Vetenskaplig forskning bygger på förhållandet mellan naturens verklighet, som det observeras, och en representation av denna verklighet, formulerad av en teori i matematiskt språk. Om alla konsekvenser av teorin bevisas experimentellt, det anses vara validerat. Detta tillvägagångssätt, som har använts i nästan fyra århundraden, har byggt upp en konsekvent kunskapsmassa. Men dessa framsteg har gjorts tack vare intelligensen hos människor som, trots allt, kan fortfarande hålla fast vid sina redan existerande övertygelser och fördomar. Detta kan påverka vetenskapens framsteg, även för de största sinnen.

Det första misstaget

I Ensteins mästarverk av allmän relativitet, han skrev ekvationen som beskriver universums utveckling över tid. Lösningen på denna ekvation visar att universum är instabilt, inte en enorm sfär med konstant volym med stjärnor som glider runt, som man trodde på den tiden.

I början av 1900-talet, människor levde med den väletablerade idén om ett statiskt universum där stjärnornas rörelse aldrig varierar. Detta beror förmodligen på Aristoteles läror, säger att himlen är oföränderlig, till skillnad från jorden, som är förgänglig. Denna idé orsakade en historisk anomali:1054, kineserna märkte utseendet av ett nytt ljus på himlen, men inget europeiskt dokument nämner det. Ändå kunde den ses i fullt dagsljus och varade i flera veckor. Det var en supernova, det är, en döende stjärna, vars rester fortfarande kan ses som krabbnebulosan. Det dominerande tänkandet i Europa hindrade människor från att acceptera ett fenomen som så totalt motsäger tanken på en oföränderlig himmel. En supernova är en mycket sällsynt händelse, som bara kan observeras med blotta ögat en gång per århundrade. Den senaste går tillbaka till 1987. Så var Aristoteles nästan rätt i att tro att himlen var oföränderlig - åtminstone i omfattningen av ett människoliv.

Att förbli i enlighet med idén om ett statiskt universum, Einstein introducerade en kosmologisk konstant i sina ekvationer, som frös universums tillstånd. Hans intuition ledde honom vilse:1929, när Hubble visade att universum expanderar, Einstein erkände att han hade gjort "sitt största misstag".

Kvantslumpmässighet

Kvantmekaniken utvecklades ungefär samtidigt som relativitetsteorien. Den beskriver fysiken i oändligt liten skala. Einstein bidrog mycket till området 1905, genom att tolka den fotoelektriska effekten som en kollision mellan elektroner och fotoner – det vill säga, oändligt små partiklar som bär ren energi. Med andra ord, ljus, som traditionellt har beskrivits som en våg, beter sig som en ström av partiklar. Det var detta steg framåt, inte relativitetsteorin, som gav Einstein Nobelpriset 1921.

Men trots detta viktiga bidrag, han förblev envis i att förkasta kvantmekanikens nyckelläxa – att partiklarnas värld inte är bunden av den klassiska fysikens strikta determinism. Kvantvärlden är probabilistisk. Vi vet bara hur man förutsäger sannolikheten för en händelse bland en rad möjligheter.

I Einsteins blindhet, återigen kan vi se den grekiska filosofins inflytande. Platon lärde att tanken borde förbli idealisk, fri från verklighetens oförutsedda händelser – en ädel idé, men en som inte följer vetenskapens föreskrifter. Kunskap kräver perfekt överensstämmelse med alla förutspådda fakta, medan tro är baserad på sannolikhet, framställda av partiella observationer. Einstein själv var övertygad om att ren tanke kunde till fullo fånga verkligheten, men kvantslumpmässighet motsäger denna hypotes.

I praktiken, denna slumpmässighet är inte ett rent ljud, eftersom den är begränsad av Heisenbergs osäkerhetsprincip. Denna princip tvingar kollektiv determinism på grupper av partiklar – en elektron är fri av sig själv, eftersom vi inte vet hur man beräknar dess bana när vi lämnar ett hål, men en miljon elektroner ritar en diffraktionsfigur, visar mörka och ljusa fransar som vi vet hur man beräknar.

Einstein accepterade inte denna grundläggande indeterminism, som sammanfattas av hans provocerande dom:"Gud spelar inte tärning med universum." Han föreställde sig förekomsten av dolda variabler, d.v.s. ännu inte upptäckta siffror bortom massa, laddning och spinn som fysiker använder för att beskriva partiklar. Men experimentet stödde inte denna idé. Det är obestridligt att det finns en verklighet som överskrider vår förståelse – vi kan inte veta allt om de oändligt smås värld.

Fantasiens slumpmässiga nycker

Inom processen med den vetenskapliga metoden, det finns fortfarande ett stadium som inte är helt objektivt. Detta är vad som leder till att begreppsbilda en teori, och Einstein, med sina tankeexperiment, ger ett berömt exempel på det. Han konstaterade att "fantasi är viktigare än kunskap". Verkligen, när man tittar på olika observationer, en fysiker måste föreställa sig en underliggande lag. Ibland, flera teoretiska modeller tävlar om att förklara ett fenomen, och det är först vid denna punkt som logiken tar över igen.

"Intelligensens roll är inte att upptäcka, utan att förbereda. Det är bara bra för serviceuppgifter." (Simone Weil, "Gravity and Grace")

På det här sättet, idéernas framfart härrör från det som kallas intuition. Det är ett slags språng i kunskap som går bortom ren rationalitet. Gränsen mellan objektivt och subjektivt är inte längre helt solid. Tankar kommer från neuroner under inverkan av elektromagnetiska impulser, några av dem är särskilt fertila, som om det var en kortslutning mellan celler, där slumpen är på jobbet.

Men dessa intuitioner, eller "blommor" av den mänskliga anden, är inte lika för alla – Einsteins hjärna producerade "E=mc ² ", medan Prousts hjärna kom på en beundransvärd metafor. Intuition dyker upp slumpmässigt, men denna slumpmässighet är begränsad av varje individs erfarenhet, kultur och kunskap.

Fördelarna med slumpmässighet

Det borde inte komma som en chockerande nyhet att det finns en verklighet som inte förstås av vår egen intelligens. Utan slumpmässighet, vi styrs av våra instinkter och vanor, allt som gör oss förutsägbara. Det vi gör är nästan uteslutande begränsat till detta första lager av verklighet, med vanliga bekymmer och obligatoriska uppgifter. Men det finns ett annat lager av verkligheten, den där uppenbar slumpmässighet är varumärket.

"Aldrig kommer en administrativ eller akademisk ansträngning att ersätta slumpens mirakel som vi är skyldiga stora män." (Honoré de Balzac, "Kusin Pons")

Einstein är ett exempel på en uppfinningsrik och fri anda; ändå behöll han sina fördomar. Hans "första misstag" kan sammanfattas med att säga:"Jag vägrar tro på en början av universum." Dock, experiment visade att han hade fel. Hans dom över att Gud spelar tärning betyder, "Jag vägrar tro på slumpen". Ändå involverar kvantmekaniken obligatorisk slumpmässighet. Hans dom väcker frågan om han skulle tro på Gud i en värld utan chans, som i hög grad skulle inskränka vår frihet, eftersom vi då skulle vara inskränkta i absolut determinism. Einstein var envis i sin vägran. För honom, den mänskliga hjärnan borde vara kapabel att veta vad universum är. Med mycket mer blygsamhet, Heisenberg lär oss att fysiken är begränsad till att beskriva hur naturen reagerar under givna omständigheter.

Kvantteorin visar att total förståelse inte är tillgänglig för oss. I gengäld, det erbjuder slumpmässighet som medför frustrationer och faror, men också fördelar.

"Människan kan bara undkomma denna världs lagar för en blixt av tid. Ögonblick av paus, att begrunda, av ren intuition... Det är med dessa blixtar som han är kapabel till det övermänskliga." (Simone Weil, "Gravity and Grace")

Einstein, en legendarisk fysiker, är det perfekta exemplet på en fantasifull varelse. Hans vägran till slumpmässighet är därför en paradox, eftersom slumpmässighet är det som gör intuition möjlig och möjliggör kreativa processer inom både vetenskap och konst.

Denna artikel publiceras från The Conversation under en Creative Commons -licens. Läs originalartikeln.