Kami dapat mengukur lubang hitam, tetapi kami tidak dapat menyembuhkan pilek
Albert Einstein mengatakan bahwa "sifat alam semesta yang paling tidak dapat dipahami adalah bahwa ia dapat dipahami." Dan dia terkejut bukan tanpa alasan. Sebagai hasil dari evolusi, otak manusia telah mengembangkan sistem adaptasi, tetapi arsitektur saraf dasarnya tidak berubah sejak nenek moyang kita membedah sabana dan menghadapi kesulitan hidup. Dan pada kenyataannya, sungguh menakjubkan bahwa otak yang sama ini memungkinkan kita untuk menemukan makna di dunia kuantum dan di luar angkasa, dalam konsep-konsep yang telah jauh dari “akal sehat” dunia sehari-hari di mana evolusi kita terjadi.
Tetapi saya berpikir bahwa pada titik tertentu, sains akan menekan rem. Dan ini bisa terjadi karena dua alasan. Optimis - kami membersihkan dan menguraikan area tertentu (misalnya, fisika atom) sehingga tidak ada yang tersisa untuk ditambahkan. Lain, lebih mengganggu, adalah bahwa kita akan mencapai batas kemampuan otak kita. Mungkin ada konsep yang diperlukan untuk pemahaman lengkap tentang realitas fisik, yang kita tidak akan memiliki lebih banyak gagasan daripada monyet tentang Darwinisme atau meteorologi. Dan beberapa penemuan harus menunggu kecerdasan posthuman.
Secara umum, pengetahuan ilmiah secara mengejutkan terfragmentasi - dan teka-teki terdalam sering berada di suatu tempat di dekatnya. Hari ini kita dapat dengan meyakinkan
menafsirkan hasil pengukuran yang menunjukkan tabrakan dua lubang hitam yang terletak lebih dari satu miliar tahun cahaya dari Bumi. Sementara itu, kami tidak banyak berhasil dalam pengobatan flu biasa, meskipun ada kemajuan luar biasa dalam epidemiologi. Fakta bahwa kita dapat yakin akan keberadaan fenomena kosmik yang misterius dan jauh, sementara pada saat yang sama menemukan diri kita dalam posisi yang sulit karena hal-hal sehari-hari, tidak se-paradoks kelihatannya pada awalnya. Astronomi jauh lebih sederhana daripada biologi dan ilmu manusia lainnya. Lubang hitam, yang tampak eksotis bagi kita, adalah salah satu objek alam paling sederhana. Mereka dapat dengan tepat dijelaskan dengan persamaan sederhana.
Bagaimana kita menentukan kompleksitas? Pertanyaan tentang sejauh mana sains dapat berjalan sebagian tergantung pada jawabannya. Sesuatu yang hanya terdiri dari beberapa atom tidak mungkin terlalu rumit. Hal-hal besar juga tidak harus rumit. Meskipun ukurannya sangat besar, bintang ini adalah objek yang cukup sederhana. Intinya sangat panas sehingga molekul kompleks dihancurkan dan tidak ada senyawa kimia di sana, jadi, pada kenyataannya, masih ada gas amorf dari inti atom dan elektron. Dan Anda dapat mempertimbangkan kristal garam, yang terdiri dari atom natrium dan klor, yang dikemas dengan sangat rapat untuk menciptakan kisi kubik berulang. Jika Anda mengambil kristal besar dan memotongnya, maka strukturnya praktis tidak berubah sampai Anda mengurutkannya menjadi atom individu. Sekalipun besar, sepotong garam tidak bisa disebut kompleks.
Atom dan fenomena astronomi - sangat besar dan sangat kecil - bisa sangat sederhana. Tetapi di antara mereka kesulitan dimulai. Bagian tersulit dari semua adalah makhluk hidup. Hewan ini memiliki struktur internal pada semua skala, dari protein dalam sel yang terpisah hingga anggota tubuh dan organ utama. Itu tidak bisa ada dipotong-potong sebagai kristal garam terus ada ketika dipotong. Sedang sekarat.
Pemahaman ilmiah kadang-kadang disajikan dalam bentuk hierarki, diatur dengan cara lantai bangunan. Segala sesuatu yang terhubung dengan sistem yang lebih kompleks terletak lebih tinggi, dan segala sesuatu yang lebih sederhana lebih rendah. Matematika berada di ruang bawah tanah, di atasnya adalah fisika partikel, lalu fisika, kimia, biologi, botani dan zoologi, dan akhirnya, behavioris dan ilmu sosial (ekonomi, tentu saja, klaim penthouse).
Penyortiran sains tidak dalam sengketa, tetapi muncul pertanyaan apakah sains di lantai pertama - khususnya, fisika partikel - lebih dalam atau lebih komprehensif daripada yang lain. Dalam arti tertentu, memang begitu. Seperti yang dijelaskan oleh fisikawan
Stephen Weinberg dalam Dreams of a Final Theory, 1992, semua jawaban penjelas menunjuk ke bawah. Jika Anda, sebagai anak yang keras kepala, ulangi "mengapa, mengapa, mengapa?", Anda menemukan diri Anda pada tingkat partikel. Dari sudut pandang Weinberg, semua ilmuwan adalah
reduksionis . Mereka yakin bahwa segala sesuatu, betapapun kompleksnya rumit, adalah solusi dari
persamaan Schrödinger - persamaan dasar yang mengontrol perilaku sistem menurut teori kuantum.
Tetapi penjelasan reduksionis tidak selalu yang terbaik atau paling bermanfaat. "Lebih banyak berarti berbeda,"
kata fisikawan Philip Anderson. Segala sesuatu yang rumit dan kompleks - hutan tropis, angin topan, komunitas manusia - terdiri dari atom dan mematuhi hukum fisika kuantum. Tetapi bahkan jika persamaan ini dapat diselesaikan untuk kelompok atom yang sangat besar, mereka tidak akan memberi kita pencerahan yang dicari oleh para ilmuwan.
Sistem makroskopik yang mengandung sejumlah besar partikel menunjukkan sifat yang muncul yang paling baik dipahami dalam hal konsep baru yang tidak dapat direduksi yang cocok untuk tingkat sistem tertentu. Valensi,
gastrulasi (diferensiasi sel selama perkembangan embrio),
pencetakan , seleksi alam adalah contoh dari fenomena tersebut. Bahkan sebuah fenomena yang tidak begitu misterius seperti aliran air di pipa atau sungai lebih dipahami dalam hal viskositas dan turbulensi daripada dalam bentuk hubungan masing-masing atom. Spesialis dalam mekanika fluida tidak memperhatikan fakta bahwa air terdiri dari molekul H2O; mereka dapat memahami bagaimana gelombang pecah dan ketika belokan menyebabkan aliran dirobohkan hanya karena mereka menyajikan cairan sebagai zat kontinu.
Konsep baru sangat penting untuk pemahaman kita tentang hal-hal yang sangat kompleks - misalnya, migrasi burung atau otak manusia. Otak adalah kumpulan sel; gambar adalah satu set pigmen kimia. Tetapi penting dan menarik bagaimana struktur dan pola muncul ketika kita naik level - apa yang bisa disebut kompleksitas manifestasi.
Jadi reduksionisme memang benar. Tapi dia jarang setia dalam arti yang bermanfaat. Hanya 1% ilmuwan yang mempelajari fisika partikel atau kosmologi. 99% sisanya bekerja di level hierarki yang lebih tinggi. Mereka terkendala oleh kompleksitas topik mereka, bukan kurangnya pemahaman tentang fisika subnuklir.
Jadi ternyata analogi antara sains dan bangunan itu buruk. Fondasi yang lemah membahayakan struktur bangunan. Sebaliknya, ilmu tingkat tinggi yang bekerja dengan sistem yang kompleks tidak menderita dari fondasi yang tidak dapat diandalkan. Setiap tingkat sains memiliki penjelasannya masing-masing. Fenomena tingkat kesulitan yang berbeda harus dipahami dalam kaitannya dengan berbagai konsep yang tidak dapat direduksi.
Terobosan besar dapat diharapkan pada tiga bidang: sangat kecil, sangat besar, dan sangat kompleks. Namun demikian, saya berani menyarankan bahwa ada batasan untuk pemahaman kita. Yang pertama yang dapat mencapai batas-batas ini mungkin adalah upaya untuk memahami sistem yang sangat kompleks - seperti otak kita. Mungkin kelompok atom yang kompleks, apakah otak atau mesin elektronik, tidak dapat mempelajari segala sesuatu tentang diri mereka sendiri. Dan kita dapat menemukan penghalang lain jika kita mencoba mengikuti panah Weinberg lebih rendah: jika mereka mengarah ke geometri banyak dimensi yang ditarik oleh para ahli teori string untuk diri mereka sendiri. Fisikawan mungkin tidak pernah memahami dasar-dasar ruang dan waktu karena matematika mereka akan terlalu kompleks.
Pernyataan saya tentang batasan-batasan kognisi manusia
diperdebatkan oleh David Deutsch , seorang ahli fisika teoretis luar biasa yang mengemukakan konsep "komputer kuantum." Dalam bukunya yang provokatif dan indah, The Beginning of Infinity (2011) [The Beginning of Infinity], dikatakan bahwa setiap proses pada dasarnya dapat dihitung. Begitulah. Namun, kemampuan untuk menghitung sesuatu tidak sama dengan kemampuan untuk memahaminya. Pola
fraktal yang indah,
seperangkat Mandelbrot , dijelaskan oleh algoritma beberapa garis. Bentuknya bahkan dapat dibangun di komputer dengan kekuatan sedang.
Tetapi tidak seorang pun dengan hanya satu algoritma di depannya yang dapat membayangkan gambar yang sangat rumit ini seperti ia dapat membayangkan sebuah persegi atau lingkaran.
Juara catur dunia Garry Kasparov menulis dalam buku "Deep Thought" (2017) bahwa "seseorang dengan mesin" dapat melakukan lebih dari satu per satu. Mungkin penemuan baru akan dibuat dengan menggunakan simbiosis yang meningkat dari kedua entitas ini. Misalnya, dalam pengembangan obat-obatan dan dalam penelitian ilmu material, penggunaan simulasi komputer memberikan lebih banyak kesempatan daripada eksperimen laboratorium. Apakah mobil pada akhirnya akan dapat melampaui kita secara kualitatif - dan menjadi masuk akal - masih menjadi titik perdebatan.
Berpikir abstrak, dapat diakses oleh otak biologis, telah ditentukan sebelumnya munculnya budaya dan ilmu pengetahuan. Tetapi kegiatan ini, yang telah berlangsung tidak lebih dari beberapa puluh milenium, mungkin berfungsi sebagai pendahulu singkat bagi pikiran post-manusia yang lebih kuat - yang muncul bukan karena seleksi Darwin, tetapi karena "perkembangan rasional". Orang dapat berdebat tentang apakah masa depan adalah milik manusia organik atau mesin elektronik super pintar. Tetapi kita akan menjadi antroposentris yang tidak tepat, meyakini bahwa pemahaman komprehensif tentang realitas fisik tunduk kepada manusia, dan bahwa tidak akan ada rahasia yang tersisa bagi keturunan kita yang jauh.