Richard Dawkins om vårt märkliga universum

Min titel: "Märkligare än vi kan föreställa oss: Vetenskapens egendomlighet." "Märkligare än vi kan föreställa oss" kommer från J.B.S. Haldane, den berömda biologen, som sa: "Min egen misstanke är att universum inte bara är märkligare än vi föreställer oss, utan märkligare än vi kan föreställa oss. Jag misstänker att det finns fler saker i himlen och på jorden än det drömts om, eller kan drömmas om, i någon filosofi." Richard Feynman jämförde noggrannheten i kvantteorin - experimentella förutsägelser - med att specificera bredden på Nordamerika ner till en hårsmåns noggrannhet. Detta betyder att kvantteorin i någon bemärkelse måste vara sann Ändå är de antaganden som kvantteorin måste göra för att kunna leverera dessa förutsägelser så mystiska att även Feynman själv måste påpeka, "Om du tror att du förstår kvantteori, så förstår du inte kvantteori."

Den är så märklig att fysikerna får ta till en och annan paradoxal tolkning av den. David Deutsch, som också talar här, sällar sig i "The Fabric of Reality" till "många världar"-tolkningen av kvantfysiken, eftersom det värsta som du kan säga om den är att den är oerhört slösaktig. Den postulerar att ett stort och snabbt växande antal universum parallellt existerande - ömsesidigt omöjliga att upptäcka undantaget genom de kvantmekaniska experimentens smala titthål. Och det är Richard Feynman det.

Biologen Lewis Wolpert anser att den moderna fysikens märklighet endast är ett extremt exempel. Vetenskap, till skillnad från teknik, går hårt åt sunt bondförnuft. Varje gång du dricker ett glas vatten, påpekar han, talar oddsen för att du kommer att få i dig åtminstone en molekyl som passerat genom Oliver Cromwells urinblåsa. (Skratt) Det är bara grundläggande sannolikhetslära. Antalet molekyler i ett fullt glas är väldigt mycket högre än antalet fulla glas eller blåsor i världen och det är naturligtvis inget speciellt med Cromwell eller blåsor. Du har just andats in en kväveatom som passerat genom den högra lungan av den tredje iguanodonen till vänster om den höga kottepalmen.

"Märkligare än vi kan föreställa oss." Vad är det som gör oss förmögna att föreställa oss någonting, och säger det oss något om vad vi kan föreställa oss? Finns det saker om universum som för alltid kommer att vara utom räckhåll för oss, men inte utom räckhåll för en högre intelligens? Finns det saker med universum som, i sig, är ofattbara för alla medvetanden, oavsett hur högstående? Vetenskapens historia har varit en enda lång serie av våldsamt brainstormande allt eftersom generationerna har förlikat sig med allt högre nivåer av märklighet i universum. Vi är nu så vana vid tanken på att jorden snurrar - snarare än att solen rör sig över himlen - att det är svårt för oss att inse vilken förkrossande mental revolution det måste varit. Trots allt verkar det ju uppenbart att jorden är stor och orörlig, och solen liten och rörlig. Men det är värt att påminna sig Wittgensteins kommentar i saken. "Säg mig," frågade han en vän , "varför säger folk alltid att det var naturligt för människan att tro att solen snurrade runt jorden, snarare än att jorden roterade?" Hans vän svarade: "Jo, naturligtvis därför att det ser ut just som om solen rör sig runt jorden." Wittgenstein svarade: "Nå, hur skulle det då sett ut om det hade sett ut som om jorden roterade?" (Skratt)

Vetenskapen lär oss, tvärtemot all intuition, att tillsynes solida saker, som kristaller och stenar, egentligen nästan helt består av tomrum. Och den bekanta illustrationen är att om en atomkärna är en fluga i mitten av en idrottsarena så är nästa atom i nästa idrottsarena. Så det verkar som att den hårdaste, solidaste, tätaste sten i själva verket nästan helt består av tomrum, avbrutet endast av små partiklar så vitt utspridda att de inte borde räknas. Varför ser då stenar ut att vara solida, hårda och ogenomträngliga? Som evolutionsbiolog säger jag så här: våra hjärnor har utvecklats för att hjälpa oss överleva inom de storleksordningar av storlek och hastighet som våra kroppar verkar i. Vi utvecklades aldrig att navigera i atomernas värld. Hade vi det skulle våra hjärnor troligen uppfatta stenar som fulla av tomrum. Stenar känns hårda och ogenomträngliga mot våra händer just för att föremål som stenar och händer inte kan tränga igenom varandra. Det är därför praktiskt för våra hjärnor att konstruera föreställningar så som "soliditet" och "ogenomtränglighet", eftersom sådana föreställningar hjälper oss att navigera våra kroppar genom den medelstora värld i vilken vi måste navigera.

Rör vi oss till andra änden av skalan så behövde våra förfäder aldrig navigera genom världsrymden i hastigheter nära ljusets hastighet. Hade de behövt det skulle vår hjärna blivit mycket bättre på att förstå Einstein. Jag vill ge namnet "Mellanvärlden" till den medelskaliga omgivning i vilken vi utvecklat förmågan att agera - icke att förväxla med Midgård ("Middle Earth"). Mellanvärlden ("Middle World"). (Skratt) Vi är utvecklade invånare i Mellanvärlden och det begränsar vad vi är kapabla att föreställa oss. Vi finner det intuitivt enkelt att greppa idéer som att: när en kanin rör sig, med den den medelhastighet som kaniner och andra Mellanvärldsobjekt rör sig i, och krockar med ett annat Mellanvärldsobjekt, så som en sten, så blir den knockad.

Låt mig presentera Generalmajor Albert Stubblebine III, chef för den militära underrättelsetjänsten 1983. Han stirrade på sin vägg i Arlington, Virginia, och beslöt sig för att göra det. Hur skrämmande det än tedde sig skulle han in i kontoret brevid Han reste sig upp och klev ut från bakom skrivbordet. Vad består atomen mest av? tänkte han. Tomrum. Han började gå. Vad består jag mest av? Atomer. Han skyndade på sina steg, nu nästan sprang han. Vad består väggen mest av? Atomer. Allt jag behöver göra är att förena tomrummen. Så slog Generalmajor Stubblebine näsan hårt i kontorsväggen. Stubblebine, som förde befäl över 16.000 soldater, förbryllades över sina ständiga misslyckanden att gå igenom väggen. Han hyser inga tvivel om att denna förmåga en dag kommer vara ett vanligt redskap i den militära arsenalen. Vem skulle jävlas med en armé som kunde göra så? Det där är från en artikel i Playboy, som jag läste häromdagen. (Skratt)

Jag har all anledning att tro det är sant, jag läste Playboy eftersom jag själv hade en artikel i den. (Skratt) Utan hjälpmedel har mänsklig intuition skolad i Mellanvärlden har svårt att tro Galileo när han säger att ett tungt föremål och ett lätt föremål, bortsett från luftmotståndet, kommer att slå i marken samtidigt. Och det beror på att i Mellanvärlden finns luftmotståndet alltid där. Hade vi utvecklats i ett vakuum vi skulle förvänta oss att de slog i marken samtidigt. Om vi vore bakterier, ständigt knuffade av molekylers termiska rörelser, skulle det vara annorlunda, men vi Mellanvärldare är för stora för att förnimma Brownsk rörelse. På samma sätt domineras våra liv av gravitationen men vi märker nästan ingenting av krafterna i ytspänning. För en liten insekt skulle det vara tvärtom.

Steve Grand - han till vänster, Douglas Adams till höger - Steve Grand skriver, i sin bok "Skapelse: Livet och hur man skapar det", i svidande ordalag om vår upptagenhet med materian i sig. Vi har en tendens att tycka att endast solida, materiella ting egentligen är någonting överhuvudtaget. Vågor av elektromagnetiska svängningar i ett vakuum känns overkliga. Viktorianerna trodde att vågorna måste vara vågor i ett fysiskt medium - etern. Men vi tycker att fast materia är betryggande bara för att vi har utvecklats för att överleva i Mellanvärlden, där materia är en användbar fiktion. En virvel är, för Steve Grand, ett lika verkligt ting som en sten.

På en ökenslätt i Tanzania, i skuggan av vulkanen Ol Donyo Lengai, finns det en dyn av vulkanisk aska. Det vackra är att den förflyttar sig som en kropp. Det är vad som tekniskt kallas en Barchan, och hela dynen vandrar genom öknen i västlig riktning med en hastighet av ca 17 meter om året. Den behåller en form av en månskära och rör sig åt det håll hornen pekar. Vad som händer är att vinden blåser upp sanden längs den flacka sluttningen på andra sidan, och sedan, allt eftersom varje sandkorn når åsens topp, rinner det ner på insidan av månskäran, och så rör sig hela den hornformade dynen. Steve Grand påpekar att du och jag, är själva mer som en våg än ett permanent ting. Han bjuder oss, läsaren, att "tänka på en upplevelse från barndomen - något du minns tydligt, något du kan se, känna, kanske till och med lukta som om du verkligen var där. För du var ju verkligen där när det hände, inte sant? Hur annars skulle du komma ihåg det? Men här kommer bombnedslaget: Du var inte där! Inte en enda atom som finns i din kropp idag var där när den händelsen ägde rum. Materia flödar från plats till plats och kommer för ett ögonblick samman för att vara du. Vad du än är, är du alltså inte det stoff av vilket du består. Om det inte får håret i nacken att resa sig så läs det igen tills det gör det, för det är viktigt."

Så "verkligen" är inte ett ord som vi bör använda lättvindigt. Om en neutrino hade en hjärna, som den utvecklat i neutrinostora förfäder, skulle den säga att stenar verkligen består av tomrum. Vi har hjärnor som utvecklats i medelstora förfäder som inte kunde gå igenom stenar. "Verkligen," för ett djur, är vad än dess hjärna behöver för att bistå dess överlevnad, och eftersom olika arter lever i olika världar, finns det obehagligt många varianter av "verkligen". Det vi ser av den verkliga världen är inte den osminkade världen utan en modell av världen, styrd och justerad av sinnesdata, men konstruerad så att den kan hantera den verkliga världen.

Modellens beskaffenhet beror på vilken typ av djur vi är. Ett flygande djur behöver en annan sorts modell än ett gående, klättrande eller simmande djur. En apas hjärna måste ha mjukvara som kan simulera en tredimensionell värld av grenar och stammar. En mullvads mjukvara för att konstruera modeller av dess värld kommer att vara anpassad för underjordiskt bruk. En vattenlöpares hjärna behöver inte 3D-mjukvara alls, eftersom den lever på ytan av dammen i ett Edwin Abbotts Flatland.

Jag har spekulerat att fladdermöss kanske ser färg med sina öron. Omvärldsmodellen en fladdermus behöver för att navigera genom tre dimensioner och fånga insekter måste vara ganska lik den omvärldsmodell som vilken fågel som helst, - säg en dagflygande fågel som en svala - behöver för att klara av samma sorts uppgifter. Att fladdermusen använder ekon i beckmörker för att samla in de aktuella variablerna till sin modell, medan svalan använder ljus, är av underordnad betydelse. Fladdermöss använder upplevda färgtoner, såsom rött och blått, som etiketter, interna etiketter, för användbara egenskaper hos ekon - kanske ytors akustiska textur, lurviga eller släta och så vidare, på samma sätt som svalor, eller vi själva, använder de upplevda färgtonerna - rödheten och blåheten etc - som etiketter för långa och korta våglängder av ljus. Det finns inget inneboende i rött som gör det till lång våglängd.

Och poängen är att modellens beskaffenhet styrs av hur den ska användas, snarare än vilket sinnesorgan involverat J.S.B. Haldane hade något att säga om djur vars värld domineras av lukt. Hundar kan urskilja två väldigt lika fettsyror, extremt utspädda: kaprylsyra och kapronsyra. Den enda skillnaden är att en av dem har ett extra par kolatomer i kedjan. Haldane gissar att en hund troligen kan ordna syrorna efter deras molekylärvikt utifrån deras lukt, precis som en människa kan ordna ett antal pianotrådar efter deras längd utifrån deras ton. Det finns en annan fettsyra, kaprinsyra, som är likadan som de två andra, förutom att den har två kolatomer till. En hund som aldrig stött på kaprinsyra har kanske inte mer problem att föreställa sig lukten än vi har problem att föreställa oss en trumpet spela en ton högre än vi hört den spela förut. Kanske luktar hundar och noshörningar och andra luktorienterade djur i färg. Och argumentet skulle vara exakt det samma som för fladdermössen.

Mellanvärlden - det spann av storlekar och hastigheter vi har utvecklats att känna oss intuitivt bekväma med - är lite som det smala spann i det elektromagnetiska spektrat som vi ser som ljus i olika färger. Vi är blinda för alla frekvenser utanför det, om vi inte tar instrument till hjälp Mellanvärlden är det smala spann av verkligheten som vi bedömer vara normalt, i motsats till det märkliga i det väldigt lilla, det väldigt stora och det väldigt snabba. Vi kan göra en liknande skala av osannolikheter; ingenting är totalt omöjligt. Mirakel är bara händelser som är extremt osannolika. En marmorstaty kan vinka åt oss; atomerna som utgör dess kristallinska struktur vibrerar redan fram och tillbaka. På grund av att det finns så många av dem och på grund av att det inte finns någon överenskommelse mellan dem om i vilken riktning de ska röra sig så är marmorn, så som vi ser den i Mellanvärlden, blick stilla. Men atomerna i handen skulle alla kunna råka röra sig åt samma håll på samma gång, om och om igen. Isåfall skulle handen röra på sig och vi skulle se den vinka åt oss i Mellanvärlden. Oddsen mot det är förstås så höga att om du började skriva nollor vid tiden för universums skapelse, skulle du fortfarande inte skrivit nog med nollor fram tills idag.

Evolutionen i Mellanvärlden har inte utrustat oss att hantera väldigt osannolika händelser; vi lever inte tillräckligt länge. I den ofantlighet som är astronomisk rymd och geologisk tid, kan det som verkar omöjligt i Mellanvärlden visa sig vara oundvikligt. Ett sätt att föreställa sig det är att räkna planeter. Vi vet inte hur många planeter det finns i universum, men en god uppskattning är ca 100 miljarder miljarder Och det ger oss ett bra sätt att synliggöra våra uppskattningar av livets osannolikhet. Man kunde punkta någon sorts landmärken längs ett spektrum av osannolikhet, vilket kunde se ut som det elektromagnetiska spektrum vi nyss tittade på.

Om livet uppstått endast en gång - om livet kunde menar jag - om livet kunde uppstå en gång per planet vore det väldigt vanligt, eller så kunde det uppstå en gång per stjärna, eller en gång per galax eller kanske endast en gång i hela universum, vilket i så fall måste vara här. Och det är ungefär lika sannolikt som att en groda förvandlas till en prins eller liknande magiska saker. Om livet uppkommit på endast en planet i hela universum, måste den planeten vara vår, för här står vi och pratar om det. Och det betyder att vi, om vi vill, får utgå från att det fanns kemiska händelser vid livets uppkomst som har en sannolikhet så låg som en på 100 miljarders miljarder. Jag tror inte vi behöver det, för jag misstänker att liv är väldigt vanligt i universum. Och när jag säger "väldigt vanligt" kan det fortfarande vara så sällsynt att inte en enda ö av liv någonsin möter en annan, vilket är en sorglig tanke.

Hur ska vi tolka "märkligare än vi kan föreställa oss"? Märkligare än vad som överhuvudtaget är möjligt att föreställas eller bara märkligare än vad vi kan föreställa oss, givet begränsningarna av våra hjärnors evolutionära lärlingskap i Mellanvärlden? Kan vi, genom träning och övning, befria oss själva från Mellanvärlden och uppnå någon sorts intuitiv, så väl som matematisk, förståelse av det väldigt lilla och det väldigt stora? Jag vet uppriktigt sagt inte. Jag undrar om vi kan hjälpa oss själva förstå, t.ex. kvantteori, ifall vi lät våra barn växa upp med datorspel, från en tidig ålder, som hade en sorts låtsasvärld med bollar som passerade två springor i en skärm, en värld där kvantmekanikens egendomliga händelser förstorades genom datorns simulering, så att de gick att uppleva i det Mellanvärldsliga spannet. Och, på samma sätt, ett relativistiskt datorspel i vilket objekt på skärmen demonstrerar Lorentzkontraktion, och så vidare, för att försöka få in oss själva i sättet att tänka - få in barnen i sättet att tänka.

Jag vill avsluta med att använda idén om Mellanvärlden på vår uppfattning av varandra. De flesta forskare har idag en mekanistisk syn på medvetandet: vi är som vi är för att våra hjärnor är sammansatta så som de är; våra hormoner är som de är. Vi skulle varit annorlunda, våra personligheter skulle varit annorlunda om vår neuroanatomi och vår fysiologiska kemi var annorlunda. Men vi forskare är inkonsekventa. Om vi var konsekventa hade vår respons på personer som uppför sig fel, så som barnamördare, varit i stil med, "den här enheten har en defekt komponent, den behöver repareras." Det är inte vad vi säger. Vad vi säger - och jag inkluderar den strängast mekanistiska bland oss, vilket troligen är jag - vad vi säger är "vidriga monster, fängelse är för bra för dig" Eller värre, vi vill hämnas, och startar därmed med all sannolikhet nästa fas i en eskalerande cykel av vedergällningar, vilket förstås är vad vi ser över hela världen idag. Kort sagt, när vi tänker som akademiker, betraktar vi människor som sammansatta och komplicerade maskiner, likt datorer eller bilar, men när vi återgår till att vara människor beter vi oss mer som Basil Fawlty som slog sönder sin bil för att lära den en läxa när den inte ville starta på gourmetafton. (Skratt)

Anledningen till att vi personifierar sådant som bilar och datorer är att precis så som aporna lever i en värld av träd och mullvader lever i en värld under jord och vattenlöpare lever i ett ytspänningsdominerat flatland, så lever vi i en social värld. Vi simmar genom ett hav av människor - en social version av Mellanvärlden. Vi har utvecklats att förutsäga andras beteenden genom att bli briljanta, intuitiva psykologer. Att behandla folk som maskiner må vara vetenskapligt och filosofiskt riktigt, men det är ett väldigt slöseri med tid om man vill gissa vad en person ska göra härnäst. Ett sparsamt sätt att modellera en person är att behandla honom som en målmedveten, målsökande agent med njutningar och smärtor, begär och intentioner, skuldkänslor, klandervärdighet. Personifiering och tillskrivande av avsiktligt syfte är ett så fantastiskt lyckat sätt att modellera människor, att det knappast är förvånande att samma modelleringsmjukvara ofta tar kontrollen när vi försöker tänka på saker för vilka det inte är lämpligt, så som Basil Fawlty med sin bil eller som miljontals vilseledda människor med universum i sin helhet. (Skratt)

Om universum är märkligare än vi kan tänka oss, är det då bara för att vi blivit naturligt utvalda att tänka oss endast vad vi behövde tänka oss för att överleva under den pleistocena epoken i Afrika? Eller är våra hjärnor så mångsidiga och utvidgningsbara att vi kan träna oss till att bryta ut ur de ramar evolutionen satt upp för oss? Eller, slutligen, finns det saker med universum som är så märkliga att inte ens den mest gudalika varelses filosofi kan drömma om dem? Tack så mycket.