Ο αντικειμενικός σκοπός της φυσικής του Στήβεν Χώκινγκ.

Ο τελικός αντικειμενικός σκοπός της φυσικής είναι μία θεωρία που να περιγράφει ολόκληρο το Σύμπαν. Οι περισσότεροι επιστήμονες διαχωρίζουν όμως σε δύο μέρη ό,τι εννοούμε με τον όρο «ολόκληρο το Σύμπαν». Κατά πρώτον, υπάρχουν οι φυσικοί νόμοι, αυτοί καθορίζουν πώς ακριβώς αλλάζει το Σύμπαν με την πάροδο του χρόνου. (Αν γνωρίζουμε πώς φαίνεται το Σύμπαν σε κάποια χρονική στιγμή, οι φυσικοί νόμοι περιγράφουν πώς θα φαίνεται σε κάποια επόμενη). Κατά δεύτερον, υπάρχει η αρχική κατάσταση του Σύμπαντος, αυτή καθορίζει πώς ακριβώς ήταν το Σύμπαν στην αρχή του χρόνου. Μερικοί νομίζουν πως η επιστήμη της φυσικής πρέπει να ασχολείται μόνο με το πρώτο μέρος. 

Θεωρούν ότι τα ερωτήματα για την αρχική κατάσταση του Σύμπαντος ανήκουν στο χώρο της μεταφυσικής ή της θεολογίας. Κάποιοι άλλοι φαντάζονται ένα Θεό που, επειδή είναι παντοδύναμος, θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα Σύμπαν σε οποιαδήποτε αρχική κατάσταση ήθελε. Αν είναι έτσι, τότε θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα Σύμπαν που να αναπτύσσεται με εντελώς τυχαίο τρόπο. Φαίνεται όμως ότι το Σύμπαν εξελίσσεται με πολύ κανονικό τρόπο, σύμφωνα με κάποιους νόμους. Είναι λοιπόν εξίσου λογικό να υποθέσουμε ότι υπάρχουν νόμοι που καθορίζουν την αρχική κατάσταση του Σύμπαντος, όπως ακριβώς υπάρχουν νόμοι που καθορίζουν την εξέλιξή του.

Εκ των πραγμάτων είναι πολύ δύσκολο να εφεύρουμε μία συνολική θεωρία που να περιγράφει κατευθείαν ολόκληρο το Σύμπαν. Αντί γ ι ' αυτό χωρίζουμε το πρόβλημα σε τμήματα και επινοούμε έναν ανάλογο αριθμό επιμέρους θεωριών. Η καθεμιά τους περιγράφει το αντίστοιχο τμήμα, λαμβάνοντας υπόψη τις επιδράσεις ορισμένων μόνον φυσικών μεγεθών τις επιδράσεις των άλλων φυσικών μεγεθών ή τις προσεγγίζει μόνο αριθμητικά ή τις παραβλέπει εντελώς. Πιθανώς μία τέτοια προσέγγιση είναι εντελώς λανθασμένη. Αν καθετί μέσα στο Σύμπαν εξαρτάται από καθετί άλλο με έναν θεμελιώδη τρόπο, ίσως τελικά να είναι αδύνατο να πλησιάσουμε σε συνολική λύση του προβλήματος, χωρίζοντας το σε τμήματα και εξετάζοντας μετά τα τμήματα αυτά. Όπως κι αν έχουν τα πράγματα, η επιστήμη της φυσικής προόδευσε και προοδεύει χρησιμοποιώντας αυτήν ακριβώς τη μέθοδο. Το κλασικό παράδειγμα είναι και πάλι η νευτώνεια θεωρία της βαρύτητας, που λέει ότι η βαρυτική έλξη εξαρτάται από ένα μόνο φυσικό μέγεθος που χαρακτηρίζει τα αντικείμενα του Σύμπαντος, τη μάζα, και είναι ανεξάρτητη από τα άλλα. Έτσι είναι δυνατό να προβλέψουμε τις κινήσεις των πλανητών μέσα στο ηλιακό σύστημα λαμβάνοντας υπόψη μόνο την επίδραση της μάζας τους στη βαρυτική έλξη που καθορίζει τις τροχιές τους. 

Σήμερα οι επιστήμονες περιγράφουν το Σύμπαν με τα εννοιολογικά και μαθηματικά εργαλεία δύο βασικών επιμέρους θεωριών, που αποτελούν σπουδαία επιτεύγματα του πρώτου μισού του αιώνα μας: Η γενική θεωρία της σχετικότητας περιγράφει την επίδραση της βαρύτητας και τη μακροσκοπική δομή του Σύμπαντος, δηλαδή τη διαμόρφωση του μέσα σε μεγάλες περιοχές (μεγάλες σε σχέση με την ανθρώπινη κλίμακα: από περιοχές ακτίνας λίγων χιλιομέτρων μέχρι περιοχές ακτίνας δισεκατομμυρίων δισεκατομμυρίων χιλιομέτρων). Η κβαντική μηχανική περιγράφει τις επιδράσεις των υπόλοιπων φυσικών δυνάμεων και τη μικροσκοπική δομή του Σύμπαντος, δηλαδή τη διαμόρφωση του μέσα σε μικρές περιοχές (για παράδειγμα, περιοχές ακτίνας ενός δισεκατομμυριοστού του χιλιοστού). Δυστυχώς, είναι γνωστό πως οι δύο θεωρίες δεν συμφωνούν, δεν μπορεί λοιπόν να είναι και οι δύο σωστές. Μία από τις κύριες, προσπάθειες στη φυσική σήμερα αποβλέπει στη δημιουργία μιας καινούργιας θεωρίας που θα συμπεριλάβει και τις δύο, μιας κβαντικής θεωρίας της βαρύτητας. Προς το παρόν δεν έχουμε μία τέτοια θεωρία, ίσως μάλιστα βρισκόμαστε ακόμη πολύ μακριά από το να την αποκτήσουμε. (Η περιγραφή της πορείας για τη σύνθεση αυτής της ενιαίας θεωρίας απαρτίζει τον κεντρικό κορμό αυτού του βιβλίου). Όπως όμως θα δούμε στη συνέχεια, έχουμε ήδη κάποιες σημαντικές γνώσεις για το περιεχόμενο των προβλέψεων που θα περιλαμβάνει μια μελλοντική κβαντική θεωρία βαρύτητας.

Εφ' όσον πιστεύουμε ότι το Σύμπαν δεν αναπτύσσεται τυχαία, αλλά εξελίσσεται σύμφωνα με κάποιους νόμους, είμαστε υποχρεωμένοι να προσπαθούμε να συνδυάσουμε τις επιμέρους θεωρίες σε μία πλήρη ενιαία θεωρία που θα καθορίζει τα πάντα μέσα σε αυτό. Υπάρχει όμως κάποιο θεμελιώδες παράδοξο στη διαδικασία αναζήτησης μιας τέτοιας πλήρους ενιαίας θεωρίας. Οι ιδέες για τις επιστημονικές θεωρίες που σκιαγραφήθηκαν προηγουμένως προϋποθέτουν ότι οι άνθρωποι είναι νοήμονα όντα, ελεύθερα να παρατηρούν το Σύμπαν και ικανά να εξάγουν σωστά συμπεράσματα από τις παρατηρήσεις τους. Υποθέτουμε λοιπόν ότι έχουμε τη δυνατότητα να αναζητήσουμε μία πλήρη ενιαία θεωρία και να προοδεύσουμε στη διαδικασία αυτής της αναζήτησης. Αν όμως υπάρχει πράγματι μια πλήρης ενιαία θεωρία, αφού αυτή θα καθορίζει τα πάντα μέσα στο Σύμπαν, θα καθορίζει επίσης και τις πράξεις μας. Κατά συνέπεια θα καθορίζει και τα αποτελέσματα της αναζήτησης μας γ ι ' αυτήν! Και γιατί πρέπει να καθορίζει ότι θα εξάγουμε σωστά συμπεράσματα από τις παρατηρήσεις; Δεν θα μπορούσε εξίσου καλά να καθορίσει ότι θα
εξάγουμε λανθασμένα συμπεράσματα;

Η μόνη απάντηση που μπορώ να δώσω στο συγκεκριμένο πρόβλημα βασίζεται στην αρχή της φυσικής επιλογής της θεωρίας του Δαρβίνου. Σε κάθε σύνολο ζωντανών όντων που αναπαράγονται και πολλαπλασιάζονται θα υπάρχουν διαφοροποιήσεις του γενετικού προγράμματος και των χαρακτηριστικών των ατόμων που το απαρτίζουν. Στην περίπτωση νοημόνων όντων, αυτό σημαίνει πως μερικά άτομα του συνόλου θα είναι περισσότερο ικανά από τα υπόλοιπα να εξάγουν τα σωστά συμπεράσματα για τον κόσμο που τα περιβάλλει, και να συμπεριφέρονται ανάλογα με αυτά τα συμπεράσματα. Τα άτομα αυτά θα έχουν περισσότερες πιθανότητες να επιβιώσουν και να αναπαραχθούν και έτσι, σταδιακά, μέσα στο σύνολο θα κυριαρχήσει ο δικός τους τρόπος νόησης και συμπεριφοράς. Στο παρελθόν, η νοημοσύνη, η λογική συμπεριφορά και οι επιστημονικές ανακαλύψεις κατέληγαν πάντοτε να προσφέρουν κάποια συγκριτικά πλεονεκτήματα στον αγώνα για επιβίωση. Δεν είναι βέβαια τόσο προφανές ότι και σήμερα συμβαίνει κάτι ανάλογο: οι επιστημονικές ανακαλύψεις μας μπορούν να μας καταστρέψουν όλους, ακόμη όμως κι αν δεν συμβεί αυτό, μια πλήρης ενιαία θεωρία μπορεί να μην επηρεάσει και πολύ τις πιθανότητες επιβίωσής μας. Αφού όμως το Σύμπαν έχει εξελιχθεί με έναν κανονικό τρόπο μπορούμε να περιμένουμε ότι οι ικανότητες εξαγωγής των σωστών συμπερασμάτων (που τις κληρονομήσαμε μέσω της φυσικής επιλογής) θα εξακολουθήσουν να ισχύουν και κατά τη διαδικασία αναζήτησης μιας πλήρους ενιαίας θεωρίας και δεν θα μας οδηγήσουν σε λανθασμένα συμπεράσμαστα.

Επειδή οι επιμέρους θεωρίες που ήδη διαθέτουμε είναι αρκετές για να κάνουμε ακριβείς προβλέψεις σε όλες σχεδόν τις περιπτώσεις, φαίνεται ότι η αναζήτηση μιας πλήρους ενιαίας θεωρίας είναι δύσκολο να στηριχθεί σε λόγους πρακτικής ωφέλειας. (Είναι αξιοσημείωτο όμως ότι παρόμοια επιχειρήματα θα μπορούσε να χρησιμοποιηθούν και στην εποχή πριν την ανακάλυψη της κβαντικής μηχανικής, που τελικά μας οδήγησε στην επανάσταση της μικροηλεκτρονικής!). Η ανακάλυψη μιας πλήρους ενιαίας θεωρίας μπορεί πράγματι να μη μας δώσει κάποιο πλεονέκτημα στον αγώνα για την επιβίωση μας. Μπορεί ακόμη να μη βελτιώσει τον τρόπο ζωής μας. Αλλά πάντοτε, από την αυγή του πολιτισμού, οι άνθρωποι δεν παρέμεναν απαθείς μέσα σε ένα περιβάλλον ανεξήγητων φαινομένων. Επιζητούσαν να κατανοήσουν την ουσιαστική τάξη του Κόσμου. Σήμερα εξακολουθούμε να θέλουμε να γνωρίσουμε το γιατί είμαστε εδώ και από πού προερχόμαστε. Αυτή η βαθύτατη επιθυμία της γνώσης είναι λόγος αρκετός για να συνεχίσουμε την αναζήτηση μας. Και ο σκοπός μας δεν είναι άλλος από την πλήρη περιγραφή του Σύμπαντος που μέσα του ζούμε.

Η παραπάνω θέση αποτελεί ένα απόσπασμα του βιβλίου: Το χρονικό του Χρόνου, εκδόσεις Κάτοπτρο του Στήβεν Χώκινγκ, σε μετάφραση του Κωνσταντίνου Χάρακα.