P.W. ATKINS

TEREMTS

GONDOLAT - BUDAPEST, 1987

A digitalizlst elkvette: Hatroz

ISBN 963 281 792 3

FONTOS!!! Hatroz, azaz a digitalizl megjegyzse:

Az eredeti knyv szerkezete olyan amint majd az eredeti szveg elejn is olvashat hogy a szerz csak a jobb oldali lapokra rta a fszveget, a baloldali lapokra meg klnbz megjegyzseket tett mr ahova tett mindig azon, jobboldali bekezdsek mell, amihez az tartozik, magyarzatkppen. (Egyltaln nem minden bekezds mell kerlt azonban megjegyzs, st a legtbb mell nem). Ezt a formt meg sem ksreltem visszaadni, mert ehhez ktoldalas dokumentumot kellett volna szerkesztenem, kiadvnyszerkesztben (pldul QuarkXPress), amit nemcsak a lustasgom miatt nem vllaltam, de az olvasst is megneheztette volna, mert a mostani monitorokra ltalban nem fr ki jl olvashatan egyszerre kt oldal. Ha meg ezt a formt Word-ben vagy OpenOffice-ban utnozom, az els ttrdelsnl amit betkszletvlts vagy fontmretcsere okoz, elcsszott volna minden, plne ha talaktjk a dokumentumot mondjuk HTML-l. Emiatt egyszeren bertam a bal oldali bekezdseket a megfelel jobboldali al, jobboldali bekezdst emiatt sosem sztszaktva, s azt hogy beszrt, eredetileg baloldali, megjegyzsbekezdsrl van sz, azt az jelli, hogy kapcsos zrjelek {} fogjk kzre a beszrt bekezdst, st a szne is kiemelt szn, ilyen!

Elvileg teht lehet a piros szvegeket kihagyva is olvasni e knyvet, ha valakit nem rdekelnek a rszletek.

Ennyi vltoztats utn azonban nem reztem szksgt, hogy grcssen gyeljek az eredeti m szvegbeosztsra, s a tovbbi szerkeszthetsget vettem inkbb maximlisan figyelembe. Emiatt a tartalomjegyzkhez nem is rtam oldalszmokat, mert az az ttrdelseknl gyis elmszik.

A fordts alapjul szolgl m:

The Creation

Original English Language Edition

Published by W. H. Freeman and Company Limited

Oxford, 1981

Copyright 1981 P. W. Atkins

Fordtotta:

KLMN A. GYRGY

A fordtst az eredetivel egybevetette s szakmailag ellenrizte: KLMN BLA MARX GYRGY

P. W. Atkins, 1981

Klmn A. Gyrgy, 1987. Hungarian translation

TARTALOM

ELSZ

1. KZENFEKV DOLGOK

2. MIRT VLTOZNAK A DOLGOK?

3. HOGYAN VLTOZNAK A DOLGOK?

4. HOL VLTOZNAK A DOLGOK?

5. DOLGOK TEREMTSE

6. TEREMTETT DOLGOK

UTSZ (Marx Gyrgy)

IRODALOMJEGYZK

Minthogy a termszet beri az egyszersggel, nincs kze a flsleges dolgok hvsgaihoz.

ISAAC NEWTON PKINCIPIA. III. KNYV

ELSZ

Ez a knyv a termszetrl szl, s a mindensg eredetrl, de nem a csillagszattal vagy a rszecskkkel foglalkoz rsok szmt kvnja csupn szaportani. Mra lehetv vlt, hogy tudomnyos rtelmezst nyerjen a vilgegyetem szemlletnek nhny alapvet krdse - gy a kezdet, az id s a tudat termszete. Elssorban ezeket vizsglom, hiszen vgl is ezek a krdsek a legrdekesebbek. Mellzm a rszleteket, azok szmos ms knyvben megtallhatk, inkbb a mai tudomnyos magyarzatok s kvetkeztetsek nagyvonal ttekintst adom.

gy gondolom, hogy nem ltezik semmi, ami ne lenne megrthet; a megrtshez vezet ton a klssgeket lehntva jutunk el a lnyeghez. Ez a lnyeg mindig pratlanul egyszer. Utunkon haladva nagyon egyszer krdsekkel talljuk magunkat szembe, s - ami sokkal fontosabb - rjvnk, hogy ezekre nagyon egyszer a vlasz. Azt kvnom megmutatni, hogy megmagyarzhatatlannak tn problmkrl - pldul a vilg ltrejtthez s abban a tudat kialakulshoz vezet folyamatokrl is lehet jzanul gondolkodni.

Mivel szles tartomnyokat rintek, s nha egy mondaton bell szkellek az atomok s a szabad akarat kztt, alkalmanknt gy tnhet, hogy titokzatoskodom. Ez tveds. Szkkenseimmel azt a gondolatot akarom az olvasba plntlni, hogy egy egyszer mozzanat bonyolult jelensgek gykere lehet. Azzal az eszmvel akarom gazdagtani lett, hogy jzan sszel minden felfoghat (s ezen valban mindent rtek). Ez az rs teht szlssgesen egyszerst s vadul sszerst. Br idnknt nagyot ugrom, ezt tudatosan teszem.

Azt kvnom bizonytani, hogy a vilgegyetem ltrejhet beavatkozs nlkl, nem szksges segtsgl hvnunk a Legfbb Lny hipotzisnek egyik vltozatt sem. Be kell azonban ltnom, hogy aki brmilyen rtelemben vallsos, hitben nemigen ingatja meg az enymhez hasonl rvels. Ennek ellenre remlem, legalbb is elismeri, hogy a tudomny rendkvl hatkony, s a hatrn van annak, hogy mindenre magyarzatot adjon - feltve, hogy eltekintnk (amint szerintem el kell tekintennk) a vilg rendeltetsnek krdstl.

Arra szmtok, hogy elszr csupn a lapok jobb oldalt fogjk elolvasni. A lapok bal oldalval az a clom, hogy eloszlassam a homlyt (ahol tudom; azonban egyre ritkbban, ahogy elbbre tartunk a tmban), s megadjam a gondolatok forrst. Igyekeztem egyszer forrsokra hivatkozni, csak akkor folyamodtam tuds tanulmnyokhoz, ha cserben hagyott a Scientific American.

A knyv magva a kaliforniai Claremontban, a Harvey Mudd College-ban tartott eladsom. Szmos tdolgozson esett t; felhasznltam John Polkinghorne, Martin Rees, Michael Rowan Robinson, valamint John Wheeler tancsait s ellenvetseit. (A felsoroltak mindegyiktl klcsnztem tleteket, de nem mindnyjan osztjk sszes nzetemet.) A kzirat s jmagam mint mindig - sokat ksznhetnk Michael Rodgersnek, a szerkesztnek, aki tmaszunk volt a kiads bonyodalmai kzepette.

Lincoln College P. W. A.

Oxford

1981

KZENFEKV DOLGOK

Utazsra hvom szellemket. A megrts tjn eljutunk majd a tr, id s rtelem hatraihoz. Az t sorn azt fogom bizonygatni, hogy semmi sincs, ami ne lenne felfoghat, semmi sincs, ami ne lenne megmagyarzhat, s vgl is minden rendkvl egyszer.

{A knyvben szerepl legtbb gondolatot msok eszmibl mertettem. Ezen jegyzetek kzreadsval szeretnk elkpzelseiknek adzni, ugyanakkor htteret is biztostani az rvels gerinct kpez csapongsokhoz, elmlkedsekhez s alkalmanknt tlzsokhoz.}

A vilgmindensg j rsze nem szorul magyarzatra. Pldul az elefntok. Ha mr a molekulk megtanultak kzdeni s sajt kpmsukra jabb molekulkat ltrehozni, akkor az elefntok s mindazok a lnyek, amik hasonltanak az elefnthoz, megindulnak, hogy a pusztban bklsszanak. Lebilincselk a trzsfejlds rszfolyamatai, de lnyegtelenek. A verseng, jratermeld molekulknak pedig idvel elkerlhetetlenl ki kellett alakulniuk.

{A Scientific American evolcinak szentelt szmban1 rdekes lerst tallhatjuk a biolgiai alakzatok kifejldsnek az snylkbl. Leghatsosabban Richard Dawkins2 mondja el, hogy hogyan fejldtek a kezdetleges lnyek azz, amit itt felletesen elefntnak (s embernek) nevezek. Kifejtett nzetei szerint az a biolgiai rendszerek alapvet clja, hogy biztostsa a gn, a minden egyes sejt ltal hordozott kdolt informcimennyisg tllshez s folytonos fejldshez szksges kzeget.}

Az elefnthoz hasonl dolgok egyike lesz az ember. ugyangy nem meglep. Ktsgtelen (de nem szksgkppen megjsolhat), hogy ha a molekulk egyszer mr rkaptak a szaporodsra, valahol (a mi esetnkben itt a Fldn) ember alak s mkds szervezetekk is sszellhatnak, s ezeket az embereket egy nap szintn a mezn vagy erdn talljuk bklszni. Sajtos, de vgs soron nem meglep tulajdonsguk, hogy kpesek vlemnyt alkotni a mindensg termszetrl, terjedelmrl, szerkezetrl s eredetrl; valamint - csak gy mellkesen - tadhat kpzeteket tudnak kiagyalni, s ebben rmket lelik.

A versengs, tlls s szaporods kpessgvel felruhzott molekulk megjelense nem meglep. Nem tagadhat, hogy kifejldhetnek, ha biztostunk szmukra sszetevket megfelel arnyban, tarts meleg krnyezetet s elegend idt.

{Klnbsget kell tennnk tagadhatatlan s megjsolhatatlan kztt; bizonyos szempontok szerint a vilg olyan kuszn bonyolult, hogy taln soha nem teszi lehetv a tudomnyos jslst. Nzzk pldul annak valsznsgt, hogy egy szemly DNS-nek alapos ismeretre tmaszkodva megllapthatjuk szemlyisgt. Br mg az ilyen bonyolult tulajdonsgok esetn is beszlhetnk lehetsges megjsolhatsgrl, mivel ismerjk alapjainak vzlatos jellemzit, s ez a tudsunk egyre fejldni fog.}

A kis molekulk megeszik a kisebbeket, ezzel nagyobbakk fejldnek, noha nem mindig egyrtelm, hogy melyik ette meg a msikat. A kis molekulk tkzs rvn tpllkoznak, s sszekoccansukbl hol egy nagyobb molekula keletkezik - tbb atom kapcsoldik ssze -, hol az eredeti molekula egy atomjt helyettesti egy j atomcsoport. Idnknt a pkhlba fogott lgyhez hasonlan egy molekula szinte teljes egszben begyazdik az eredeti molekula atomjainak hlzatba. Az ilyen lakomk gyztesei msok bekebelezsvel folytatjk; a sikeres lakomk az ebd elkltsnek mind bonyolultabb mdjait alaktjk ki. Ez a bonyolds vgl olyan magas fokot r el, hogy a valban sikeresek hzillatknt tartjk az alrendelteket, s zablsukat mr filozfiai s gazdasgi megfontolsok vezrlik.

{A megfelel helyen sokkal tbb szt ejtek a lezajl kmiai folyamatokrl. Oldatokban sokkal kifinomultabb folyamatok mennek vgbe, mint gzokban; ppgy, ahogy sokkal kifinomultabb termkeket eredmnyez a kertszkeds, mint egy kzlekedsi baleset. Az oldatban a folyamatra ksz szvevnyessgnek ksznheten fennll az sszetettsg lehetsge - gy mdosulhat egy-kt kts a molekult felpt tbb ezerbl.3, 4}

Mg a kis, el nem bonyoldott molekulk sem rdekesek. Ktsgtelenl ltrejhetnek, ha megfelel atomok llnak rendelkezsre, hiszen egy kis molekula nem ms, mint nhny sszetapadt atom; az atomok pedig sszetapadnak. Ha vannak atomok, s md knlkozik, molekulk is lesznek; s ha a molekulk nedves, meleg helyen tanyznak, elbb-utbb lesz bellk elefnt is.

Biztos vagyok benne, hogy mr ltjk, merre tartunk. Tegyk fl, hogy az olvas nekilt egy vilgegyetem megtervezsnek. Ha mindenhat, kidolgozhatja az sszes kis s nagy llny rszletes lerst. Ha a mi mai vilgegyetemnket kvnja megtervezni, kidolgozza az elefnt lerst is. Kiderlt azonban, hogy a bolygnkon adott, versengsre s jratermeldsre kpes molekulk bolygnk krnyezeti trtnelmnek ismeretben elkerlhetetlenn teszik az elefntok ltt, gy, ha az olvasnak nem kell sietnie a teremtssel, legegyszerbb, ha kzd molekulk tmegt dolgozza ki, sszehozza ket, knyelembe helyezi magt, s vr. A leszrmazottak kztt egy id mlva lesz elefnt, s lesz ember.

A bonyolult molekulk a bolygkat benpest egyszerbb atomcsoportokbl alakulnak ki, gy a recept mg tovbb egyszersthet. Mg ez az egyszersts is egyszersthet, mivel ha csupn a kmiai elemeket s taln nhny kls felttelt r el, akkor is elbb-utbb lesz elefnt.

Ezek szerint a kvetkez krds addik. Tegyk fel, hogy valaki vgtelenl lusta, de teremt szeretne lenni; mi az a legkevesebb elrs, amivel mg menni fog a dolog? Valban meg kell rendelnie szzegynhny klnbz atomot? Vagy van r md, hogy csupn maroknyi valami meghatrozsval - ha ezek elegend mennyisgben lteznek - eljusson a kmiai elemekhez, majd az elefnthoz? Visszavezethet az egsz mindensg egy egyedli ltezre, amely - ha megfelelen rja el - mindenkppen elvezet az elefnthoz? Vagy valjban (mert vgtelenl lusta) mg ennek az els lteznek a meghatrozst is megtakarthatja? Ha gy van (s kzel jutunk ahhoz, hogy belssuk, valban ez a helyzet!), akkor nem is lesz semmi szerepe a sajt vilgegyetemnek megteremtsben.

{Az elemek kialakulsrl - a nukleoszintzisrl - kzrthet lerst kzl a The Cambridge Encyclopaedia of 'Astronomy.5 Rviden: az srobbans, a Nagy Bumm hozta ltre a vilgegyetemben a hidrognt s a hliumot. A nehezebb atommagfajtk a csillagok belsejben, a hsgben alakultak (s alakulnak) ki, s a csillag letciklusnak klnbz szakaszaiban bekvetkez robbansok sorn szrdtak szt az univerzum tbbi rszben.}

{Senki sincs mg abban a helyzetben, hogy biztos lehetne a kozmognia alapkrdsnek (a vilgegyetem ltrejttnek) vgs megoldsban, gy figyelmeztetnem kell az olvast, hogy az rvels egyre inkbb feltevsekre tmaszkodik. Mg a valamilyen rtelemben megalapozott gondolatokat meglehetsen egyszer clratr nyelven kifejezni, nehz egyszersteni a mg nem pontosan krlhatrolt eszmk kifejtst.

Knyvem alapjn kt kvetkeztets vrhat. Az egyik, hogy a feltevsek sszefondnak a tnyekkel. Megksrlem jelezni, hogy mikor mirl van sz. A msik, hogy (legalbb) a vgn szinte biztosan kielgletlensget rez majd az olvas. Ez azrt van, mert a kozmognirl mg nem tudjuk a teljes igazsgot, gy nem remlhet ms, mint elnagyolt vgeredmny. Gondoljanak mindig arra: megprblom megmutatni, hogy fel lehet tenni a kozmognia slyos krdseit; ezek egy rszre megadhat a vlasz, msik rszkre a tudomny jelzi, hogy a kzeljvben mifle vlasz vrhat.}

Mostanra tisztn kell ltnunk feladatunkat. Azon a nyomon kell elindulnunk, hogy a teremtsben senki sem mkdtt kzre, egyltaln nem volt semmi beavatkozs. A kezdethez egyedli vezrfonalknt szinte biztosak lehetnk abban, hogy a vgs vlasz a lehet legegyszerbb, hiszen ha mindenki alszik (vagy senki sincs jelen), csak valami tkletesen egyszer dolog jhet ltre. Ez azt sugallja, hogy a vilgegyetemben az alapvet egyszersg nyomait kell kutatnunk. Ezt keresve nem szabad szem ell tvesztennk, hogy a bonyolult viselkeds csalka lehet, s a bonyolultnak tn megjelens lehet egyszer dolgok lncolatnak eredmnye.

Ezzel el is indulhatunk. Utunk sorn arra a meggyzdsre kell tmaszkodnunk, hogy minden rthet, s vgl majd semmi sem marad, ami kls magyarzatra szorulna.

{Hoyle6 bemutatja, mibl ll a vilgegyetem, s ez hogyan hatrozhat meg. A nukleoszintzist is rszletesebben trgyalja, mint a korbbi hivatkozs. Nigel Calder7 ltalnosan, npszeren s nagyon lebilincselen rja le az univerzum felptst, ekzben egyszeren szmot ad az elemek szrmazsrl is. A csillagkzi porra val utalsom taln az - szellemesebb - megjegyzsnek tirata: Bizonyos rtelemben az emberi testet is csillagkzi por pti fel. (32. o.)}

A vilgegyetem termszetrl alkotott felfogsunk abban a kszsgnkben gykerezik, hogy annak alkotrszeit szrevegyk, megfigyeljk s rendszerbe foglaljuk. szrevesszk pldul, hogy minden ugyanabbl az anyagbl ll. Az llatok nvnyeket esznek, s a folyk vizt isszk. A nvnyek a hegyeket eszik. Az elpusztult llatok ksbb hegyek s nvnyek rszeiv vlnak. A halott csillagok elkrgesedett trmelkei valamikor ksbb s valahol bolygknt hegyeket rgyeznek. Minden ugyanazon anyagbl pl fel, s minl messzebb tekintnk a tvolba, annl kisebb eslyt adhatunk annak, hogy msutt valami ms tallhat. Csillagkzi porbl vagyunk, s csillagkzi porr lesznk.

szrevesszk, hogy ltezik egy vilgmindensg. Ezen sokkal tbbet rtek, mint hogy szik az rben nhny csillagrendszer, s az egszben mi is benne vagyunk. Az volt az egyik legnagyobb felfedezs, hogy a vilgegyetem mrhet, s hogy van rtelme mretrl s korrl tprengeni. Az univerzum mrhetsgnek felismersnl nem maga a mrs hozta a forradalmat, hanem az, hogy a kiterjeds s idtartam ltezse rvn belebotlottunk a tr korltainak s az id hatrainak krdsbe. E krdsek feltevse els lps megvlaszolsuk fel, hiszen ha elgondolkozunk azon, hogy van-e rtelme a tr korltain tl vagy az id kezdete eltt lv dolgokat krdezni, kzelebb kerlnk magnak a trnek s idnek a termszethez. A megrts kulcsa, hogy azonostsuk s felfogjuk a legelemibb ltezt.

{A vilgegyetem mretnek becslsre, a mrs mdszerre s tartalmnak felsorolsra sok mshoz hasonlan j forrs a Cambridge Encyclopaedia. Mrs. Beaton felfoghatatlan lptkben megadja8 egy univerzummodell receptjt. A mai kora 1010 v, ennek alapjn a jelenlegi sugr 1,3*1010 fnyv (1,2*1026 m). A srsg kzprtke 1,4*10-29 g/cm3 (ami tlagban kbmterenknt krlbell egy atomnak felel meg), s a teljes tmeg mintegy 5,7*1056 g. Krlbell 2,9*1023 csillag 1011 tejtrendszerben oszlik el. A vilgegyetem 5 msodpercenknt krlbell a mi tejutunk trfogatval tgul. Ez gy folytatdik az elkvetkez mintegy 5*1010 ven t. Ezen mennyisgek kritikai ttekintse szintn hozzfrhet.9'10}

Nem fontos, hogy nagynak vagy kicsinek vljk a megfigyelhet vilgmindensget. Az ember mrethez arnytva bizonyra hatalmas. Az ember azonban nem kzponti jelentsg, gy nem tekinthetjk elsrend mrtkegysgnek. Ha megfelelen nagy lptket vlasztunk, a mindensg mrhetetlensge is kezelhetbb vlik. Egy elg nagyvonal nzpont feloldja a vgtelensg keltette elfogdottsgot. Az elfogdottsg bnt. Kpzeljk a vilgegyetemet egymternyi tmrj porcsomnak! Minden porszem egy tejtrendszer. Mindegy, hogy hol, itt lnk valahol a porcsom egy egsz kznsges tejtjnak egszen kznsges csillaga mellett.

Minden egyes jszaka tanskodik rla, hogy a mindensgnek volt kezdete, de legtbbnk anlkl hasznlja - fjlalja vagy lvezi - a sttsget, hogy szrevenn az j leple alatt rejtz tudst.

Egypercnyi gondolkods elg annak beltsra, hogy az j sttje kizrja az rkkvalsg egyik felt. Ha az univerzum vgtelen s rkkval lenne, csillagfnyt ltnnk, akrmerre nznnk. Csillag ragyogna az gbolt minden pontjn, s az egsz g gy fnylene, mint a Nap fellete. A Napot mg nappal sem tudnnk megklnbztetni fnyl httertl. De jjel stt az gbolt, s fekete htteret ltunk a csillagok kztt! Ezrt a vilgmindensg nem lehet sem vgtelen, sem rkkval. Ezen a pldn lemrhetjk, hogy egy kzhely jelentsnek felismerse j mederbe terelheti gondolatainkat.

{Ez az Olbers-paradoxon.11,12 A paradoxon azon alapul, hogy a csillagok vges mrettel rendelkeznek, s ha egy megfigyeltl tetszleges irnyban egyenest hzunk a vgtelen trbe, az elbb-utbb egy csillag felsznbe tkzik. Ennek sorn feltteleztk, hogy a vilgegyetem vgtelen kiterjeds, vgtelen kor, trben egysges s nyugalomban van. Szmos t knlkozik a paradoxon feloldsra. Pldul ha az univerzum vges, nincs tbb csillag egy adott tvolsgon tl, gy a megfigyel szembl kiindul egyenes vonalak nem tallkoznak csillagokkal. Hasonlan, ha a vilgmindensg vgtelen, azonban kora vges, a tvoli csillagok fnynek mg nem volt ideje hozznk eljutni. A paradoxont sokkal szvevnyesebben oldja fel a korszer tudomny, amint sok mst is az ltalnos relativits s kozmolgia terletn, ahol megszokott fogalmak, gy az idtartam s tvolsg is, elvesztik egyszersgket. A mai felolds elveti a nyugv vilgegyetem feltevst.12}

Egy lesebb elme tbb ismeretet is leszrhet a sttsgbl. szlelheti, hogy a vilgegyetem ltalnos tgulsa hogyan nyjtja meg a tvoli csillagok fnyt s hogyan cskkenti fnyerejket. A csillagszok tvcsveikkel valjban korbban szleltk ezt a tgulst, mint ahogy az les elme rjtt volna erre a tnyre. Lttk, hogy tvolodnak a galaxisok, hogy kiterjed a porfelh. Egszen termszetes, hogy ezt a tgulst a mltba is visszavettettk, s elkpzeltk, hogy a porfelh egy kzpponti robbanssal keletkezett. Ez a robbans volt a teremts.

De mi volt a teremtmny? A trben sztszrdott tejutak? Akkor azonban mi a tr? Mit tlt ki? Honnan jn? Maga a tr is tgul? Csupn a tr az, ami teremtetett? Miben tgul a tr?

szrevesszk, azt gondoljuk, hogy a mindensg nemcsak tr. Legalbb mi is benne vagyunk, s van mg ms is. A vilg termszetrl alkotott elkpzelstl megkveteljk, hogy helyet adjon a tartalomnak: atomoknak, (ltalnos rtelemben) elefntoknak s (valamilyen rtelemben) szellemnek is. Olyan valamibl kellett valahogy anyagot teremteni, ami semmire sem hasonlt. Szerencsre azonban az eredeti teremtsi ignyeink bonyolultsga cskkent, ahogy a tudomnyos vizsglds lehntotta az anyag szerkezett szemlltet hagymnkrl az egyes rtegeket. Mr nem kell szmot adnunk a bonyolult bels felpts elefnt ellltsrl. Gondunk most csupn az atomot alkot rszecskk ltrehozsa.

Tudjuk, hogy lteznek atomok, mert meg tudjuk ket nzni. Bonyolult szerkezet mikroszkpok kpet knlnak rluk, lehetv teszik a molekulk lefnykpezst. Fel is trhetjk az atomokat, s megnzhetjk, mi van bennk.

{A kvnalmaknak megfelelen mdostott elektronmikroszkp elg rzkeny ahhoz, hogy visszaadja az atomok kpt.13 A molekulk, klnsen a proteinekhez s DNS-hez hasonlan biolgiai jelentsggel rendelkez rismolekulk szerkezetnek meghatrozsra szolgl korszer eljrs a rntgensugr-elhajlson alapul. Az ennek sorn lthat foltokban csoportosul elektronokrl vilgosan megllapthat, hogy azok atomok elektronburkai.14 A tr-ion-mikroszkpia14 egyedi atomok kpt adja, s olyan pontossggal tudjk alkalmazni, hogy a megfigyel behatrolhat egy atomot, felismerhet formban elklntheti a minta felszntl vagy hasznlhatja valamilyen mdon.}

Az atomok nagyon nagyok; nagynak kell lennik, mivel annyi mindent tartalmaznak. Igaz, gyakran nagyon kicsinek vljk ket, de csak azrt, mert mi mg nagyobbak vagyunk (az elbb mondott oknl fogva). Milyen nagy egy atom? Ha az atommagot gondolatban embernyi mretnek kpzeljk, akkor ezt 100 km sugar gmbben hg elektronkd veszi krl, ez az atom.

Az atomok kls rtegnek thatolhatsga arra utal, hogy a kzponti mag gyengn tartja przon az t krlvev elektronokat. Ez a gyengesg magyarzza az letjelensgek gazdagsgt. Az atomok mr gyenge rhatssal eltvolthatk a molekulbl, gy az atomok j elrendezdse jhet ltre a rgibl. E gyengesgnek ksznhet, hogy a szerkezetek nem merevednek megvltoztathatatlan tmbb, hanem rzkenyen klcsnhatnak krnyezetkkel. Az atomok s molekulk laza, befolysolhat szerkezetei vltozhatnak, ha krnyezetk erre sztkli ket. Kemnyebb kts szerkezetekben csak az atom robbantshoz hasonl mrv sztkls okozna vltozst, gy nem alakulhatnnak ki az rzkels s tudatossg finomsgai. Utbbi esetben annyira rombol lenne a fejlds, amennyire pt a mi vilgunkban.

{Az atomok tmrjnek nagysgrendje 2 * 10-10 m. Ezt a mretet a mag s a krltte lv elektronok elektrosztatikus klcsnhatsnak erssge szabja meg. Az ert az a finomszerkezet-lland irnytja. Ennek rtke krlbell 1/137. Az atom tmrje -val fordtottan arnyos, gy ha annak rtke a meglvnek ktszerese lenne, nyolcszor srbbek s sokkal lnkebbek lennnek, mint most.15

Schrdinger16 ltalnosan s nmi egyszerstssel trgyalja a bonyolult lnyek felptshez szksges atomok szmt.}

{A trzsfejlds arnyait Freeman Dyson a kvetkezkppen sszegzi: Az let elmlt trtnelmre visszatekintve azt ltjuk, hogy krlbell 106 v alatt jn ltre egy j faj, 107 v alatt egy nem, 108 v alatt egy osztly, 109 v alatt egy trzs, s nem egszen 1010 vbe telik, mg az snylkbl kifejldik a Homo sapiens.17}

A molekula ingatag szerkezete lehetv teszi, hogy az anyagot krnyezetnek finom ignyei befolysoljk, gy a bonyolultsg elsajttsval szvevnyess fejldjk; amellett ez folyamatosan hozzjrul a fajra jellemz sszetettsg kialakulshoz is. Amg a szervezet molekuli krnyezetk ingereire vlaszolnak, addig a szervezet kpes az rzkelsre. Az rzkels kvetkezmnyei az rtelem kpzetei, amelyek az agyban lezajl atomi eltoldsok s molekulris szerkezetvltozsok megnyilvnulsai.

A vlasz rzkenysgnek htrnya, hogy mlkony. Korltainak csekly thgsa is gyilkos kvetelmnyekkel jrhat. A h melegt, de egy kszbn tl perzsel s get. Ezrt olyan knny meghalni.

{Ha egyb dolgok (s klnsen a krnyezet -tl fggetlenl hmrsklete) azonosak, de egy szzalkkal nagyobb, az ember kialakulshoz ktszer annyi idre lett volna szksg. Ha viszont a tnyleges -rtk ktszeresvel szmolnnk, az ember nem 1010, hanem 1062 v alatt jnne ltre; ez lnyegesen tbb, mint a vilgegyetem mai kora (1010 v). A magban hat erk mintegy szzszor ersebbek az elektrosztatikus ernl, s az atomrobbanskor s a csillagok belsejben fellp szlssgesen magas hmrskleti krnyezettl eltekintve elhanyagolhatan kevs vltozs fordult volna el. Az rtknek vltozsa szmos kvetkezmnnyel jr, s ahogy haladunk, egyre tbbel tallkozunk.18}

Az atom kls rsze olyan tartomny, amelyben enyhe erk tartanak rendet. A mag tarts lte azonban azt mutatja, hogy kemnyebb erk is lteznek, melyek az atom legbels rszn hatnak. A mag alkotelemeit csak sokkal ersebb knyszer kpes tmr csomban egytt tartani. A mag talaktsa ppen ezrt mind energetikai, mind gazdasgossgi szempontbl sokkal erteljesebb vllalkozs, mint a kmiai vltozs, ezrt vallott kudarcot az alkimistk minden btortalan prblkozsa a kmiai elemek talaktsra.

A magot sszetart ers knyszer minden bizonnyal csak igen kis tartomnyban hat, egybknt mr egy kupacba rntotta volna az egsz vilgegyetemet. Igaz, hogy ers knyszer uralkodik a knny elemek apr magjaiban, de az urnium esetben - amelynek magja tbb szz rszecskt tartalmaz - kezdi elveszteni uralmt, s a mag bomlsnak indul. Az eredmny trsadalmi hasznossga azon mlik, hogy az urn sztesse vaktban trtnik-e, vagy ellenrztt s szablyozott mdon.

Az elefnt szerkezete mlyn a testt felpt molekulk llnak. A molekulk szerkezett gyengn sszefgg atomjaik adjk. Az atomok elektronfelhre s ennek kzepn a magra oszthatk.

{A mai rszecskefizika kzrthet ttekintse megtallhat J. C. Polkinghorne knyvben.19 Ezt azutn rta a szerz, hogy a matematikai fizika tanri katedrjt anglikn papi hivatssal vltotta fel. Nigel Calder7 korbban emltett, nagyszer stlus, fantziads rsa knnyebb bevezet. Klnsen j benne az erk termszetnek s az egyre inkbb elemi rszecskk szerepnek lersa.}

A mag is felbonthat szoros ktsben ll proton- s neutroncsomra. Soha nem jutunk el a hagyma kzepig?

{Kell lennie valami bels szerkezetnek, ami klnbzv teszi az eddig azonostott sokfle kvarkot. A kvetkezk sorn egyik teendnk valamifle elemi sszetev felkutatsa. Ezek a megjegyzsek nem zrjk ki annak lehetsgt, hogy az igazn vgs alkotelemek a kvarkoknl egyszerbb csoportokba szervezdnek, ily mdon maguknak a kvarkoknak is lehet bels szerkezetk, annak ellenre, hogy trbeli kiterjedsk nincs.}

De gy tnik: igen. Ismernk egy tovbbi rteget: azt, amihez a proton feltrsvel prblunk eljutni. A protont nem sikerlt darabokra trnnk (ez fontos krlmny), mgis felismertk benne sszetevit, a kvarkokat. gy ltszik, a kvarkoknak - akrcsak az elektronoknak - nincs trbeli kiterjedsk s alkotelemeik: terjedelem nlkl, bels nlkl lteznek. Valsznleg a vgs egyszersgig rtnk el, majdnem meghmoztuk a hagymt. Hiszen minden, aminek szerkezete van, mg tl bonyolult ahhoz, hogy pratlanul egyszernek lssuk. Mg a legelemibbnek vlt bonyolultsg is (mint a trbeli kiterjeds) csak az sszetett dolgok tulajdonsga lehet, nem pedig olyasmi, ami a maga oszthatatlan teljessgben jelenik meg.

Gondolom, rdemes sznetet tartanunk, hogy sszegezzk llspontunkat. A vilgegyetem receptje j ton van az egyszersds fel. gy tnik, szksgnk van kvarkokra, elektronokra, taln egy-kt ms ltezre rajtuk kvl, valamint nhnyfle erre mindezek klnbz szilrdsg sszetartshoz. Mg ez a recept is tl bonyolult s nem tkletes. Tl bonyolult, mert megkvnja, hogy meghatrozzuk s megteremtsk a mindensg legalbb fl tucat sajtossgt; s nem ezt rtjk azon, hogy rendkvl egyszer. Csalka ltszlagos egyszersge is, mivel a bonyodalmakat az elnevezsek mg rejti. Csak akkor mondhatjuk, hogy igazn felfogtuk a fogalmak rtelmt, ha tudjuk, igazbl mit is jelent egy-egy olyan sz, hogy er", elektron" stb. A nevek csak kdok; ismers csengsk csupn a megrts ltszatt kelti.

Tovbbi utunk vilgosan ki van jellve. Meg kell vizsglnunk a belopott fogalmak megszokott jelentst, amelyet szeretnk magtl rtetdnek elfogadni. n amellett vagyok, hogy a megrts legmlyebb szintjn ezen szavak legtbbje nem mond semmit, csak azrt tapasztunk hozzjuk jelentst, hogy meg tudjuk ragadni a jelensget, s gy lehetv vljk a trsalgs a tmrl. Megksrlem kimutatni, hogy a vilg mkdsnek megrtsben els pillantsra dntnek ltsz fogalmak legnagyobb rszt elejthetjk. Miutn a felesleges jrulkok eltntek, megmarad, amit igazbl hasznosthatunk, s ez szinte semmi.

{A nevek kt csoportba oszthatk. Az egyikbe olyan kifejezsek tartoznak, amelyekrl az a benyomsunk, hogy tudjuk, mire gondolunk. Ezen olyan megszokott fogalmakat rtek, mint az elektromos tlts. Mindenki tudja, mi az elektromos tlts (mindaddig, amg el nem kell magyarznia). A msik csoport kifejezseit azonmd szokatlannak fogadjuk el, mivel olyan otthonos, megszokott elnevezsek ironikus kifordtsai, mint szn, z, furcsasg vagy bj. Egyesek ellenzik ezt a kedlyes szaknyelvet, kt szempontbl azonban j mgis. Egyrszt szrakoztat, s ez nem idegen a tudomnytl. Msrszt az ilyen nevek flrerthetetlenl jelzik, hogy csupn tovbbi tisztzsra szorul kdszavak.}

Els tjkozdsi pont

tra keltnk, hogy felfedezzk a vilgegyetem alapvet termszett s ltrejttnek mdjt. n gy vlem, hogy a mlyn valami vgletes egyszersg rejtzik; feltehet, hogy a bonyolultsg s gazdagsg, amit ltunk, csoportba szervezdtt elemi dolgok eredmnye. Azt is gondolom, hogy a teremtskor csak a legegyszerbb dolgok jhettek ltre, gy - brki volt is - knny munkt vgzett a teremt. Azt az tletet ddelgetem, hogy a teremts magyarzatnak egyedli mdja az, hogy a teremtnek nem volt semmi tennivalja, gy nem is kellett lteznie. A bonyolult dolgokat egyszerre visszavezetve nyomra bukkanhatunk a vgtelenl lusta teremtnek; a teremtnek, akinek semmi dolga nem volt a teremtssel, gy remlem, az t vgn rbukkanunk annak lehetsgre, hogy miknt hagyhatjuk a semmibe illanni a nem ltez teremtt, aki ezltal eltnhet a sznrl.

Figyelmnket a vltozsok okaira fordtjuk, hogy kihmozzuk a kzhelyek igazsgt, s megmutassuk, hogy a ltszlagos bonyolultsg szervezett egyszersget takar. Igazolni fogom, hogy a legegyszerbbtl a szlssgesen bonyolultig - pldul a lehlstl a vlemnyalkotsig - minden vltozs ugyanazon elemi esemnyek feltrse az rzkelt vilgba. Meg fogjuk ltni, hogy a krlttnk s bennnk zajl minden esemny hajtereje a cltalan feloldds a zrzavarban.

MIRT VLTOZNAK A DOLGOK?

Sokfle vltozs ltezik. Egyszer vltozs pldul az, amikor megnyugszik a pattog labda, vagy megolvad a jg. Vannak sszetett vltozsok: az emszts, nvekeds, szaporods, hall. Olyan vltozssal is tallkozunk, ami vgtelenl szvevnyesnek ltszik; ilyen a vlemnyalkots, az tletek kibontakozsa vagy elvetse. Br a megnyilvnulsi formk klnbznek, igazbl minden vltozs kzs forrsbl ered. Mint minden alapvet tny, ez a forrs is tkletesen egyszer.

A clirnyos, szervezett vltozst - pldul a meglhetst, termelst vagy vlemnyalkotst - ugyanazon tendencia hvja ltre, mint ami lelltja a pattog labdt vagy megolvasztja a jeget. Azt kvnom igazolni, hogy minden vltozs alapja ugyanaz: sszeomls a zrzavarba. Ltni fogjuk, hogy amit clnak vagy oknak gondolunk, az visszavezethet a cl s ok nlkli sztessre. A hanyatls tpllja a vgyat s a beteljeslst is.

A vltozs mly oka a romls. Az energinak nem a mennyisge, a minsge romlik. Meg fogom magyarzni, mit rtek j minsg energin; egyelre kpzeljk azt, hogy a j minsg energia helyhez kttt, s kpes vltozst elidzni. Mikzben vltozst okoz, sszeoml krtyavrhoz hasonlan sztszrdik, kusza rszekre bomlik, ekzben elveszti kezdeti hatkpessgt. A kavarodsban val sztfoszls ltal az energia minsge romlik, nem a mennyisge.

{Minsg? Mi a minsg? Ezt a szakkifejezst Freeman Dyson20 vezette be. Egyelre a lokalizlt energit tekintsk olyan energinak, amely hatsosan munkra foghat, gy bizonyos rtelemben j minsg. A munkra a rendezett, a hre a vletlenszer mozgs jellemz. Minden vltozs sorn feloszlik az ersen kzpontostott energia, s a tovbbiakban nem tekinthetjk gy, hogy meghatrozott helyhez ktdik. Dyson (idzett cikkben az 52. oldalon) rdemk szerint rangsorolja az egyes energiaflket. A listt a tmegvonzsi energia vezeti, ez a legjobb minsg. A sor vgn a mikrohullm kozmikus sugrzs kullog. Ez utbbi a vgs hhanyatlsnak felel meg, s az energit valsznleg nem lehet ennl jobban lefokozni.}

E hanyatls megzabolzsnak ignye azonban nemcsak az rtelmes lnyek kultrjban jelentkezik, hanem a vilg s a tgabb vilgegyetem minden esemnyben. Ez magyarzza az sszes szrevehet l s lettelen vltozst. Az energia minsge egy lassan lejr rugra hasonlt. A minsg nmagtl romlik, amint a mindensg rugja lejr. A minsg nmagtl cskken, s az nkntelen cskkens egy bonyolult gp egymsba kapcsold fogaskerekeihez hasonlan hajtja a krnyezetnket s bensnket tszv folyamatlncot. Az sszekapcsolds olyan bonyolult, hogy idlegesen itt-ott visszaszorulhat a zrzavar, s - amikor egy katedrlis pl, vagy felcsendl egy szimfnia felragyoghat a minsg. Ezek azonban mindig csalkn tmeneti s helyi jelensgek, mert a vilg mlyn menthetetlenl jr le a rug. Minden dolog hajtereje a szndktalan, cltalan hanyatls.

Ahogy emltettem, az energia minsgn sszpontosultsgnak mrtkt rtjk. A lokalizlt energia j minsg, hasznos energia. A kuszn sztfoszlott energia rossz minsg, hasznlhatatlan energia. sszpontostott energival lehet valamit kezdeni, de amint sztoszlik, elveszti vltozst elidz kpessgt. A rendezetlen feloszls jelenti a minsgi rtkcskkenst.

{Ezt a fejezetet az entrpia14 szelleme hatja t. Ez a termodinamika msodik fttelnek vilga; rtelmezse megtallhat a termodinamika molekulris alapjait trgyal brmely knyvben. A termodinamika msodik fttele a vltozsok irnyval kapcsolatos tapasztalatok sszegzse, s sszhangban ll azzal az szrevtellel, hogy ha brmi vltozs trtnik, ezzel nvekszik a vilg entrpija. Ez viszont annak az szrevtelnek felel meg, hogy nvekszik a rendelkezsre ll energia eloszlsi mdjainak szma.}

Most bebizonytom, hogy ez a feloszls vgl is termszetes, szndktalan s cltalan. nmagtl, termszetesen megy vgbe, s ekzben vltozst okoz. Ha hirtelen mdosul, rombol. Ha esemnyek lncolata rvn szrdik szt, olykor civilizcit is eredmnyezhet.

Termszetes, hogy hossz tvon minden energia sztoszlik; ez belthat, ha az atomok tmkelegnek tlekedsre gondolunk. A szk trrszre sszpontosult energia a tmeg mlybe zrt lnk mozgsnak felel meg. Az atomok tkzsk sorn tadjk energijukat, s szomszdaikat is lkdsdsre ksztetik; gy hamarosan sztszrdik a gerjeszts, akrcsak kevers sorn egy csomag krtyalap sorrendje. Nagyon kis esly van arra, hogy a sztoszl nyzsgs forrsa eredeti helyzetbe rzdik vissza, s a tbbi vidk nyugalomba kerl. Az ok nlkli, rendszertelen koccansok ltal elidzett megvltozs visszavonhatatlan.

{A cltalan kborls pldjn belthat, hogy a vletlenszer tkzsek megfordthatatlan vltozsokat eredmnyeznek. Lssunk egy egyszer esetet! Vizsgljunk egy olyan trgyat, amely egyforma valsznsggel lphet balra s jobbra. Br nem ll mdunkban megfigyelni, hogy egy adott rszecske milyen irnyban tette meg az egyes lpseit, azrt megjsolhatjuk annak valsznsgt, hogy meghatrozott szm lps megttelre elegend id utn valamely rszecske valamilyen tvolsgra lesz a kiindulsi ponttl. Ha kezdetben egy sereg trgyat halmozunk fl egy helyre, akkor - mivel folyamatosan lpdelnek balra vagy jobbra - egy id mlva egyesek mr nagy tvolsgra jrnak (lehetsges pldul, br nem valszn, hogy egy-egy trgy mindig csak balra vagy mindig csak jobbra lpett), a tbbsget azonban az induls krzetben talljuk meg. A kezdpont npessgnek cscsrtke idvel egyre jobban eloszlik, s elhanyagolhat annak valsznsge (de tnylegesen bekvetkezhet), hogy a kezdeti sereglet egyidejleg ismt a kiindulsi helyre halmozdik fel. gy a vletlenszer szkkensek sornak eredmnye visszafordthatatlan vltozs. Ezen egyszer tlet tovbbvitelvel bonyolult tvesztk sort trhatjuk fel.21'22}

A forr fm hlsnek egyszer folyamatrt is ez a sztszrdsra val termszetes hajlam felels. A tmb atomjainak lnk rezgsbe zrt energija sztfolyik a krnyezetbe. Egyes tasztsok brmelyik irnyban lehetv tesznek energiatadst, azonban annyival tbb atom van a krnyez vilgban, mint magban a tmbben, hogy az anyagtmb kezdeti energijt tetszleges id elteltvel igen nagy valsznsggel a krnyezetbe sztszrdva talljuk (vagyis nem talljuk).

A vgkifejlet a cl tveszmjt kelti. Azt gondolhatjuk, vannak okok, melyek egyik vagy msik vltozs elfordulst segtik el. Azt gondolhatjuk, oka van annak, hogy az energia felhalmozdsnak helyn egy adott vltozs kvetkezzk be (pldul egy bimb kinylsa mint szerkezeti vltozs); de minden eset gykernl a sztszrds okozta hanyatlst talljuk.

Tegyk fel, hogy egy test sokkal tbb lehetsget biztost az energia felhalmozsra, mint brmely msik. Ennek kvetkeztben ebben a testben lesz a leggyakoribb az tkzs s tolongs. Ha kezdetben mshol volt is az energia csompontja, az energia ksbb olyan trgyban fog felgylni, amely erre a nyzsgsre a legsrbben tall lehetsget. Az alkalmi megfigyel, azon csodlkozvn, mirt vlasztotta az energia azt a trgyat, arra a kvetkeztetsre juthat, hogy ezzel valami clja van, s megprblja a clt kiderteni. Mi azonban mr ltjuk, hogy az odajuts nem tvesztend ssze az odajutni akarssal.

{gy tekinthet, hogy az energia csomagokban, kvantumokban rkezik, trolsa sorn pedig a molekula klnfle mozgsaiba, illetve atomjainak elrendezsi mdjba rejtzik.15 A molekulaegyttes vagy molekula sszetteltl fgg, hogy sok energit tud-e trolni. Az energia annyiflekppen helyezkedhet el egy bonyolult molekulban, hogy az valsgos labirintus az energia szmra: mintha a molekuln bell hossz ideig kellene botladoznia, mg kitall a krnyezetbe. Ennlfogva ha a krnyezetbl vletlenl belekerl az energia, gy tnik, mintha a molekula csapdba ejtette volna. Az energia ennek ellenre sztszrt marad, csupn annyi helyen tartzkodhat a molekulban, hogy azt a kpzetet kelti, mintha jobban szeretne benne lenni, mint mshol.}

A hely, llapot, sszettel s vlemny megvltozsnak gykere mindig sztszrds. De ha ez a sztszrds abba a tartomnyba tereli az energit, ahol az a legzavarosatban kpes viselkedni, ez esetleg nem egyszeren sztterls, hanem sajtos trekvs kpzett keltheti. Mlyebb szinten azonban eltnik a cl ltszata, s kiderl, hogy vak vletlen vndorlsa sorn olyan helyre vetdtt az energia, ahol sok bolyonghat, s ott is idzik mindaddig, amg jobb lehetsge nem nylik a bklszsra.

Az esemnyek a tlnyom valsznsgek megnyilvnulsai. A labda pattogstl az istenek feltallsig a termszet minden esemnye ezen egyszer elv megnyilvnulsa. Nem szabad azonban tovbbmennnk a valsznsg sz mellett. Az energia vletlenl vissza is ugrlhatna eredeti elrendezdsbe, s jjszervezdhetne a kezdeti szerkezet. Az energia vletlenl visszaramolhat a krnyezetbl a trgyba; gy azt szlelhetn a megfigyel, hogy nmagtl felmelegszik egy hideg vasdarab, vagy jra felpl a krtyavr. Ezeknek a lehetsgeknek azonban olyan kicsi az eslyk, hogy figyelmen kvl hagyhatjuk, mert teljesen valszntlenek. Br mindez valszntlen, mgsem lehetetlen.

{Minden termszetes vltozs megfelel az entrpia nvekedsnek, s a vilgegyetem trtnetnek ltni val megfordthatatlansga azon alapul,22,23 hogy vgletesen valszntlen, hogy az energia, az atomok s molekulk korbbi helykre s szerkezetkbe lljanak vissza.}

Egyes folyamatok msoknl sokkal hatrozottabban leplezik a vltozsra val hajlamot altmaszt vgs egyszersget. Knny megmagyarzni, hogy a lehls termszetes tkzsek s sztszrdsok eredmnye. m a trzsfejlds, szabad akarat, politikai becsvgy s ellensgessg a mlyre temetve elrejtik lnyegi egyszersgket. Ennek ellenre, ha rejtve is, minden teremts rugja a bomls, s minden cselekedet a romlsra val termszetes hajlam tbb-kevsb tvoli kvetkezmnye.

Az energia zrzavarra val trekvse a kmiai folyamatok kzvettsvel alakul t szeretett vagy kzdelemm. Minden tevkenysg klcsnhatsok lncolata. A gondolkodstl az egyszer tleten s dntsen t a tettig, minden akci rugja a kmiai reakci.

A kmiai reakci lnyegben atomok trendezdse. Az atomok egy elrendezdse egyfajta molekult alkot, egy msik - esetleg nmi kiegsztssel vagy nhny atom elhagysval - egy msikat. Vannak folyamatok, melyekben a molekula csupn formjt vltoztatja; olyanok is, ahol egy molekula maghoz hzza, magba olvasztja egy msik molekula egyes atomjait, gy bonyolultabb szerkezetv vlik. Ms esetekben rszben vagy egszben magt az sszetett molekult faljk fl, gy az msok szmra vlik atomok forrsv.

{Egyszer kmiai reakci pldul egy kszndarab elgetse. Els pillantsra a folyamat nem ms, mint hogy a kszn sznatomjai sszekapcsoldnak a leveg oxignatomjaival, s gy szn-dioxid (CO2) keletkezik. Ennek sorn jelents mennyisg energia szabadul fel. Amikor egy pr oxignatom s egy sznatom krlbell a CO2-molekulnak megfelel elrendezsbe kerl, frissen felszabadult energijuk lnk rezgs formjban van jelen. Ez a rezgsi energia igen gyorsan sztszrdik, ugyanis a szndarab atomjai az tkzsektl maguk is rezgsbe fognak, s az energia messze terjed a szndarabban a klcsnhats helytl. A szn- s oxignatomok most mr egymst fogva CO2-molekulv vlnak. Br az itt lert folyamat fordtottja is elfordulhat, ennek elhanyagolhatan csekly a valsznsge; ezrt nem hullik szt nmagtl a szn-dioxid koromrtegre s oxignfelhre. A molekulnak ugyanis energit kellene gyjtenie krnyezetbl, hogy a szn-dioxidbl korom alakuljon ki, az azonban nagyon ktsges, hogy egy apr CO2-molekulban nmagtl egy idben ehhez kell mennyisg energia halmozdjk fel.24}

A molekulknak nincs kedvk klcsnhatsra, de el sem zrkznak attl. A viselkedsnek ezen a szintjn nincs rtelme clnak vagy szndknak. Akkor teht mgis mirt kvetkezik be ppen ez vagy az a reakci? Ezen a szinten termszetesen a szeretetnek vagy kzdelemnek sem szabad clt vagy szndkot tulajdontanunk. Akkor mirt jelentkezik mgis?

Klcsnhats okozta vltozs akkor fog bekvetkezni, ha ennek eredmnyeknt az energia sztszrtabb, zavarosabb formba sllyedhet. Minden atomos szerkezet, minden moJekula szntelen ki van tve annak, hogy az ltalnos irnyzatnak megfelelen energit vesztsen, amit krnyezetbe tovbbt az tkzs. Ha atomok egy csoportja vletlenl egy j molekulnak megfelel szerkezetbe rzdik, akkor ez az tmeneti elrendezds a kibocstott energia elillansval hirtelen vglegess fagyhat. A kmiai reakcik teht a balszerencse gymlcsei.

Az atomok csak lazn kpeznek molekulkat, ezrt mindennapos eset a klcsnhatsok ltal eredmnyezett trendezds. Ez az egyik oka annak, hogy az eredeti teremts lettelen anyagbl tudatossg bontakozott ki. Ha az atomok olyan szorosan kapcsoldnnak egymshoz, mint az atommagokban a rszecskk, akkor az anyag kezdeti, si formja llandsgba szilrdult volna, s a mindensg meghalt volna mr bredse eltt.

A molekulk esendsge azonban krdseket vet fl. Mirt nem omlott mg ssze a vilgegyetem reakcira kptelen srr? Ha a molekulk szomszdjukat rintve mindig klcsnhatsba lphetnek, mr hossz ideje rvnyre juthatott volna a vilg vltozsra tr hajlama. Olyan vaktban s gyorsan mehettek volna vgbe az esemnyek, hogy a vilg sokrt szervezdsnek - az letnek s ntudatnak - ideje sem lett volna kialakulni.

A tudat kifejldse, egy levl kibontakozsa korltokon alapul. Az rzkelhet vilgnak, valamint az irodalom s mvszet elkpzelt vilgnak - az emberi szellemnek - gazdagsga egyarnt a fkek ltal htrltatott sszeomls kvetkezmnye.

Az energia magban hordozza romlsnak csrjt. A molekulk egymssal tallkozva befolysolni kpesek egymst, de ezt csak akkor teszik, ha atomjaik elg lazn ktdnek ahhoz, hogy kitegyk magukat az alakvltozs veszlynek. A molekulk gyengk ugyan, de nem petyhdtek.

{Amikor azt mondom, hogy az energia nmagban hordozza romlsnak csrjt, a reakci aktivcis (kivltsi) energijra gondolok.24 Egy kmiai folyamat ltrejtthez kt felttelnek kell teljeslnie. Egyik az, hogy tallkozzanak a klcsnhatsba kerl molekulafajtk, a msik pedig, hogy ekkor a folyamat lezajlshoz elg energival, az aktivcis energival rendelkezzenek. Annak valsznsgt, hogy legalbb ilyen mennyisg energia birtokban legyenek, a Boltzmann-eloszlsknt ismert kplet rja le. Ez a kplet azon feltevs alapjn szmtott valsznsgi eredmny, hogy az energia vletlenszeren oszlik el minden szmba jv mozgsi lehetsg kztt. Az aktivcis energia azrt rgzt egy-egy alakzatot, mert normlis hmrskleten a Boltzmann-kifejezsbl nagyon kis rtk addik annak valsznsgre, hogy a molekulknak a folyamathoz elegend energijuk legyen.}

A megingshoz kiss laztani kell a molekulkon. Ezt a laztst elvgezheti a molekulba jutott energia, amely a molekulaszerkezetben rezgst gerjeszthet, mivel egy lnken rezg molekula nem ms, mint atomok fellazult csoportosulsa. De hogy kerlhet a molekulba energia? Vletlenl! Az energia bolyongsa kzben ppen arra jrhat, amikor a molekulk tallkoznak. Vletlenl tallkozhat kt molekula, s ppensggel sajt szoksos adagjnl tbb energihoz juthat. Ezzel kimozdulhatnak atomjai, majd reakciba lphetnek.

Szeretnk itt rvid sznetet tartani, hogy sszefoglaljam eddigi rvelsemet. Belttuk - legalbbis a molekulk szintjn - hogy a zrzavar miknt hajtja s fkezi a vilgot. A vltozst a koszba val hulls okozza, mivel a termszetben minden esemny a sztoszlsi trekvs eredmnye. A fejetlensg azonban rgzti is a formkat, mivel elg kicsi az eslye annak, hogy a molekula ms lehetsges alakzat kiprblshoz elegend energival rendelkezzk. A kosz vezet minket, de vissza is tart; tolja is s fkezi is szekernket.

{Dyson korbban emltett cikkben20 az energia lertkeldsnek msfajta korltait rja le. Egy sor gtat vagy akadlyt emlt, amelyek a sztszrdsnak gtat vetve fkezik a hirtelen felbomlst. Ezek egyike a mretgt, amely egy sztszrt trgy tmegvonzs vezrelte sszeessnek lnyegi lasstja. Mivel annyira sztszrt a vilgegyetem (kbmterenknt tlagosan egy atom krl), sszeomlsa hossz idbe (mintegy 1011 v) telik. Msik akadly a forgsi gt, amely abbl ered, hogy a forgmozgs csak lassan tud sztszrdni; tbbek kztt emiatt keringenek plyjukon a bolygk. A harmadik akadly a termonukleris gt; ez egy bizonyos pont utn a csillagok sszbb hzdsnak tjba ll mindaddig, amg el nem gett sszes hidrognjk. Ez a gt Napunknak ez idig 4,5 * 109 vnyi letet biztostott, amit becslsnk szerint tovbbi 5 * 109 v kvet. Negyedikknt emlthet a gyenge klcsnhats gtja, amely megakadlyozza, hogy a Nap (vagy brmely csillag) atombombaknt flrobbanjon. Dyson igen lebilincsel cikkben tovbbi gtakat sorol fel (s jut mg id arra, hogy elolvassuk).}

Mind a szerkezet, mind a vltozs a zrzavar vletlen hangszerelsnek kvetkezmnye, ezrt lteznie kell a felsznt a mlysggel sszekt kapcsolatoknak. Ha nem is teljes rszletessggel, de megprblok utalni e kapcsolat jellegre.

A fejlds csbts okozta reakci. A bonyolult molekulk fokozatosan nagyobb bonyolultsgra tehetnek szert anlkl, hogy valaha is egyszeri nagy kalandba bocstkoznnak. Egy molekula tjtszhat nhny atomot egy megfelel trsnak, msutt felszedhet nhny msikat, alkalmas idben rendeltetsi helyre is rbukkanhat. Minden lpsben csak kis talakulson ment t, gy mindegyikben csak kicsit kellett laztania. Mivel kis energia vletlen beramlsa s tlcsordulsa sokkal valsznbb, mint nagy energia sszpontosulsa, a teljes talakuls sszetett folyamatknt sokkal gyorsabban mehet vgbe, mintha arra kellene vrni, hogy elegend energia rkezzk egyetlen egyszeri teljes talakulshoz. A tbbszrs vletlenek sorozataknt lezajl folyamat olyan, mint amikor egy test lejtn csszik le. Csak kell utnptls krdse (az telben kell idben jelenlv apr molekulkon mlik), hogy a jelensgsor folytatdik-e.

{Br egy kmiai reakci (vagy egy sokkal egyrtelmbb fizikai folyamat) eredmnyezheti a vilgegyetem entrpijnak cskkenst, azaz httrbe szorthatja az energia ennek megfelel sztszrdst, az azonban ennek ellenre folytatdhat, ha a folyamat valamilyen mdon kapcsoldik egy termszetesen elfordul reakcihoz, gy vgeredmnyben energia sztszrdshoz vezet. A bonyolult szervezetek felptse s fenntartsa pt jelleg folyamatoknak ksznhet, melyeket a tpllkfogyaszts biztostotta reakcik hajtanak.25,26}

Az egsz fejldsvonal ezek szerint egyttmkd energik ttteles sztszrsnak tekinthet. A fejlds minden foka - mg azok a lpsek is, amelyek egyszerbl bonyolult molekula, nylkbl ember kpzdst idzik el -, a fajok kzdelmnek minden mozzanata sztszrssal jr.

A molekulk nem replikldni akartak, egyszeren belebotlottak ebbe a lehetsgbe. A bonyolultsg nvekedse sorn egy molakulaszerkezet elvetdtt addig a pontig, mikor az energia sztszrdsnak alkalmi knyszere olyan folyamatokba vezette, hogy vletlenl nmagrl msolat keletkezett. A msolat termszetesen ugyanilyen replikcis kpessggel rendelkezett, ezrt az els molekula akr meg is sznhetett egy pocsolya kiszradsa folytn; utdja folytatni tudta a sort. A msols minden fokn mdosulsra is lehetsg nylott, mivel a kzelben nmileg eltr molekulk voltak elrhetek, s azokat be lehetett pteni a kszl msolatba. A klnbz utdok kzl sok letkptelennek bizonyulhatott, seinl s testvreinl esetleg kevsb sikeresen tudtak replikldni, egyesek azonban gyesebbek voltak, s eljutottak az elefntsgig.

{Igen sok helyen olvashatunk a msols molekulris alapjairl (lnyegben a DNS kmija); ugyangy annak a tudomnyra s kzvlemnyre gyakorolt emltsre mlt hatsrl, hogy feltrtk az let molekulris alapjait.3'27}

A klvilg rzkelse a test bonyolultsgnak fejldsvel finomodott. Az olyan szlelsek, mint amikor eldntjk, hogy nekiltunk valami tevkenysgnek, vagy hogy mit gondolunk sajt tevkenysgnkrl s msokrl, mind ilyen molekulris reakcik megnyilvnulsai. Egymsra hatunk mi s a klvilg, amikor az esemnyek szele ri testnk klnsen rzkeny, szemm s fll formldott atomcsoportjait.

Mivel a reakcik a zrzavar fel vezetnek, vgs soron az rzkels, gondolkods s dnts motorja is a zrzavar fel irnyul trekvs. A tudatossg ltszlag bonyolult mivolta a hanyatls fel vezet folyamatok bonyolult sszjtknak a kvetkezmnye; nem kell azt egy llekkel felcicomzott bens bonyolultsgnak tekinteni. A viselkeds egyszer folyamatok bonyolult szervezdse; az agy sszetett szerkezete az a bonyolult tttel, amely egyszer dolgokat ltszlag komplexsz rendez. Az agy sejtjeiben zajl egyszer kmiai folyamatokat az agy szerkezete olyan komplikltt szervezi, hogy azok tulajdonsgokban bvelkedjenek, s elgg szeszlyesen viselkedjenek ahhoz, hogy a kpzelet s tallkonysg is beljk frjen.

{Hogy fogalmat alkossunk az agy felptsnek bonyolultsgrl:28'29 most gy vljk, hogy az emberi agy (ez sajt vlemnye; a ksbbiekben mg bvebben foglalkozunk az nhivatkozssal) krlbell 1011 neuronbl ll. Egy tipikus neuron 1000 s 10000 kztti szinapszis (kapcsolattart pont) tjn rintkezik a tbbi neuronnal.}

Nzzk az rzkelst! Lnyege az rteslsek szerzse az agy szmra a klvilg s nemcsak a klvilg (pldul a fjdalom) esemnyeirl. A test antennkkal - idegvgzdsekkel - rendelkezik, amelyek adatokat fognak fel a krnyezetbl. A csoportba szervezdtt rzkelmolekulk (pldul a szem) jeleket kldenek az agyba. A lts sorn pldul a fny meglki a szem egy molekuljt, az sztgngyldik, s nem fr be eredeti nylsba. A fny ltal hozott energia ily mdon fellaztja az atomokat. Az atomok elkborolnak, kalandozsuk sorn lkdsdve elvesztik energijukat. A molekula j s mr nem illeszked formba merevedik. A molekula kiszorulsa egy msik molekula alakvltozst teszi lehetv, s ez tovbbi folyamatot kelt. Az jabb reakci ramlkst indt az ideg mentn az agy fel. Az ideg elgazik; az agyban az ramlks a sejtek sokasgba oszlik szt, megrkezse mindegyikben kmiai vltozst idz el. A sejt alkata hatrozza meg, hogy egy kvetkez ramlks milyen hatst vlt ki belle, s hogy melyik csatornn kld tovbb egy j jelet. Ezutn alkalmas idben - taln nem kell r egy vtizedet vrni - az esemny szlelse kivlt valami cselekedetet.

{A retina krlbell 3 * 106 csapbl (ez a sznlts felelse) s 109 plcikbl (ezek nem tesznek klnbsget a sznek kztt) ll. A szem figyelemre mlt kifinomultsgra (amely csak a mi bolygnkon is legalbb fl tucat egymstl fggetlen esetben kifejldtt) jellemz, hogy a plcikk a fny egyetlen fotonjra reaglnak. A plcikk rzkelmolekuljnak kt jellemz sajtossga, hogy kzpen velt, s hogy a napfny hullmhossznak megfelel fnyt nyeli el (ezrt ltunk nappal). A lts alapesemnye, hogy ez a molekula elnyel egy fotont (ha az re irnyul), a knyk kiegyenesedik, a molekula tbb-kevsb egyenes plcv lesz.3 Ez a plca nem fr el a rendelkezsre ll helyen. Az alakvltozs hatsra a ntrium- s kliumionok kpess vlnak arra, hogy thatoljanak a plcika egyik vghez csatlakoz ideghrtyn. Mindjrt megltjuk, hogy a jelek terjedse sorn az idegben kzponti jelentsg ezen ionok koncentrcijnak egyenslya.}

Ebben a lncban minden hats fokrl fokra a zrzavaros szrds cltalan mkdsvel terjed. A fny fellaztja a molekult, amely aztn vletlenl szttekeredik. Mivel szabad kborlsa kzben elvesztheti az imnt szerzett energijt, a megnylva ledermedt molekula kiszorul eredeti helybl. Ez akkor kvetkezik be, ha a molekula eltvozsa lehetv teszi, hogy a visszamaradt atomok j rendszerbe szervezdjenek. Az elektromos lks reakcik sorozatval halad vgig az idegen, minden molekult a szomszdja gerjeszti, s mindegyik gerjeszts lehetv teszi, hogy egy molekula j alakba szervezdjk. Hasonl jelensgsor vltja ki az agy idegsejtjeinek elgazsaiban vgbemen kmiai folyamatokat, illetve az agyban veken t keringve llandsul ramkrket. Ezt cselekvs kvetheti. Eddig, s ezen tl is a folyamatsor minden lncszemt a folyamat sorn szabadjra eresztett kosz viszi elre. Ezltal nevetnk vagy srunk, esetleg szeretnk, vitzunk vagy ktsgbeesnk; mindez elemi esemnyek hossz s bonyolult trtnete, amelyek hajtereje a sztszrds.

{Az idegsejtek axonjai (ennek mentn terjednek az impulzusok) ntriumionokban gazdag frdben sznak; a bels folyadk kliumban gazdag.30'31 Az idegsejt belseje s klseje kztt a kt koncentrci egyenslynak hinya miatt feszltsg keletkezik. Akkor indul az idegi ramlks, amikor a hrtyban zsilipkapuhoz hasonl csatornk nylnak, s lehetv teszik a ntriumionok beramlst. Ekkor bezrdnak a csatornk, s msok nylnak meg. Ezek biztostjk a kliumionok kiramlst, ami azt eredmnyezi, hogy helyrell az eredeti feszltsg. Ennek ra azonban az eredeti ntrium- s kliumkoncentrci klnbsgben bekvetkez vesztesg. A vltoz feszltsg tskje vgiglktet az ideg mentn, s belp a szinapszisba. Ennek hatsra az csomkban trolt kmiai tvivmolekulkat ereszt t a kvetkez neuronba. Ezek a vegyi anyagok vagy fokozzk annak valsznsgt, hogy ms sejtekbe lks indul a kapcsoldson t, vagy meg tudjk ezt akadlyozni. Ez az agyban zajl kapcsolmkds sszetett klcsnhatsa; minden folyamat vegyi folyamat, s minden a nvekv entrpia fel vltozik.}

Megdbbentnek tallom, hogy vannak, akik mg mindig gy vlik, hogy az agy tulajdonsgai - mint az rzkels, cselekvs, elhatrozs s tlet - nmaguktl nem alakulhattak ki, vagy akik gy rvelnek, hogy ez a bels gazdagsg nem lehet a cltalansg megjelensi formja. Igen fontos, hogy tlssunk a felszn csalka bonyolultsgn, s szrevegyk az alatta rejl egyszersgeket. Arra termszetesen nincs mdunk, hogy nyomon kvessk az rzkelst vagy vlemnyt alkot, egy tettet megelz vagy elidz apr lpseket; ktsgtelen azonban, hogy azok ott rejlenek a dolgok mlyn. Mgsem szeretnm, ha nzeteimet gy rtelmeznk, hogy semmiv akarom tenni az let csodjt. n csupn az rdeklds irnyt szeretnm megvltoztatni. Ami az letben csodlatos, azt nzetem szerint nem szabadna kls beavatkozs titokzatos jindulatnak tulajdontani, mivel ez szksgtelenl vezet a szellem betolakodshoz s a llek kitallshoz. Azon kellene inkbb csodlkozni, hogy az alapvet tendencia gondosan sszehangolt megvalsuls sorn ilyen nagyszer megnyilvnulsokra vezethet, hogy a fejlds kivlaszt tevkenysge ilyen sszhangot kpes biztostani. Az emberi llek halhatatlansga csupn azokban a benyomsokban realizldik, amelyeket ms emberek tudatban htrahagy.

Nem az trtnik, hogy egyetlen dolgot megltunk, majd meghalunk. A testnek jabb s jabb vlaszokra, az idegrendszernek jabb s jabb jelek tovbbtsra kell felkszlnie. Az rzkels s tett minden lpse reakci, s minden reakci utn visszalltand a kiinduls. Alkalmas anyagra van szksg, amely elegend energit tud biztostani a vaktban keresgl molekulris elrendezsek szmra ahhoz, hogy jra korbbi szerkezetkbe rendezdjenek vissza. Ezrt ennnk kell.

{Magunkhoz kell vennnk valami anyagot, amely a vgbemen reakcik sorn annyi entrpit szabadt fel, hogy az elegend legyen a test sejtjeit kezdeti llapotukba visszavezet folyamatok vgrehajtshoz, s gy azok a kvetkez alkalommal jra reaglni tudjanak. Az idegrendszer esetben a ntriumpumpa30 a f kzvett. Lttuk, hogy egy idegi gerjeszts tvitele utn az ideg ntrium- s kliumion-koncentrcija kimerlt eloszlsban marad. A fellesztst az idegfalba begyazott proteinmolekula - a ntriumpumpa - vgzi el. Az egyes pumpk az ATP-molekulbl - a biolgiai energia biztostsval foglalkoz reakcikban rendkvli jelentsg molekulbl - nyert energit hasznljk. Amikor teljes ervel mkdnek, minden egyes pumpa msodpercenknt mintegy 200 ntrium- s 130 kliumion cserjt kpes elvgezni. Az ideg mentn elhelyezked szivattyrendszer helyrelltja a koncentrci kezdeti klnbsgt, s felkszti a sejtet arra, hogy amint testnek lnyeges pontjain egy jabb kisls keltshez elegend felptsbeli vltozst halmozott fl, kibocsssa a kvetkez lkst.}

Lttuk, hogy mind az rzkelst, mind a tevkenysget az energia kuszasg fel sodrdsa idzi el, ami rontja a vilgegyetem energijnak minsgt. Krnyezetnkbl az evssel j minsg energit vesznk magunkhoz; ennek a j minsg energinak sejtjeinkbe val sztramlsval regenerljuk testnket, gy jra lertkeldsre ksz energihoz jutottunk, ami az rzkels, tevkenysg vagy elkpzels jabb lehetsgt teremtette meg. Minden cselekedet romls, s minden regenerci jabb romls lehetsgt teremti meg.

Legmlyebb szinten az elhatrozs sem ms, mint atomok trendezdse az agy sok-sok sejtjben. Ezen vltozsoknak ugyanaz szolgl alapjul, mint brmely ms folyamatnak. Az atomok nem mozogni akarnak, hanem keresglnek, ha erre kapnak lehetsget, ami persze kockzattal jr; az atomok csapdba eshetnek, s energijuk sztszrdhat a nagyvilgba. A sejtekben s kapcsolataik jellegben bekvetkez minden vltozst a koszra val eme termszetes hajlam idz el. Hogy ez az ok nlkli, cltalan, rtelmetlen tevkenysg vlik a vilg okv s cljv, hogy ez a vilgban rtelmet is ltrehoz, az mind a szervezds bonyolultsgnak ksznhet. Miknt atomok mozgsa hangolja ssze a szimfnikat, gy tmad tudatossg a zrzavarbl.

Az agy hajlandsga alapjn hozunk dntseket. Sejtjeinek kszenlti llapotn mlik, hogy a cselekvs nevben miknt bukkan vilgra a kosz. Egy egyedli sejt llapotban bekvetkezett vltozs folyomnyai a vele rintkez sejtek mr meglv llapottl fggenek. Amg sejtjeink lnek, egsz szemlyes trtnetnk a kosz kibontakozsnak tja. Hogy a sejtek az agy tevkenysgt ppen a megfelel sejtekbe, nem pedig mshova kapcsoljk, a zrzavar ltal tpllt bonyolult szervezet egysgestdsnek az eredmnye.

{Mikroszkopikus szinten a tanulsi folyamat megrtshez azt kell vizsglni, hogy az agy sajt tevkenysge miknt mdostja az agy szinapszisait.28 Az alapvet folyamatok vilgra jttnek tevkenysgek s rzelmek segtsgvel lert folyamatt szmos helyen megtallhatjuk.29'32'33 Az rdekldk elolvashatjk a kopolty-visszahzds mkdsben szerepet jtsz kis idegsejtcsoportok rszletes elemzst s a velk vgzett ksrleteket (csupn azrt emltem ezt, mert ezt alaposan tanulmnyoztk).34 Az effle (csign vgzett) munknak megvan az a klnlegessge, hogy olyan egyszer a vizsglt idegrendszer, hogy egy szmtgp alkotrszeihez hasonlan kiemelhet, s gy tudjuk tanulmnyozni az egyes elemeket s kapcsolsi rajzukat, mint egy kapcsolkbl s huzalokbl ll tetszleges hlzatot.}

A reakcikkal tvitt genetikus adatrendszer, az rkls jelli ki az agy szerkezett, az rja el a sejtek kzt lv kapcsolk mintjt. A hlzatot a tapasztalat, a hatsra vlaszt ad reakcik leten t tart sorozat ezutn szntelenl mdostja, fejleszti. Az letkor okozza a sejtek hallt, gy az sszetett finomsg elvesztst. A szenilits az ramkrk szervezsnek bonyolultsgban bekvetkez hanyatls; emiatt az agy kptelenn vlik arra, hogy az alapvet zrzavart tovbbra is csillog egssz hangolja ssze.

{Mintegy 1011 neuronnal indulunk (krlbell 10 ves korunkban). Elhalsuk (ami azt jelenti, hogy valami miatt nem reaglnak tbb) utn ezek nem julnak meg. lltlag minden korty whisky az aznap esedkes tvenezer idegsejten kvl tovbbi tezret pusztt el.}

Bonyolultsgunk mindaddig fenntarthat, amg a klvilgban eredmnyesen vadszunk j minsg, szt nem szrt energira, s annak egy rszt a megfelel helyre juttatva idrl idre regenerlni tudjuk sejtjeinket. Rideg, de szinte magyarzat, hogy az let nem ms, mint harc. Olyan harc, amelyet vgs soron nem cl, hanem szthulls vezrel. Ennek sorn gyenge minsg energit rtnk krnyezetnkbe, belle pedig j minsg energit gyjtnk magunkba. Bizonyos rtelemben elrontjuk a kls vilgot, hogy rendben tarthassuk bels vilgunkat. A fejlds sorn a sztszrds sszefondott jelensgkre alakult ki: a tpllklnc. Az ember megeszi a marht, a marha fvet legel, a f falja a hegyet s fogyasztja a Napot. E mgtt pedig egyltaln nem kell rejtett clt keresnnk, hiszen csak energia foszlik szt, s ez a sztfoszls vletlenl ppen elefntokat s lenygz gondolatokat hoz napvilgra.

Vgl mg egy megjegyzst szeretnk tenni. Az agy azzal az egyedlll tulajdonsggal rendelkezik, hogy bizonyos mrtkig maga dnt a kls hatsra adott vlaszreakcirl. Ktsgbeesve vagy mrtrhajlamtl vezrelve vlaszthat olyan utat is, amely sajt megsemmislsre vezet. De gy is lhet lehetsgeivel, hogy a megrts vagy teremts tjn bontakoztatja ki kpessgeit. Ezek a hajlamok az agy llapottl fggenek, a gondolat vagy hajlam tett vlsnak pillanatban mutatott vegyi sszetteltl. A szabad akarat mindssze az elhatrozs kpessge, s az elhatrozs kpessge nem ms, mint a szabadsgra vlaszol atomok egybehangolt elmozdulsa. Ehhez - bolyongsai sorn - felhalmozdhatott a kell energia, de ez az energia termszetesen s vletlenszeren majd el is szkik, j elrendezsben dermesztve foglyul az atomokat. Vgs soron a szabad akarat is romls.

Msodik tjkozdsi pont

Lttuk, hogy minden vltozs oka az energia termszetes sztszrdsa, nkntes sszeomls a zrzavarba. A vilg gazdagsga, benne a trgyak s mtrgyak, vlemnyek s elmletek kibontakozsa nyomon kvethet addig a szintig, ahol mr csupn a sztszrds lpsei kvetik egymst. A teremts sorn valahol idlegesen enyhlhet a zrzavar, de minden enyhlst a kosz mshol fellnkl vihara tesz lehetv. Minden vltozs, a vltozs minden formja elemi klcsnhatsok bonyolult hlja. Az okos vlemnyek s nagyszer tettek mlyn nem rejtzik semmi ms magyarzat, mint atomok s rszecskk tkzse. A vilg megrtse a termszetest s rthett vratlann s tletgazdagg szv hlzat feltrkpezse. Hiszen vgs soron nincs cl, csak kosz.

Kutassuk most a vgs tlekeds termszett; vizsgljuk meg, mi jellemzi azokat a helyeket, ahova az atomok gylnek, s ahonnan a vak keresgls sorn elszkik az energia! Megprblom majd kiderteni, mi hatrozza meg az elemi esemnyek menett, s szmot szeretnk adni azon szablyokrl is, amelyek viselkedsket irnytjk. Vallom, hogy sorsunkat a dolgok termszete hatrozza meg. Ez slyosabb llts, mint a teremt vgtelen lustasga, mert megmutatja, hogy a teljes szabadsg miknt vezet korltok kialakulshoz. Megksrlem bemutatni, hogy ha semmit sem tesznk, csak biztostjuk a tkletes szabadsgot, ez lthatan szablyozott viselkedst eredmnyezhet.

Ltni fogjuk, hogy nyilvnval tapasztalataink miknt teszik rthetv a fny s ms anyag termszett. Kzel fogunk jutni a tr s id megrtshez is, s megltjuk azt is, miknt tvzdnek egysges tridv. Meg fogjuk ltni, hogy az energia, er s rszecskk alapvet viselkedse a tr s id tulajdonsgaknt jelenik meg. Ily mdon az idbelisg rthetbb, a mindensg pedig vilgosabb kezd majd vlni.

Hogyan vltoznak a dolgok?

Amit most hangslyozni akarok, az az, hogy a dolgok viselkedst termszetk hatrozza meg. Meg akarom mutatni, hogy a nagyon egyszer dolgok, mg az rtelem nlkli dolgok alapvet tulajdonsgai is elegendek ahhoz, hogy meghatrozzk viselkedsket anlkl, hogy brmifle viselkedsi szablyt kellene szmukra elrni. Az olyan kis dolgok, mint az atomok s elektronok, nem tudnak dnteni, azonban alaptulajdonsgaikkal sszhangban kell viselkednik. Hogy mi egy dolog, azt mr atomi szinten megszabja az, hogy milyen. Egy vgtelenl lusta teremtnek nem szabad szablyt formlnia, ha a ltez viselkedst sajt termszete nmagban mr irnytja. Fel fogjuk ttelezni, hogy ez gy van: a teremt nem vgzett flsleges munkt. Meg fogjuk mutatni, hogyan vlnak feleslegess azok a jrulkos trvnyek, amelyeknek engedelmeskedni ltszik a vilg. Egyedli elfelttelnk, hogy mindig minden megtrtnik, hacsak nincs kifejezetten megtiltva. Viszont semmi sincs megtiltva.

Lttuk, hogy a vilgegyetemben az esemnyek folyama az energia sztszrdsa fel irnyul lpsek fonadka. A tlekeds elemi esemnyei atomok elmozdulsa, gyorsulsa, tkzse stb. Ebben a fejezetben pontosabban szemgyre vesszk ezeket a lpseket, s megvizsgljuk, hogy miknt vlaszol egy-egy fajta atom a kls hatsokra, s sajt maga milyen hatssal van szomszdaira. A 2. fejezetben azzal jutottunk kzelebb az egyszersghez, hogy megszabadultunk a cl fogalmtl. Most tovbb kzeltnk azzal a felismerssel, hogy szablyokra sincs szksg. A dolgok csak viselkednek; a szablyok: viselkedskrl alkotott utlagos magyarzataink.

{A tlekeds s energiacsomag kifejezsek megrtshez meg kell vizsglnunk az egyes ltezk - gy az atomok s molekulk - viselkedst. Ltnunk kell, mi hatrozza meg a gz egy molekuljnak replsi irnyt, s tkzskor mi hatrozza meg az irny megvltozst. Ezek a mechanika krdsei. A mechaniknak kt nagy rendszert hasznljuk: a klasszikus mechanikt s a kvantummechanikt. Az els a szellem (lnyegben Newton szellemnek) nagy eredmnye volt, s voltakppen ettl szmthatjuk az elmleti fizikt. Ennek ellenre csupn kzelts, helybe a kvantummechanika lpett, amely az anyag tulajdonsgainak jelenleg birtokunkban lv legalaposabb lersa. A kt mechanika kapcsolatval mg fogunk tallkozni.}

A teremtssel kapcsolatos vizsglataink kifejezsnek egyik mdja az, hogy a dolgok vgs termszett kutatjuk. Egy ilyen keress sorn hasznosabb, ha megfordtjuk azt a szemlletet, hogy a bels jellemzk irnytjk a megfigyelt viselkedst. Arra az llspontra fogunk helyezkedni, hogy a viselkeds megfigyelsvel megismerhetjk az alapvet minsget. Ha meg tudunk hatrozni egy olyan jellemz tulajdonsgot, amely a megfigyelt viselkeds egyetlen elkpzelhet okozja, akkor valami dnt vonst talltunk meg, a dolog egy alapvet jellegzetessgt.

gy ht megvizsgljuk magunk krl a vilgegyetemet, kivlasztunk nhny nyilvnval dolgot, s meghatrozzuk a viselkedsket ler legegyszerbb szablyokat. Ezutn a kvetkez lpsben a dolgok olyan jellemzi utn nznk, amelyek megmagyarzzk, valjban semmiss teszik a szablyokat, gy minden flsleges bonyodalmat megszntettnk.

Legegyszerbb azzal a tapasztalattal kezdeni, amely vilgunkkal s azon tl az egsz mindensggel val legfbb kapcsolatunk kiindulsa: azzal a tapasztalattal, hogy ltunk.

A fny - mint mindnyjan tudjuk - egyenes vonalban terjed. Nehezebb volna felfognunk a vilgot, ha a fny minden sarkon be tudna kanyarodni. Ez a hallsra, nem a ltsra emlkeztetne. Olyan trgyak szneinek szimfnijban merlnnk el, melyek helyrl lenne ugyan kds tudomsunk, de szemgyre venni csak homlyosan tudnnk ket. Nem volna jszaka, soha nem rne vget a szimfnia.

{Itt - mint a tudomnyban oly gyakran - a fajta klnbsge a mrtk klnbsgn alapul rtelmezsre ad mdot. Br a fny egsz ms mdon ltszik terjedni, mint a hang, lnyegben ugyanarrl van sz, hasonlsguk azonban sokkal mlyebb szinten mutatkozik meg, mint azt gyantannk. Ezt a krdst a ksbbiekben trgyaljuk.}

Nincs azonban teljesen igazunk, ha azt mondjuk, hogy a fny egyenes vonalban terjed. Ez ellentmond a megfigyelseknek. Eltr kzegek tallkozsnl elhajlik a fny. A frdvzben p lbunk is trttnek ltszik. A lencse megtri a fnyt, s olyan formt knyszert r, hogy kpet gyjt ssze a filmen vagy a szemben. Ily mdon a keresett szablynak azt kell lernia, hogy egysges kzegben egyenes a halads, mg egyik kzegbl a msikba lpve a fny plyja megtrik.

Az a szably, amely ennek megfelel, elegnsan egyszer (mint minden szably, melyet elfogadhatnak tartunk mindaddig, amg elvetjk): a fny azon az ton halad, amelyen legrvidebb idn bell cljhoz r.

{Az egyenes vonal terjeds a legrvidebb idre vonatkoz Fermat-elvnek felel meg.35 A kvetkezkben a szlsrtk-elvek ms pldival is tallkozunk, s megltjuk, hogy ez azok egyik specilis esete.}

Ez a tmr szably nyilvnvalan szmot ad a fny levegben vagy ms egysges kzegben val terjedsrl, hiszen az egyenes vonal egyben a leggyorsabb t is brmi szmra, ami vltozatlan sebessggel halad. A szably arra is magyarzatot ad, hogy kt kzeg hatrn megtrik a fny. A fny ugyanis ms s ms sebessggel mozog klnbz anyagokban, gy mr nem a legegyenesebb t a legrvidebb. Ez rthetv vlik, ha pldul a vzbl val mentsre gondolunk.

Tegyk fel, az ldozat kint van a tengeren, mi pedig a parton. Ha gyorsabban futunk, mint szunk, milyen ton juthatunk el hozz leghamarabb? Egyik lehetsges vlaszts a nyuggyunk s a fuldokl helye kztti mrtani egyenes; ekkor egy darabig futni, majd szni kell. Msik lehetsg, hogy addig futunk a vzparton, mg el nem jutunk pontosan vele szembe, s onnan szunk hozz egyenesen, gy ugyan nagyobb a tvolsg, mgis hamarabb rhetnk oda, ha sokkal gyorsabban futunk, mint szunk. Prblgatssal vagy a trigonometria alkalmazsval meggyzdhetnk arrl, hogy a legrvidebb id alatt azt az utat tehetjk meg, amelynl valamilyen szgben tvgunk a fvnyen, majd irnyt vltoztatva ms szgben, egyenes vonalban szunk a bajbajutott fel (ha ugyan mg van rtelme). Ha srbb kzegbe r, pontosan gy viselkedik a fny is.

{Ez a lers valjban a fnytrs Snellius-Descartes-trvnynek Fermat-fle trgyalsa. A trvny szerint a beessi s trsi szg szinuszainak hnyadosa egyenl a kt kzegben rvnyes fnysebessgek hnyadosval (s fordtottan arnyos a trsmutatk hnyadosval). Izgalmas feladat a parton, meghatrozott helyen ll nyuggy s az adott helyen fuldokl ldozat kztti tnyleges plya kiszmtsa. Ezen szmts bonyolultsga (legalbbis az az id, amg szmszer eredmnyre jutunk) altmasztja, hogy a fnynek ha nem is sztnnel, de legalbb bels sajtossgokkal kell rendelkeznie.}

De honnan tudja a fny - radsul elre -, hogy melyik a leggyorsabb t? s egybknt is, mit rdekli ez t? A leggyorsabb t megtallsnak ltszlag egyetlen mdja az, hogy mindet kiprbljuk, majd az idben legrvidebb kivtelvel mindet kiselejtezzk. A fny dnt tulajdonsga az, hogy hullmknt terjed. Amint erre rjttnk, minden ms tulajdonsga a helyre kerl: a fnyhullm egyszeren nem tehet mst, csak a leggyorsabb ton haladhat.

A hullm rezgs; hegyek s vlgyek egymsutnja. A rezgs a nyugalom megzavarsa. Lehet egyszerre kt vagy tbb hullm, amely ugyanabban a trrszben terjed. Ha az egyik hullm hegyei tallkoznak a msik vlgyeivel, ez a zavar cskkenst eredmnyezi: a megfigyel kevesebb zavart lt. Ha a hullmok pp teljesen kioltottk egymst, egyltaln nem ltunk semmi rendellenessget. Lnyegben erre az informcira van szksgnk ahhoz, hogy megtudjuk, hogyan hatrozza meg a fny jellege annak sorst.

{A fnyhullm elektromgneses hullm, az elektromos s mgneses tr hegyeinek s vlgyeinek sorozata.36 A hullmhossz szabja meg, hogy milyen sznt szlelnk. A lthat fny a 4*10-7 m (ibolya) s 7*10-7 m (vrs) kztti hullmhossztartomnyba esik. Hogy ezt felfoghassuk: 10*10-7 m a millimter ezredrsze; agyunk szmra elkpzelhet nagysg.

Ezen bekezdsek alapjul az interferencia szolgl. A hullmok kztt erst vagy gyengt interferencia lphet fl. Erst interferencia esetn oly mdon rakdik egymsra a klnbz hullmok kitrse, hogy a teljes kitrs nvekedse az eredmny; az ered nagy kitrssel rendelkezik. A gyengt interferencia sorn ezzel szemben cskkenti egymst a kitrsek klcsnhatsa, ami kis ered kitrshez vezet. Mindez egy tavacska felsznn is megfigyelhet, ha egymshoz kzel kt kvet dobunk bele. A kzs tartomnyban terjed koncentrikus krk helyenknt erstik, helyenknt kioltjk egymst.}

Azt a nzetet kpviseljk, hogy minden megtrtnik, kivve ha valami kifejezetten meg van tiltva, de a vgtelenl lusta teremt nem frasztja magt azzal, hogy brmit is megtiltson. Gondoljunk most egy fnysugrra, amely ppen A-bl B-be halad valami kacskarings tvonalon. Mi tudjuk, hogy a fny nem gy terjed, azonban nem. Ha ez az tvonal lehetsges, akkor a fny szempontjbl megengedett egy ehhez nagyon kzeli tvonal is. Mg az els ton vgigkgyz fnynek B-ben mondjuk cscspontja van, annak, amelyik a msik ton jtt, lehet hullmvlgye vagy valami kztes llapota. Nagyon sok tvonal tallhat az els plyhoz kzel, s a B-ben l megfigyel az sszes klnbz ton rkez hullmbl szrmaz tkletes zrzavart ltja; sok sugrnak cscsa, soknak mlypontja van B-ben, a tbbiek pedig lehetnek e kett kztti sszes llapotban. B-ben ily mdon a teljes zavar eredje nulla, mivel mindig van kt, egymst kiolt szomszd. Ms szval ltszik, hogy a fny egyltaln nem tud terjedni, ha tetszleges vonal mentn terjedhet. Mrpedig a fny terjed.

Tlsgosan elhamarkodtuk az els lpst. Kpzeljnk el egy olyan sugarat, amelyik ppen egyenesen megy A-bl B-be! Gondoljunk most az ezzel az tvonallal szomszdos tra s az azon halad sugrra! Ha a kett elg kzel halad egymshoz, az utbbinak mlypontja lesz B-ben, ha az elsnek is az volt, s cscsa, ha az elsnek is. A s B kztt igen sok szinte egyenes vonal hzhat, s ezek B-ben az egyenes keltette zavartl kevss eltr hatst okoznak, gy ezek az utak nem oltjk ki egymst, s a megfigyel B-ben ltja a fnyt. Azt szleli, hogy a hozz rkez fny egyenes vagy kzel egyenes tvonalon haladt.

Annak mrtke, hogy a majdnem, de nem egszen egyenesen rkez sugarak mennyire jrulnak hozz a B-ben keltett rendellenessghez, hullmhosszuktl (az egymst kvet cscsok tvolsgtl) fgg. Rvid hullmhossz esetn csak az egyeneshez elg kzeli plykon halad fnysugarak maradnak meg, minden mshoz akad megfelel pusztt szomszd. A hullmok lassabban kerlnek rossz fzisba a hullmhossz nvekedsvel, gy gyengl a szomszdok kiolt hatsa. Megmaradhatnak egszen kanyargs tvonalak, s azok is eljuttathatjk jrulkukat. A (nagy hullmhossz hullmokkal dolgoz) rdiadsok ezrt tudjk megkerlni a hzakat, szemnkkel ezrt nem ltunk a sarkok mg, viszont halljuk, mi trtnik a sarkon tl, mert a hangok hullmhossza nagy.

{Rvid hullmhosszaknl mg a nyomvonal kis vltozsai is jelents vltozst okozhatnak az interferenciban. A rvid hullmhosszak ms szval egyfajta nagytvegl szolglnak: az tvonal kis eltoldsait az interferencia jelents mdosulsaiv nagytjk. Ez azt jelenti, hogy rvid hullmhossz esetn csak az egyenes vonalhoz igen kzeli plyk meneklnek meg a kiolt interferencitl. A hullmhossz megnvelsvel pp ellenkezleg: az interferencia csak kiss fgg az tvonaltl.

Az egyvonsos c hullmhossza - 1,3 m - sszemrhet egy szban lv tipikus akadly mreteivel. A hang ppensggel nem elektromgneses, hanem nyomshullm, azonban (nhny rszletkrdstl eltekintve) a hang terjedsre is rvnyesek a fny terjedsre vonatkoz megfontolsok.}

A fny hullmtermszete okozza, hogy tvedhetetlenl kivlasztja az egyenes vonalat. Ez azonban csak egysges kzegben - gy a levegben - igaz. Amikor a fny valamivel srbb kzegbe kerl, lassabban halad. Ennek eredmnyeknt mdosul hullmhegyeinek s -vlgyeinek helyzete. Tovbbra is kiprbl minden lehetsges utat, azonban mr nem a geometriai egyenes vonal az, amelyen haladva nincs kiolt szomszdja. A cscsok s hullmvlgyek eltoldsa miatt most az a plya marad meg, amely az rintkezsi felletnl megtrik. A megmarad plya egyben a leggyorsabb t is. Ily mdon kiderl, hogy ez a szably csupn a dolgok mlyn rejl cltalansg boncolgatsa. Az sszes lehetsg kiprblsval a fny nmagtl felderti a legrvidebb utat, s feldertsnek minden nyomt nmagtl eltnteti; mindez szmunkra viselkedsknt jelentkezik, amit mi szablyban foglalunk ssze.

{A srbb kzegbe r fny lelassulsa a fnysugr elektromgneses tere s a kzeget alkot molekulk elektronjai kztt fellp klcsnhats eredmnye. Bizonyos rtelemben ezt is bele kellett volna venni a magyarzatba a fny hullmtermszete mellett; de ezzel nem kell trdnnk, ha a vilgegyetem egszt tekintjk. Egy lencst gy rhatunk le, mint srbb kzeg egy darabjt, amely ppen olyan alakra van formlva, hogy a rajta thalad fnysugarak kell interferencijt hozza ltre, ezltal a sugarakat egy megfelel gyjtpontba sszegyjtse.}

Ebben a pldban ltjuk, hogy a teljes szabadsg hogyan hozza ltre sajt korltait. Minden, amit mondtunk, megfelel a megfigyelt viselkedsnek, ezenkvl sszhangban ll a jzan sz szerinti nzettel is, miszerint mindazok a dolgok, melyek termszetk szerint lettelenek, egyben termszetk szerint egyszerek is. Ezen az ton mr csak egy lpst kell tennnk ahhoz a kvetkeztetshez, hogy az l dolgok is - mivel az alapfolyamatok itt is lettelenek - termszetk szerint egyszerek.

Az rvels kvetkez lpsnek rszeknt hasonl szrevtelt kell tennnk valami mssal kapcsolatban is. Ha a viselkeds hasonl, joggal gyanthatjuk, hogy hasonl annak magyarzata is. Szeretnm arra felhvni a figyelmket, hogy az anyagi rszecskk egyenes vonal mentn haladnak, amennyiben nem ri ket erhats! Mirt?

{A legkisebb idtartam elve egy szlsrtk-elv-re plda. A rszecskk klasszikus mechanikja is lerhat egy szlsrtk-elvvel, nevezetesen a legkisebb hats elvvel.35'37 Maupertuis, az elv megalkotja (1744-ben nmileg zavaros formban) ezzel szndkozta megvetni a mechanika teolgiai alapjait (sok hasonl szrmaztathat a minimumelvekbl); rvelse az volt, hogy a Mindenhat tkletessge semmi mssal nem egyeztethet ssze, mint a tevkenysg legkisebb rfordtsval.35 Lebilincselnek tallom, ahogy ezen rvels farka csvlsa kzben megszntette magt a kutyt.}

Vlemnynk szerint azrt, mert ez lnyegi termszetkbl fakad. De mi lehet az a lnyegi termszet, amely ilyen viselkedst eredmnyez? Nyilvn az, hogy a rszecske is hullmknt viselkedik.

A jzan sz sugallatra vgrehajtott egyszeri ugrs Newton eredeti, rgimdi fizikjtl az anyag korszer elmlethez, a kvantumelmlethez vezetett, amely elklnthetetlennek tartja a rszecske- s hullm-minsget. Sokan vannak, akik otthonosan mozognak a klasszikus fizika terletn, s azrt idegenkednek a kvantumelmlettl, mert gy vlik, hogy az ellentmond a jzan sznek. Vlemnyem szerint azonban a jzan sz pp az ellenkezjt diktlja, mgpedig azt, hogy a klasszikus fizika helyett a megrthetbb kvantumelmletet kell elfogadnunk. Szerintem a klasszikus fizika szellemet bezr megszokottsga - ha nem csupn szemlltetsknt vagy szmtsi mdknt hasznljuk - elrejti annak alapvet rthetetlensgt. A klasszikus fizika magyarzatai kzelebbrl vizsglva sztesnek, s a sznhzi dszletekhez hasonl felletes megtvesztseknek bizonyulnak.

A kvantumelmlet sokkal tbb, mint az az llts, hogy a rszecskk elssorban hujlmtermszetek. Ez a megjegyzs azonban a dolog lnyeghez tartozik. A rszecskk klasszikus mechanikai viselkedst irnyt szablyt keresve, majd a tallt szably magyarzatt kutatva ide akartunk eljutni.

A rszecskk terjedst irnytani ltsz szably feltnen s gyansan hasonlt arra a szablyra, amely a fny terjedst tnik uralni: a rszecske A s B kztt azt a plyt kveti, amely a legkisebb hatssal jr. Ne trdjnk a hats sz szakmai httervel, elg j s elgg igaz, ha a hats mindennapi jelentsre gondolunk. Nevezetesen, ha a rszecskre nem hat er, a legkisebb hatssal jr ton nem trtnik semmi kborls, semmi gyorsuls; az utazs egyenletes s egyenes.

De prblgats nlkl honnan tudja a rszecske, hogy az A s B kzti lehetsges plyk vgtelen sokasgbl melyik felel meg a legkisebb hatsnak? s mirt kellene ezzel trdnie?

Amint elfogadjuk azt a nzetet, hogy a rszecskk hullmknt terjednek, mindkt krdst ugyanaz az rvels kszbli ki, amely a fny esetn kikszblte. A rszecskk lnyegi termszetbl, hullmszer jellegbl kvetkezik, hogy a rszecskk a legkisebb hats egyenes vonala mentn haladnak, mivel minden ms, szmukra teljesen szabadon kiprblhat plya nmagt sznteti meg. A diszn vagy ember mret rszecskk csupn azrt nem ltszanak hullmoknak, mert hullmhosszuk rendszerint szlelhetetlenl csekly. Mindazonltal valban hullmknt kzlekednek, s ez a tulajdonsguk magyarzatot ad arra, hogy az llnyek viselkedse mirt esik annyira kvl a klasszikus fizika hatskrn.

Ez a kp szmot ad az egyenes vonal mozgsrl, mivel erk hinyban ilyen plyk maradnak meg; megmaradsukat a hullmtermszet biztostja. Msrszt tudjuk, hogy erk hatsra lpnek fl grblt tvonalak s gyorsul mozgsok. De mik azok az erk? A vlaszt keresve nzzk elszr a gravitci termszett, mivel a tmegvonzs pti fel azt a sznpadot, amelyen ms erk szerepket eljtszhatjk.

A tmegvonzs rviden: grblt trid. Ezen azt rtjk (s perceken bell hozz is fogunk megrteni), hogy a gravitci fogalma valjban mindenhonnan kikszblhet, kivve az emberi beszlgetseket s szmtsokat. A legjobb magyarzat mindig a kikszbls, hiszen gy kevesebb teremtenival marad htra.

Feledkezznk most el a trid iddimenzijrl, s vizsgljuk a teret! A grblt tr azt jelenti, hogy amit egyenes vonalnak rzkelnk, az eltr a valban egyenes vonaltl. Bizonyos rtelemben rzkelsnk grbl meg, s a megszokottsg rzkcsaldst okoz. Ily mdon ahelyett, hogy azt magyarznnk, hogy mirt trnek el a rszecskk gravitci hatsra az egyenestl, elegnsabb megoldst vlasztunk. Azt a nzetet fogjuk kpviselni, hogy a rszecskk vltozatlanul egyenesek mentn haladnak, csak mi ltjuk hajlottnak ezeket az utakat.

{A grblt trid egyenesei annak geodetikus vonalai. Ezzel mr az ltalnos relativits40'41'42 tartomnyba lptnk.

Azrt terjednek a rszecskk a trid geodetikus vonalai mentn, amirt a kznsges (de nem ltez!) euklideszi trben az egyenes vonalakat kvetik. Vegyk szre, hogy egy idszer geodetikus vonal helyileg a leghosszabb, nem a legrvidebb tvolsg, ennek ellenre alkalmazhat ugyanaz az rvels.}

Ez a nzpontvltozs - br ltszlag jtk a szavakkal, csupn filozofikus rm - igazbl nagyfok egyszersts. Semmi elbizonytalanodst nem jelent a szemllet mdostsa; a tudomny nem ms, mint a legegyszerbb nzpont felkutatsa, az olyan nzpont, amely feleslegess teszi a magyarzkodst, s ezltal elejt veszi a tovbbi krdseknek. Eggyel kevesebb dolgot kell megmagyarznunk, mivel mr tudjuk, hogy lnyegi termszetk arra sztkli a rszecskket, hogy egyenes vonalakat kvessenek. A dolgok - rszecskk, fny, emberek, bolygk s csillagok kivtel nlkl mind egyenes vonal mentn mozognak. Ilyen a termszetk. Neknk, a megfigyelnek s magyarznak azonban mdostanunk kell az egyenessgrl kialakult, ember alkotta kpzetnket.

{A klasszikus mechanika s kvantummechanika kztti tmenetet rszletesen R. P. Feynman38 3g alapozta meg az optika legrvidebb id elve s a mechanika legkisebb hats elve kztti hasonlatossgok segtsgvel.}

Ennek ellenre, mintha a grblt tr nem oldana meg mindent. Tudjuk pldul, hogy a bolygk tbb-kevsb kr alak plyn keringenek a Nap krl, de annyira grblt teret nemigen lehet elkpzelni, amelyben gy felcsavarodnak az egyenesek, hogy krnek ltszanak. Tudjuk tovbb, hogy a dolgok gyorsulnak a tmegvonzs hatsra. Ha a sebessgre akarunk gondolni, gondolnunk kell az idre is; helyzet ltezhetne id nlkl, sebessg azonban nem. Amint az idt is bevonjuk a trgyalsba, s az idt s teret egyestett tridnek tekintjk, ez nemcsak a sebessget csempszi be, hanem elegend rugalmassgot biztost ahhoz is, hogy az egyenes vonalak zrt plyv torzuljanak. Ms szval megfigyeltk, hogy a bolygk s holdak megkzeltleg kr alak plyn mozognak, s ez arra ksztet minket, hogy egytt gondoljunk a trre s idre. jabb szintzisre jutottunk azzal, hogy szrevettk a magtl rtetdt.

{A Nap gravitcis tere pontosan egy v alatt tesz egy egyenes vonalat a Fld plyjnak megfelel tmrj krr.}

Mit rtsnk azonban egyestsen? Mivel meglehetsen elt ltezkrl van sz, igencsak knyes eljrs az sszeolvaszts. A trbeli kiterjedst ltjuk, krbestlhatjuk, megfordthatjuk, majd ismt megszemllhetjk; de az idrl csupn tudomsunk van, nem tudunk r hatni. A trben meg tudunk ragadni trgyakat, az id viszont minket ragad magval. Ilyen rtelemben a tr bels, az id viszont kls dolognak tnik.

Az id a tudat hinyban is elklnl a trtl. Br hivatkoznak r negyedik dimenziknt, nem egyszeren a tr negyedik kiterjedse. Gondolhatunk az idre mint egy kln, egyedlll kiterjedsre, de a tridben nem csupn egy tovbbi dimenzit frceltnk a trhez. A tr s id kztti alapvet klnbsg egyestsk termszetben rejlik. Egyszval geometrijukban.

{Termszetesen sok, vltozan teolgiai, filozfiai s gymlcsz vita zajlott az id termszetrl. Legrdekesebb beszmol mostanban G. J. Whitrow43 knyve volt szmomra, amely az id felfogsnak klnbz szintjeit - gy az emberi idt, biolgiai idt, matematikai idt s kozmikus idt - trgyalja. Ennek a lebilincsel knyvnek a tmja a mhekben fellelhet idzna-betegsgnl kezddik.}

A ltezs gazdagsga sszefoglalhat egy geometriai sajtossgban. Termszete a kvetkez hasonlattal rzkeltethet. Gondoljunk elszr csupn a trre! Tegyk fel, hogy a trtnelem sorn gy alakult, hogy a kelet-nyugati tvolsgokat mrfldben, mg az szak-dli tvolsgokat kilomterben mrjk. Kpzeljk csak el, mennyi veszdsggel jrna (s mennyi idbe telne), hogy kifejezzk egy tlnk szakkeletre fekv pont tvolsgt! Az is sok bonyodalmat okozna, hogy egy kr sugara 1 mrfld s 1,6 kilomter kztt vltakozna. Taln mg arra is gondolnnk, hogy ez a megfigyels a mindensg termszetnek valami kulcsproblmjt tkrzi.

{Az az tlet, hogy az id beolvasztst gy szemlltessk, hogy ms mrtkegysgben mrjk az -D s K-Ny tvolsgokat, egy azta mr tovbbfejlesztett elgondols.44 Az talakts mlyn rejl elny, hogy elvezet a tvolsg fogalmhoz s meghatrozshoz.}

Megsznik a bonyodalom, amint valaki azt javasolja, hogy a mrfldeket is alaktsuk t kilomterekk. Amint kilomterben mrnnk a kelet-nyugati tvolsgokat is, az irnytl fggetlennek tallnnk a kr sugart; az szakkeleti s minden egyb tvolsg igen egyszer formt ltene, s Pthagorasz is egyszeren rhatn le ttelt, miszerint d2 = x2 + y2. Eltnik a vilg geometriai lersnak bonyolultsga, mihelyt azonos egysgben fejeznk ki minden elmozdulst brmilyen irnyban.

Elkpzelhet, hogy maradnnak termszettudsok s nem kevs filozfus, aki tovbbra is a mrfld s kilomter bvs tvltsi tnyezjnek eredetn tprengene, s abban a hitben lne, hogy az tvltsi faktor rtke, az 1,609 344 km/mrfld kzponti szerepet jtszik a vilg magyarzatra szorul sajtossgai kztt. De nem szabad arra a holtvgnyra kerlnnk, hogy az ember kiagyalta ltszatbl prblunk blcsessget merteni, inkbb ezek kikszblsn kell fradoznunk.

Biztosan ezzel az egyszerstssel tallkozunk, amikor sszhangba hozzuk az id mrtkegysgt a tr mrtkegysgvel. Csupn arra a tnyezre van szksgnk, amely a msodpercet mrfldd alaktja t; ez a tnyez mrfld/s mrtkegysg, teht sebessg jelleg. A megfelel tnyez - abban az rtelemben, hogy egybevg a megfigyelsekkel - krlbell 186 000 mrfld/s (kb. 300 000 km/s A ford.); ezt a mennyisget c-vel jelljk, a fnysebessg nevet kapta, s flrevezet mdon mg mindig gy emlegetjk.

{A c pontos rtke 2,997 925 * 108 m/s (186 282,4 mrfld/msodperc). Azrt mondom, hogy flrevezet, ha a fny sebessgnek nevezzk, mivel ez mindenfle jel (vagy trgy) terjedsi sebessgnek hatrrtke; csak pp az elektromgnessg kapcsn kerlt be a fizikba. Ezek szerint minden tmeg nlkli rszecske (az elektromgnessg fotonjai, a gravitci gravitonjai, valamint a neutrnk) hordozta jel ugyanazon c sebessggel terjed.}

Mindennapi knyelmetlensgeket okoz, ha mrfldben (vagy kilomterekben) fejezzk ki az idt - hatalmas rtkek kerlnek az rk szmlapjra, s olyan szokatlanul szerencstlen dolgokat kell mondanunk, hogy 56 milli mrfldet kstl-, viszont bsgesen krptol a tvolsgok mrsnek s a grbk lersnak elegns egyszersgvel.

{A tvolsg egy ltalnos mrtkegysge a fnyv. Egyik jelentsge az, hogy a fny ezt a tvolsgot teszi meg egy v alatt (szokasos mrtkegysgekben 9,45 * 1015 m vagy 5,87 * 1012 mrfld, azaz 5,87 billi mrfld). A Nap 8,3 fnypercre, a legkzelebbi csillag, a Proxima Centauri 4,27 fnyvre, a legkzelebbi tejtrendszer, az Andromeda-kd 2,25 milli fnyvre van tlnk. A fnyvvel msrszt megkaptuk azt a tvolsgegysget, amely kzs az id mrtkegysgvel (azaz pp ellenkezjt tettk annak, amit eddig emlegettnk; egyik irnyban ppoly jogos s rtelmes ember alkotta egysgeket alkalmaznunk, mint a msikban).}

Ha a c csupn az ember szmra fontos mrsek tvltsi tnyezje, a valdi rejtly az, hogy mirt terjed a fny ppen akkora sebessggel, amelynek ugyanez a szmszer rtke. Rjvnk a vlaszra, amint nyomba erednk egy msik sajtossgnak.

Mivel a c egy mrs mrtkegysgt egy msikba alakt tnyez, kzenfekv, hogy minden megfigyel ugyanazt az rtket tulajdontsa neki. Nem szabad szmtania, hogy pp mit csinl vagy hol van, az tvltsi tnyeznek azonosnak kell lennie. Mozgsllapottl fggetlenl minden megfigyelnek ugyanazt a c rtket kell mrnie.

A c llandsgnak beptse a fizikba a huszadik szzadi tudomny msodik forradalmt, a relativitselmletet eredmnyezte. Ezt a forradalmat egy ellentmonds robbantotta ki. A c-t egyrszt viszonylagos sebessgknt ismerjk (a fny sebessge a megfigyelhz viszonytva, aki maga is mozoghat, ennlfogva azt tartan sszernek, hogy ms fnysebessget mr attl fggen, hogy a fnyforrshoz kzeledik vagy tvolodik tle). Msrszt viszont a c-t abszolt llandknt rgztettk, amely minden megfigyel szmra azonos, fggetlenl attl, hogy mit csinl, s klnsen attl, hogy milyen gyorsan mozog.

{A hres Michelson-Morley-ksrlet eredmnyezte azt a megfigyelst, hogy a fny sebessge fggetlen a megfigyel mozgsllapottl: ez adta a tudomny egyik legfontosabb negatv eredmnyt.43' 45 Az volt a msik nagy kudarc, hogy nem sikerlt a tehetetlen s gravitl tmeg kztt klnbsget kimutatni, pldul Etvs, Roll, Krotkov s Dicke ksrleteiben. Ez a kt balsiker adta a relativitselmlet8'42 kivlt lkst.}

Az ellentmondst csak egy mdon lehet feloldani. Az id gy kapcsoldik a trhez, hogy eltorztja a viszonylagos sebessggel kapcsolatos rzkelsnket.

Pthagorasz ttele a d2 = x2 + y2 kplettel foglalhat ssze. Ennek kiterjesztse hromdimenzis tvolsgokra: d2 = x2 + y2 + z2. Ha az id egyszeren a tr negyedik dimenzija lenne, a mai Pthagorasz ezt rhatn:

d2 = x2 + y2 + z2 + (ct)2. Ez a kiterjeszts azonban egyszeren nem j. Az esemnyek tvolsgt e kifejezs szerint mr megfigyel remnytelen kuszasgba gabalyodna, a tvolsg bonyolult mdon fggene sajt sebessgtl, s a mozgsllapot a fnysebessg mrt rtkt is befolysoln.

{A tr metrikus jellsre a ( + ) x2 + y2 + z2 (ct)2 eljeleivel ( + , +, +, -) formban fogunk hivatkozni. A ngy trbeli kiterjeds euklideszi geometria eljelezse (+, +, +, +) volna.}

Egy apr vltoztats kikszbli ezt a kavarodst, s azt eredmnyezi, hogy a fny sebessgt minden megfigyel sajt mozgsllapottl fggetlenl azonosnak szleli. Ha a tvolsgot d2 = x2 + y2 + z2 (ct)2 formban rjuk fl, akkor ez fggetlen a megfigyel tevkenysgtl s irnytl, gy minden megfigyel azonos tvolsgot mr. gy minden megfigyel azonos fnysebessgrl szmol be.

{A tr jellemzsre kt pont tvolsgt, a d2 = x2 + y2 kifejezs d-jt vezettk be. Az esemnyek kztti intervallum az a mennyisg, amely a tridt jellemzi. Megllapthat, hogy az x2 + y2 + z2 - (ct)2 rtke nem fgg attl, milyen gyorsan mozog a megfigyel.44}

Dnt ponthoz jutottunk el a tr s id tulajdonsganak lersban. A tvolsg kifejezsben szerepl negatv eljel kvetkeztben az id nem csupn a tr negyedik dimenzija, noha tvolsg formjban fejezzk ki. A negatv eljel azt is jelenti, hogy az id teljesen elklnl a trtl. Meg fogjuk ltni, hogy ez a viszonylag csekly eljel-mdosts a lt s nemlt kzti klnbsget fejezi ki, s ezen alapszik, hogy a helyet s idtartamot eltren rzkeljk. Ezt a mnuszjelet rtettk geometriai sajtossgon. Ez a vilgegyetem ltnek s fejldsnek alapja.

E negatv eljel kvetkeztben ugyangy nem tud jel visszafel hatolni a tridben, ahogy a megszokott geometria keretei kzt a krnek sem lehet negatv vagy kpzetes a sugara. Ez a mnuszjel vlasztja el a mltat s jelent; ez biztostja, hogy a jelen s mlt nem mdosthat a jvben. Ez biztostja teht, hogy sorsunk a jvben, nem pedig a mltban rejlik.

{A jelek irnyra vonatkoz ( + , +, +, -) metrikus eljelekbl ered korltozs trgyalsa megtallhat a korbban emltett, relativitssal foglalkoz knyvekben.41,44}

Az elrefolynak rzkelt id, a megismtelhetetlen, megfordthatatlan esemnyek sorozata alkotja ntudatunkat. Ezek az esemnyek szksgkppen elrelpdelnek azon kiterjeds mentn, melyet idnek neveznk. Minthogy az idben csak elrenylnak az egyes esemnyek, mivel a sztszrds a visszafordthatatlansg csapdjba ejti a vltozsokat, s mert az szlels a tapasztalat felhalmozdsa: ntudatunkat tvisszk a jvbe.

Vissza kell trnnk az egyenessghez s a rszecskk termszetes plyjhoz. Lttuk, mi trtnt, amikor csak a tr grblt meg; gondoljunk most a grblt tridre! Anyag jelenltben gy csavarodik meg a trid, hogy a ltszlag egyenes vonal lnyegt tekintve nem egyenes. Nos, termszetk miatt a rszecskk egyenes vonalat kvetnek a tridben, de a szemll az egyenes vonalat mr nem annak rzkeli. Mivel mr az idt is beolvasztottuk a trbe, s az egsz szerkezet csavarodott meg, az egyenletes mozgst mr ppgy nem rezzk egyenletesnek, mint ahogy a trbeli egyenest sem egyenesnek. A szemll ehelyett a rszecske gyorsulsrl s lassulsrl fog beszmolni. A rszecske mozgsa valjban egyenletes marad, de a trid bels tulajdonsgai becsapjk a szemllt, gy a mozgs vltozst szleli.

{A knyv eltt l olvas plyja plda arra, hogy mi egyenes vonal a tridben s mi nem. A Fld gravitcis hatsa gy torztja krnyezetben a tridt, hogy