So, about three years ago I was in London, and somebody called Howard Burton came to me and said, I represent a group of people, and we want to start an institute in theoretical physics. We have about 120 million dollars, and we want to do it well. We want to be in the forefront fields, and we want to do it differently. We want to get out of this thing where the young people have all the ideas, and the old people have all the power and decide what science gets done. It took me about 25 seconds to decide that that was a good idea.
לפני שלוש שנים בערך הייתי בלונדון, ומישהו בשם הווארד בורטון בא אליי ואמר, אני מייצג קבוצת אנשים, ןאנחנו רוצים להקים מכון לפיזיקה תיאורטית. יש לנו בערך 120 מיליון דולר, ואנחנו רוצים לעשות את זה היטב. אנחנו רוצים להיות בחזית המדע, ואנחנו רוצים לעשות את זה אחרת. אנחנו רוצים להשתחרר מהמצב הזה שבו לאנשים הצעירים יש את כל הרעיונות, ולמבוגרים יש את כל הכוח ומחליטים באילו תחומים האחרים יעבדו. לקח לי בערך 25 שניות להחליט שזה רעיון טוב.
Three years later, we have the Perimeter Institute for Theoretical Physics in Waterloo, Ontario. It’s the most exciting job I’ve ever had. And it’s the first time I’ve had a job where I’m afraid to go away because of everything that’s going to happen in this week when I’m here. (Laughter) But in any case, what I’m going to do in my little bit of time is take you on a quick tour of some of the things that we talk about and we think about. So, we think a lot about what really makes science work? The first thing that anybody who knows science, and has been around science, is that the stuff you learn in school as a scientific method is wrong. There is no method. On the other hand, somehow we manage to reason together as a community, from incomplete evidence to conclusions that we all agree about. And this is, by the way, something that a democratic society also has to do.
שלוש שנים אחר כך יש לנו את מכון פרימטר (היקף) לפיזיקה תיאורטית בווטרלו, אונטריו. זוהי העבודה הכי מרגשת שהיתה לי אי פעם. וזו הפעם הראשונה שאני חושש להיעדר מהעבודה בגלל כל מה שיכול לקרות בשבוע שבו אני נמצא כאן. (צחוק) אבל בכל מקרה, מה שאני הולך לעשות בזמן הקצר שניתן לי, זה לקחת אתכם לסיור קצר בין כמה מהדברים עליהם אנו מדברים וחושבים. אז אנחנו חושבים הרבה על מה באמת מניע את המדע? הדבר הראשון שכל אחד שמכיר את המדע ועסק במדע הוא שהדברים שאנחנו לומדים בבית הספר כשיטות מדעיות הם לא נכונים. אין שיטה. מצד שני, איכשהו אנחנו מצליחים להסיק ביחד כקהילה, מתוך ראיות שאינן שלמות מסקנות עליהן כולנו מסכימים. וזה, אגב, משהו שגם על קהילה דמוקרטית לעשות.
So how does it work? Well, my belief is that it works because scientists are a community bound together by an ethics. And here are some of the ethical principles. I’m not going to read them all to you because I’m not in teacher mode. I’m in entertain, amaze mode. (Laughter)
אז איך זה עובד? ובכן, לדעתי זה עובד מפני שמדענים הם קהילה המחוברת ע"י אתיקה משותפת. והנה כמה מהעקרונות האתיים האלה. אני לא אקריא לכם כרגע את כולם מפני שאני לא במצב להיות מורה, אני במצב לבדר, ולהדהים. (צחוק)
But one of the principles is that everybody who is part of the community gets to fight and argue as hard as they can for what they believe. But we’re all disciplined by the understanding that the only people who are going to decide, you know, whether I’m right or somebody else is right, are the people in our community in the next generation, in 30 and 50 years. So it’s this combination of respect for the tradition and community we’re in, and rebellion that the community requires to get anywhere, that makes science work. And being in this process of being in a community that reasons from shared evidence to conclusions, I believe, teaches us about democracy. Not only is there a relationship between the ethics of science and the ethics of being a citizen in democracy, but there has been, historically, a relationship between how people think about space and time, and what the cosmos is, and how people think about the society that they live in.
אבל אחד העקרונות הוא שכל האנשים שמשתייכים לקהילה נלחמים ומתווכחים ככל יכולתם בעד הדברים שהם מאמינים בהם אבל כולנו חונכנו לאור הרעיון שהאנשים היחידים שעתידים להחליט, אתם יודעים, אם אני צודק או שמא מישהו אחר, הם החברים בקהילה שלנו בדור הבא, בעוד 30 או 50 שנה. אז זהו שילוב של כבוד למסורת ולקהילה שלנו, עם המרידה שהקהילה זקוקה לו כדי להגיע לאיפשהו, שגורמים למדע לעבוד. והתהליך הזה של השתייכות לקהילה שמסיקה מסקנות מראיות משותפות, לדעתי, מלמד אותנו על דמוקרטיה. לא רק שיש קשר בין האתיקה המדעית לאתיקה האזרחית, אלא שיש גם, היסטורית, קשר בין איך שאנשים חושבים על זמן ומרחב, ומהו היקום, לבין איך שאנשים חושבים על החברה בה הם חיים.
And I want to talk about three stages in that evolution. The first science of cosmology that was anything like science was Aristotelian science, and that was hierarchical. The earth is in the center, then there are these crystal spheres, the sun, the moon, the planets and finally the celestial sphere, where the stars are. And everything in this universe has a place. And Aristotle’s law of motion was that everything goes to its natural place, which was of course, the rule of the society that Aristotle lived in, and more importantly, the medieval society that, through Christianity, embraced Aristotle and blessed it. And the idea is that everything is defined. Where something is, is defined with respect to this last sphere, the celestial sphere, outside of which is this eternal, perfect realm, where lives God, who is the ultimate judge of everything.
ואני רוצה לדבר על שלושה שלבים בתהליך ההתפתחות הזה. מדע היקום הראשון שהיה מדע במלוא מובן המילה, היה המדע האריסטוטלי, שהיה היררכי. כדור הארץ במרכז, אז באים כדורי הקריסטל האלה, השמש, הירח, הפלנטות ובסוף כיפת השמים, היכן שנמצאים הכוכבים. ולכל דבר ביקום הזה יש מקום. וחוק התנועה של אריסטו היה שכל דבר הולך למקום הטבעי שלו, שהיה כמובן, החוק בחברה שבה אריסטו חי, ויותר חשוב מכך, חברת ימי הביניים שדרך הנצרות, אימצה ובירכה את אריסטו. והרעיון הוא שכל דבר הינו מוגדר. היכן נמצא משהו, מוגדר בהתאם לכיפה המוחלטת הזו, כיפת השמיים, אשר מחוץ לה נמצא התחום הנצחי הזה, המושלם, היכן שחי האלוהים, שהינו השופט הסופי של הכל.
So that is both Aristotelian cosmology, and in a certain sense, medieval society. Now, in the 17th century there was a revolution in thinking about space and time and motion and so forth of Newton. And at the same time there was a revolution in social thought of John Locke and his collaborators. And they were very closely associated. In fact, Newton and Locke were friends. Their way of thinking about space and time and motion on the one hand, and a society on the other hand, were closely related.
כך היה גם מדע היקום האריסטוטלי, ובמידה מסוימת, חברת ימי הביניים. במאה ה- 17 התחוללה מהפכה בחשיבה על מרחב וזמן ותנועה, וכן הלאה, של ניוטון. ובאותו זמן התחוללה מהפכה בחשיבה החברתית של ג'ון לוק ושותפיו. והם היו קשורים מאוד אחד לשני. למעשה, ניוטון ולוק היו חברים. דרך החשיבה שלהם על מרחב וזמן ותנועה מצד אחד, ועל החברה מצד שני, היו קשורים מאוד.
And let me show you. In a Newtonian universe, there’s no center -- thank you. There are particles and they move around with respect to a fixed, absolute framework of space and time. It’s meaningful to say absolutely where something is in space, because that’s defined, not with respect to say, where other things are, but with respect to this absolute notion of space, which for Newton was God.
ותנו לי להראות לכם. ביקום ניוטוני, אין מרכז -- תודה לך. יש חלקיקים והם זזים במרחב ביחס למסגרת קבועה ומוחלטת של זמן ומרחב. חשוב להגיד איפה משהו נמצא בדיוק בחלל, מפני שאז ניתן להגדיר מיקום לא ביחס למיקום של דברים אחרים, אלא ביחס למושג המוחלט הזה של חלל. שבשביל ניוטון זה היה אלוהים.
Now, similarly, in Locke’s society there are individuals who have certain rights, properties in a formal sense, and those are defined with respect to some absolute, abstract notions of rights and justice, and so forth, which are independent of what else has happened in the society. Of who else there is, of the history and so forth. There is also an omniscient observer who knows everything, who is God, who is in a certain sense outside the universe, because he has no role in anything that happens, but is in a certain sense everywhere, because space is just the way that God knows where everything is, according to Newton, OK?
עכשיו, על אותו משקל, בחברה עפ"י לוק יש יחידים שיש להם זכויות מסוימות, קניינים רשמיים, אשר מוגדרים ביחס למושגים מוחלטים ומופשטים של זכויות וצדק, וכן הלאה, שאינם תלויים במה שקורה בחברה. במה עוד נמצא, בהיסטוריה וכיוצא בזה. בנוסף קיים צופה יודע-כל שהוא אלוהים, אשר נמצא במובן מסוים מחוץ ליקום, מפני שאין לו תפקיד בשום דבר שקורה, אבל במובן מסוים נמצא בכל מקום, מפני שחלל הוא בדיוק הדרך שבה אלוהים יודע איפה הכל נמצא, לפי ניוטון, בסדר?
So this is the foundations of what’s called, traditionally, liberal political theory and Newtonian physics. Now, in the 20th century we had a revolution that was initiated at the beginning of the 20th century, and which is still going on. It was begun with the invention of relativity theory and quantum theory. And merging them together to make the final quantum theory of space and time and gravity, is the culmination of that, something that’s going on right now. And in this universe there’s nothing fixed and absolute. Zilch, OK. This universe is described by being a network of relationships.
אז אלה היסודות של מה שמכונה, מסורתית, התאוריה הליברלית ופיזיקה ניוטונית. עכשיו, במאה ה- 20 עברנו מהפכה שהתחילה בתחילה המאה ה- 20 ועדיין מתקיימת. היא התחילה עם המצאת תורת היחסות ותורת הקוואנטים. והמיזוג של שניהם לכדי תורת הקוואנטים הסופית של מרחב וזמן וכח הכבידה, הוא השיא של זה, אשר מתרחש בזמננו אנו. וביקום הזה שום דבר אינו קבוע ומוחלט. כלום. היקום הזה מתואר כרשת של יחסים.
Space is just one aspect, so there’s no meaning to say absolutely where something is. There’s only where it is relative to everything else that is. And this network of relations is ever-evolving. So we call it a relational universe. All properties of things are about these kinds of relationships. And also, if you’re embedded in such a network of relationships, your view of the world has to do with what information comes to you through the network of relations. And there’s no place for an omniscient observer or an outside intelligence knowing everything and making everything. So this is general relativity, this is quantum theory. This is also, if you talk to legal scholars, the foundations of new ideas in legal thought. They’re thinking about the same things. And not only that, they make the analogy to relativity theory and cosmology often. So there’s an interesting discussion going on there. This last view of cosmology is called the relational view.
החלל הוא רק מישור אחד, כך שאין שום משמעות לקביעה, איפה משהו נמצא בדיוק. מה שחשוב זה רק איפה הוא נמצא ביחס לכל שאר הדברים. ורשת הקשרים האלה מתפתחת כל הזמן. אז אנו קוראים לזה יקום יחסי. כל התכונות של כל הדברים נובעות מסוגים אלה של יחסים. וכמו כן, אם אתה מוטמע ברשת כזו של יחסים, תפישת העולם שלך תלויה במידע אשר מגיע אליך דרך רשת היחסים. ואין מקום לרואה כל-יכול או לתבונה חיצונית שיודעת ועושה הכל. אז זוהי היחסות הכללית, זוהי תורת הקוואנטים. אלה גם, אם אתה מדבר עם משפטנים, היסודות של הרעיונות החדשים בחשיבה המשפטית. הם חושבים על אותם הדברים. ולא רק זאת, הם יוצרים לעיתים תכופות אנלוגיות לתורת היחסות ולחקר החלל. אז מתנהל כאן דיון מעניין. התפישה האחונה הזו בחקר החלל מכונה התפיסה היחסית.
So the main slogan here is that there’s nothing outside the universe, which means that there’s no place to put an explanation for something outside. So in such a relational universe, if you come upon something that’s ordered and structured, like this device here, or that device there, or something beautiful, like all the living things, all of you guys in the room -- "guys" in physics, by the way, is a generic term: men and women. (Laughter)
אז הסיסמא המרכזית כאן היא שאין שום דבר מחוץ ליקום, כלומר שאין מקום להסביר משהו חיצוני. כך שביקום יחסי כזה, אם אתה נתקל במשהו מסודר ומובנה, כמו המכשיר כאן, או המכשיר שם, או משהו יפה, כמו כל הדברים החיים, כל החבר'ה בחדר הזה -- בפיזיקה, אגב, "חבר'ה" הוא מושג כללי; גברים ונשים (צחוק)
Then you want to know, you’re a person, you want to know how is it made. And in a relational universe the only possible explanation was, somehow it made itself. There must be mechanisms of self-organization inside the universe that make things. Because there’s no place to put a maker outside, as there was in the Aristotelian and the Newtonian universe. So in a relational universe we must have processes of self-organization.
ואז אתה רוצה לדעת, אתה בן אדם, אתה רוצה לדעת איך זה נוצר. וביקום רציונלי ההסבר האפשרי היחידי הוא שאיכשהו זה נוצר מעצמו. חייבים להיות מנגנונים של ארגון עצמי בתוך היקום, שיוצר דברים. מפני שאין מקום ליוצר, כפי שהיה ביקומים של אריסטו ושל ניוטון. אז ביקום רציונלי חייבים להיות לנו תהליכים של ארגון עצמי.
Now, Darwin taught us that there are processes of self-organization that suffice to explain all of us and everything we see. So it works. But not only that, if you think about how natural selection works, then it turns out that natural selection would only make sense in such a relational universe. That is, natural selection works on properties, like fitness, which are about relationships of some species to some other species. Darwin wouldn’t make sense in an Aristotelian universe, and wouldn’t really make sense in a Newtonian universe.
עכשיו, דרווין חשב שיש תהליכים של ארגון עצמי, שמספקים הסבר הולם לקיום שלנו ושל כל דבר שאנחנו רואים. כך זה עובד. אבל יתרה מכך, אם אתה חושב על הדרך בו עובדת הברירה הטבעית, מתברר שהברירה הטבעית תיתכן רק ביקום רציונלי. כלומר, ברירה טבעית מבוססת על תכונות, כמו עמידות, הקשורות ליחסים בין זנים מסוימים לאחרים. דרוויניזם לא היה יכול להיחשב הגיוני ביקום אריסטוטלי, וגם לא ממש ביקום הניוטוני.
So a theory of biology based on natural selection requires a relational notion of what are the properties of biological systems. And if you push that all the way down, really, it makes the best sense in a relational universe where all properties are relational. Now, not only that, but Einstein taught us that gravity is the result of the world being relational. If it wasn’t for gravity, there wouldn’t be life, because gravity causes stars to form and live for a very long time, keeping pieces of the world, like the surface of the Earth, out of thermal equilibrium for billions of years so life can evolve.
אז תיאוריה ביולוגית המבוססת על ברירה טבעית דורשת חשיבה יחסית באשר לתכונות של מערכות ביולוגיות. ואם אתה חושב על זה לעומק, באמת, זהו ההסבר הסביר ביותר ביקום יחסי בהן כל התכונות הן יחסיות. ולא רק זה, אלא שאינשטיין לימד אותנו שכח המשיכה הוא התוצאה של היותו של העולם יחסי. ללא כח המשיכה, לא היו חיים, מפני שכוח המשיכה גורם לכוכבים להיווצר ולחיות לשנים רבות, שומר על חלקים של העולם, כמו האדמה, מפני שיווי משקל תרמי למשך מיליארדי שנים כדי שחיים יוכלו להיווצר.
In the 20th century, we saw the independent development of two big themes in science. In the biological sciences, they explored the implications of the notion that order and complexity and structure arise in a self-organized way. That was the triumph of Neo-Darwinism and so forth. And slowly, that idea is leaking out to the cognitive sciences, the human sciences, economics, et cetera. At the same time, we physicists have been busy trying to make sense of and build on and integrate the discoveries of quantum theory and relativity.
במאה ה- 20, ראינו את ההתפתחות העצמאית של שני תחומים גדולים במדע. ביולוגים חקרו את משמעות הרעיון שסדר ומורכבות ומבנה צצים באופן עצמאי. זהו הניצחון של הנאו-דרוויניזם וכן הלאה. ולאט לאט, הרעיון הזה חודר למדעים הקוגניטיביים, למדעי האדם, לכלכלה ועוד. באותו הזמן, אנו הפיזיקאים היינו עסוקים בלמצוא היגיון ולקדם ולשלב את הגילויים של תורת הקוואנטים והיחסיות.
And what we’ve been working out is the implications, really, of the idea that the universe is made up of relations. 21st-century science is going to be driven by the integration of these two ideas: the triumph of relational ways of thinking about the world, on the one hand, and self-organization or Darwinian ways of thinking about the world, on the other hand. And also, is that in the 21st century our thinking about space and time and cosmology, and our thinking about society are both going to continue to evolve. And what they’re evolving towards is the union of these two big ideas, Darwinism and relationalism.
אבל למעשה עבדנו על ההשלכות, של הרעיון שהיקום בנוי מיחסים. המאה ה- 21 עומדת להיות מובלת ע"י השילוב בין שני רעיונות: ניצחונה של החשיבה היחסית על העולם, מצד אחד, וארגון עצמי או דרכי חשיבה דרוויניסטיות על העולם, על העולם, מצד שני. וכמו כן, במאה ה- 21 גם החשיבה שלנו על מרחב וזמן וחקר החלל, וגם החשיבה שלנו על החברה עומדים להתפתח. וכיוון התתפחות שלהם הוא איחוד של שני רעיונות, דרוויזינם ורציונליזם.
Now, if you think about democracy from this perspective, a new pluralistic notion of democracy would be one that recognizes that there are many different interests, many different agendas, many different individuals, many different points of view. Each one is incomplete, because you’re embedded in a network of relationships. Any actor in a democracy is embedded in a network of relationships. And you understand some things better than other things, and because of that there’s a continual jostling and give and take, which is politics. And politics is, in the ideal sense, the way in which we continually address our network of relations in order to achieve a better life and a better society.
עכשיו, אם אתה חושב על דמוקרטיה מנקודת המבט הזו, מושג חדש ופלורליסטי של דמוקרטיה יהיה זה שמזהה שיש בחברה הרבה אינטרסים ואג'נדות שונות, הרבה אנשים שונים, הרבה תפיסות עולם שונות. כל אחת אינה שלמה, מפני שאתה מוטמע ברשת היחסים. שחקן בדמוקרטיה הינו מוטמע ברשת יחסים. ואתה מבין שדברים מסוימים טובים מאחרים, ומשום כך יש התנגשות מתמדת ומקח וממכר, שזוהי הפולוטיקה. ופוליטיקה היא, במובן המושלם, הדרך שבה אנו שוב ושוב מתמודדים עם רשת הקשרים בחברה עמ"נ להשיג חיים טובים יותר, וחברה טובה יותר.
And I also think that science will never go away and -- I’m finishing on this line. (Laughter) In fact, I’m finished. Science will never go away.
ואני חושב שגם המדע אף פעם לא יעלם ו -- אני מסיים כאן. (צחוק) למעשה, סיימתי. המדע אף פעם לא ייעלם.