Το ερώτημα όμως παραμένει ...

Stephen Hawking
Από το βιβλίο του "Το χρονικό του χρόνου"

Ζούμε σ' έναν περίπλοκο κόσμο. Θέλουμε να κατανοήσουμε όσα βλέπουμε γύρω μας και αναρωτιόμαστε: Ποια είναι η φύση του Σύμπαντος; Από πού προήλθε; Γιατί είναι έτσι όπως είναι; Ποια είναι η δική μας θέση μέσα σ' αυτό;

Προσπαθώντας να απαντήσουμε, αποδεχόμαστε κάποια «εικόνα για τον Κόσμο». Μια επίπεδη Γη που στηρίζεται σ' έναν άπειρο πύργο από χελώνες είναι μια τέτοια εικόνα, όπως ακριβώς και η θεωρία των υπερχορδών. Και οι δύο είναι θεωρίες για το Σύμπαν, αν και η θεωρία ότι τα πάντα αποτελούνται από χορδές είναι πολύ πιο επεξεργασμένη από μαθηματική άποψη και ακριβής. Και οι δύο θεωρίες δεν βασίζονται σε δεδομένα των παρατηρήσεων: κανείς δεν είδε ποτέ μια τεράστια χελώνα που να στηρίζει τη Γη στην πλάτη της, αλλά ούτε και μια χορδή. Η θεωρία όμως της στήλης από χελώνες δεν μπορεί να έχει τη θέση μιας καλής επιστημονικής θεωρίας, γιατί προβλέπει ότι θα μπορούσε κάποιος να πέσει από την άκρη της και να εξαφανιστεί από το πρόσωπο της Γης. Μια τέτοια δυνατότητα δεν συμφωνεί με τα εμπειρικά δεδομένα, εκτός αν αποδειχτεί ότι αποτελεί την εξήγηση για τα πλοία που υποτίθεται ότι εξαφανίζονται στις πλευρές του «τριγώνου των Βερμούδων»!

Οι πρώτες θεωρητικές προσπάθειες περιγραφής και εξήγησης του Σύμπαντος περιλάμβαναν την ιδέα ότι τα διάφορα γεγονότα και φυσικά φαινόμενα οφείλονται στις πράξεις κάποιων υποτιθέμενων «πνευμάτων» με ανθρώπινες παρορμήσεις, που δρούσαν με τρόπο κυκλοθυμικό και απρόβλεπτο. Τα πνεύματα αυτά κατοικούσαν στα φυσικά αντικείμενα, όπως τα βουνά και τα ποτάμια, ή ακόμη και στα ουράνια σώματα, όπως ο Ήλιος και η Σελήνη. Οι άνθρωποι νόμιζαν ότι έπρεπε να τα εξευμενίζουν και να ικανοποιούν διαρκώς τις διάφορες επιθυμίες τους, για να εξασφαλίζουν με τον τρόπο αυτό τη γονιμότητα του εδάφους και τη διαδοχή των εποχών. Σταδιακά όμως πρέπει να παρατήρησαν ορισμένες κανονικότητες: ο Ήλιος ανέτελλε πάντοτε στην ανατολή και έδυε στη δύση, ανεξάρτητα από το αν είχαν εκτελέσει κάποια θυσία στο θεό Ήλιο ή όχι. Επίσης ο Ήλιος, η Σελήνη και οι πλανήτες ακολουθούσαν κάποιες διαδρομές στον ουρανό που ήταν δυνατόν να προβλεφθούν με αρκετή ακρίβεια. Ο Ήλιος και η Σελήνη μπορούσαν να εξακολουθούν να είναι θεοί, αλλά θεοί που υπάκουαν σε νόμους.

Στην αρχή, αυτές οι κανονικότητες και οι νόμοι είχαν παρατηρηθεί μόνο στην αστρονομία και σε λίγες άλλες περιπτώσεις φυσικών φαινομένων. Όπως όμως αναπτυσσόταν ο πολιτισμός, και ειδικά στα προηγούμενα τριακόσια χρόνια, ανακαλύπτονταν συνεχώς περισσότερες κανονικότητες και νόμοι. Η επιτυχία στην πρόβλεψη των γεγονότων και των φυσικών φαινομένων οδήγησε τον Laplace, στην αρχή του 19ου αιώνα, στο αίτημα του επιστημονικού ντετερμινισμού: ο Laplace υπέθεσε ότι υπήρχε ένα σύνολο νόμων που θα μπορούσε να προσδιορίσει με απόλυτη ακρίβεια την εξέλιξη του Σύμπαντος, αν ήταν γνωστή η κατάσταση του σε κάποια χρονική στιγμή.

Ο ντετερμινισμός του Laplace δεν ήταν πλήρης, δύο σημεία παρέμεναν έξω από αυτόν: δεν αναφερόταν στο πώς έπρεπε να επιλεγούν οι φυσικοί νόμοι του Σύμπαντος και δεν προσδιόριζε το αρχικό σύνολο χαρακτηριστικών του. Αυτά αφήνονταν στη δικαιοδοσία του Θεού. Ο Θεός θα επέλεγε τα αρχικά χαρακτηριστικά του Σύμπαντος και τους φυσικούς νόμους, αλλά στη συνέχεια δεν θα παρενέβαινε καθόλου στη λειτουργία του. Στην πραγματικότητα, ο Θεός περιορίστηκε στις περιοχές όπου δεν είχε φτάσει η επιστήμη ως τον 19ο αιώνα.

Γνωρίζουμε σήμερα ότι οι ελπίδες για τον ντετερμινισμό του Laplace δεν μπορεί να πραγματοποιηθούν, τουλάχιστον με τους όρους που εννοούσαν οι επιστήμονες του 19ου αιώνα. Η αρχή της απροσδιοριστίας της κβαντικής μηχανικής συνεπάγεται ότι ορισμένες ποσότητες, όπως η θέση και η ταχύτητα ενός σωματιδίου, δεν είναι δυνατόν να προσδιοριστούν και οι δύο με απόλυτη ακρίβεια. Η κβαντική μηχανική αντιμετωπίζει αυτή την κατάσταση με μια ομάδα κβαντικών θεωριών όπου τα σωματίδια δεν έχουν σαφώς προσδιορισμένες θέσεις και ταχύτητες, αλλά αντιπροσωπεύονται από ένα κύμα. Οι κβαντικές θεωρίες είναι ντετερμινιστικές, με την έννοια ότι παρέχουν νόμους για την εξέλιξη του κύματος με την πάροδο του χρόνου. Έτσι, αν κάποιος γνωρίζει τη μορφή του κύματος σε μια χρονική στιγμή, μπορεί να την υπολογίσει σε οποιαδήποτε άλλη. Το απρόβλεπτο, τυχαίο στοιχείο εμφανίζεται μόνον όταν προσπαθούμε να ερμηνεύσουμε το κύμα με όρους θέσεων και ταχυτήτων σωματιδίων. Αλλά αυτό μπορεί να είναι δικό μας λάθος: μπορεί να μην υπάρχουν θέσεις και ταχύτητες σωματιδίων, αλλά μόνον κύματα. Προσπαθούμε να προσαρμόσουμε τα κύματα στις ιδέες των θέσεων και ταχυτήτων σωματιδίων που έχουμε διαμορφώσει από την κλασική μηχανική. Η αδυναμία να το πετύχουμε αυτό είναι η αιτία της φαινομενικής αδυναμίας προβλέψεων.

Στην πραγματικότητα, σήμερα έχουμε επαναπροσδιορίσει τους στόχους της φυσικής επιστήμης. Η φυσική αποσκοπεί στην ανακάλυψη νόμων που θα μας επιτρέπουν να προβλέπουμε τα γεγονότα μέσα στα όρια που θέτει η αρχή της απροσδιοριστίας. Το ερώτημα όμως παραμένει: Πώς και γιατί έχουν επιλεγεί αυτοί οι νόμοι και η αρχική κατάσταση του Σύμπαντος;