היקום בקליפת אגוז

על ספרו של דן פאלק “היקום על חולצת טריקו – החיפוש אחר “התיאוריה הסופית”. מאנגלית: שלומית כנען. כתר הוצאה לאור, 2005

בספר זה יש שילוב של ראיה היסטורית רחבה וכתיבה פופולרית מעולה. למרות שכותרתו מתייחסת לשאיפה להגיע לנוסחה הסופית שתתאר את העולם הפיזיקלי, אין בו ולו רק נוסחה מתמטית אחת. את המתמטיקה מחליפים התיאורים ההיסטוריים והביוגרפיים המהולים בשמץ של הומור המתובל במספר קריקטורות. אינני נמנה על אלה הטוענים כי פופולריזצית-יתר מסלפת את תמונת המדע – והפיזיקה במיוחד. גם הפיזיקאים המודרניים המנסים להסביר לעצמם ולעמיתיהם את משמעות תורותיהם נזקקים לתיאורים ציוריים במרחב הרגיל, כפי שהדבר משתקף בעיקר בשרטוט על גבי הלוח. אלו הם תיאורים חלקיים בלבד אשר מהווים אמצעי להעברת המסר, כאשר במקרה הקיצוני התיאורים אינם מלווים בנוסחאות מתמטיות. למשל, את תורת המיתרים בפיזיקת החלקיקים העוסקת במיתרים בעלי אחד-עשר ממדים מסבירים באמצעות איורים דו-ממדיים. מטרת פופולריזציה כזאת אינה להכשיר פיזיקאים אלא לתת תמונה כללית על הפיזיקה לקורא האינטליגנטי. בנוסף לתובנות ההיסטוריות-חברתיות מערב דן פאלק בסיפורו גם טעימות מהפילוסופיה של המדע.

הספר מתאר את החיפוש אחר “התיאוריה הסופית” שתסביר בצורה פשוטה ואחידה את המגוון העצום של תופעות הטבע בעזרת נוסחאות פשוטות כמו E=mc^2 או משוואות מקסוול (שנהוג לראותן לעתים מודפסות על חולצות (T-. תיאוריות כאלו הופיעו משחר ההיסטוריה: מתורת ארבעת היסודות והתורה האטומיסטית אצל היוונים הקדמונים ועד לתורות הסימטריה ותורת מיתרי העל בימינו.

המחבר מזהה את “השיטה המדעית” שהתפתחה על ידי גלילאו וניוטון עם השיטה הניסויית. נכון הוא כי האחרונה מאפיינת את המדע מהמאות ה-16- 17 אולם יש להוסיף על כך את המרכיב המתמטי ואת השילוב ההדוק בינו לבין המרכיב הניסויי. הוא טוען כי ישנם שני תחומים “שבהם קשה, כמעט בלתי אפשרי, לערוך ניסויים בשטח”, אלו הן פיזיקת החלקיקים באנרגיות גבוהות והקוסמולוגיה. טענה זו נכונה לגבי הקוסמולוגיה כי איננו יכולים לחקור ישירות למשל תהליכים שקרו בראשית היקום. ואל הידע שלנו על המפץ הגדול אנו יכולים להתייחס כהשערה מלומדת בלבד. אולם פיזיקת האנרגיות הגבוהות העושה שימוש במאיצי חלקיקים ענקיים מהווה את פסגת הפיזיקה הניסויית. לעומת זאת, תורת מיתרי העל שהיא התיאוריה שנחשבה למבטיחה ביותר בפיסיקת החלקיקים ואשר יש לה השלכות נכבדות גם לקוסמולוגיה היא תיאוריה הנחשבת במידה רבה לספקולטיבית כיוון שאינה ניתנת לבחינה ניסויית. תיאוריה זו מנסה להגשים את חלום התיאוריה המאוחדת והסופית אשר לאחריה לא תיוותר תעסוקה לפיזיקאים.

הספר עוסק בתולדות הרעיונות המדעיים והאנשים אשר הגו אותם. וכשמדברים על אנשים לא נפקד מקומו של המזל. ואכן, כפי שנראה, למזל יש תפקיד חשוב, ולא רק שולי, בסיפור. ישנם שני היבטים להתפתחות המדע: ההיבט הרעיוני וההיבט האנושי-אנקדוטי. המחבר מערבב בין שניהם ומתייחס אליהם כאל שווי ערך. גם כשהוא עובר לפיזיקה המודרנית הוא שם דגש על ההיבט האנקדוטי של יצירת הרעיונות. וזה בא על חשבון תאור והסבר הרעיונות עצמם.

תחילת הסיפור ביוון העתיקה שם התרחש המעבר ההדרגתי ממיתולוגיה הנשלטת על ידי האלים אל פילוסופית הטבע בה תופשים כוחות הטבע את מקום האלים. המחבר מזכיר את תלס, אנכסימנס, הרקליטוס, אמפדוקלס, לויקיפוס ודמוקריטוס אשר העלו את ההשערות המדעיות הראשונות בדבר הרכב העולם החומרי. השערות לפיהן כל העצמים החומריים עשויים ממים או אוויר, אש, ארבעת היסודות והאטומים. ניתן לומר כי בניגוד לפיזיקאים המודרניים השואפים להגיע לתיאוריה סופית שתאחד תיאוריות קודמות, יצרו ההוגים הנ”ל את תורותיהם כבר מלכתחילה כתורות “סופיות”. אולם, טוען המחבר, שגם היוונים חיפשו אחר תיאוריה מאוחדת אחת וסופית שתאחד את הדת והמדע, שתתן תחושת בטחון מחשבתית. בהקשר לכך, הוא מצטט (בעמ' 28) את הסופר והפיזיקאי הבריטי ג'ון בארו (1998)1 הטוען כי ההוגים הקדמונים, והיוונים בכללם, “לא רצו שדבר יישאר מחוץ לתחום התיאוריה”, ושהייתה אצלם “נטייה עמוקה – דתית, אפשר לומר – לשאוף לתיאור יחיד וקוהרנטי של כל הסובב אותנו”. ניתן לומר כי היו אלה צעדים ראשונים בכיוון האמונה ב”אל” יחיד – דהיינו במדע.

כאשר מתואר הסיפור על גילוי החוק ההידרוסטאטי על ידי ארכימדס (29) – אירוע ה”אאוריקה” המפורסם – מוצג האירוע כאירוע חריג ופיקנטי. אולם ניתן להציגו כחוליה אחת מסדרת גילויים מכוננים בהיסטוריה של המדע – הגילויים הסרנדיפיים, או הממוזלים (אשר המזל ממלא בהם תפקיד מרכזי. ראה/י גם בהמשך). בספר מסוג זה בו הסיפורים האנושיים ממלאים במידה רבה את מקום התיאורים הטכניים-מתימטיים ניתן היה להרחיב יותר את הדיבור על תופעת היצירתיות הסרנדיפית בהתפתחות המדע שהיא גם מעניינת וחשובה וגם אינה דורשת תיאורים טכניים.

הפרק על המהפכה הקופרניקנית סוטה מתיאור החיפוש אחר התיאוריה הסופית והופך לפרק סטנדרטי בהיסטוריה של המדע הסוקר את תרומת ימי הביניים והעולם הערבי למדע – תרומה שהיא בעיקרה “טכנית” ולא רעיונית. הן הערבים והן הכנסיה לא טיפחו חדשנות או מקוריות, אלא רק שימרו, לימדו ותירגמו את הידע המסורתי. ניתן לומר שהם לא עשו מדע, אלא רק תחזקו את המדע העתיק ויישמו אותו. בלשון המחבר, תיאור העולם שלהם היה “נוקשה מדי” (39). ואילו במדע המודרני משנים או מחליפים תיאוריה כשאינה מתאימה לעובדות, ולא מתייחסים אליה באופן דוגמטי או “נוקשה מדי” כפי שמתייחסים לאמונה דתית. כך, ההשקפה הגיאוצנטרית (העמדת הארץ במרכז היקום) הייתה חסינה מביקורת ואת התופעות “הסוררות” שלא התאימו למודל הזה ניסו “להציל” בדרכים שונות. למשל, על-פי תלמי, היו אמורים כוכבי הלכת לנוע במהירות אחידה במסילות מעגליות. וכדי להסביר מדוע נראים לעיתים כוכבי הלכת מאדים, צדק ושבתאי כאילו הם חוזרים אחורה במסלוליהם, היה צורך להניח כי כוכב הלכת נע על מעגל-משנה – אפיציקל – שמרכזו נע על פני המסילה הראשית של כוכב הלכת, או על אפיציקלים הנעים על גבי אפיציקלים, כך שכל האפיציקלים יחד יספקו את ה”תיקונים” הדרושים על מנת שהמסילה תתאים לתצפיות. אלו הם תיקוני אד הוק שנועדו לשמר את עקרון התנועה המעגלית האחידה של כוכבי הלכת. תיקונים כאלה נחשבים במדע המודרני ללא-מדעיים. במיוחד, גרס כך קרל פופר: שימור עקרון התנועה המעגלית האחידה על ידי הוספת אפיציקלים על גבי אפיציקלים זו דוגמה לניסיון עיקש להגן על התיאוריה בפני הפרכה, בניגוד לגישה הפופריאנית שתיאוריה מדעית חייבת להיות ניתנת להפרכה ויש צורך לנסות להפריכה.

האפיציקלים חלפו מן העולם עם יוהנס קפלר והחוקים המתמטיים שלו שהתוו את הדרך לפיזיקה המתמטית. חוקי קפלר שרדו רק בחלקם. ובעצם שום תיאוריה לא שרדה במלואה, כפי שמזכירנו המחבר (עמ' 55). ניתן לומר שזהו הלקח שמלמדנו פופר בתורת ההפרכה שלו. טוען המחבר כי “החוקים של קפלר, כמעט בכל המקרים, נכונים לגמרי; לכן הם נכללים היום בתכנית הלימודים לתואר ראשון”. ובכן, היכללות בתוכנית לימודים כלשהי אינה יכולה לשמש אמת-מידה לנכונות. גם את הפיזיקה הניוטונית מלמדים בשנה ראשונה באוניברסיטה, בעוד שתורת היחסות הכללית החליפה אותה עוד בתחילת המאה הקודמת. ניתן להשתמש בפיזיקה הניוטונית כקירוב טוב לצרכים הנדסיים, אולם תורת הכבידה האיינשטייניאנית שונה לחלוטין מבחינה קונצפטואלית מזו הניוטונית.

כותב המחבר כי המהפכה המדעית, כלומר “סדרת התגליות שנמשכה מימי קופרניקוס עד ימיו של ניוטון בערך … כוננו תמונת עולם חדשה ורציונלית המבוססת על מדע אמפירי והסקת מסקנות מתמטית. היה זה המבול האדיר ביותר של רעיונות חדשים ששטף את העולם אי פעם” (עמ' 59(. מה פירוש הדבר שתמונת העולם הייתה “מבוססת” על מדע אמפירי והסקת מסקנות מתמטית? הדבר משקף עמדה אינדוקטיביסטית, דהיינו גזירה מתמטית-לוגית של התיאוריה (תמונת העולם) מתוך העובדות. אולם גישה זו אינה מותירה מקום ליצירתיות ולהופעת רעיונות חדשניים. ואומנם חלק גדול מהפילוסופים של המדע כיום לא נוקטים בגישה כזאת. הגישה היותר מקובלת היא הגישה על פיה מגיעים לרעיונות חדשים דרך השערות, ניחוש, ברירה של רעיונות, אינטואיציה, דגירה, חלימה וכ”ו (דיון נרחב בנושאים אלה מופיע בספרי מהאמבה עד איינשטיין). רק לאחר אישוש הרעיון או התיאוריה יכולה התיאוריה להתקבל (לפחות באופן זמני).

שיא המהפכה המדעית התרחש עם הופעת תורת הכבידה הניוטונית. אל חוק הכבידה הגיע ניוטון בעקבות התפוח שנפל מן העץ שעה שהיה כנראה שקוע במחשבותיו, גורס המחבר. אולם חוק הכבידה לא נוצר/התגלה רק כתוצאה מ”שילוב של ניסויים וניתוח מתמטי” (עמ' 71). ניתן לפרש את תהליך היצירה שלו באופן הבא. הוא היה בתהליך של גיבוש רעיונות ואיסוף פרטי מידע ונקלע למצב של דגירה מחשבתית. מאורע נפילת התפוח עורר את החוליה החסרה שהייתה דרושה להשלמת התמונה בראשו של ניוטון. שלב ההארה, שאינו קשור לעריכת ניסויים או לניתוח מתמטי, שבא אחרי אלה, הוא השלב הקריטי בתהליך היצירה. סיפורים נוספים מסוג זה הם אירוע האאוריקה הארכימדיאני שהתרחש בעת טבילה באמבט או גילוי המבנה הטבעתי של מולקולת הבנזן על ידי קקולה כאשר נמנם בזמן נסיעה באוטובוס. כלומר המדע אינו רק תהליך רציונלי, בנוסף לניסויים וניתוח מתמטי קיים תהליך בלתי מודע או בלתי מכוון המוביל את המדע לגילויים הגדולים. על פי גישה זו, קביעת המחבר שהשיטה המדעית שהחלה עם גלילאו והתבססה על ידי ניוטון היא זו הנשענת על מדידות מדויקות וניתוח מתמטי (עמ' 77) נותנת רק תמונה חלקית על תהליך הגילוי המדעי. תמונה זו מתעלמת מהחלק היצירתי הלא-מכוון של התהליך שהוא החלק המעניין ביותר הנחשב גם ל”לא רציונלי”.

המחבר מתאר את עבודותיהם של אייזק ניוטון וקלרק מקסוול לאור התימה המרכזית של ספרו, דהיינו השאיפה למצוא תיאוריה מאחדת של הטבע. ניוטון איחד את החוקים הפיזיקליים החלים על גופים ארציים וגופים שמיימיים ןאילו מקסוול איחד את חוקי החשמל והמגנטיות והוסיף אליהם את חוקי האופטיקה הפיזיקלית.

בעמ' 113 מתאר המחבר כיצד הגיע איינשטיין לתורת הכבידה שלו,דהיינו לתורת היחסות הכללית. כפי שהוא מתאר זאת, הייתה זו הארה דומה לזו שחווה ניוטון כשראה את התפוח הנופל. אלא שהפעם לא הייתה זו צפייה בתפוח נופל אלא ניסוי מחשבתי על אדם הנמצא בנפילה חופשית במעלית ואינו חש בכוח הכבידה. המחבר מציין כי איינשטיין עצמו אמר על כך “זה היה הרעיון הממוזל ביותר בחיי”. השימוש במילה “ממוזל” על ידי המתרגמת מעניין. במאמר שפרסמתי בכתב העת עיון השתמשתי במילה “ממוזלות” כתרגום למילה serendipity””, וזאת על פי עצתו של העורך פרופסור עדי צמח. אני מתייחס למושג ממוזלות כאל הכושר לגלות פתרון לבעיה אחת בשעה שחיפשת פתרון לבעיה אחרת או כשהיית עסוק/ה בכלל במשהו אחר. כיוון שהספר במקורו לא מצוי בידי, אינני יודע מה המילה המקורית באנגלית בה השתמש המחבר. בנוסף על כך, מקור הציטוט מאיינשטיין לא מצוין.

המחבר מדגיש את אי הצלחתו של איינשטיין להגיע לתיאוריה פיזיקלית מאוחדת. “הוא היה התגלמות החיפוש הזה” (עמ' 125). לכך הקדיש את מרבית זמנו משנות העשרים של המאה הקודמת עד למותו – מעל לשלושים שנה – ונכשל. הוא נכשל באיחוד הכבידה והאלקטרומגנטיות. הוא נשאר בשולי הפיזיקה אשר התקדמה לכיוונים אחרים. הוא לא חש בנוח עם תורת הקוונטים ולא השתתף בפיתוחה. המהפכן הגדול בתחום המרחב-זמן והכבידה נשאר מאחור והתמקד בתורת “השדה האחיד” שלו, כאחרון התמהונים. “בשנותיו האחרונות נתפס איינשטיין בעיני עמיתיו כמעין מוצג מוזיאוני, קשיש בעל רעיונות מיושנים” (עמ' 120). וכפי שמציין המחבר בצדק (עמ' 129), מתוך שתי המהפכות של המאה העשרים, תורת היחסות ותורת הקוונטים, הייתה זו דווקא האחרונה שהציבה את האתגר הגדול ביותר בפני השכל הישר. המחבר אינו מנסה לספק הסבר לכך. ניתן למצוא את ההסבר בממד החברתי של המדע המודרני. איינשטיין לא היה מנותק לגמרי מהקהילה המדעית, אולם את תחילת דרכו בילה מחוץ לאקדמיה במשרד התקנים. תורת היחסות הייתה בעיקרה יצירה של אדם אחד. אחר כך לא היה מסוגל להתחבר אל תורת הקוונטים אשר פותחה על ידי מספר הולך וגדל של מדענים תוך תחרות ושיתוף פעולה. סגנון פעולה כזה יצר קרקע פורייה להופעת רעיונות חדשניים אשר הלכו והתרחקו מהשכל הישר. שיתופיות מסוג זה ביצירת ידע מאפיינת את הפיזיקה המודרנית בה אין מקום למדענים אינדיווידואליסטיים. בנקודה זו אגע עוד בהמשך.

הפרדוקסים והמוזרויות של תורת הקוונטים הם ביטוי להתרחקות מן השכל הישר. המחבר מתאר ומסביר אותם עד כמה שאפשר בצורה מעודכנת למדי. כאן פולשת הפילוסופיה אל תחום הפיזיקה ועוסקת בפרשנות של תורת הקוונטים. המתרגמת משתמשת כאן במילה “פירוש” (עמ' 146). אולם נהוג במקרה זה לתרגם interpretationל”פרשנות”, כיוון שהכוונה כאן לפילוסופיה של תורת הקוונטים. אולם מרבית הפיזיקאים אינם עוסקים בתחום זה ומשאירים אותו לפילוסופים של הפיזיקה. מרבית הפיזיקאים “מנצלים את העובדה שמכניקת הקוונטים פועלת ומשאירים את היתר לפילוסופים”. כלומר, ניתן להמשיך לעבוד גם אם לא הכל מובן. חשוב רק שיודעים לחשב נכונה תוצאות ניסיוניות, זהו המוטו של פיזיקת הקוונטים.

כאשר עובר המחבר לתרומת פול דיראק למכניקת הקוונטים (עמ' 147), הוא מדבר על האנטי-חומר שקיומו מתחייב מהתיאוריה של דיראק.וטוען כי “האנטי-חלקיק הראשון – האנטי-פרוטון – התגלה ב-1954”, אולם האמת ההיא שהאנטי-חלקיק הראשון היה הפוזיטרון שנתגלה ב-1932.

כשהמחבר מתאר את פיתוח תורת השדות הקוונטיים, ובמיוחד את האלקטרודינמיקה הקוונטית, הוא מספר לנו שאחד מהדמויות המרכזיות בסיפור (ריצ'רד פיינמן) היה גם מתופף בונגו וחובב מתיחות, ושקיבל “ציון צנוע של 125 נקודות במבחן IQ” וגם שכתב-עת ידוע הכריז כי הוא “האיש הפיקח בעולם,” ושבתגובה על כך הייתה אמו המומה ואמרה: “אם זה האיש הכי פיקח בעולם, שאלוהים יעזור לנו” (עמ' 148). את כל הזוטות חסרות החשיבות הללו מזכיר המחבר, בעוד שאינו טורח כלל להסביר לקורא שאינו מצוי בתחום מהם שדות קוונטיים. מתקבל הרושם שהרכילות על מדענים באה כאן למלא את החסר כאשר אין למחבר מה לומר בקשר לעניינים מדעיים. אפשר להשוות זאת לספרו של הפיזיקאי אנתוני זי Fearful Symmetry (1984)2. ספר זה דומה מאוד באופיו לספרו של פאלק: הוא מיועד לקהל הרחב, אינו כולל נוסחאות, רצוף בקריקטורות וברכילות מבודחת, אולם יש בו גם הסברים פשוטים של מושג השדה ותורת השדות הקוונטיים. ספרו של פאלק אינו כולל הסברים כאלה.

בדברו על מאיצי החלקיקים כותב המחבר: “אולי מתבקש להניח שכדי לגלות את החלקיקים הזעירים הללו נדרשו גם מכשירים זעירים – אולם ההפך הוא הנכון” (149). אולם מדוע מתבקש להניח כי קיים יחס ישיר בין גודל מכשיר התצפית לגודל האובייקט הנצפה?. האם מיקרוסקופ אלקטרוני באמצעותו ניתן לצפות במולקולות קטן יותר ממיקרוסקופ אופטי רגיל באמצעותו צופים בגרגירי אבק או בחיידקים? ככל שהאובייקט זעיר יותר כך דרושה טכנולוגיה מורכבת ומתוחכמת יותר כדי לגלותו. לכן מה שלדברי המחבר “אולי מתבקש להניח” מופרך לחלוטין.

המחבר קופץ אל “המודל הסטנדרטי” המצוי כיום בחזית פיזיקת החלקיקים, כאשר הוא מדלג על השלב הקודם שהוביל למודל זה. שלב זה פותח על ידי מרי גל-מן ויובל נאמן והוא קרוי בשם “דרך השמונה”, על שם שתי שמיניות החלקיקים – הבריונים והמזונים – שכיכבו בו. היו שהשוו את דרך השמונה לטבלה המחזורית של מנדלייב אשר ניתן היה לנבא באמצעותה את קיומם של יסודות כימיים חדשים. ואומנם ההישג הגדול ביותר של תיאוריה זו היה ניבוי קיומו בדיוק רב של החלקיק אומגה מינוס. אולם הדבר החשוב ביותר הוא שתיאוריה זו הובילה אל הקווארקים – החלקיקים היסודיים שהם בסיס המודל הסטנדרטי דהיום.

המחבר עושה הקבלה בין פרמיונים, שהם חלקיקי חומר, ובוזונים, שהם החלקיקים ה”מתווכים” בין הפרמיונים ונושאים את הכוחות שביניהם, לבין ראשי מדינה ושגרירים המעבירים ביניהם מסרים (151). הקבלה זו אינה מדויקת. מעמדם של ראשי מדינה גבוה בהרבה משל שגרירים ואילו הבוזונים אינם מעבירי מסרים גרידא אלא קובעים את אופי הכוחות שבין הפרמיונים.

נשאלת השאלה: מדוע “למרות טבעה המהפכני, תורת הקוונטים מעולם לא הציתה את דמיון הציבור כפי שעשתה תורת היחסות באותם עשורים ראשונים של המאה ה-20”? (156). אחת הסיבות שהמחבר נותן לכך היא שתורת היחסות היא פרי יצירתו של הוגה בודד בעוד שתורת הקוונטים היא פרי עבודתם של הוגים רבים במשך שנים רבות. הוא מוסיף ואומר שתיאוריה זו “רחוקה עוד יותר מהחוויה האנושית” – יותר מתורת היחסות. ניתן לפרש דברים אלה באופן הבא. פיזיקת הקוונטים רחוקה מהחוויה האנושית כיוון שהיא כרוכה בניסויים היוצרים תנאים פיזיקליים הרחוקים מאלו השוררים בסביבה הטבעית בה התפתח המין האנושי. בניסויים אלה מודדים הפיזיקאים למשל מרחקים תת-מיקרוסקופיים או משקיעים אנרגיות גבוהות מאוד. המין האנושי התפתח בסביבה בה לא שוררים תנאים קיצוניים כאלו ולכן לא פיתח כושר הסתגלות לתנאים סביבתיים אלה. המדע הוא הכלי בעזרתו מרחיב האדם את כושרו להתמצא בתנאים קיצוניים.הרחוקים מ”החוויה האנושית”. ולכן רק מדענים השייכים לקולקטיב המדעי ומסתייעים בכלים הקונצפטואליים שפותחו על ידיו יכולים להתמצא בתמונת העולם של הפיזיקה הקוונטית. זוהי פרשנות אפשרית לדברי המחבר שהפיזיקה הקוונטית בלתי ניתנת להבנה על ידי “החובב האינטליגנטי” ומדען העוסק בתחום זה הופך “לדמות נפלאה עוד יותר, אך גם הובדל משאר בני האדם כאילו השתייך לזן אחר”. אולם הדמות הנפלאה הזאת אינה המדען הבודד אלא המדען כחלק מקהילייה. ואכן, על פי התמונה האבולוציונית של המדע ניתן לראות את המדע כזן, או מין, חדש שהתפתח ברמה התרבותית מתוך המין האנושי.

המחבר מסיים את הפרק על פיזיקת הקוונטים בתחושה של “הצלחה מסויגת” ואכזבה מכך שלא הגענו עדיין לתיאוריה מאוחדת המסבירה בפשטות את הכל. אולם לאכזבה זו אין מקום אם אנו מאמצים את ההשקפה האבולוציונית שהמדע מתקדם בדרך אלתור והטלאה ולא בתכנון מראש. ואז גם רעיון התיאוריה המאוחדת יורד מהפרק. ואכן, “המודל הסטנדרטי הוא בארוקי מדי, ביזנטיני מדי, מכדי להוות תמונה מקיפה ומספקת”, כדברי המנהל לשעבר של מרכז המחקר המפורסם ביותר בפיזיקת החלקיקים (156). כעת אנו מצויים בתקופה “בארוקית-ביזנטינית” ואולי בעתיד תתפתח תמונה יותר קומפקטית. לפי השקפה כזאת לא נגיע לעולם לתיאוריה סופית שתסביר את הכל, כפי שלעולם לא יהיה מין “סופי” שהוא הסתגלני ביותר. גם המין האנושי יכול להמשיך ולהתפתח ברמה הטכנולוגית-מדעית.

תורת המיתרים היא הקרובה ביותר לרעיון התיאוריה המאוחדת, אולם אין עדיין מבחנים ניסויים שיאוששו אותה. כאן בא המחבר ומפריח כמה אמירות נדושות, לא ממוקדות ולא מדויקות הנוגעות לפילוסופיה של המדע. הוא טוען כי “תיאוריות הנוגדות את תוצאות הניסויים מוצאות את דרכן בסופו של דבר אל פח האשפה של ההיסטוריה”. אולם זו טענה לא מדויקת. לעיתים התיאוריה מנוגדת לכמה ממצאים ניסויים והמדענים ממשיכים להחזיק בה. לעיתים התיאוריה ננטשת זמנית ואחר כך חוזרת בגדול. מושג ההפרכה אינו חד ותמיד ניתן לשמור על תיאוריה אם משנים כמה הנחות עזר. כאן מביא המחבר ציטוט מפי פילוסוף המדע באס ואן פראסן הטוען כי תיאוריות מדעיות “נולדות אל חיים של תחרות עזה, אל ג'ונגל טורפני ואכזרי” – ורק אלו התואמות את תוצאות הניסויים שורדות (182). זהו ביטוי בקליפת אגוז של התפיסה האבולוציונית של המדע. המחבר מספר אפוא את סיפור המדע בהקשר רחב יותר כאשר הוא משלב בסקירתו הצצה לפילוסופיה של המדע. הצצה זו חורגת מעט ממסגרת הרכילות העיתונאית.

כאשר תיאוריה נראית אלגנטית או יפה מבחינה מתמטית הרי לעיתים ממשיכים להחזיק בה גם כשהיא לכאורה מופרכת או נתקלת בקשיים. וצודק המחבר בטענתו שהיופי המתמטי אינו ניתן לאפיון מדויק ולא תמיד קנה המידה ליופי משותף לכל המדענים. המחבר מביא דוגמאות של מדענים שדיברו על היופי שבמשוואותיהם. הוא מצטט למשל את דיראק הטוען כי “חשוב יותר שבמשוואות יהיה יופי מאשר שיתאימו לתוצאות ניסויים” (183). ואומנם דיראק האמין במשוואתו בגלל היופי המתמטי שמצא בה למרות שניבאה את קיומו של חלקיק שלא נמצא. רק מספר שנים לאחר מכן אומנם התגלה חלקיק זה. כלומר, יופי מתמטי יכול לשמש קנה מידה לאמת או לקרבה לאמת. בדומה לכך, כשהמחבר מגיע לתורת המיתרים הוא מצטט מדברי פיזיקאי העוסק בתיאוריה זו כי היא “המבנה היפה והעקבי ביותר שיש בידינו”. ועתה נותר לחכות ולראות אם ניבוייה יהיו באמת מוצלחים כפי שהיו ניבויי משוואת דיראק. ומסכם המחבר: “אין להכחיש כי תיאוריות שניחנו ביופי, יש להן היסטוריה מוכחת של ביצועים מרשימים יותר משל תיאוריות 'מכוערות' … ” (184). אם נשאל את השאלה הרחבה יותר מדוע המתמטיקה מתאימה כל כך לתיאור הטבע, ניתן למצוא את התשובה בתיאוריה האבולוציונית הטוענת שהמנגנון הקוגניטיבי האנושי הוא תוצר הברירה הטבעית ולכן הוא מתאים לסביבתו הטבעית. המתמטיקה היא תוצר מנגנון זה ולכן היא מתאימה לתיאור הטבע. המודל הסטנדרטי נחל הצלחה רבה בניסויים, אולם התיאוריה אינה נחשבת ליפה במיוחד כיוון שיש בה הרבה פרמטרים חופשיים. לכן יש לצפות שתוחלף בתיאוריה אלגנטית וחסכונית יותר, למשל בתורת המיתרים. אולם זו האחרונה עדיין ספקולטיבית מדי.

כאשר המחבר דן במושג היופי הוא מביא מדברי הפילוסוף ג'יימס מקאליסטר ה”מעלה את ההשערה שבאורח לא מודע, תפיסתנו את היופי האסתטי מוכתבת על ידי הצלחתה של תיאוריה מסוימת בשטח: אם נוכחנו לדעת שתחזיותיה על הטבע נכונות, בסופו של דבר היא תיתפס בתודעתנו כיפה” (189). אולם לפי זה המודל הסטנדרטי יכול להיחשב כיפה כי הוא מצליח “בשטח”. ובעצם, ניתן להתאים כל תיאוריה לניסיון באמצעות שינויי אד הוק. האם במקרה כזה היא תיחשב תמיד כיפה? היופי של תיאוריה נעוץ בפשטותה ובגורמים נוספים שאינם אובייקטיביים. למשל, בהתאמתה לתמונת עולם מקובלת. הצלחה “בשטח” אינה יכולה להיחשב כקנה מידה ליופי. ההפך הוא הנכון: אם התיאוריה מתאימה לעובדות בצורה יפה, אזי היא תחשב למוצלחת.

בפרק האחרון חוזר המחבר לעסוק בנושאים מתחום הפילוסופיה של המדע. הוא דן בסוגיית הריאליזם. ומונה תשע גישות שונות לנושא. ומוסיף על כך שמות של תשעה פיזיקאים ופילוסופים שיש להם עמדה ביחס לריאליזם (204). סטבן הוקינג, למשל, מביע עמדה אינסטרומנטליסטית או אנטי-ריאליסטית – המקובלת על פיזיקאים רבים. המחבר מתייחס אל ההשקפה האנטי-ריאליסטית הקיצונית – ה”קונסטרוקטיביזם החברתי” – כאל “הזן המשונה ביותר” של אנטי-ריאליזם. על פי השקפה זו, “אנחנו לא מגלים קווארקים וקוואזרים אלא ממציאים אותם” (205). הקונסטרוקטיביסטים החברתיים “מאמינים שהמדע אינו אלא שורת אמונות הנובעות מן התרבויות של המדענים הטווים אותן”. המחבר מסכים שהמדענים אומנם מושפעים מסביבתם התרבותית, אולם אין זה אומר שהתגליות שלהם הן תוצרים חברתיים ותו לא. והוא מוסיף ציטוט מפי הפילוסוף ג'יימס רוברט בראון: “ההשקפה האישית משפיעה על כיוון המחקר, אבל לא על העובדות עצמן”. אולם מה פירוש “העובדות עצמן”? האם אלו עובדות ללא שמץ של השפעה תרבותית? כבר מזמן אין מרבית הפילוסופים של המדע חושבים ש”העובדות עצמן” הן אובייקטיביות. הן מושפעות מ”תרבות המדע”, כלומר מתמונת העולם המדעית השוררת ברגע נתון.

לבסוף עובר המחבר לדון בשאלת גבולות התבונה האנושית. הוא מצטט את הפיזיקאי והסופר ג'ון בארו האומר כי “בהחלט מתקבל על הדעת שהיקום לא מתנהל במסילות שתואמות את האינטואיציה האנושית, … ייתכן שהיקום הוא … כאוטי ולחלוטין לא-רציונלי באופן כללי, אבל ייתכן שפה ושם יש מובלעות של רציונליות …” (217). אולם לשאלה זו ישנה התשובה הבאה: לאחר המפץ הגדול, הסימטריה ביקום הייתה מקסימלית. לאחר מכן היקום התקרר בהדרגה והסימטריה נשברה וכיום אנו מצויים בתנאים בהם התרחשה ומתרחשת האבולוציה. המנגנון הקוגניטיבי שלנו הוא תוצר האבולוציה ולכן יש לשער שהוא מתאים להתמצאות בסביבה האבולוציונית כיוון שהמוטציות הלא-מתאימות אינן שורדות. לכן, בניגוד לדברי בארו היקום אכן “מתנהל במסילות שתואמות את האינטואיציה האנושית”. לכן “אנו עשויים להסיק לבסוף שהעשייה המדעית קשורה לדרישות המערכת הנירוביולוגית שלנו”. וכפי שמציין המחבר, דעה זו תואמת את דברי עמנואל קאנט ש”שכלנו אוכף מבנים על הנתונים הגולמיים שאותם אנו סופגים באמצעות חושינו”. והמערכת הנירוביולוגית הזו היא בסיס המנגנון הקוגניטיבי שלנו.

כותב המחבר: “המבנה הביולוגי שלנו עשוי להגביל את יכולת ההבנה שלנו. אנו מצוידים, אחרי ככלות הכול, במוחות סופיים שמשקלם כשלושת-רבעי קילוגרם, ואשר התפתחו במטרה לסייע לנו לשרוד בסוואנה האפריקנית ולא השתנו כמעט במהלך 100,000 השנים האחרונות” (223 ). אולם המחבר אינו מביא בחשבון את אופיו השיתופי של המדע הנשען על פעילותם של אלפים רבים של מוחות המצויים בקשר הדדי. כלומר, המוח המדעי הקולקטיבי עולה לאין ערוך ביכולתו הקוגניטיבית על פני המוח של המדען הבודד. מרבית הפיזיקאים אתם שוחח המחבר מאמינים שאין אנו מתקרבים לגבולות ההבנה האנושית. בוודאי אין הם מתכוונים להבנתו של מדען בודד.

הפרק האחרון של הספר דן בשאלה כיצד נדע האם הגענו לתיאוריה הסופית, אם אמנם ישנה כזאת. לשם כך מובאים ציטוטים מדברי כמה מגדולי הפילוסופים של המדע והפיזיקאים במאה ה-20 . אצל פופר אין תיאוריה סופית וההתקדמות היא דרך פתרון בעיות המוביל להופעת בעיות חדשות עמוקות וכלליות יותר. איינשטיין מביע דעה דומה, אולם המחבר מתעלם מכך ששאיפתו להגיע לתורת השדה האחיד סותרת דעה זו, שהרי תיאוריה זו אמורה להיות התיאוריה הסופית. הוא מוסיף ואומר לגבי התיאוריה הסופית כי “ייתכן בהחלט שכדי לגבש תיאוריה שכזו יידרש עוד גאון ברמה של ניוטון…” נשאלת השאלה מדוע אינו מזכיר גם את איינשטיין? ניוטון איחד את המכניקה הארצית והשמיימית ואילו איינשטיין שאף למצוא תיאוריה סופית שתאחד את הגרוויטציה עם השדה האלקטרומגנטי, לאחר הופעתה ואישושה של תורת היחסות הכללית. אין כל סיבה להעדיף את האחד על משנהו.

לסיכום, ספר זה מביא בעיקר את סיפורם של פילוסופי טבע ומדענים מהעת העתיקה עד לימינו ועוסק פחות בתוכן רעיונותיהם.

המאמר פורסם לראשונה בגליון אביב 2007 של כתב העת קתרסיס: כתב עת לביקורת במדעי הרוח והחברה. כתב עת זה יוצא לאור על ידי הוצאת כרמל. העןרכים: יוחנן גלוקר, אלון הראל, דורון מנדלס, יהודה פרידלנדר.

המאמר יצא באביב תשס”ז 2007