Trots enorma framsteg inom vetenskapen under det senaste århundradet, vår förståelse av naturen är fortfarande långt ifrån komplett. Inte bara har forskare misslyckats med att hitta fysikens heliga gral – att förena det mycket stora (allmänna relativitetsteoriet) med det mycket lilla (kvantmekaniken) – de vet fortfarande inte vad den stora majoriteten av universum består av. Den eftertraktade Theory of Everything fortsätter att gäcka oss. Och det finns andra enastående pussel, för, till exempel hur medvetande uppstår ur enbart materia.

Kommer vetenskapen någonsin att kunna ge alla svar? Människans hjärnor är produkten av blind och ostyrd evolution. De utformades för att lösa praktiska problem som påverkar vår överlevnad och reproduktion, inte för att reda ut universums struktur. Denna insikt har fått vissa filosofer att anamma en nyfiken form av pessimism, argumenterar att det måste finnas saker som vi aldrig kommer att förstå. Humanvetenskapen kommer därför en dag att slå en hård gräns — och kan redan ha gjort det.

Vissa frågor kan vara dömda att förbli vad den amerikanske lingvisten och filosofen Noam Chomsky kallade "mysterier". Om du tror att bara människor har obegränsade kognitiva krafter – skiljer oss från alla andra djur – har du inte helt smält Darwins insikt om att Homo Sapiens är mycket en del av den naturliga världen.

Men håller detta argument verkligen? Tänk på att mänskliga hjärnor inte heller utvecklades för att upptäcka sitt eget ursprung. Och ändå lyckades vi på något sätt göra just det. Kanske missar pessimisterna något.

Mystiska argument

"Mystiska" tänkare ger biologiska argument och analogier en framträdande roll. I sin landmärkebok från 1983 The Modularity of Mind, den bortgångne filosofen Jerry Fodor hävdade att det måste finnas "tankar som vi inte är rustade att tänka".

Liknande, Filosofen Colin McGinn har i en serie böcker och artiklar hävdat att alla sinnen lider av "kognitiv stängning" med avseende på vissa problem. Precis som hundar eller katter aldrig kommer att förstå primtal, mänskliga hjärnor måste stängas av från några av världens underverk. McGinn misstänker att anledningen till att filosofiska gåtor som sinne/kroppsproblemet – hur fysiska processer i vår hjärna ger upphov till medvetande – visar sig vara svårlösta är att deras sanna lösningar helt enkelt är otillgängliga för det mänskliga sinnet.

Om McGinn har rätt i att våra hjärnor helt enkelt inte är utrustade för att lösa vissa problem, det är ingen idé att ens försöka, eftersom de kommer att fortsätta att förbrylla och förvirra oss. McGinn själv är övertygad om att det finns, faktiskt, en helt naturlig lösning på sinne-kroppsproblem, men att mänskliga hjärnor aldrig kommer att hitta det.

Till och med psykologen Steven Pinker, någon som själv ofta anklagas för vetenskaplig hybris, är sympatisk med mysteriernas argument. Om våra förfäder inte hade något behov av att förstå det vidare kosmos för att sprida sina gener, han argumenterar, varför skulle det naturliga urvalet ha gett oss hjärnkraften att göra det?

Svindlande teorier

Mysterier presenterar vanligtvis frågan om kognitiva gränser i skarp, svart-vita termer:antingen kan vi lösa ett problem, eller det kommer för alltid att trotsa oss. Antingen har vi kognitiv tillgång eller så lider vi av stängning. Vid något tillfälle, mänsklig undersökning kommer plötsligt att slå in i en metaforisk tegelvägg, varefter vi för alltid kommer att vara dömda att stirra i tom oförståelse.

En annan möjlighet, dock, som mysterier ofta förbiser, är en av långsamt avtagande avkastning. Att nå gränserna för undersökning kan kännas mindre som att slå i en vägg än att fastna i en gräv. Vi fortsätter att sakta ner, även när vi anstränger oss mer och mer, och ändå finns det ingen diskret punkt bortom vilken ytterligare framsteg alls blir omöjliga.

Det finns en annan tvetydighet i mysteriernas tes, vilket min kollega Michael Vlerick och jag har påpekat i en akademisk uppsats. Påstår mysterierna att vi aldrig kommer att hitta den sanna vetenskapliga teorin om någon aspekt av verkligheten, eller alternativt, att vi mycket väl kan hitta denna teori men aldrig riktigt kommer att förstå den?

I science fiction-serien The Hitchhiker's Guide to The Galaxy, en utomjordisk civilisation bygger en enorm superdator för att beräkna svaret på livets ultimata fråga, universum och allting. När datorn äntligen meddelar att svaret är "42", ingen har en aning om vad detta betyder (faktiskt, de fortsätter med att konstruera en ännu större superdator för att ta reda på exakt detta).

Är en fråga fortfarande ett "mysterium" om du har kommit fram till rätt svar, men du har ingen aning om vad det betyder eller kan du inte linda huvudet runt det? Mysterier blandar ofta ihop dessa två möjligheter.

På några ställen, McGinn antyder att kropp-sinne-problemet är otillgängligt för mänsklig vetenskap, antagligen betyder det att vi aldrig kommer att hitta den sanna vetenskapliga teorin som beskriver sambandet sinne-kropp. Vid andra ögonblick, dock, han skriver att problemet alltid kommer att förbli "bedövande svårt att förstå" för människor, och att "huvudet snurrar i teoretisk oordning" när vi försöker tänka på det.

Detta tyder på att vi mycket väl kan komma fram till den sanna vetenskapliga teorin, men det kommer att ha en 42-liknande kvalitet. Men å andra sidan, vissa människor skulle hävda att detta redan är sant för en teori som kvantmekanik. Även kvantfysikern Richard Feynman medgav, "Jag tror att jag säkert kan säga att ingen förstår kvantmekanik."

Skulle mysterierna säga att vi människor är "kognitivt stängda" för kvantvärlden? Enligt kvantmekaniken, partiklar kan vara på två ställen samtidigt, eller slumpmässigt dyka upp ur det tomma utrymmet. Även om detta är extremt svårt att förstå, kvantteorin leder till otroligt exakta förutsägelser. Fenomenet "quantum weirdness" har bekräftats av flera experimentella tester, och forskare skapar nu också tillämpningar baserade på teorin.

Mysterier tenderar också att glömma hur häpnadsväckande vissa tidigare vetenskapliga teorier och koncept var när de ursprungligen föreslogs. Ingenting i vår kognitiva sammansättning förberedde oss för relativitetsteori, evolutionär biologi eller heliocentrism.

Som filosofen Robert McCauley skriver:"När först avancerade, förslagen på att jorden rör sig, att mikroskopiska organismer kan döda människor, och att fasta föremål mestadels är tomma utrymmen var inte mindre i strid med intuition och sunt förnuft än de mest kontraintuitiva konsekvenserna av kvantmekaniken har visat för oss under 1900-talet." McCauleys skarpsinniga observation ger anledning till optimism, inte pessimism.

Mind extensions

Men kan våra ynkliga hjärnor verkligen svara på alla tänkbara frågor och förstå alla problem? Detta beror på om vi pratar om bar, utan hjälp eller inte. Det finns många saker du inte kan göra med din nakna hjärna. Men Homo Sapiens är en redskapstillverkande art, och detta inkluderar en rad kognitiva verktyg.

Till exempel, våra sinnesorgan utan hjälp kan inte upptäcka UV-ljus, ultraljudsvågor, Röntgenstrålar eller gravitationsvågor. Men om du är utrustad med lite fancy teknik du burk upptäcka alla dessa saker. För att övervinna våra perceptuella begränsningar, forskare har utvecklat en uppsättning verktyg och tekniker:mikroskop, röntgenfilm, Geigerräknare, radiosatellitdetektorer och så vidare.

Alla dessa enheter utökar räckvidden för våra sinnen genom att "översätta" fysiska processer till något format som våra sinnesorgan kan smälta. Så är vi perceptuellt "stängda" för UV-ljus? På ett sätt, ja. Men inte om man tar hänsyn till all vår tekniska utrustning och mätutrustning.

På ett liknande sätt, vi använder fysiska föremål (som papper och penna) för att avsevärt öka minneskapaciteten hos våra nakna hjärnor. Enligt den brittiske filosofen Andy Clark, våra sinnen sträcker sig bokstavligen bortom våra hudar och skallar, i form av anteckningsböcker, datorskärmar, kartor och arkivlådor.

Matematik är en annan fantastisk sinnesförlängningsteknik, som gör det möjligt för oss att representera koncept som vi inte kunde tänka på med våra bara hjärnor. Till exempel, ingen vetenskapsman kunde hoppas på att bilda en mental representation av alla de komplexa sammankopplade processer som utgör vårt klimatsystem. Det är precis därför vi har konstruerat matematiska modeller och datorer för att göra det tunga arbetet åt oss.

Kumulativ kunskap

Viktigast, vi kan utvidga våra egna sinnen till våra medmänniskors. Det som gör vår art unik är att vi kan kultur, i synnerhet kumulativ kulturell kunskap. En population av mänskliga hjärnor är mycket smartare än någon enskild hjärna isolerad.

Och samarbetsföretaget par excellence är vetenskap. Det säger sig självt att ingen enskild vetenskapsman skulle vara kapabel att reda ut kosmos mysterier på egen hand. Men kollektivt, dom gör. Som Isaac Newton skrev, han kunde se vidare genom att "stå på jättarnas axlar". Genom att samarbeta med sina kamrater, forskare kan utöka omfattningen av sin förståelse, uppnå mycket mer än någon av dem skulle vara kapabel till individuellt.

I dag, allt färre människor förstår vad som pågår i framkanten av teoretisk fysik – även fysiker. Enandet av kvantmekanik och relativitetsteori kommer utan tvekan att vara exceptionellt skrämmande, annars skulle vetenskapsmän redan ha fastnat för länge sedan.

Detsamma gäller för vår förståelse av hur den mänskliga hjärnan ger upphov till medvetande, mening och intentionalitet. Men finns det någon god anledning att anta att dessa problem för alltid kommer att förbli utom räckhåll? Eller att vår känsla av förvirring när vi tänker på dem aldrig kommer att minska?

I en offentlig debatt som jag modererade för några år sedan, filosofen Daniel Dennett påpekade en mycket enkel invändning mot mysteriernas analogier med andra djurs sinnen:andra djur kan inte ens förstå frågorna. Inte bara kommer en hund aldrig att ta reda på om det finns en största prime, men den kommer aldrig ens att förstå frågan. Däremot människor kan ställa frågor till varandra och till sig själva, reflektera över dessa frågor, och på så sätt komma med allt bättre och mer förfinade versioner.

Mysterier bjuder in oss att föreställa oss existensen av en klass av frågor som i sig är fullkomligt begripliga för människor, men svaren på vilka kommer för alltid att förbli utom räckhåll. Är denna uppfattning verkligen rimlig (eller till och med sammanhängande)?

Utomjordiska antropologer

För att se hur dessa argument går ihop, låt oss göra ett tankeexperiment. Föreställ dig att några utomjordiska "antropologer" hade besökt vår planet runt 40, 000 år sedan för att utarbeta en vetenskaplig rapport om vår arts kognitiva potential. Skulle detta vara konstigt, naken apa får någonsin reda på strukturen av dess solsystem, rumtidens krökning eller till och med dess eget evolutionära ursprung?

I det ögonblicket i tiden, när våra förfäder levde i små skaror av jägare-samlare, ett sådant resultat kan ha verkat ganska osannolikt. Även om människor hade ganska omfattande kunskap om djuren och växterna i deras närmiljö, och visste tillräckligt om fysiken hos vardagliga föremål för att kunna ta sig runt och komma på några smarta verktyg, det fanns inget som liknade vetenskaplig verksamhet.

Det fanns ingen skrift, ingen matematik, inga konstgjorda anordningar för att utöka räckvidden av våra sinnesorgan. Som en konsekvens, nästan alla uppfattningar som dessa människor hade om världens bredare struktur var helt felaktiga. Människor hade ingen aning om de verkliga orsakerna till naturkatastrofer, sjukdom, himlakroppar, årstiderna eller nästan vilket naturfenomen som helst.

Vår utomjordiska antropolog kan ha rapporterat följande:"Evolutionen har utrustat denna upprätt, gående apa med primitiva sinnesorgan för att plocka upp information som är lokalt relevant för dem, såsom vibrationer i luften (orsakade av närliggande föremål och personer) och elektromagnetiska vågor inom intervallet 400-700 nanometer, samt vissa större molekyler dispergerade i deras atmosfär.

"Dock, dessa varelser är helt omedvetna om allt som faller utanför deras snäva perceptuella omfång. Dessutom, de kan inte ens se de flesta encelliga livsformer i sin egen miljö, eftersom dessa helt enkelt är för små för att deras ögon ska kunna upptäcka dem. Likaså, deras hjärnor har utvecklats för att tänka på beteendet hos medelstora föremål (mest fasta) under förhållanden med låg gravitation.

"Ingen av dessa jordbor har någonsin undkommit gravitationsfältet på sin planet för att uppleva viktlöshet, eller blivit artificiellt accelererad för att uppleva starkare gravitationskrafter. De kan inte ens föreställa sig rum-tidskrökning, eftersom evolutionen har en fast noll-krökningsgeometri av rymden i deras ynka hjärnor.

"Sammanfattningsvis, Vi är ledsna att rapportera att det mesta av kosmos helt enkelt är bortom deras kunskap."

Men dessa utomjordingar skulle ha varit helt fel. Biologiskt, vi är inte annorlunda än vi var 40, 000 år sedan, men nu vet vi om bakterier och virus, DNA och molekyler, supernovor och svarta hål, hela spektrumet av det elektromagnetiska spektrumet och en lång rad andra konstiga saker.

Vi känner också till icke-euklidisk geometri och rum-tidskrökning, med tillstånd av Einsteins allmänna relativitetsteori. Våra sinnen har "räckt ut" till föremål miljontals ljusår bort från vår planet, och även till extremt små föremål långt under våra sinnesorgans perceptuella gränser. Genom att använda olika knep och verktyg, människor har vidsträckt sitt grepp om världen.

Domen:biologi är inte ödet

Tankeexperimentet ovan borde vara ett råd mot pessimism om mänsklig kunskap. Vem vet vilka andra sinnesförlängande enheter vi kommer att träffa på för att övervinna våra biologiska begränsningar? Biologi är inte ödet. Om du tittar på vad vi redan har åstadkommit under loppet av några århundraden, eventuella utslagsuttalanden om kognitiv stängning verkar mycket förhastade.

Mysterier ger ofta läpparnas bekännelse till värderingarna "ödmjukhet" och "anspråkslöshet", men vid närmare granskning, deras position är mycket mindre återhållsam än den verkar. Ta McGinns självsäkra uttalande att kropp-sinne-problemet är "ett yttersta mysterium" som vi "aldrig kommer att reda ut". När man gör ett sådant påstående, McGinn förutsätter kunskap om tre saker:själva sinnet-kroppsproblemets natur, det mänskliga sinnets struktur, och anledningen till att de två aldrig ska mötas. Men McGinn erbjuder bara en ytlig översikt av vetenskapen om mänsklig kognition, och ägnar liten eller ingen uppmärksamhet åt de olika enheterna för sinnesförlängning.

Jag tycker att det är dags att vända på steken mot mysterierna. Om du hävdar att något problem för alltid kommer att undgå mänsklig förståelse, du måste visa i detalj varför ingen möjlig kombination av hjärnförlängningsenheter kommer att föra oss närmare en lösning. Det är en högre ordning än de flesta mysterier har erkänt.

Dessutom, genom att precisera varför vissa problem kommer att förbli mystiska, mysterier riskerar att bli hissade av sin egen petard. Som Dennett skrev i sin senaste bok:"Så fort du ställer en fråga som du hävdar att vi aldrig kommer att kunna svara på, du sätter igång själva processen som mycket väl kan bevisa att du har fel:du tar upp ett undersökningsämne."

I en av hans ökända memorandumanteckningar om Irak, USA:s tidigare försvarsminister, Donald Rumsfeld, gör skillnad mellan två former av okunnighet:de "kända okända" och "okända okända". Till den första kategorin hör de saker som vi vet att vi inte vet. Vi kan formulera rätt frågor, men vi har inte hittat svaren än. Och så finns det saker som "vi inte vet att vi inte vet". För dessa okända okända, vi kan inte ens formulera frågorna ännu.

Det är helt sant att vi aldrig kan utesluta möjligheten att det finns sådana okända okända, och att några av dem för alltid kommer att förbli okända, eftersom mänsklig intelligens av någon (okänd) anledning inte klarar uppgiften.

Men det viktiga att notera om dessa okända okända är att ingenting kan sägas om dem. För att från början anta att vissa okända okända alltid kommer att förbli okända, som mysterier gör, är inte blygsamhet – det är arrogans.

Den här artikeln är återpublicerad från The Conversation under en Creative Commons-licens. Läs originalartikeln.