keskiviikko 22. syyskuuta 2010

Taivaalliset radat

Antrooppisella periaatteella tarkoitetaan, että koska havaitsemme maailman, täytyy maailman olla sellainen, että voimme ylipäätään olla sitä havaitsemassa. Yleistettynä: jos väite/hahmo/teoria pitää paikkansa jossain maailmassa, täytyy ko. maailman olla malli sille. Lähtökohta on jollain tapaa duaali hypoteettis-deduktiiviselle tieteen traditiolle, jossa lähdetään hypoteesista ja johdetaan siitä loogisia seurauksia, joita voidaan sitten kokeilla testata. Tässä taas kokeiden tulosten perusteella rajoitetaan jotain ulkoista mallien avaruutta ja lisätään ymmärrystä sitä kautta. Mahdollisuuksien avaruus ei ole täysin mielivaltainen, sillä haluamme suosia yksinkertaisia selityksiä. Tämä ei ole ristiriidassa Popperilaisen falsifioitavuuden kanssa, vaan havainnot voi kääntää negatiivisiksi universaaleiksi alarajaväitteiksi: koska havaitsemme jotain, on tämä loogisesti sama kuin että maailma ei voi olla sellainen, että kukaan ei sitä ole havaitsemassa jne. Jokainen tällainen havainto sisältää luonnollisesti tulkinnan ja on siten osittain teoriapitoinen, joten eri lähestymistavat ovat osittain lomittain. Tässä on etäisesti jotain samaa kuin tietokoneohjelmien testauksen ja tyyppitarkistuksen erossa: ensimmäinen saattaa päästää läpi virheellisiä teorioita, mutta ei aseta falsifioitavuuden lisäksi rajoituksia teorioiden vahvuudelle, kun taas jälkimmäinen ei tee virheitä, mutta ei kelpuuta suurta osaa pätevistä teorioista.

Taustalla tässä on ajatus, että on käsitteellinen virhe puhua siten, että teoria A on jotenkin "fundamentaalimpi" tai "alempana" kuin teoria B. Jos A ⇒ B, mutta ei B ⇒ A, niin tällöin tietenkin A on vahvempi/tarkempi teoria (tai jos teoria X vastaa havaintoja, mutta Y ei, on X oikeampi kuin Y), mutta kummatkin perustuvat pohjimmiltaan ihmisen ajattelun hahmontunnistukseen/tulkintoihin ja ainakin minusta näyttäisi kategoriavirheeltä puhua, että jokin teoria olisi ikään kuin todellisuudessa "alempana" - tämä kielenkäyttö juontaa kenties reduktionistisesta hierarkisesta selitystavasta, jossa esimerkiksi "auto koostuu renkaista (ja muista osista)". Esimerkiksi olisi hieman huvittavaa väitellä siitä, onko 4 metafyysisesti 2+2 vai 1+3 (huom. postmodernistit: se ei ole 2+3). Kategoriateoria pyrkii pääsemään eroon tämänkaltaisesta "objektiharhasta" ja siinä identiteetin käsite nivoutuu jonkinlaisen eron tekemiseksi kahden objektin välillä tulkinnassa eikä metafyysiseksi käsitteeksi, joka on jotenkin riippumaton meistä. Kuitenkin tällaisia kategorisia virheitä tehdään aika helposti: saatetaan esimerkiksi väitellä siitä, onko fysiikka "ajatonta" vai ei, vaikka nämä käsiteverkot olisivat isomorfisia karteesisesti suljetussa kategoriassa product - potenssiobjekti-adjunktiona, riippuen siitä, katsotaanko systeemiä "sisältä" vai "ulkoa" (tämä adjunktio saattaa myös antaa jonkinlaisen näkökulman siihen, miten tietoisuus on subjektiivinen kokemus, mutta voimme silti tutkia sen "toteutusta" eli aivojen aktivaatioita ja rakennetta ulkoapäin datana toisesta tulkintakehyksestä).

Teorioiden hyödyllisyys taas liittyy siihen, paljonko ne pakkaavat havaintoja ts. paljonko työtä/ennusteita niiden avulla voidaan tehdä (joka voidaan painottaa kulttuurisidonnaisella utiliteetilla). Esimerkiksi jokainen havainto on tavallaan triviaalisti tosi ko. tilanteessa, mutta siitä on hyötyä vain jonkin yleisemmän periaatteen erikoistapauksena. Käänteisesti taas mitä enemmän potentiaalisia teorioita voidaan karsia tietyistä oletuksista lähtien, sitä hyödyllisempää analyysi on. Einsteinkin jo pohti aikoinaan paljonko "jumalalla" oli valinnanvaraa maailman luomisessa. Esimerkiksi monimutkaisten ominaisuuksien kehittyminen evoluutiolla edellyttää, että asioiden välillä on riippuvuuksia (aika), jotka ovat jossain määrin jatkuvia (luonnonlakeja), koska muuten seuraava "hetki" ei liittyisi edelliseen ja hyödyllisten ominaisuuksien täytyy olla hyödyllisiä myös jatkossa. Nämä riippuvuudet määrittävät topologian avaruudelle ja samalla lokaalisuuden käsitteen (kaksi pistettä ovat lähekkäin on siis vain toinen tapa sanoa, että niiden välillä on tietynlainen riippuvuus [tämän riippuvuuden huomaaminen voi vaatia myös muiden pisteiden tarkastelua: ajattele esim. Y:n muotoinen looginen portti kahdella syötteellä ja yhdellä ulostulolla]). Jotkin viimeaikaiset havainnot varovaisesti viittaisivat siihen suuntaan, etteivät luonnonlait välttämättä olisi kaikkialla samat, mutta edellisen nojalla lokaalin avaruutemme pitää olla melko "laakea" ja fysiikka toimii ainakin tietyllä tarkkuudella, jos oletamme evoluution. Vastaavasti olosuhteiden pitää olla sopivat eli esimerkiksi suuret meteoriitit eivät saa törmätä maahan liian usein jne. Tässä on tosin vaikea puhua todennäköisyyksistä, koska nämä ovat käsitteenä aina suhteessa johonkin priorijakaumaan ja esimerkiksi toinenlainen älyllinen elämä voisi hyvinkin kestää erilaisia olosuhteita. Tämä muistuttaa sitä vanhaa vitsiä todennäköisyyksien väärinkäytöstä, että jos juuri sinä olet sattumalta valittu kaikista historiassa eläneistä ja tulevaisuudessa elävistä ihmisistä ja oletetaan tietty populaation kasvukäyrä, voitaisiin tästä laskea jakauma maailmanlopun päivämäärälle :^)

Suhteellisuusteoria ja kvanttikenttäteoria tietyin ehdoin ovat ymmärtääkseni CPT-symmetrisiä (mikä ei ilmeisesti nykytietämyksen mukaan vastaa todellisuutta Wikipedian mukaan.. valitettavasti fysiikka on mennyt amatöörille kauan sitten sen horisontin yli, että tulosten luotettavuutta pystyisi järkevällä vaivalla arvioimaan) eli periaatteessa luonnonlait näyttävät hyvin samanlaisilta, vaikka ajan suunta käännettäisiin (hiukkasten suunnat, kätisyys ja varaus), joten evoluution suunnan voi ajatella määrittyvän pienemmän entropian tilasta kohti suurempaa (tämän voi ajatella tarkoittavan sitä, että tiloja, joilla ei ole yksinkertaisia kuvauksia on paljon enemmän kuin sellaisia joille on, joten on todennäköistä, että systeemi kulkee kohti tällaista). Tietenkin on matemaattisesti mahdollista jossain kuviteltavissa olevassa universumissa, että esimerkiksi sattumalta molekyylit järjestäytyisivät hetkeksi ihmisen ja hänelle sopivan ympäristön muotoon eräänlaiseksi Eedenin puutarhaksi, mutta se, että havaintomme ovat konsistentteja evoluution kanssa murskaavalla todistusaineistolla vaatii jonkinlaisen selityksen. Ymmärtääkseni nykyfysiikka lähtee tietyistä yksinkertaisista rajoite-ehdoista, jotka kiinnittävät universumin aaltofunktiolle alkutilan ja tämä on yksi mahdollinen selitys. Vaikka monimaailmatulkinta olisi tosi (mistä seuraisi esimerkiksi se, että elämän syntyminen jossain haarassa olisi huomattavasti todennäköisempää kuin yhden maailman mallissa), voisi edellämainituista alkuehdoista kenties päätellä, että on huomattavasti todennäköisempää, että olemme kehittyneet pienen entropian tilasta kuin tunneloituneet "Eedeniin", jossa hiukkaset ovat vain sattumalta oikeassa järjestyksessä. Uskoisin, että "monimutkaisen alkutilan"-oletus olisi fyysikoille epätoivottava, koska silloin kaiken teoriasta tulisi liian monimutkainen ymmärrettäväksi. Alkuehtoja radikaalimpi ajatus, eräänlainen antrooppisen periaatteen äärimmäinen sovellus, olisi ajatella, että Schrödingerin yhtälö kuvaa fysiikan täysin ja kaikki mahdolliset alkutilat tapahtuvat. Maailmankaikkeus olisi siis eräänlainen "suljettu labyrintti", jossa fysiikan lait kertovat todennäköisyydet "siirtyä" yhdestä tilasta toiseen. Tässäkin pitää kenties rajoittaa kokonaisenergian määrää jne. ..mahdollisesti ainakin numeroituva määrä vapausasteita, mikä rajoittaisi Eeden-tilojen todennäköisyyttä. Täytyy myös muistaa, että ihminen ja ajattelu/tietoisuus ovat melko varmasti makrotason ilmiöitä ja sikäli selitettävissä klassisella fysiikalla. Tämä tarkoittaa, että ne syntyvät vain dekoherenssin tuloksena, kun erilliset haarat erkautuvat itsenäisiksi universumin amplitudijakaumassa Hilbert-avaruudessa aaltofunktion evoluutiossa. Aaltofunktion interferenssi saattaa myös sulkea pois joitain kehityspolkuja (olisin kiitollinen, jos joku kvanttimekaniikkaa ymmärtävä selittäisi, onko tuollaisille mielettömän epätodennäköisille tunneloitumisille jokin este). Erityisesti tietoisuus ei elä missään "yhdessä fyysisessa hetkessä" vaan on prosessi, joka levittäytyy useamman hetken yli.

Mielenkiintoista on myös se, että universumi näyttää sensuroivan mahdolliset paradoksit ja itse asiassa tunnetut ilmiöt ovat laskettavia! Esimerkiksi suhteellisuusteoriassa tarvittava energia kasvaa liian suureksi tai kvantittuminen mikroskaalassa estää sellaisen tietokoneen rakentamisen, joka tekisi äärettömän määrän algoritmin suoritusaskeleita. Yleinen suhteellisuusteoria sallii ajankaltaiset suljetut silmukat, mutta nämäkään eivät johda ristiriitaan, mikäli valitsemme ylläolevan maailmanselityksen, jossa coproduct:ia/"if-lausetta"/informaatiota ei oikeasti ole maailman kokonaisrakenteessa (vaan ainoastaan tietylle havaitsijalle) ja tällöin valehtelijan paradoksin fyysinen vastine, oman isoisänsä murhaaminen, ei ole aito paradoksi, koska yrittäessämme tehdä silmukan, jossa on negaatio, maailma itse asiassa haarautuu molempiin vaihtoehtoihin välttäen ristiriidan. Tämän lisäksi Schrödingerin yhtälö edellyttää vähintään kaksi kertaa derivoituvan ratkaisun ja ymmärtääkseni jatkuvien funktioiden joukolle epsilon-delta-todistukset pystyi viemään läpi konstruktiivisesti eli voidaan jokaiselle epsilonille konstruoida delta, joka tavallaan kertoo, kuinka pitkälle pitää laskea, että saamme halutun tarkkuuden. Tästä näkökulmasta voisi ajatella, että klassisille reaaliluvuille ei tarvitse olla välttämättä fysikaalista vastinetta. Jos amplitudijakauma on aaltojen summa, voi todellisuus hyvinkin olla jatkuva, mutta silti konstruktiivinen (ja jopa äärellinen informaatiosisällöltään).

Monimaailmamalleissa on jotain hyvin uskonnollista, sillä ne eivät vielä sellaisenaan sulje pois ihmeiden, ikuisen elämän, ikuisen kärsimyksen (olettaen Turing-vahvuus, äärellisessä universumissa silmukassa oleva havaitsija ei lopulta pystyisi enää muistamaan uusia kierroksia tietyn pisteen jälkeen) mahdollisuutta - ne ovat vain naurettavan (ks. Spaceballs) epätodennäköisiä. Koska havaitsemme ympärillämme evoluution kiistattomat jäljet, vedän tästä itse sen johtopäätöksen, että universumimme aaltoyhtälöllä on jokin rajoite-ehto, joka tekee kehittyneen elämän pienestä entropiasta lähtien huomattavasti todennäköisemmäksi kuin Eedenit, vaikka nämä siis olisivat jossain mielessä olemassa. Edellisestä EI kuitenkaan seuraa, että jokin älyllinen olento olisi suunnitellut maailman, päinvastoin: mitään suunnittelua eli valintaa ei tarvita, koska "kaikki" tapahtuu. Lisäksi on jo loogisesti ristiriitaista uskoa, että tällainen suunnitelija voisi säätää monimutkaisen alkutilan A ja monimutkaisen halutun lopputilan B JA onnistuisi jotekin yksinkertaisilla luonnonlaeilla pääsemään A:sta B:hen riippumattomasti. Toisin sanoen, jos tällainen olento laittaisi Eedenin alkutilaksi, alkaisivat ihmiset kehittymään siitä evoluution säännöillä hallitsemattomasti. Vastaavasti, jos olento säätäisi halutun lopputilan ja CPT-symmetrian nojalla "kelaisi" filmiä (tätä kikkaa käytettään esim. elokuvissa usein pyörittämällä filmiä väärään suuntaan) ja sitten laittaisi pyörimään takaisin kohti ko. lopputilaa, havaitsisimme jotain humoristisia ilmiöitä välttämättä entropian pienentyessä. Koska kukaan täysijärkinen ei nykyään kiellä evoluutiota tai esim. painovoimaa ja koska lukemattomia kertoja testatut luonnonlait ovat valtavan yksinkertaiset verrattuna "datan" määrään, on mielestäni jo loogisesti ristiriitaista ja älyllistä epärehellisyyttä uskoa tämän jälkeen, että ihminen olisi jonkin "suunnitelman" tulos ja jotenkin erityisasemassa maailmassa. Pienen oljenkorren uskonnollisen maailmankuvan, jossa ihmisellä on jokin tärkeämpi merkitys kuin sattuman tulos, liittämiselle evoluutioteoriaan tarjoaa ajatus, että jumalolento aktiivisesti vaikuttaa maailman tapahtumien kulkuun luonnonlakien lisäksi. Voisi olla mahdollista, että jumalolento myös pyyhkisi muistimme silloin tällöin, sotkisi mittauksiamme tai vaikuttaisi vain silloin, kun emme mittaa, mutta tällainen ajattelu johtaa jonkinlaiseen hulluuteen, jossa edes omaan ajatteluunsa ei voi luottaa. Makrotasolla havaitsemme toki "hiukkasten" käyttäytymisessä satunnaisuutta. Tosin nämäkin bitit tulevat tietystä jakaumasta, joten mahdollisen "korkeamman väliintulon" pitäisi olla hyvin hienovaraista tai sen voisi havaita toistuvilla mittauksilla. Toisin sanoen jakauman pitää toteutua ja peräkkäisistä mittauksista luetun informaation pitää olla pakkautumatonta. Tämä on eräs tapa määritellä satunnaisuus: sitä ei voida hyödyllisesti mallintaa äärellisellä koneella.


(Sumi Jo - Preisner - Lacrimosa)


Sellainen lisähuomio vielä, että jos uskoo monimaailmatulkinnan, niin symmetrian nojalla nykyhetkellä ja siten muistoillamme on myös useita menneisyyksiä, jotka johtavat tietyillä todennäköisyyksillä noihin muistoihin. Vaikka aika ei olisi lineaarinen historia, on silti mielekästä puhua makrotasolla evoluutiosta, koska korrelaatiot tilaulottuvuudessa osoittavat murskaavalla todennäköisyydellä, että kyseisillä ilmiöillä täytyy olla jokin yhteinen "syy" historiassa. Kvanttimekaniikka näyttää todella rikkovan monet arkiajattelun käsitteet, joten varoituksen sana tässä kaikille niille, jotka kaipaavat jotain yksinkertaisia varmuuksia ajattelulleen.

Ei kommentteja:

Lähetä kommentti