אין הסתברות, כל פעולה מתרחשת ביקום מקביל

משוואות הפיסיקה הקוונטיות, אם פותרים אותן בגישה הדוגלת בקיום יקומים מקבילים מאפשרות לפתור בעיות בהסתברות, וגם להבין, אחרי 300 שנה מהי בכלל הסתברות, אומר פרופ' דוד דויטש מאוניברסיטת אוקספורד בבריטניה, שבכנס שנערך לאחרונה התקבלה תפיסה הבינתחומית שפיתח לפני כחמש שנים  לקונצנזוס המדעי * ויש לו מה להגיד על עמיתיו בבריטניה המחרימים מדענים ישראלים

אבי בליזובסקי

פרופ' דייויד דויטש, copyright David Detutch 2007

לכאורה שני תחומים שונים לחלוטין – תורת ההסתברות שהיא חלק מהסטטיסיטקיה ויכולה לסייע לנו לנבא סבירות של אירועים כגון זכיה בלוטו או לחילופין התרסקות מטוס, ואילו גישת היקומים המקבילים, היא אחת הגישות המתחרות להסבר תוצאות ניסויי הפיסיקה הקוונטית.

פרופ' דייויד דויטש, פיסיקאי בריטי יליד ישראל (אך הוריו עזבו ללונדון כאשר היה בן פחות משלוש) הוא מהפיסיקאים הדוגלים בגישת היקומים המקבילים כמסבירה את משוואות הפיסיקה הקוונטית. לפני כחמש שנים הוא פרסם מאמר, שבו הוכיח את הקשר בין שתי התורות הרחוקות, והוא גם ניסה להסביר לנו אותו (כפי שנקרא בהמשך), אך מאמרו הותקף. לאחר שמתמטיקאי בכיר הצליח לשדך בין הפיסיקה שהביא במאמרו לבין פיתוחים המשתמשים בתובנות העדכניות ביותר של המתמטיקה, התיאוריה שלו הוכחה כחסינה מהתקפה. לפני כחודש התקיים באוקספורד כנס במלאת 50 שנה לגישת היקומים המקבילים, ולטענתו של דויטש, שגם צוטטה בהרחבה במאמר בכתב העת ניו סיינטיסט, גישה  זו מקובלת עכשיו על מרבית החוקרים בתחום זה.
בראיון טלפוני לאתר הידען בישקנו מדויטש להבין על מה נסוב הרעש, מה משמעותה של התיאוריה, ומה מנע מאחרים להכיר בה עד היום:
“אני פיסיקאי קוונטי. אף כי המשוואות של הפיסיקה הקוונטית לא מוטלות בספק, שכן הן עמדו באינספור ניסויים והתחזיות של אותם ניסויים תאמו את התיאוריה, בכל שנות קיומה של תורת הקוונטים ועוד לפני שקראו לה בשם זה, מתנהלים דיונים ערים באשר למשמעות המשוואות הללו, כלומר מה הן מתארות במציאות. נוצר מצב אבסורדי שפיסיקאים יכולים לתכנן ניסוי לפי אותן משוואת, לבצע אותו,  לקבל את התוצאות אך לא להסביר מה גרם לאותם תוצאות לקרות. (אם ניקח השוואה מחיי היום יום – זה כאילו שנדע לחזות כיצד תיסע מכונית, מבלי לדעת איך בנוי המנוע שלה, א.ב.). רעיונות רבים הועלו כדי להסביר את המציאות הזו, אך רבים מרעיונות הללו היו בלתי הגיונים וזו שערורייה שהפיסיקאים נאלצים לאמץ רעיונות בלתי הגיוניים אודות טבע המציאות. ב-1957 הייתה חריגה אחת מכלל זה כאשר פיסיקאי אמריקני בשם היו אברט, הבין מה משמעותם של המשוואות הללו ופיתח את התחום המכונה יקומים מקבילים.

מהם יקומים מקבילים?
פרופ' דויטש: “כאשר אנו עורכים ניסוי או כאשר כל אירוע מתרחש ביקום, החלק שאנו רואים הוא רק חלק זעיר של המציאות. כאשר אתה רואה אלקטרון או אטום או אדם או כוכב לכת – כל עצם פיסיקלי שהוא, אתה רואה רק פרוסה קטנה של עצם גדול ביותר שאת רובו איננו יכולים לראות ישירות, כך שאנחנו מתייחסים לחלקים שאיננו רואים כאל יקומים אחרים. הכינוי המקובל למצב זה הוא לקרוא להם יקומים מקבילים אבל זה אינו כינוי נכון, משום אם הם היו באמת מקבילים, לא היו לנו שום עדויות על קיומם. אבל הם אכן משפיעים זה על זה בכמה מהניסויים בתופעה המכונה התאבכות קוונטית  (Quantum Interference Experiments). הניסויים הללו בוצעו עוד לפני שהכירו את מכאניקת הקוונטים, ב-1909. למשל לוקחים לייזר ומציבים מסך שחור לפניו, ובו חור המאפשר רק לפוטון אחד לעבור בכל כמה שניות – בליפ, בליפ, בליפ. כאשר יורים פוטון, הרבה עותקים של הפוטון נורים גם ביקומים המקבילים, ויש קשר ביניהם, אפשר להציב מראה חצי מוכספת שרק חצי מהאור הפוגע בה ממשיך הלאה והחצי השני מוחזר. המשוואה של מכניקת הקוונטים, אומרת שאם תירה פוטון אחד דרך המראה, במחצית מהיקומים הוא יעבור ישר קדימה ובחצי השני הוא יוחזר. אם תחפש את הפוטון, תמצא אותו במקום אחד (או שהוא המשיך קדימה או שהוא הוחזר לאחור) כי גם עותק שלך נמצא רק ביקום אחד, אבל ניתן לתכנן ניסוי שיראה שהוא לא במקום א' ולא במקום ב' אלא במקום שלישי, כתוצאה מהתאבכות העותקים שלו מיקומים מקבילים. כך למשל פרופ' לב ויידמן ואבשלום אליצור מאוניברסיטת תל אביב פיתחו ניסוי תיאורטי שבו ניתן לגלות פצצה שמתפוצצת מכל מגע או אם מאירים אותה באור כלשהו, מבלי לפוצץ אותה. כלומר זו פצצה שלא ניתנת לגילוי אלא באמצעים קוונטיים, הננקטים בגישת היקומים המקבילים, אחרת, עצם הגילוי גורם לפצצה להתפוצץ.לפי פירוש היקומים המקבילים אנו יודעים על המצאות פצצה ביקום אחד בזכות פיצוץ שלה ביקום אחר.

אחת הסיבות העיקריות שפיסיקאים נמנעו מלתמוך בגישת היקומים המקבילים כמסבירה את תורת הקוונטים היא מה שמכונה בעית ההסתברות. אם אתה עושה ניסוי, כמו זה עם הפוטונים הרבה פעמים יודעים לחשב שהסיכוי לכל פוטון להגיע למסלול מסוים בחצי מהפעמים. המומחים לתחום פיסיקת הקוונטים יודעים שבכל פעם הפוטון הולך בשני המסלולים, ולכן אין משמעות למונח הסתברות. לפני כמה שנים התחלתי לעבוד על הנושא והצלחתי להוכיח זאת. ניתחתי את בעיית האפשרויות  באמצעות התייחסות למקבל החלטות רציונאלי שמכיר את הדברים הבאים: תורת קבלת ההחלטות – שהיא תורה מתמטית וכן את משוואות מכאניקת הקוונטים, לפי גישת היקומים המקבילים, אך אינו יודע ולא שמע אף פעם את המונח הסתברות או סיכויים. אם נבקש ממנו להמר על התוצאה של תהליך שנראה כאקראי – למשל בניסוי העברת פוטון דרך חצאי המראות – האם הוא ימשיך קדימה במשך עשר פעמים רצופות. מסתבר, וזה מפתיע רבים, שלפי שתי התורות הללו הוא יכול להעריך כיצד הוא יהמר, מבלי להזדקק לידע על תורת ההסתברות. במילים אחרות, הסיכוי מחושב באמצעות סיכום התנהגויות מקבלי החלטות רציונאליים, אילו היו מכירים את תורת הקוונטים. בדרך זו ניתן לפתור את כל המצבים שבהם אנו נדרשים היום להשתמש בסיכויים, באמצעות תורת הקוונטים. יתרה מזאת, נוכל לענות על החידה בת 300 השנים, מהי בכל הסתברות.”

ומה קרה לאחרונה שגרם לעמיתיך לשנות את דעתם ולתמוך במסקנותיך?
דויטש: “לפני כחודש התקיימה באוקספורד ועידה לציון 50 שנה לתיאורית היקומים המקבילים. כל המדענים החשובים העוסקים בתחום באו לוועידה. מאמר שלי, כמו רוב המאמרים הקודמים, לא השפיע מייד לאחר פרסומו, להפך, היו רבים שפרסמו מאמרים בהם הם ניסו לתקוף אותו. ואולם מתמתטיקאי-פיסיקאי חשוב לקח את המאמר שלי והלביש עליו בסיס מתמטי חזק יותר והפך אותו לחסין מפני פגיעות. התחושה של המדענים החוקרים הפעילים בתחום היא שהגישה של היקומים המקבילים פועלת ולכן בעיית ההסתברות, שהיתה הגורם החשוב ביותר שלא לקבל גישה זו, הפכה לסיבה העיקרית לקבלתה.

בועידה הופיע הפילוסוף דייויד פאפינו  (Papineu) שאמר שבלי קשר לתורת הקוונטים, גם המצב של תורת הסיכויים היה בגדר שערורייה שבמשך 300 שנה לא היה הסבר מהו סיכוי, וכעת ההסבר הזה מגיע דווקא מהפיסיקה הקוונטית.

ספר על עצמך:נולדתי בישראל, אך הורי מסיבות שונות עברו לאנגליה כשהייתי בן פחות משלוש. גדלתי בלונדון ולאחר מכן למדתי בקיימברידג' ובאוקספורד. במשך תקופה ערכתי מחקרים באוניברסיטת טקסס באוסטין וחזרתי לאוקפסורד, בשלוש השנים האחרונות אני עובד ללא תשלום באוקספורד.

אם כך, אז ממה אתה מתפרנס ?“אני מתפרנס מכתיבת ספרים ומעבודות בתחום הפיסיקה. ספרי 'מרקם המציאות' זכה להצלחה מסחרית גדולה, ויצא ב-12 שפות (עדיין לא בעברית) וכעת אני בשלבים ראשונים של כתיבת ספרי השני 'תחילת האינסוף'. שני הספרים עוסקים בדרך שבה התיאוריות הבסיסיות של המדע משפיעות זו על זו: הכוונה היא לארבע תיאוריות שנראות לכאורה מנותקות זו מזו: הפיסיקה הקוונטית, תורת האבולוציה, תורת הידע ותורת החישוב, אך לא ניתן להבין אף אחת היטב מהן בלי להבין את שלוש האחרות – בזה אני דן בספרי מרקם המציאות. בספר תחילת האינסוף אני משתמש בהבנה המשותפת של כל ארבעת השדות, כדי להתמודד עם כמה מהבעיות הבלתי פתורות בחיי היום יום. אמנם לא כדי לפתור אותן אבל לפחות לקשר אותן ביחד כך שבעיות לא קשורות זו לזו לכאורה מחוברות יחדיו.”
אתה יכול לתת דוגמה?
“אחת הדוגמאות שראוי לאמץ עבורם את הגישה המשותפת היא שיטת הבחירות. ישנו ויכוח במדינות הדמוקרטיות מהי שיטת הצבעה הטובה ביותר. בישראל – השיטה היא היחסית ביותר בעולם, הכנסת כוללת סיעות לפי היחס של המצביעים לאותה סיעה. אצל הבריטים השיטה הפוכה – מי שמקבל אפילו קול אחד יותר במחוז מסוים מקבל את המושב של אותו מחוז. השיטה היחסית נראית הרבה יותר הוגנת אבל מסיבות רבות זו שיטה טובה והיא לא מוצלחת ביצירת ידע חדש. לפי תובנות שמגיעות מתורת הקוונטים, מתורת המידע ומתורת החישוב השיטה הבריטית הרבה יותר רציונלית, למרות שהיא נראית טפשית. הסיבה לכך קשורה לרבים מהנושאים שלכאורה נראים לא קשורים – הבעיה של הרצון החופשי ובעיה זו קשורה ליקומים המקבילים. אי אפשר להבין מדוע שיטת הצבעה אחת טובה מהשניה בלי להבין את היקום המקבילי ועל כך כאמור אדון בספרי הבא.”

ראיתי באתרך שאתה מתנגד לחרם האקדמי המתרקם בבריטניה כנגד האוניברסיטאות בישראל?“רעיון החרם הכה אותי בתדהמה כי הוא נוגד את העקרון שלפיו מתנהלים החיים האקדמיים ושנית – הוא גם מנוגד למוסר.”
האם אתה אישית חש בתופעות אנטישמיות, כתוצאה מהאווירה באקדימה הבריטית כיום?אני אישית מעולם לא חשתי באנטישמיות. אני רואה זאת בחדשות ומודע לרחשים האנטישמיים המבעבעים בחברה האינטלקטואלית הבריטית. אני בר מזל שבתחום שלי בפיסיקה אין לכך שום סימן. לצערי יש תחומים אקדמיים אחרים כגון הסטוריה בהם התופעה קשה. בועידה שדיברנו עליה השתתפו  כ-50 מהחשובים בתחום  – 4 מתוכם הם ישראלים ( אם תכלול אותי זה חמישה, למרות שאני לא באמת ישראלי), אף אחד לא היסס להזמינם. בשדה שלי כולם כל כך נאמנים לנושא ולא להזמין מישהו שיתן הרצאה טובה רק בגלל שהוא ישראלי לא עולה על הדעת. זה היה צריך להיות בכל התחומים האקדמיים  אבל לצערי זה לא קורה.

ביניים: עולמות מקבילים ולא יקומיםלב ויידמן, אחד המשתתפים הישראלים בוועידה באוקספורד יצא ממנה בהתרשמות קצת שונה: “אני דוגל כבר הרבה שנים בפירוש היקומים המקבילים. (אני מעדיף לקרוא לו פירוש העולמות המקבילים: ישנו יקום פיסיקלי אחד שמתאר עולמות מקבילים רבים שאנו הווים.) אני חזרתי מהוועידה קצת מאוכזב. קיוויתי שהוועידה תיתן ביטוי לפופולאריות של הפירוש שעולה באופן חסר תקדים בשנים אחרונות ותכריז עליו כפירוש המוביל של  פיסיקה הקוונטית. התברר שעדיין אין הסכמה  בין משתתפי הוועידה על הנוסח של הפירוש. חלקם אפילו הביעו ספק לגבי יתרון הפירוש על האלטרנטיבות האחרות. גם בנושא משמעות ההסתברות במסגרת פירוש העולות המקבילים היו דעות מגוונות. אין לי ספק, שגם אם תורת הקוונטים אינה פותרת בעיית ההסתברות כפי שטוען דויטש, הפיתוחים של פירוש העולמות/יקומים המקבילים בשנים האחרונות פתרו את הקשיים בהבנת ההסתברות במסגרת פירוש זה.

הסבר של לב ויידמן על גישת העולמות המקבילים

לאתר הכינוס