Η ιδέα ότι τα πάντα χτίζονται «από κάτω προς τα πάνω» κυριαρχεί εδώ και καιρό στη φυσική. Τώρα, μια νέα κατεύθυνση βάζει στο επίκεντρο τη συνειδητή εμπειρία – και ίσως ξεμπλέξει μερικά από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος.

Φανταστείτε ένα κοσμικό μπολ όπου «μαγειρεύεις» την πραγματικότητα από την αρχή. Το τελικό μείγμα θα περιλάμβανε τα πάντα: χωροχρόνο, δορυφόρους, γάτες και τον κοσμικό ιστό. Ποιο θα ήταν όμως το βασικό συστατικό;

Στην πρώτη μου επαφή με τη φυσική, στη Β’ Γυμνασίου, έμαθα ότι οι μέθοδοί της έχουν απεριόριστη εμβέλεια: τον αναγωγισμό. Η φυσική, λέγαμε, μπορεί να εντοπίσει τα θεμελιώδη «υλικά» της πραγματικότητας και να δείξει πώς συνδυάζονται για να φτιάξουν τα πάντα.

Αποφάσισα αμέσως να γίνω φυσικός. Πλέον, όμως, ύστερα από χρόνια και πτυχία, δεν είμαι σίγουρη ότι η φυσική έχει όλες τις απαντήσεις. Πάρτε, για παράδειγμα, την αίσθηση του εαυτού: είναι πράγματι απόρροια μιας εξίσωσης που δεν έχουμε ακόμη γράψει; Όταν το σκέφτομαι πολύ, ταράζομαι και αναρωτιέμαι αν έγινα κακή φυσικός.

Αποφάσισα να πάρω στα σοβαρά αυτές τις αμφιβολίες. Δύο πρόσφατα βιβλία, που προσεγγίζουν το ερώτημα από αντίθετα άκρα, με ώθησαν να ξεκαθαρίσω τι πιστεύω για την ουσία της πραγματικότητας. Το πρώτο υποστηρίζει ότι όλη η πραγματικότητα χτίζεται από κβαντικά πεδία. «Όλα τα υπόλοιπα είναι μόνο στο μυαλό μας. Όλες οι έννοιες μας είναι αυταπάτες», λέει ο συγγραφέας του, Liam Graham. Το δεύτερο επιμένει ότι το πιο απαραίτητο συστατικό της πραγματικότητας είναι η συνειδητή εμπειρία. «Αυτό είναι το θεμελιωδώς πραγματικό», λέει ο Adam Frank από το University of Rochester στη Νέα Υόρκη, συν-συγγραφέας του βιβλίου.

Το ποια στάση είναι σωστή –ή αν η αλήθεια βρίσκεται κάπου ενδιάμεσα– δεν αφορά μόνο τη δική μου γαλήνη. Οι υποθέσεις για το τι είναι θεμελιώδες στηρίζουν όλη την επιστήμη και ίσως να μπλοκάρουν για χρόνια τις προσπάθειες επίλυσης πεισματάρικων μυστηρίων.

Ιστορικά, η μετατροπή της ακατάστατης, υποκειμενικής εμπειρίας σε καθαρά μαθηματικά υπήρξε το «κόλπο» που έκανε την επιστήμη, και ειδικά τη φυσική, ισχυρή. Ο Γαλιλαίος και ο Νεύτων παρατήρησαν αντικείμενα στη Γη και στον ουρανό και ποσοτικοποίησαν την κίνησή τους με εξισώσεις. Άλλοι φυσικοί μετέτρεψαν το βίωμα του «ζεστού» και του «κρύου» σε αριθμητικό σύστημα θερμοκρασίας. Τα μαθηματικά μοντέλα επέτρεψαν προβλέψεις, προώθησαν την κατανόηση του σύμπαντος και γέννησαν τεχνολογίες.

Με την κβαντική θεωρία του 1920-30, οι φυσικοί άρχισαν να αγγίζουν τα έως τώρα μικρότερα δομικά στοιχεία του κόσμου. Το Καθιερωμένο Πρότυπο, βασισμένο στην κβαντική θεωρία, είναι η πιο ακριβώς επαληθευμένη θεωρία. Κι ας είναι ο κβαντικός εναγκαλισμός αντιδιαισθητικός, ήδη τον αξιοποιούμε για να φτιάξουμε λειτουργικούς κβαντικούς υπολογιστές.

«Ξεκινάς με την ιδέα ότι η φυσική θα απαντήσει σε όλες τις ερωτήσεις σου· δώσε μου τους νόμους της φυσικής κι εγώ θα τα χτίσω όλα – καγκουρό; Κανένα πρόβλημα! Μπορώ να τα εξηγήσω όλα», λέει ο Frank. Διαφωνεί όμως με αυτή τη βεβαιότητα. Στο πιο πρόσφατο βιβλίο του, The Blind Spot, που υπογράφει με τους Marcelo Gleiser και Evan Thompson, υποστηρίζει ότι ακόμη και οι πιο επιτυχημένες θεωρίες δεν πρέπει να χάνουν από τα μάτια τους τον ρόλο της εμπειρίας και τα όρια της ερμηνευτικής τους ισχύος.

Ο Graham, αντιθέτως, υπερασπίζεται τον πιο αυστηρό αναγωγισμό. Το βιβλίο του, Physics Fixes All the Facts, προβάλλει ότι ακόμη και περίπλοκα ζητήματα, όπως τι είναι η συνείδηση και πώς προκύπτει, εξηγούνται κατ’ αρχήν από τα βασικά φυσικά «τούβλα». Πηγαίνει μάλιστα παραπέρα: όποιος απορρίπτει την ικανότητα της φυσικής να περιγράψει τη συνείδηση, καταλήγει ουσιαστικά σε φαντάσματα και πνεύματα. Η στάση του ονομάζεται «αυστηρός φυσικαλισμός» – η πιο αδιαπραγμάτευτη εκδοχή του αναγωγισμού. «Ό,τι υπάρχει πραγματικά, είναι ό,τι λέει η φυσική “εκεί κάτω”», λέει.

Σήμερα, αυτό σημαίνει κβαντικά πεδία που διαπερνούν τον χώρο. Όμως η διαδρομή από «εκεί κάτω» έως τη συνείδηση δεν είναι ευθεία. Μεσολαβεί η «ανάδυση»: η ιδέα ότι το όλο έχει ιδιότητες διαφορετικές από τα μέρη του. Το νερό είναι «υγρό», αλλά ένα μεμονωμένο μόριο δεν είναι. Αν μπορείς κατ’ αρχήν να προβλέψεις τις ιδιότητες του όλου από τις εξισώσεις των μερών, μιλάμε για ασθενή ανάδυση. Αν όχι, τότε το όλο είναι «κάτι παραπάνω» από το άθροισμα, δηλαδή ισχυρή ανάδυση.

Η ανάδυση εξηγεί γιατί η επιστήμη χωρίζεται σε κλάδους – βιολογία, χημεία, φυσική. «Αν και όλα είναι φυσικά, δεν νομίζω ότι πρέπει να απευθυνθείς στο τμήμα φυσικής για να καταλάβεις και να προβλέψεις συστήματα όπως οι άνθρωποι», λέει ο φιλόσοφος David Papineau στο King’s College London. Η ψυχολογία μέχρι τώρα λειτουργεί χωρίς να ξέρει τι κάνει κάθε ηλεκτρόνιο στον εγκέφαλο.

Η δική μου ακαδημαϊκή εμπειρία το επιβεβαιώνει. Σπούδασα φυσική και σχεδόν ποτέ δεν είχα μάθημα με ανθρώπους της φυτικής βιολογίας ή της ιατρικής. Εκείνοι πέτυχαν στο πεδίο τους χωρίς να χρειάζεται να ξέρουν τι είναι η κβαντική κυματοσυνάρτηση – για μένα ήταν «ψωμοτύρι». Αλλά αυτό αντικατοπτρίζει τη φύση της πραγματικότητας ή απλώς τον τρόπο που εμείς, με περιορισμένα μυαλά και κάποια γραφειοκρατία, την κόψαμε σε κομμάτια;

Ο Graham θεωρεί αυτούς τους διαχωρισμούς ψευδείς – και επιζήμιους. Η υπερ-εξειδίκευση, λέει, επιτρέπει στους επιστήμονες να είναι λιγότερο ειλικρινείς για όσα ξέρουν και όσα όχι. Βλέπει την έννοια της ανάδυσης ως παραπλανητική, αν όχι άχρηστη: απλώς κρύβει τα κομμάτια της φυσικής που δεν έχουμε ακόμη. Η «υγρότητα», λ.χ., κατανοείται πραγματικά μόνο ως ισορροπία δυνάμεων μεταξύ μορίων, που αναλύονται περαιτέρω σε σωματίδια και πεδία. Η εμπειρία της υγρότητας είναι, κατά τον ίδιο, μια αυταπάτη – όπως όλες οι αναδυόμενες έννοιες.

Σε αυτό το πλαίσιο, φαινόμενα που φαίνονται «ισχυρά αναδυόμενα», όπως η συνείδηση ή οι απαρχές της ζωής, θα χτιστούν κι αυτά «από κάτω προς τα πάνω» – ακόμη κι αν δεν είμαστε ακόμη εκεί. «Το να πιστεύεις στη δυνατή ανάδυση ισοδυναμεί με το να πιστεύεις σε νεράιδες στον κήπο σου», γράφει.

Η συνείδηση παραμένει για πολλούς φιλόσοφους υποψήφια για ισχυρή ανάδυση, κάτι που ο αυστηρός φυσικαλισμός πρέπει να απορρίψει. Σκεφτείτε ένα νοητικό πείραμα: σε ένα μέλλον όπου κατανοούμε τόσο καλά τη συνείδηση ώστε να φτιάχνουμε τεχνητές συνειδήσεις, ένας επιστήμονας έχει μάθει τα πάντα για τα χρώματα και τους καθαρά φυσικούς μηχανισμούς της υποκειμενικής εμπειρίας. Καταγράφει ακριβώς τι συμβαίνει σε μια τεχνητή συνείδηση όταν «βλέπει» μια κόκκινη ντομάτα, αλλά, για ιδιαίτερους λόγους, ο ίδιος δεν έχει ποτέ βιώσει την «κοκκινότητα». Ένα πρωί, αντικρίζει για πρώτη φορά μια ντομάτα και βιώνει το χρώμα της. Έμαθε κάτι νέο; Αν η πραγματικότητα είναι μόνο φυσική, η απάντηση θα έπρεπε να είναι «όχι», αφού η εμπειρία του κόκκινου παράγεται από μια φυσική διεργασία που ήδη γνωρίζει. Αν όμως η συνείδηση είναι κάτι παραπάνω από το άθροισμα διεργασιών, τότε υπάρχει χώρος να έχει μάθει κάτι νέο.

Κατά τον Graham, ο επιστήμονας δεν στερείται γνώσης, αλλά μιας ικανότητας που ονομάζει «φανταστική κατανόηση». «Ένα ικανότερο ον θα έπαιρνε όλες τις πληροφορίες, θα έτρεχε μια εσωτερική προσομοίωση και θα βίωνε το κόκκινο χωρίς να το έχει δει ποτέ», γράφει. Οι άνθρωποι δεν μπορούν λόγω των περιορισμών του νου και του σώματός μας· η ίδια έλλειψη εξηγεί γιατί η κβαντική φυσική μας είναι αντιδιαισθητική.

Όταν κοιτούσα τις κατακόκκινες ντομάτες στον κήπο του παππού μου ως παιδί, ήταν απλώς ντοματόσχημα κβαντικά πεδία που ο εγκέφαλός μου εξελίχθηκε να τα «μεταφράζει» σε λαχταριστά λαχανικά; Η ιδέα μου φαίνεται άχαρη. Ο Graham αντιτείνει ότι, αναγνωρίζοντας τα όρια της κατανόησής μας, εκτιμά ακόμη περισσότερο την πολυπλοκότητα του κόσμου. «[Αυτό] κάνει τα πάντα να φαίνονται ακόμη πιο εξαιρετικά, αντί να προσθέτεις κάποιο μαγικό πνεύμα», λέει.

Για τον Frank, η εμπειρία δεν είναι ούτε μαγική ούτε πρόβλημα. «Δεν έχω πρόσβαση στον κόσμο παρά μόνο μέσω της εμπειρίας», λέει. Τι θα μπορούσε να είναι πιο πραγματικό από αυτήν; Η θέση αυτή λέγεται φαινομενολογία. Διατυπώθηκε από τον Edmund Husserl και υποστηρίζει ότι η ουσία του κόσμου δεν αποτυπώνεται μόνο με αφαιρέσεις όπως τα κβαντικά πεδία, επειδή η εμπειρία είναι προϋπόθεση για τη δημιουργία τους. «Ο φυσικαλιστικός κόσμος είναι ένας κόσμος χωρίς εμπειρία και πέρα από την εμπειρία. Είναι μια πολύ χρήσιμη αφαίρεση, αλλά έρχεται μετά από τον πραγματικό κόσμο μέσα στον οποίο ζουν και ασκούν έργο οι επιστήμονες», λέει ο Frank.

Η θερμοκρασία το δείχνει καθαρά. Ο φυσικός ορισμός της βασίζεται στη μέση ταχύτητα με την οποία «τρέμουν» τα σωματίδια του αέρα. Αλλά οι εξισώσεις προέκυψαν επειδή πρώτα υπήρχαν εμπειρίες: κάποιος ένιωσε τη διαφορά ανάμεσα σε ζεστό και κρύο δωμάτιο. Χωρίς αυτό, η έννοια της θερμοκρασίας δεν θα είχε αναδυθεί ποτέ.