Megjelent: Harmadik Szem 1993 január, 28-31. o. # 18.

Valóság és képzelet

A valóság természete

Mitől valóságos a valóság? Csak egy valóság létezik, vagy végtelen? A valóságosságot akkor emeljük ki, amikor valaminek a nem pusztán képzelt, látszólagos jellege számít. A valóság a képzelettel, az álmokkal, az illúzióval, a vággyal, a tévedéssel szembeni tényező. Sokszor azt állítják, hogy a valóság mindentől, de főleg az emberektől függetlenül létezik. De ez a függetlenség semmiképp sem lehet teljes és feltétlen, hiszen ha valami semmivel semmilyen összefüggésben, összeköttetésben nem áll, akkor gyakorlatilag minden kapcsolat híján létezéséről nem is értesülhetünk, létét semmilyen módon nem tapasztalhatjuk. Az ilyen “abszolút valóság” tehát nem is létezik!

Talán lehet azt mondani, hogy a valóság és a képzelet egymás kiegészítői, úgy, hogy ketten együtt a világ egészét kiadják, hiszen az álom, a vágy, az illúzió és a tévedés is lényegében a képzeleten alapszik, illetve a képzelet és a valóság kapcsolatán. A valóságot úgy lehetne meghatározni, mint a világ azon tartományát, képzeletünk azon birodalmát, amely viszonylagos állandóságot, stabilitást mutat a világ egészétől, s ezzel lehetővé teszi a részek viszonylagos önállósodását, öntörvényűségét. A képzelet pedig a személyes, közvetlen teremtő hatalom, ami olyannyira a kozmikus létezés alapja, hogy az egyedi élethez a kozmikus képzelettől való bizonyos mértékű függetlenség az első és legalapvetőbb tényező. Az új fizika a kvantummechanika új értelmezéseinek feltárásával, az új típusú kísérletekkel a valóság lényegi függetlenségébe, tőlünk való függetlenségébe, objektivitásába vetett hitünket rendíti meg drámai módon.

A tudati megközelítés

A filozófusok egy jelentős része, Parmenidésztől, Berkeley püspöktől vagy még régebbről kezdve, azt vallja, hogy a tudat, a gondolkodás az egyetlen igazi tényező, ami számunkra adott. Minden, ami a tudaton kívülinek tűnik, valójában csak a tudat működése által tűnik tudaton kívülinek. Mindent csakis a tudatunk közvetít vagy jelenít meg számunkra, gondolataink, képzeleteink forrása is a tudatunkban van.

Berkeley híres elve, az “esse est percipi” elv azt fejezi ki, hogy létezni annyit jelent, mint érzékeltetni a létezők létezése abban áll (és nem másban), hogy érzékeljük őket. Minden létező csak annyiban létezik, hogy valaki érzékeli, s hogyha egy ember sem néz a Holdra, akkor a Hold eltűnik, és ha mégsem, ez azt jelenti, hogy valami egyéb szellem érzékeli, például a Világszellem. Kant ezt a “magában való” dolog fogalmával fejezte ki, s utalt rá, hogy az érzékleteinken túl létező, magában való világot sohasem ismerhetjük meg minden, amit megismerhetünk, az érzékletek világával adott. A huszadik századi filozófia fő vonala is ezt a felfogást fejlesztette tovább Husserl és Maurice Merleau-Ponty fenomenológiájában. Eszerint nem ismerhetjük meg a dolgokat magukban, csak ahogy az emberi tudat számára hozzáférhetők, vagyis jelenség-mivoltukban, fenomén-mivoltukban. A valóság tehát már eleve egy nem valóságosan, hanem transzcendensen létező valami, ami ott áll magában a jelenségek világán túl, mint a jelenségvilág tudat által tételezett (vagy tényleges?) forrása.

A „fizikai valóság – hívők

A valóság-hívők egy osztálya úgy vélekedik, hogy a dolgok léte egészen másfajta, mint az egyezményeké, konvencióké. A dolgok a független valóság egyfajta látható részei lennének, amelynek eszméje eleve világos és nyilvánvaló. És vélekedésének igazolására érveket is tud felhozni. Tagadhatatlan, hogy egy pislantásra becsukott és újra kinyitott szem a tárgyakat nagyjából ugyanott látja. Az is igaz, hogy többi érzékszervünk is legtöbbnyire alátámasztja a tárgyak független létét. Nemkülönben helytálló, hogy embertársainkkal kicserélve érzékszervi tapasztalatainkat, többnyire arra jöhetünk rá, hogy ők is ugyanazt látják, hallják, tapintják, ízlelik, amiket mi s ugyanazon tárgyak létére következtetnek, ha hozzánk hasonlóan gondolkodnak. A barkácsolók, mérnökök beláthatatlan serege olyan szakosodott munkásai az objektivizált valóságnak, akik egy nem emberi tényező ellenállásához szoktak hozzá, ami egyfajta tárgyilagos gondolkodás segédletével kezelhető sikeresen. Végül a törvények egyetemessége, az, hogy minden jel szerint a legtávolabbi galaxisokban is a Földön fölfedezett és a Földön érvényes gravitációs, elektromágneses stb. törvények működnek, kézenfekvővé teszik egy tőlünk teljesen független valóság eszméjét. Egy olyan valóságét, ami velünk folyamatosan és kikerülhetetlenül kapcsolatban áll, de aminek törvényei az emberi szellemtől teljesen függetlenül, maguktól működnek.

Erős és gyenge objektivitás

Természetes, hogy a tudományos kutatás az objektív megismerésre irányul. De itt még pontosításra van szükség. Az utóbbi években ugyani figyelemreméltó eltérések fejlődnek ki szemlátomást e körül az objektivitás körül nemcsak a kutatóközösségekben, de a kutatókban magukban is meghasonlásokat támasztva. Annál fontosabb ez a jelenség, minél kevésbé veszik észre ezt maguk a kutatók, és annál inkább fel kell tárni ennek okait és mozgatórugóit.

Az objektivitás ugyanis lehet feltétlen, kifejezett, ha egy olyan valóságra vonatkozik, amelyben az emberi megfigyelők képességei, vagy a megfigyelők szándéka semmilyen lényeges módon, még közvetve sem jelenik meg. Ilyen például a gravitáció törvénye a klasszikus fizikában: “két tehetetlen test között távolságuk négyzetével fordítottan arányos erő hat”. Az így meghatározott objektivitást jellemezhetjük mint erős objektivitást.

Ez az erős objektivitás érdekes a tudatos megközelítés partizánja számára is. Mindazonáltal, minthogy visszautasítja, hogy értelmet tulajdonítson egy független valóság eszméjének, ezért nem vonatkoztathatja a mondottakat egy fizikai valóságra. Ha ezek a mondatok számára objektívek, ez csak annyit jelent, hogy igazak mindenki számára, és azok a mondatok szubjektívek, melyek nem mindenki számára jelentik ugyanazt. Ebből világos, hogy az olyan mondatok, amik a realista számára nem lehetnek objektívek, még azok lehetnek a mentalista számára. Minden olyan mondat, amely az emberi faj egészének létére akár közvetve is utal, vagy bármiféle észlelőre, ilyen típusú. Az így meghatározott objektivitás a gyenge objektivitás vagy más néven interszubjektivitás, Bernard d’ Espagnat fizikus elnevezése szerint.

Realizmus és fizika

A realizmust néhányan szeretnék leszűkítve úgy értelmezni, hogy a valóság végső alkotóelemei kizárólag a helyhez köthető (lokalizált), szilárd dolgok. Szerencsére ez az értelmezés nem túl elterjedt a filozófusok között. Platón a “Lényegek realizmusá”-t emlegeti. A transzcendentális realizmus szerint a valóság végső alkotóelemei a “Világos és elkülönült” eszmék, közvetlenül adott fogalmak mint például a “kis szemcsék” vagy a “kölcsönható erő” fogalmai. A fizikai realizmus gondolkodóinak legnagyobb része egyetért egy ilyen “közeli realizmus”-sal.

Amíg Platón lényegi eszméi például a “ló eszméje”, vagy talán még a “jó eszméje” is eleve adottak, addig a matematika eszméit már az ember dolgozta ki. A püthagoreusok szerint “a szám a dolgok lényege”. Gyakran hallani, hogy a természet könyve a matematika nyelvén íródott. Ez azért lehet így, mert a matematika nem magukat a dolgokat, hanem egymáshoz való viszonyukat írja le. Így tehát a matematika sikeressége a természet leírásában azt jelzi, hogy a dolgok lényege nem annyira önmagukban, mint inkább egymáshoz való viszonyukban áll. A matematikai realizmus szerint a dolgok lényege matematikai természetű.

Századunk fizikusai a “közvetlenül adott” eszmék helyett egyre inkább a matematikai realizmus felé hajlanak. Az olyan tények, mint például az, hogy egy részecske mozgási energiájából más részecskék keletkezhetnek, azt jelentik, hogy a dolgok egy tulajdonságából (a részecske mozgási energiájából), másik dolog keletkezhet! A dolgok kapcsolata, viszonya alkalmas lehet a dolgok keletkezésének megértésére is. A matematikai realizmus azzal, hogy a dolgok lényegét a dolgok szellemi mivoltát állítja, a legszellemibb dologiságot tanítja. A matematikai realizmus így összeházasítja a filozófiát és a fizikát. Ami a meglepő, az az, hogy a matematikai realizmusnak a fizika legújabb eredményei, úgy tűnik, ellentmondanak.

Nem-teljesség és nem-szétválaszthatóság

A klasszikus fizika sokszor hajlamossá tett a lényegek dologizálására. Így például sokáig keresték a hő anyagi hordozóját, a flogisztont, amíg ki nem derült, hogy a hőt az atomi részecskék mozgási energiája jelenti. Ez még mindig megengedte, hogy a valóság végső elemei az atomok és elemi részecskék legyenek. A kvantumfizika megjelenése ennek véget vetett, s a részecskék helyett a hullámfüggvényt állította be végső elemnek. De a hullámfüggvény valóságossága mindmáig, több mint hatvan éve vitatott!

A kvantummechanikai hullámfüggvény minden információt tartalmaz, ami az elemi részecskék leírásához szükséges. Ezek az információk a leírandó rendszer megadásából állapíthatók meg, és kapcsolatosak például a részecske energiáját megadó kifejezéssel, a Hamilton-függvénnyel. A szétsugárzó részecskepárok csatoltsága (lásd Harmadik Szem 9. szám, Az érzékelhető világegyetem) híres kísérlete a hullámfüggvény valóságosságáról is mond valamit. Ha a szétsugárzó foton-ikrek egyikét tetszőleges távolságban megmérjük, például megállapítjuk polarizáltsági állapotát, abban a pillanatban a tetszőleges távoli ikerpárja is a megfelelő állapotba kerül. Ez nem érthető meg klasszikusan, azaz feltételezve, hogy a foton-ikrek a szétsugárzás pillanatától kezdve ellenkező polarizáltságban voltak. Ez abban fejeződik ki, hogy a polarizáltsági mérések mindenféle lehetséges értéke vezetnek, s így a különböző A-fotonhoz különböző B-foton kéne tartozzon kezdetek óta. A mérés előtt viszont az összes foton hullámfüggönye azonos! Hogyan viselkedhetnek azonos részecskék úgy másképp és másképp, hogy közben tudják, hogy ikerpárjuk tőlük akármekkora távolságban hogyan viselkedik? Hogy tud egy azonos hullámfüggvény más és más eredményre vezetni? Teljes-e a részecskék hullámfüggvénnyel történő leírása? Vagy a mérés során valahogy mi informáljuk a részecskéket egymás viselkedéséről? Ha ez így van, vagyis a részecskék tudatunkon keresztül “tartják a drótot” egymással, ami nemcsak arra teszi őket képessé, hogy tudják, melyik polarizációs állapotba ugrott be ikerpárjuk, de arra is, hogy ők is az ellenkező állapotba ugorjanak. Azaz úgy tűnik, mintha az információs kapcsolaton kívül energetikai kapcsolat is létesülne a részecskepárok között, amit tudatunk tesz lehetővé!

A kvantummechanikai szétválaszthatatlanság így tarthatatlanná tesz a realista pozíciót.

A realizmus láthatára

Az új tudományok eredményei az “erős objektivitás” helyett legfeljebb a “gyenge objektivitást” engedik meg, amennyiben tudatunk beavatkozásai a mérési folyamatba minden fizikus számára egyértelműek.

Ugyanakkor ezen új eredményeket nem egy elmélet, vagy mondjuk inkább, modell írja le. A nehézség abban áll, hogy több ilyen modell is lehetséges, ami jelentős eltávolodást jelent a mindenki számára világos és különváló valóság eszméjétől. És mivel ezek a modellek ugyanazokra a kísérleti eredményekre vezetnek, miközben más- és másfajta “valóságot” írnak le, nem teszi lehetővé, hogy a számunkra hozzáférhető fizikai valóságban dönteni tudjunk arról, melyik valóság az igazi. Erre mondja d’Espagnat, hogy a valóság rejtőző természetű. Ez a valóság-rejtőzés valahogy különös. Éppen a valóságtól nem várná az ember, hogy ilyeneket műveljen. Ilyesmi inkább lenne várható az álomtól, ami annál biztosabban szökik ki emlékezetünkből, minél inkább emlékezni akarunk rá.

Ez talán arra utal, hogy a valóság egy fajta módon képzeletünk legmélyebb tartományának terméke. Ha egyediségünk feltétele a valóság egy fajta állandósága, akkor egyediségünk megválasztásakor, kialakulásakor képeseknek kell lennünk a valóság és a személyes szféra kölcsönösen működőképes megválasztására. Erre az áttekintésre tényleg csak a képzelet valóság-előtti formája lehet képes.

Mi a fény?

Richard Feynman, Nobel-díjas fizikus a kvantummechanika központi rejtélyét a hullám-részecske kettősségben látta. Sőt, továbbmenve azt is állította, hogy talán ez a kvantummechanika egyetlen igazi rejtélye.

A fény részecske-természetét először mintegy háromszáz éve Isac Newton írta le. Eszerint a fény úgy pattog ide-oda a tükrök között, ahogy egy labda a falak között. De a múlt század elején Thomas Young és Augustin Fresnel egy alternatív elméletet állítottak fel, miszerint a fény hullámként terjed, az éles peremek körül elhajlik, két vékony résen átjutva interferenciamintát mutat, ahogy egy tavon a hullámgyűrűk.

Ha meg akarjuk mérni, melyik résen ment át a foton, és érzékelő detektort helyezünk a rések elé, az interferencia-mintázat titokzatosan eltűnik. Hogyan reagálhat a detektorra a foton hullámtermészetének megváltoztatásával? A detektorok odahelyezésével a fény egyszerűen egyenes vonalban terjed és egy-egy fényfolt jön létre a két rés mögött az ernyőn. Úgy látszik, hogy ha meg van engedve (nincs detektor), a fény hullámként terjed. De ha kényszerítjük a részecskeviselkedésre, akkor átvált részecskévé. Hogyan képes erre?

Egyre újabb, kifinomultabb kísérleteket terveznek és valósítanak meg a kvantummechanika ezen központi rejtélyének további tisztázására. A 2. ábrán lévő kísérlet arra szolgál, hogy megállapíthassuk, kettéhasítható-e egy magányos foton, azaz, bár magányossága részecske-természetét őrzi, kettéválik-e ugyanakkor, ahogy azt egy hullám megteheti. A forrásokból a fotonok egyesével érkeznek a féligáteresztő tükörre. Ezen kettéhasadhatnak, ha hullámként viselkednek, és az egyik vagy másik irányban terjedhetnek tovább, visszaverődve fölfelé vagy átjutva a féligáteresztő tükrön egyenesen. Az érzékelő detektorok ezután megmondják, mikor csapódott beléjük részecske. A mérést elvégezték, s az eredmény azt mutatja, hogy a magányos részecskék nem hasadnak ketté, hanem szigorúan részecskeként viselkednek; vagy az egyik, vagy a másik detektor jelez részecskét, de sohasem egyszerre.

De ha a detektorokat úgy helyezzük el, hogy a féligáteresztő tükörről tovaterjedő fotonsugarakat két további tükörrel egy újabb féligáteresztő tükörbe, nyalábhasítóba jutnak, s erről haladhatnak két irányba, akkor a jelenség lényegileg hasonlóan kéne lejátszódjon a “valóság objektivitása” esetén, hiszen a fotonok nem tudhatják az első féligáteresztő tükrön áthaladva, hogy később miféle berendezéssel fognak találkozni. Azaz hasonló esetben kötelesek lennének úgy viselkedni, mint az előbb, vagyis részecskeként hol fölfelé, hol egyenesen terjedni tovább, vagy az egyik, vagy a másik úton. Ekkor az eredmény ugyanaz kéne legyen, mint az előbbi esetben, vagyis a második nyalábhasító után elhelyezett detektoroknak is felváltva kéne részecskéket észlelniük. Ezzel szemben a detektorok most interferencia-mintázatot mutatnak, ami úgy térképezhető fel, hogy a detektorokat az ernyőkkel párhuzamosan kissé elmozdítjuk, s ekkor a becsapódó részecskék száma nagy átlagban egy periodikusan változó csíkos mintázatot mutat. A kísérletezők arra jöttek rá, hogy a lényegi különbség, amire a fotonok reagálnak, az, hogy nyerhető-e információ arról, melyik pályán ment a foton, fölfelé vagy egyenesen. Ha nyerhető információ, azt a fotonok valahogy “megérzik” és illedelmesen részecskévé alakulnak. Ha viszont tudják, hogy nem kell tartani ilyen buktatóktól, úgysem fog kiderülni, melyik pályán mentek, akkor kapják magukat és vidáman hullámként száguldanak a detektorokba.

Hullám és részecske egyszerre?

Úgy tűnik Dipankar Home újabb lépéssel tudja előrevinni a fotonok természetének megismerését. Olyan kísérletet tervezett, amivel megtudható, hajlandó-e a foton egyszerre hullámként és részecskeként működni akkor, ha a hullámtermészetet csak mikroszkopikus távon kell tanúsítania. A kísérlet ötlete az, amiben a két prizmát kis levegőrés választja el. Ha a rés a két prizma közt nagyobb, mint a beérkező foton hullámhossza, a fotont az első prizma teljesen vissza kell verje, s a fotonnak lefelé kell terjednie. De ha a levegőrés vastagsága nem éri el a foton hullámhosszát, a kvantumoptika szerint a beérkező foton vagy visszaverődik, vagy átjut a résen az alagúthatás fellépte következtében, s így bejut a második prizmára. A detektorokkal kimutathatjuk, melyik úton ment a foton. Ha a fotonok a kvantummechanika komplementaritás-elvét követik, vagyis vagy részecske, vagy hullámtermészetet mutatnak, akkor az eredmény az kell legyen, hogy vagy az egyik, vagy a másik detektor jelzi a fotont, de mindig felváltva. Ekkor azt mondhatjuk majd, hogy a beérkező egyedi foton terjedését úgy kezdi el, hogy az egész berendezést úgy ahogy van, szemügyre veszi, előveszi a komplementaritás-elvet és a végeredményt a szem előtt tartva hol az egyik, hol a másik pályán halad, az egyiken mint részecske, a másikon mint hullám. Igen ám, de egy hullám nem szereti, ha határozott pályára kényszerítik, így lehet, hogy mégis inkább kísértésbe esik, és mint hullám szétválik a két prizma határán. Ekkor viszont egy részecske kéne egyszerre mutasson részecske és hullámtermészetet. Ráadásul, ha a detektorokat magukat nem figyeljük meg másként, csak azt tesszük kimutathatóvá, hogy felváltva jöttek-e a jelek a detektorokba, akkor nem kényszerítettük a hullám-csatornán terjedő fotont nyílt színvallásra, hiszen nem tudhatjuk, hogy egy Anti-koincidencia (akkor jelez az egyik detektor, amikor a másik nem) a részecske-pályán vagy a hullám-pályán terjedő fotonhoz tartozik-e.

A magát ébren találó álmodó esete

Az összes eddig elvégzett kvantummechanikai kísérlet (lásd Tudomány, 1992 szeptember, Harmadik Szem 9, 12 és 10, 11 számai) azt jelzi, hogy az elemi részecskék úgy váltogatják hullám-, illetve részecsketermészetüket, mintha tudnák, hogy mi tudjuk, mit akarunk tudni. Ez vagy azt jelzi, hogy az elektron kapcsolatot tart az előtérrel, a téridőn kívüli vákuummal, s így tér- és időhatárok nélkül előre fel tudja mérni, milyen viselkedést tanúsítson, vagy azt, hogy az elektron egyszerűen tudja, mit gondolunk felőle, tudja, az emberi kultúra milyen jelentést volt képes adni mindmáig különböző természeteinek, és igyekszik ezeknek megfelelően, a jelentésszerveződés és a kozmikus részt vevés elvének megfelelően játszani. Az is lehet, hogy tudatunk teszi lehetővé az elektronok különböző állapotba kerülését, esetleg mélytudatunkkal karöltve talán a nehezen elérhető, de sokkal hatékonyabb tudat, a mélytudat az, ami igazából itt működik. Maga az előtér felfogható úgy, mint mindannyiunk közös, és mégis személyes mélytudata, a képzelet korlátlan öntörvényű kibomlásának terepe. Ha a mélytudat a valóság világát az előtérből vetíti ki egyfajta valóság-előtti működési állapotában, akkor azzal, hogy a részecskék működését tanulmányozza, tulajdonképpen semmi mást nem tesz, mint megpróbálja az álomvilágot, az álmodás folyamatát tetten érni az éberálomban, vagy ébren tetten érni magát mint álmodót. Kísérleti körülmények között a megfogott álom rajtakapja teremtőjét. Innen a hátborzongás, amit minden szakíró emleget az új kvantumkísérletek kapcsán.

Grandpierre Attila