Világképlet: az univerzum, mint tiszta matematika?

A tudósok már egy jó ideje a matematikát használják arra, hogy a világ fizikai tulajdonságait leírják. De miért a matematika a legalkalmasabb erre? Max Tegmark kozmológus megdöbbentő magyarázattal szolgál erre: mert maga az univerzum sem más, mint matematika!

Tegmark nézetei szerint az egész univerzum és minden, ami benne van, egy rendkívül komplex matematikai felépítmény. Minden, ami csak van a kozmoszban: részecskék, energia, leírható matematikai adatokkal. Maga a tér-idő is matematikai struktúra.

„Ha elfogadod, hogy maga a tér, és minden más a térben csak matematikai tulajdonságokkal rendelkezik, akkor az ötlet, miszerint minden matematika, kicsit kevésbé őrült.” – magyarázza a tudós – „Ha tévedek, akkor viszont a fizika eleve bukásra ítéltetett.”

Ha viszont igaza van, és a világon minden matematika, akkor „Semmi sincs, amit ne tudnánk megérteni.”

Az ötlete abból a megfigyelésből ered, hogy a természet tele van olyan mintákkal, mint pl. a Fibonacci-sorozat, mely egy olyan számsor, amiben minden szám az előző kettő összege. Az articsóka virága is követi ezt a számszerűséget: az egyik szirom másiktól való távolsága e számsor alapján növekszik.

Ráadásul az élettelen világ is matematikai minták alapján működik. Ha eldobunk egy labdát, nagyjából parabola pályát fut be. A bolygók és más asztrofizikai testek ellipszisek mentén mozognak. Tegmark szerint ez az elegáns egyszerűség, melyet a megszokott, megismert matematikai minták és alakzatok adnak ki, különös szépséget ad a világnak. A tudós a matematika kiemelkedő művelése mellett igazi rajongó is egyébként: otthonában képek helyett híres egyenletek lógnak a falakról bekeretezve.

Az ilyen természetben megjelenő matematikai mintákról szól Mark Buchanan igen olvasmányos és hallatlanul izgalmas kötete, az Itt és mindenütt:

Persze, mondhatja akárki, hogy ez szép és jó, de mire megyünk vele, ha a világegyetem valóban matematika? Hát, sokra: ha ez igaz, akkor a tudomány minden fizikai kutatás, mérés eredményét előre helyesen képes lehet megjósolni. Tegmark érvel is ezzel: a Neptunusz bolygó létezését matematikai alapokon jóval a felfedezése előtt megjövendölték, de így volt ez a rádióhullámokkal és a Higgs-bozonnal is.

Mások érvelése szerint a matematika azért olyan jó a természeti valóság leírására, mert pontosan erre a célra találták ki. Tegmark szerint viszont az a tény, hogy a matematikai formák és számsorok a természetben meg is jelennek, egyértelmű bizonyíték arra nézve, hogy a matematika nem csak egy elméleti, elvont technika a világ magyarázására.

És ha már elméletről van szó – hogy áll Tegmark elképzelése az emberi elmével kapcsolatban?

Sokan írják le az emberi agyat úgy, mint az univerzum legbonyolultabb felépítményét, és valóban, elménk saját külön világok teremtésétől kezdve igen sok mindenre képes. Tegmark szerint az emberi elmét, az öntudatot is le lehet írni matematikai formában, legalábbis egy nap képesek leszünk majd rá. Maga Carl Sagan mondta egyszer, hogy „az agy egy óriási hely egy nagyon kicsi helyen”.

Tegmark szerint:
„Az öntudat valószínűleg az, ahogyan az információt bizonyos igen bonyolult, összetett módon értelmezzük.” Rámutat: a legnagyobb tudományos áttörések a fizikában gyakran két olyan dolog egyesítésével kezdődtek, amelyekről egy ideig úgy tartották, különálló: anyag és energia, tér és idő, elektromosság és magnetizmus… Tegmark gyanúja az, hogy idővel az emberi tudatot is egyként fogják majd fel a testtel, ami voltaképpen mozgó részecskék összessége.

Persze ez egy sor etikai és filozófiai kérdést is felvet. Például ha az elme matematika, akkor az azt jelenti, hogy a szabad akarat, mint olyan nem létezik, hiszen előre meghatározható mozgású részecskék döntenek? Nos, ez azért nem így van.

Ugyanis ha egy számítógép próbálja kiszámolni és szimulálni, hogy mit fog tenni egy ember, maga a számítási folyamat legalább addig tart, mint a cselekvés végrehajtása. Ez arra utalhat, hogy senki, még maga a cselekvő egyén sem tudja, hogy mit is fog adott helyzetben reagálni.

Tegmark szerint ennek ellenére az ember nem tehetetlen, sőt.
„Az emberben megvan az erő, a képesség nem csak arra, hogy megértsék a világot, hanem arra is, hogy formálják és javítsák.”

livescience nyomán