनल थ्योरी, 1992 में बताया है, सभी व्याख्यात्मक उत्तर इंगित करते हैं। यदि आप एक जिद्दी बच्चे के रूप में, "क्यों, क्यों, क्यों?" को दोहराते हैं, तो आप खुद को कण स्तर पर पाते हैं। वेनबर्ग के दृष्टिकोण से, सभी वैज्ञानिक कटौतीवादी हैं। उन्हें यकीन है कि सब कुछ, हालांकि, मनमाने ढंग से जटिल है, श्रोडिंगर समीकरण का एक समाधान है - मूल समीकरण जो सिस्टम के व्यवहार को क्वांटम सिद्धांत के अनुसार नियंत्रित करता है।

लेकिन कटौतीकर्ताओं का स्पष्टीकरण हमेशा सबसे अच्छा या सबसे उपयोगी नहीं होता है। भौतिक विज्ञानी फिलिप एंडरसन ने कहा , "इसका मतलब अलग है।" सब कुछ मनमाने ढंग से जटिल - उष्णकटिबंधीय वन, तूफान, मानव समुदाय - परमाणुओं के होते हैं और क्वांटम भौतिकी के नियमों का पालन करते हैं। लेकिन भले ही इन समीकरणों को परमाणुओं के विशाल समूहों के लिए हल किया जा सकता है, लेकिन वे हमें वह ज्ञान नहीं देंगे जिसकी तलाश वैज्ञानिकों को है।

बड़ी संख्या में कणों वाली मैक्रोस्कोपिक प्रणालियां उभरते हुए गुणों को प्रदर्शित करती हैं जो सिस्टम के दिए गए स्तर के लिए उपयुक्त नई, विडंबनापूर्ण अवधारणाओं के संदर्भ में सबसे अच्छी तरह से समझी जाती हैं। वैधता, गैस्ट्रुलेशन (भ्रूण के विकास के दौरान सेल भेदभाव), छापना , प्राकृतिक चयन इस तरह की घटनाओं के उदाहरण हैं। यहां तक ​​कि एक घटना जो इतनी रहस्यमय नहीं है, क्योंकि पाइप या नदियों में पानी का प्रवाह व्यक्तिगत परमाणुओं के संबंधों की तुलना में चिपचिपाहट और अशांति के संदर्भ में बेहतर समझा जाता है। द्रव यांत्रिकी के विशेषज्ञ इस तथ्य पर ध्यान नहीं देते हैं कि पानी में एच ₂ ओ अणु होते हैं; वे समझ सकते हैं कि तरंगें कैसे टूटती हैं और जब कोई मोड़ प्रवाह को केवल इसलिए खटखटाता है क्योंकि वे तरल को एक निरंतर पदार्थ के रूप में प्रस्तुत करते हैं।

नई अवधारणाएं विशेष रूप से जटिल चीजों की हमारी समझ के लिए विशेष रूप से महत्वपूर्ण हैं - उदाहरण के लिए, पक्षियों या मानव मस्तिष्क का प्रवास। मस्तिष्क कोशिकाओं का एक संग्रह है; एक तस्वीर रासायनिक पिगमेंट का एक सेट है। लेकिन यह महत्वपूर्ण और दिलचस्प है कि जब हम स्तरों को ऊपर ले जाते हैं तो संरचनाएं और पैटर्न कैसे दिखाई देते हैं - जिसे प्रकट जटिलता कहा जा सकता है।

इसलिए कमीवाद एक मायने में सही है। लेकिन वह एक उपयोगी अर्थ में शायद ही कभी वफादार है। केवल 1% वैज्ञानिक कण भौतिकी या ब्रह्मांड विज्ञान का अध्ययन करते हैं। शेष 99% पदानुक्रम के उच्च स्तर पर काम करते हैं। वे अपने विषय की जटिलता से विवश हैं, न कि उप-भौतिकीय भौतिकी की समझ की कमी।

तो यह वास्तव में पता चला है कि विज्ञान और इमारत के बीच समानता खराब है। एक कमजोर नींव इमारत की संरचना को खतरे में डालती है। इसके विपरीत, उच्च-स्तरीय विज्ञान जो जटिल प्रणालियों के साथ काम करते हैं, अविश्वसनीय नींव से ग्रस्त नहीं होते हैं। विज्ञान के प्रत्येक स्तर की अपनी, अलग-अलग व्याख्याएँ हैं। विभिन्न कठिनाई स्तरों के घटना को विभिन्न, अतार्किक अवधारणाओं के संदर्भ में समझना चाहिए।

तीन मोर्चों पर बड़ी सफलता की उम्मीद की जा सकती है: बहुत छोटी, बहुत बड़ी, और बहुत जटिल। फिर भी, मैं यह सुझाव देने के लिए उद्यम करता हूं कि हमारी समझ की सीमाएं हैं। पहला जो इन सीमाओं तक पहुंच सकता है, वह बहुत जटिल प्रणालियों को समझने का प्रयास हो सकता है - जैसे कि हमारा मस्तिष्क। शायद परमाणुओं के जटिल समूह, चाहे मस्तिष्क या इलेक्ट्रॉनिक मशीनें, अपने बारे में सब कुछ जानने में असमर्थ हैं। और हम एक और अवरोधक का सामना कर सकते हैं यदि हम वेनबर्ग के तीर का पालन करने की कोशिश करते हैं, तो भी कम: यदि वे कई आयामों की ज्यामिति की ओर जाते हैं जो स्ट्रिंग सिद्धांत विशेषज्ञ अपने लिए आकर्षित करते हैं। भौतिकविद अंतरिक्ष और समय की नींव को कभी नहीं समझ सकते क्योंकि उनका गणित बहुत जटिल होगा।

मानव अनुभूति की सीमाओं के बारे में मेरा बयान डेविड डिक्शनरी , एक उत्कृष्ट सैद्धांतिक भौतिक विज्ञानी द्वारा विवादित था, जो "क्वांटम कंप्यूटर" की अवधारणा के साथ आया था। उनकी उत्तेजक और अद्भुत पुस्तक, द बिगिनिंग ऑफ इन्फिनिटी (2011) [द बिगिनिंग ऑफ इन्फिनिटी] में कहा गया है कि कोई भी प्रक्रिया मूल रूप से कम्प्यूटेशनल है। ऐसा है। हालाँकि, किसी चीज़ की गणना करने की क्षमता उसे समझने की क्षमता के बराबर नहीं है। एक सुंदर फ्रैक्टल पैटर्न, मैंडेलब्रोट का एक सेट , जिसे कई-लाइन एल्गोरिदम द्वारा वर्णित किया गया है। इसका आकार मामूली शक्ति के कंप्यूटर पर भी बनाया जा सकता है।



लेकिन उसके सामने केवल एक एल्गोरिथ्म के साथ एक भी व्यक्ति इस अत्यंत जटिल ड्राइंग की कल्पना नहीं कर सकता है जैसे कि वह एक वर्ग या एक चक्र की कल्पना कर सकता है।

विश्व शतरंज चैंपियन गैरी कास्परोव ने पुस्तक "डीप थॉट" (2017) में लिखा है कि "एक मशीन वाला व्यक्ति" व्यक्तिगत रूप से अधिक कर सकता है। शायद इन दोनों संस्थाओं के सहजीवन को बढ़ाते हुए नई खोज की जाएगी। उदाहरण के लिए, दवाओं के विकास और भौतिक विज्ञान अनुसंधान में, कंप्यूटर सिमुलेशन का उपयोग प्रयोगशाला प्रयोगों की तुलना में अधिक से अधिक अवसर प्रदान करता है। क्या कारें अंततः हमें गुणात्मक रूप से पार करने में सक्षम होंगी - और उचित बनें - अभी भी एक मूक बिंदु है।

सार सोच, जैविक मस्तिष्क के लिए सुलभ, संस्कृति और विज्ञान के उद्भव को पूर्व निर्धारित किया। लेकिन यह गतिविधि, जो कि कई दसियों वर्षों से चली आ रही है, संभवतः अधिक शक्तिशाली मरणोपरांत दिमाग के लिए एक संक्षिप्त अग्रदूत के रूप में कार्य करती है - जो डार्विनियन चयन के कारण नहीं, बल्कि "तर्कसंगत विकास" के कारण प्रकट हुई। कोई इस बारे में बहस कर सकता है कि भविष्य जैविक मानव या इलेक्ट्रॉनिक सुपर-स्मार्ट मशीनों का है। लेकिन हम अनुचित रूप से मानवविज्ञानी होंगे, यह विश्वास करते हुए कि भौतिक वास्तविकता की व्यापक समझ मनुष्य के अधीन है, और यह कि हमारे दूर के वंशजों के लिए कोई रहस्य नहीं रहेगा।