Didysis nežinomasis: skaitytojai atsako

Mirties patale, anot jos sekretorės Alice B. Toklas, Gertrude Stein paklausė: koks yra atsakymas? Nesulaukusi atsakymo, ji tęsė: „Tai koks klausimas?

Žmogaus smalsumas ir mūsų nepasotinamas impulsas kelti klausimus skatina mokslinius tyrimus. Technologijų apžvalgos liepos mėnesio numeryje skaitytojai turėjo galimybę suformuluoti savo svarbiausių neatsakytų mokslinių klausimų sąrašą. Pateiktas 14 klausimų sąrašas, kuriuos mes su Carnegie instituto prezidente Maxine Singer tvirtinome vieni iš svarbiausių mūsų knygoje „Kodėl juodosios skylės nėra juodos? Neatsakyti klausimai mokslo pasienyje, beveik 200 skaitytojų pakomentavo sąrašą, pakeisdami savo mėgstamiausius klausimus į mūsų klausimus. l Dauguma respondentų sutiko su mūsų prielaida, kad mokslas, kuriam mesti iššūkį daugybė įdomių neatsakytų klausimų, toli gražu nesibaigė. Tačiau daugelis skaitytojų taip pat įvardijo tai, kas, jų manymu, buvo rimta klaida, o kai kurie rimtai pasmerkė mūsų sąrašą kaip klaidingą, elitinį ar naivumą. Trumpai tariant, apklausa parodė, kad nors mokslininkai paprastai yra įsitikinę, kad atsakymai gaunami esant tam tikram objektyvumui, mūsų klausimų pasirinkimas yra labai subjektyvus. Štai ką „Technology Review“ skaitytojai nustatė kaip įtikinamiausius klausimus, su kuriais šiandien susiduria mokslas.

Ši istorija buvo mūsų 1997 m. lapkričio mėnesio numerio dalis

• Žr. likusią numerio dalį
• Prenumeruoti

Dažniausiai užduodamas klausimas

„Technology Review“ skaitytojai pateikė daugiau nei 100 skirtingų klausimų, tačiau beveik trečdalis visų respondentų – bene didžiausioje grupėje – klausimus apie protą, smegenis ir sąmonės prigimtį pateikė netoli savo sąrašo viršūnės. Tarp įvairių su šia tema susijusių klausimų buvo šie: Kaip veikia protas? Kas yra emocijos? Kas yra meilė? Ar galime sukurti sąmoningą mašiną? Kokia yra kūrybiškumo kilmė? Ką reiškia sapnai? Kodėl mes reaguojame į muziką?

Šie klausimai prieštarauja mūsų siauresniam klausimui: kokia yra fizinė atminties kilmė? kurį vienas skaitytojas apibūdino kaip beveik juokingai paprastą, palyginti su bandymu suprasti sąmonę. Daugelis giliausių mokslo mąstytojų, įskaitant Nobelio premijos laureatus Francisą Cricką ir Geraldą Edelmaną bei matematiką Rogerį Penrose'ą, sutiktų su „Technology Review“ skaitytojais, kad pastarasis Kas yra sąmonė? yra pagrindinis neatsakytas klausimas, susijęs su smegenimis. Crickas, sąmonę apibrėžiantis kaip dėmesį ir trumpalaikę atmintį, savo knygoje „Stulbinanti hipotezė“ paragino imtis aktyvesnių tyrimų.

Tačiau atskyrimas tarp klausimų apie atmintį ir klausimų apie sąmonę iškelia esminį dalyką apie mokslo prigimtį. Kad klausimas būtų mokslinis, į jį turi būti atsakyta per atkuriamą stebėjimo, eksperimento ir teorijos procesą. Ar sąmonės, o ne fizinių smegenų, tyrimas yra mokslinis? Daugelis tyrėjų, įskaitant Stanfordo kompiuterių mokslininką Terry Winogradą ir velionį fiziką Richardą Feynmaną, nėra įsitikinę, kad artimiausiu metu įmanoma rasti konkretų fiziologinį sąmonės apibrėžimą, juo labiau nedviprasmišką jos tyrimo protokolą. Jie tvirtina, kad kadangi trūksta aiškios tyrimų strategijos, sąmonė šiuo metu turi būti už mokslo srities.

Iš tiesų, atrodo, kad dauguma neatsakytų klausimų apie žmogaus mintį patenka kažkur į miglotą sritį tarp filosofijos ir mokslo. Kas yra idėja? Kas yra emocija? Ką reiškia būti smalsiems ar ką nors žinoti? Sunku suvokti, kaip šiuos abstrakčius klausimus galima kaip nors tvarkingai redukuoti į bendrą smegenų audinių nuosavybę, taip pat neaišku, kaip padaryti milžinišką šuolį nuo minties koncepcijos iki atkuriamo eksperimento laboratorijoje.

Sąmonės problemą svarstė daugybė mokslininkų ir filosofų – nuo ​​pripažintų redukcionistų, kurie tikisi, kad mintis ir emocijas galima paaiškinti vien neuronais, iki skeptikų, neigiančių bet kokią fizinio supratimo viltį. Kalifornijos universiteto filosofas Davidas Chalmersas laikosi naudingos tarpinės nuomonės, suskirstydamas klausimą, kas yra sąmonė? į tai, ką jis vadina lengva problema ir sunkia problema.

Lengva problema sutelkta į sąmonės mechaniką: kaip žmonės gali izoliuoti išorinius dirgiklius ir į juos reaguoti? Kaip smegenys apdoroja informaciją, kad kontroliuotų elgesį? Kaip galime suformuluoti informaciją apie savo vidinę būseną? Neurobiologai jau seniai nagrinėjo šių klausimų aspektus, kuriuos galima sistemingai tirti taip pat, kaip tyrėjai tiria fizinius atminties mechanizmus. Galbūt į tokius klausimus galima atsakyti daugelį dešimtmečių intensyvių tyrimų.

Kita vertus, sunki problema yra susijusi su neapčiuopiamais ryšiais tarp fizinių smegenų ir savimonės, emocijų, suvokimo ir samprotavimo. Kaip muzika gali sukelti ilgesio jausmą arba eilėraštį gilų liūdesį? Kaip knygos skaitymas skatina smalsumą ar nusivylimą? Kokios yra fizinės struktūros ir procesai, sukeliantys meilę, baimę, melancholiją ar godumą?

Kai kurie tyrinėtojai mano, kad laikui bėgant sąmonės supratimas natūraliai išplauks iš fizinių smegenų tyrimų. Kiti pasisako už radikaliai naują perspektyvą. Pavyzdžiui, Chalmersas pateikia stulbinantį teiginį, kad sąmonė turi būti priimta kaip visatos savybė, visiškai skiriasi nuo anksčiau pripažintų fizinių savybių, tokių kaip materija, energija, jėgos ir judesiai. Galbūt, sako jis, sąmonė yra (dar neatpažinta) vidinė informacijos savybė.

Kas yra sąmonė? Kol kas mokslininkai net negali susitarti, ką tiksliai reiškia klausimas, ir tuo labiau neįsivaizduoja, kokia forma galėtų būti atsakymas. Nes ši didžiausia žmogaus proto paslaptis gali išlikti tol, kol kas nors norėtų numatyti.

Prisiminimai skirtingi; jie yra labiau apčiuopiami ir griežčiau apibrėžti. Vienu lygmeniu prisiminimai yra tam tikra informacija, kurią galima saugoti, priminti, pakeisti arba ištrinti – visos žinomos užduotys kompiuterių amžiuje. Galima įsivaizduoti, kad kiekviena atmintis yra saugoma smegenyse kaip molekulė arba molekulių rinkinys, nešantis pranešimą. Arba prisiminimai gali būti sujungti į smegenų ląstelių tinklus, o gal juos sudaro elektriniai potencialai, kurie persmelkia visas smegenis. Kad ir koks būtų prisiminimų pobūdis, galime turėti viltį, kad atsakymai padės sumaniai ir atkakliai studijuoti.

Yra dar viena priežastis, kodėl siekis suprasti atmintį užima pagrindinę vietą tiriant žmogaus smegenis. Sąmoningumas, suvokimas ir mąstymas priklauso nuo informacijos gavimo per pojūčius ir tos informacijos analizės išmoktų patirties modelių, įrašytų kaip prisiminimai, kontekste. Negalime suvokti savęs be prisiminto egzistencijos ir asmeninės istorijos konteksto. Todėl fizinio prisiminimų pagrindo supratimas yra esminis žingsnis norint sužinoti, ką reiškia būti žmogumi – suvokti prisiminimus.

Vienas žingsnis toliau

Keletas įdomių klausimų apie fizinį visatos dizainą kelis kartus pasirodė apklausos atsakymuose: kas yra gravitacija? Kas yra laikas? Koks ryšys tarp kvantinio ir makroskopinio pasaulio? Koks yra matematikos ir fizinio pasaulio santykis? Tai geri klausimai. Visi jie yra dabartinių tyrimų ir diskusijų objektai, ir bet kuris iš jų galėtų patekti į 20 geriausių sąrašą.

Tačiau kiti klausimai, gana panašūs savo tonu ir turiniu, yra problemiškesni. Ar galime sukurti antigravitaciją? Ar galime plėtoti keliones laiku? Ar materiją galima pernešti per erdvę kitaip, nei fiziškai? Kiekvienas iš šių klausimų postuluoja technologijas, kurios neatitinka dabartinių fizinių įstatymų. Tai nereiškia, kad tokios technologijos neįmanomos. Tiesiog mokslas šiuo metu negali išspręsti tokių spėlionių.

Dar kiti klausimai kreipiasi į erdvę ir laiką iš labiau filosofinės perspektyvos: kokia yra kvantinės mechanikos prasmė? Kodėl šviesos greitis yra toks, koks yra, arba kodėl šviesos greitis toks lėtas? Kodėl pagrindinės konstantos yra tokios, kokios jos yra? Riba tarp mokslo ir filosofijos dažnai būna neaiški, kai klausiame, kodėl gamta elgiasi taip, kaip elgiasi. Mokslininkai gali išmatuoti šviesos greitį išskirtiniu tikslumu, tačiau kodėl jis turi tokią reikšmę, gali prieštarauti dabartinei teorijai.

Panašiai keli skaitytojai klausė, ar gali egzistuoti alternatyvios visatos, galbūt su skirtingomis fizinėmis konstantomis. Be konkrečių stebėjimų, palaikančių ar paneigiančių šias idėjas, alternatyvios visatos nepatenka į šių dienų mokslo sritį.

Socialiniai rūpesčiai

Nemažai skaitytojų mus pasmerkė už tai, kad nepripažįstame socialinių mokslų. Vienas skaitytojas klausia: „Kur yra didieji žmogaus [visuomenės] srities klausimai? Kitas pastebi: Sutelkdami dėmesį į gamtos mokslus ir visiškai ignoruodami socialinius mokslus, abu autoriai nepaminėjo didžiausio mūsų nežinojimo sričių: neatsakytų sociologijos, ekonomikos, politikos mokslų, socialinės psichologijos klausimų.

Kaltas kaip kaltinamas. Išskyrus mūsų ribinį klausimą apie elgesio genetiką (ar elgesį lemia genai?), apsiribojome fiziniais ir gyvosios gamtos mokslais. Panaši į mūsų apklausa socialinių mokslų požiūriu būtų patraukli, ypač sprendžiant iš šių klausimų: ar karas neišvengiamas? Ar galime pasiekti taiką pasaulyje? Kaip atsiranda visuomenės? Koks yra geriausias būdas auginti vaiką? Kokie santykiniai gamtos ir auklėjimo vaidmenys? Kas yra religinio impulso šaltinis? Kokios yra ekonomikos taisyklės? Kokie yra darbo ir laisvalaikio vaidmenys? Nors tokie klausimai nėra įtraukti į mokslinių tyrimų darbotvarkę, skaitytojai, kurie juos uždavė, gali įsitikinti, kad šie klausimai dabar yra sociologinių tyrimų dalis.

Specializuotos žinios

Kai kurie skaitytojų klausimai atrodo siaurai susitelkę ir konkretūs. Pavyzdžiui: kokia yra turbulencijos prigimtis? Kodėl žmonių moterys yra mažesnės nei vyrai? Kaip sukuriamas Šiaurės Ramiojo vandenyno aukštumas? Kokia yra saulės tipo žvaigždžių trumpalaikė dinamika? Ar galime sukurti sintetinę fotosintezę? Ar galime suprasti pagrindinius katalizatorių principus? Kas sukelia ledynmečius? Kaip veikia veidrodis? Kas sukelia kamuolinį žaibą?

Visi šie klausimai žavi, bet aš jų nedėčiau šalia savo sąrašo viršaus. Vis dėlto tokių reitingų nustatymas yra subjektyvus procesas, su kuriuo nuolat susiduria mokslo bendruomenė. Kasdieniame pasaulyje reitingavimas ypač svarbus skiriant prizus ir mokslinių tyrimų dotacijas. Akademiniai prizai ir su jais susijęs prestižas paprastai suteikiami už darbą, kuris suvokiamas kaip esminis ir pagrindinis. Ernesto Rutherfordo atomo branduolio atradimas, Linuso Paulingo paaiškinimas apie cheminį ryšį ir Jameso Watsono bei Franciso Cricko DNR struktūros išaiškinimas buvo pripažinti Nobelio premijomis. Prestižiniuose periodiniuose leidiniuose, tokiuose kaip Mokslas ir Gamta, gali būti vietos tik 10 procentų visų pateiktų dokumentų. Taigi priėmimas daugiausia grindžiamas suvokiama sprendžiamo klausimo svarba.

Kita vertus, mokslinių tyrimų dotacijas paprastai skiria vyriausybinės agentūros, pavyzdžiui, Prekybos, Sveikatos ir žmogiškųjų paslaugų, Gynybos ir Energetikos departamentai, kurios turi omenyje konkrečius pragmatinius tikslus. Atitinkamai, daugelis mokslininkų sugeba racionalizuoti savo pagrindinius tyrimus, parodydami, kaip šis tyrimas yra būtinas sprendžiant taikomąsias problemas.

Akivaizdu, kad santykinė svarba, kurią teikiame klausimams, yra labai subjektyvi. Kiekviena kultūra užduoda skirtingus klausimus, atspindinčius įvairius jų įsitikinimus ir patirtį. Visos kultūros vienu ar kitu metu stebisi didžiuliu visatos mastu ir senovės gyvybės kilme. Tačiau ne visose kultūrose teiraujamasi, kiek žvaigždžių egzistuoja arba koks tikslus iškastinių rūšių amžius, o tuo labiau, kaip šie objektai vystosi. Galiausiai teisingo klausimo uždavimas tinkamu laiku yra pagrindinė mokslo meno dalis.

Kelias už mokslo ribų

Bene žaviausi skaitytojų atsakymai buvo daugybė klausimų, kurie plačiu sutarimu nepatenka į mokslo sritį. Keletas pavyzdžių: Ar yra dievas? Kas atsitiko prieš Didįjį sprogimą? Kas atsitinka po mirties? Kokia yra blogio prigimtis? Ar visata yra begalinė? Ar yra sąmonės ar tikrovės sferų, kurių mes paprastai nesuvokiame?

Mokslas sprendžia tik tuos klausimus, į kuriuos galima atsakyti atkartojamais stebėjimais, kontroliuojamais eksperimentais ir matematine logika vadovaujama teorija. Šis skirtumas tarp mokslinio ir nemokslinio tyrimo, nors kartais neryškus, nėra nei lengvabūdiškas, nei savavališkas.

Mokslas gali atskleisti, ar paveikslas senas, bet negali nustatyti, ar paveikslas gražus. Jis gali būti naudojamas nustatant fizinės visatos kilmę, tačiau jis negali racionaliai paaiškinti, kodėl mes esame čia, kad apmąstytume jos egzistavimą. Daugelis svarbiausių klausimų, su kuriais susiduriame – kokia yra gyvenimo prasmė? Su kuo turėčiau vesti? Ar yra Dievas? - vadinasi, už jo ribų. Toks suvokimas paskatino ekonomistą ir filosofą Kennethą Bouldingą, tik iš dalies juokais, pastebėti: mokslas yra menas pakeisti nesvarbius klausimus, į kuriuos galima atsakyti svarbiais klausimais, į kuriuos negalima atsakyti.

Kai kuriuos klausimus, esančius ties mokslo ribomis, klasifikuoti sunkiau. Pavyzdžiui, mokslininkai nesutaria dėl kelių skaitytojų pateiktų klausimų apie ekstrasensorinį suvokimą, išankstinį pažinimą, numerologiją ir psichokinezę. Nors daugelis tyrinėtojų šias idėjas sujungia į plačią pseudomokslo kategoriją, gali būti atliekami atkuriami eksperimentai, siekiant patikrinti asmenis, teigiančius, kad turi tokius gebėjimus.

Žmogaus poreikiai ir naujos technologijos

Keletas respondentų peikė mus už tai, kad nepaisėme klausimų, susijusių su neatidėliotinais žmogaus poreikiais. Reikšmingiausias žmonių atliktas mokslas, anot vieno skaitytojo, bus siejamas su žmogaus mastu, paveiks žmonių visuomenę kokiu nors tikėtinu būdu. Hazeno klausimai šio testo neatlaiko.

Tarp tokių skaitytojų užduotų klausimų yra šie: ar galime pratęsti žmogaus gyvenimo trukmę? Ar mirtis neišvengiama? Kaip galime padidinti maisto gamybą? Koks yra pasaulinis vandens ciklas Žemėje? Ar žemės ekosistema koreguojasi? Ar galime sukurti sintetinius kūno organų pakaitalus? Kas lemia orą? Ar galime nukreipti evoliuciją? Ar galime atsigauti po kito tamsaus amžiaus, darant prielaidą, kad ateina kitas tamsus amžius?

Kiti siūlė klausimus, susijusius su naujų technologijų kūrimu: Ar galime sukurti naujas energetikos technologijas? (Tai taip pat buvo mūsų penktojo klausimo pagrindas. Ar galime plėtoti žmonių keliones kosmose? Kokie yra kompiuterio greičio apribojimai? Kas bus įmanoma naudojant nanotechnologijas?

Tai, kad sunku įvertinti santykinę taikomų klausimų svarbą, gerai iliustruoja pastangos rasti vaistų nuo AIDS. Pavyzdžiui, pagrindiniai atradimai, susiję su virusais, DNR ir imunine sistema, negali būti tiesiogiai naudingi niekam, užsikrėtusiam ŽIV, bet galiausiai jie bus būtini ieškant vaistų nuo daugelio ligų, galbūt įskaitant AIDS. Konkrečios AIDS vakcinos atradimas, priešingai, nesukels jokio esminio naujo biologinių sistemų supratimo, bet turės tiesioginį ir didelį poveikį milijonams žmonių. Todėl atrodo protinga, kad bet kokia AIDS tyrimų finansavimo strategija sudarytų pusiausvyrą tarp pagrindinių ir taikomųjų pastangų.

Tai taip pat pasikeis

Pasak vieno atidaus skaitytojo, Hazeno ir Singerio klausimai yra keistai nesurūšiuoti, kurie nesistemingai sprendžia skirtingus lygius... Sąrašas per daug susijęs su mūsų dabartiniais rūpesčiais; jis nesukurtas taip, kad atlaikytų laiko išbandymą.

Daugiau susitarti negalėjome. Sąrašas keisis dėl trijų priežasčių. Pirma, moksliniai klausimai iš prigimties yra atsakingi, todėl į klausimus iš tikrųjų galima atsakyti. Prieš du šimtmečius vienas didžiausių mokslo klausimų buvo, kaip sukurti patikimą ilgumos nustatymo metodą. Prieš pusę šimtmečio genetikos molekulinių mechanizmų paieškos privertė tūkstančius biologų. Dabar kyla nauji klausimai, pakeičiantys senus.

Antra, gilūs klausimai ne visada yra akivaizdūs, todėl gali kilti naujų klausimų. Nors visatos gimimas, gyvybės atsiradimas ir senėjimo bei mirties neišvengiamybė tūkstančius metų kvietė spėlioti, kiti įtikinami klausimai, tokie kaip energijos prigimtis, genų veikimas ir tamsiosios materijos paslaptis, yra daug subtilesni, atsirandantys dėl nuolatinio keistų stebėjimų ir anomalių duomenų fragmentų. Palaipsniui, per dešimtmečius ar net šimtmečius, mes suvokiame esminį fizinio pasaulio supratimo trūkumą ir visiškai išaiškėja gili paslaptis – naujas klausimas.

Trečia, kai kurie klausimai dabar nėra moksliniai, bet kada nors gali kilti. Prieš Edvinui Hablai atradus tolimas galaktikas, klausimas, kaip atsirado visata, buvo už stebėjimo mokslo ribų. Be atitinkamų duomenų, tai buvo filosofinių spėlionių reikalas. Tačiau kai astronomai suprato, ko ieškoti, visatos kilmė pateko į pagrindinį mokslinių tyrimų srautą. Panašiai, kas yra laikas? ir, mano nuomone, kas yra sąmonė? Šiandien tai daugiau filosofijos, o ne mokslo klausimai, nors ši situacija gali pasikeisti, kai sužinome daugiau apie materiją, energiją ir smegenis. Ir kas žino, kokių klausimų mes dar nesugalvojome užduoti? Bet tai yra linksmoji dalis.

paslėpti