My title: "Queerer than we can suppose: the strangeness of science." "Queerer than we can suppose" comes from J.B.S. Haldane, the famous biologist, who said, "Now, my own suspicion is that the universe is not only queerer than we suppose, but queerer than we can suppose. I suspect that there are more things in heaven and earth than are dreamed of, or can be dreamed of, in any philosophy." Richard Feynman compared the accuracy of quantum theories -- experimental predictions -- to specifying the width of North America to within one hair's breadth of accuracy. This means that quantum theory has got to be, in some sense, true. Yet the assumptions that quantum theory needs to make in order to deliver those predictions are so mysterious that even Feynman himself was moved to remark, "If you think you understand quantum theory, you don't understand quantum theory."
Otsikkoni: "Oudompaa kuin voi olettaa: tieteen omituisuudesta." "Oudompaa kuin voi olettaa" on J.B.S Haldanelta, kuuluisalta biologilta, joka sanoi: "Oletan, että universumi ei ainoastaan ole omituisempi kuin oletamme, vaan omituisempi kuin voimme olettaa. Otaksun, että maalla ja taivaalla on enemmän asioita kuin voi kuvitellakaan, kuin mikään ajatusjärjestelmä voi olettaa." Richard Feynman vertasi kvanttiteorioiden tarkkuutta -- kokeellisia arvioita -- siihen, että mittaisi Pohjois-Amerikan leveyden yhden hiuskarvan tarkkuudella. Se tarkoittaa, että kvanttiteorian on jossain määrin oltava totta. Mutta ne olettamukset, joita kvanttiteorian on tehtävä pystyäkseen tekemään noita ennusteita, ovat niin mystisiä, että jopa itse Feynmanin oli pakko sanoa: "Jos uskot ymmärtäväsi kvanttiteoriaa, et ymmärrä kvanttiteoriaa."
It's so queer that physicists resort to one or another paradoxical interpretation of it. David Deutsch, who's talking here, in "The Fabric of Reality," embraces the many-worlds interpretation of quantum theory, because the worst that you can say about it is that it's preposterously wasteful. It postulates a vast and rapidly growing number of universes existing in parallel, mutually undetectable, except through the narrow porthole of quantum mechanical experiments. And that's Richard Feynman.
Se on niin omituista, että fyysikot turvautuvat jos jonkinmoisiin järjenvastaisiin tulkintoihin siitä. Teoksessaan "Todellisuuden rakenne" David Deutsch, joka esiintyy täällä, kannattaa kvanttiteorian monimaailmatulkintaa, koska pahin, mitä siitä voi sanoa, on että se on järjetöntä hukkaa. Se väittää, että on valtava ja alati kasvava määrä rinnakkaismaailmoja, joita ei voi havaita muuten kuin kvanttimekaanisten kokeiden kapean ikkunan kautta. Ja siinä Richard Feynman.
The biologist Lewis Wolpert believes that the queerness of modern physics is just an extreme example. Science, as opposed to technology, does violence to common sense. Every time you drink a glass of water, he points out, the odds are that you will imbibe at least one molecule that passed through the bladder of Oliver Cromwell. (Laughter) It's just elementary probability theory.
Biologi Lewis Wolpert uskoo, että nykyfysiikan omituisuus on vain ääriesimerkki. Päin vastoin kuin teknologia tiede on vastoin arkiajattelua. Joka kerta kun juot lasin vettä, hän sanoo, on todennäköistä, että juot ainakin yhden molekyylin, joka on kulkenut Oliver Cromwellin virtsarakosta. (Naurua) Se on yksinkertaista todennäköisyyslaskentaa.
(Laughter)
(Naurua)
The number of molecules per glassful is hugely greater than the number of glassfuls, or bladdersful, in the world. And of course, there's nothing special about Cromwell or bladders -- you have just breathed in a nitrogen atom that passed through the right lung of the third iguanodon to the left of the tall cycad tree.
Vesilasin molekyylien määrä on valtavan paljon enemmän kuin maailman lasien tai rakkojen määrä. Ei tietenkään ole mitään erityistä Cromwellissa tai rakoissa -- olet juuri hengittänyt sisään typpiatomin, joka kulki läpi oikean keuhkon kolmannessa iguanodonissa ison käpypalmun vasemmalla puolella.
"Queerer than we can suppose." What is it that makes us capable of supposing anything, and does this tell us anything about what we can suppose? Are there things about the universe that will be forever beyond our grasp, but not beyond the grasp of some superior intelligence? Are there things about the universe that are, in principle, ungraspable by any mind, however superior? The history of science has been one long series of violent brainstorms, as successive generations have come to terms with increasing levels of queerness in the universe. We're now so used to the idea that the Earth spins, rather than the Sun moves across the sky, it's hard for us to realize what a shattering mental revolution that must have been. After all, it seems obvious that the Earth is large and motionless, the Sun, small and mobile. But it's worth recalling Wittgenstein's remark on the subject: "Tell me," he asked a friend, "why do people always say it was natural for man to assume that the Sun went 'round the Earth, rather than that the Earth was rotating?" And his friend replied, "Well, obviously, because it just looks as though the Sun is going round the Earth." Wittgenstein replied, "Well, what would it have looked like if it had looked as though the Earth was rotating?"
"Omituisempaa kuin voimme olettaa." Mikä antaa meille kyvyn olettaa jotain ja kertooko se jotain siitä, mitä voimme olettaa? Onko maailmankaikkeudessa asioita, jotka ovat iäti ulottumattomissamme mutteivät jonkin korkeamman älyn ulottumattomissa? Onko maailmankaikkeudessa asioita, jotka periaatteessa ovat minkä tahansa mielen ulottumattomissa riippumatta älykkyydestä? Tieteen historia on pitkä, mullistavien aivoriihien ajanjakso, ja perättäiset sukupolvet ovat oppineet hyväksymään universumin alati kasvavaa omituisuuden tasoa. Olemme niin tottuneita ajatukseen, että Maapallo pyörii sen sijaan että Aurinko liikkuisi taivaan halki, että on hankala ymmärtää, millainen ajattelun vallankumous sen on täytynytkään olla. Vaikuttaahan ilmeiseltä, että Maa on suuri ja liikkumaton ja Aurinko pieni ja liikkeessä. Mutta kannattaa muistaa Wittgensteinin toteamus aiheesta: "Kerro", hän kysyi ystävältään "miksi ihmiset aina sanovat, että oli luonnollista, että Auringon oletettiin kiertävän Maata eikä Maan kiertävän Aurinkoa?" Johon hänen ystävänsä: "No, selvästikin, koska näyttää, että Aurinko kiertää Maata." Wittgenstein vastasi: "No miltä se sitten olisi näyttänyt, jos olisi näyttänyt, että Maa olisi kiertänyt?"
(Laughter)
(Naurua)
Science has taught us, against all intuition, that apparently solid things, like crystals and rocks, are really almost entirely composed of empty space. And the familiar illustration is the nucleus of an atom is a fly in the middle of a sports stadium, and the next atom is in the next sports stadium. So it would seem the hardest, solidest, densest rock is really almost entirely empty space, broken only by tiny particles so widely spaced they shouldn't count. Why, then, do rocks look and feel solid and hard and impenetrable? As an evolutionary biologist, I'd say this: our brains have evolved to help us survive within the orders of magnitude, of size and speed which our bodies operate at. We never evolved to navigate in the world of atoms. If we had, our brains probably would perceive rocks as full of empty space. Rocks feel hard and impenetrable to our hands, precisely because objects like rocks and hands cannot penetrate each other. It's therefore useful for our brains to construct notions like "solidity" and "impenetrability," because such notions help us to navigate our bodies through the middle-sized world in which we have to navigate.
Tiede on opettanut meille järjenvastaisen asian, että kiinteiltä näyttävät kohteet, kuten kristallit ja kivet, ovat lähes yksinomaan tyhjää tilaa. Ja tyypillinen havainnollistus atomin ytimestä on kärpänen keskellä urheilustadionia ja seuraava atomi on seuraavassa stadionissa. Toisin sanoen kovin, kiintein ja jykevin kivi on oikeasti lähes tyhjä, ja tyhjyydessä on niin vähän hiukkasia, ettei niillä pitäisi olla merkitystä. Miksi kivet sitten vaikuttavat kiinteiltä, kovilta ja läpitunkemattomilta? Evoluutiobiologina sanoisin näin: aivomme ovat kehittyneet selviämään niissä suuruus-, koko- ja nopeusluokissa, joissa kehommekin toimii. Emme kehittyneet liikkumaan atomien maailmassa. Jos olisimme, aivomme varmaan havaitsisivat kivet tyhjänä tilana. Kivet tuntuvat kovilta ja läpitunkemattomilta käsillemme, koska kohteet kuten kivet ja kädet eivät voi tunkea toistensa lävitse. Siksi on hyödyllistä, että aivomme luovat käsitteitä kuten "kiinteys" tai "läpitunkemattomuus", koska sellaiset auttavat meitä liikuttamaan kehoamme keskikoon maailmassa, jossa elämme.
Moving to the other end of the scale, our ancestors never had to navigate through the cosmos at speeds close to the speed of light. If they had, our brains would be much better at understanding Einstein. I want to give the name "Middle World" to the medium-scaled environment in which we've evolved the ability to take act -- nothing to do with "Middle Earth" -- Middle World.
Jos mennään toiseen ääripäähän, esi-isiemme ei koskaan tarvinnut liikkua kosmoksen läpi lähellä valonnopeutta. Jos he olisivat, aivomme ymmärtäisivät paljon paremmin Einsteinia. Haluan antaa nimen "Keskimaailma" tälle keskikoon ympäristölle, jossa olemme kehittyneet toimimaan -- ei liity mitenkään "Keskimaahan" -- Keskimaailma.
(Laughter)
(Naurua)
We are evolved denizens of Middle World, and that limits what we are capable of imagining. We find it intuitively easy to grasp ideas like, when a rabbit moves at the sort of medium velocity at which rabbits and other Middle World objects move, and hits another Middle World object like a rock, it knocks itself out.
Olemme Keskimaailman kehittyneitä kansalaisia ja se rajoittaa sitä, mitä pystymme kuvittelemaan. Pystymme intuitiivisesti ymmärtämään ajatuksia, kuten että kun jänis liikkuu sellaisella keskinopeudella, jolla jänikset ja muut Keskimaailman kohteet liikkuvat, kun se törmää Keskimaailman kohteeseen kuten kiveen, siltä lähtee taju.
May I introduce Major General Albert Stubblebine III, commander of military intelligence in 1983.
Antakaa minun esitellä kenraalimajuri Albert Stubblebine III, sotilastiedustelun johtaja vuonna 1983.
"...[He] stared at his wall in Arlington, Virginia, and decided to do it. As frightening as the prospect was, he was going into the next office. He stood up and moved out from behind his desk. 'What is the atom mostly made of?' he thought, 'Space.' He started walking. 'What am I mostly made of? Atoms.' He quickened his pace, almost to a jog now. 'What is the wall mostly made of?'
".. [Hän] tuijotti seinää Arlingtonissa, Virginiassa, ja päätti ryhtyä toimeen. Niin pelottavaa kuin se olikin, hän aikoi mennä seuraavaan toimistoon. Hän nousi ylös ja kiersi työpöytänsä ympäri. 'Mistä atomi pääosin koostuu?', hän ajatteli, 'Tyhjyydestä.' Hän alkoi kävellä. 'Mistä minä pääosin koostun? Atomeista.' Hän nopeutti tahtiaan nyt lähes hölkäten. 'Mistä seinä pääosin koostuu?'
(Laughter)
(Naurua)
'Atoms!' All I have to do is merge the spaces. Then, General Stubblebine banged his nose hard on the wall of his office. Stubblebine, who commanded 16,000 soldiers, was confounded by his continual failure to walk through the wall. He has no doubt that this ability will one day be a common tool in the military arsenal. Who would screw around with an army that could do that?"
'Atomeista!' Minun pitää vain sulauttaa nuo tyhjät tilat. Sitten majuri Stubblebine juoksi nenä edellä toimistonsa seinään. Stubblebine, joka johti 16 000 sotilasta, hämmästyi alinomaista epäonnistumistaan kävellä seinän läpi. Hänellä ei ole epäilystäkään, että se kyky on joskus normaalia armeijassa. Kuka pelleilisi siihen kykenevän armeijan kanssa?"
That's from an article in Playboy, which I was reading the other day.
Tuo artikkeli on Playboysta, jota lueskelin yksi päivä.
(Laughter)
(Naurua)
I have every reason to think it's true; I was reading Playboy because I, myself, had an article in it.
Minulla on hyvä syy pitää sitä totena; luin Playboya, koska minulla itselläni oli artikkeli siinä.
(Laughter)
(Naurua)
Unaided human intuition, schooled in Middle World, finds it hard to believe Galileo when he tells us a heavy object and a light object, air friction aside, would hit the ground at the same instant. And that's because in Middle World, air friction is always there. If we'd evolved in a vacuum, we would expect them to hit the ground simultaneously. If we were bacteria, constantly buffeted by thermal movements of molecules, it would be different. But we Middle-Worlders are too big to notice Brownian motion. In the same way, our lives are dominated by gravity, but are almost oblivious to the force of surface tension. A small insect would reverse these priorities.
Kehittymätön ihmisintuitio, Keskimaailmassa koulutettu, kokee hankalaksi uskoa Galileoa, kun hän kertoo meille, että painava ja kevyt kohde, jos unohdetaan ilmanvastus, putoavat maahan samalla hetkellä. Se johtuu siitä, että Keskimaailmassa ilmanvastus on aina läsnä. Tyhjiössä kehityttyämme olettaisimme niiden osuvan maahan samanaikaisesti. Jos olisimme bakteereja, joita jatkuvasti tönii molekyylien lämpöliike, asia olisi toisin. Me Keskimaailmasta olemme liian isoja huomaamaan Brownin liikettä. Samaan tapaan elämässämme vallitsee painovoima, mutta emme lähestulkoon tiedosta pintajännitystä. Pienelle hyönteiselle nämä olisivat eri järjestyksessä.
Steve Grand -- he's the one on the left, Douglas Adams is on the right. Steve Grand, in his book, "Creation: Life and How to Make It," is positively scathing about our preoccupation with matter itself. We have this tendency to think that only solid, material things are really things at all. Waves of electromagnetic fluctuation in a vacuum seem unreal. Victorians thought the waves had to be waves in some material medium: the ether. But we find real matter comforting only because we've evolved to survive in Middle World, where matter is a useful fiction. A whirlpool, for Steve Grand, is a thing with just as much reality as a rock.
Steve Grand -- hän on vasemmalla, Douglas Adams oikealla. Kirjassaan "Creation: Life and How to Make it" Steve Grand suorastaan kihisee materian pakkomielteellemme. Meillä on taipumus ajatella, että ainoastaan kiinteät, fyysiset asiat ovat oikeita asioita. Tyhjiön sähkömagneettisen säteilyn aallot vaikuttavat epätosilta. Viktoriaanisen ajan ihmisten mielestä aaltojen piti syntyä väliaineessa: eetterissä. Mutta pidämme ainetta lohduttavana ainoastaan, koska olemme kehittyneet selviämään Keskimaailmassa, jossa aine on hyödyllinen harha. Steve Grandin mielestä vesipyörre on aivan yhtä todellinen kuin kivi.
In a desert plain in Tanzania, in the shadow of the volcano Ol Doinyo Lengai, there's a dune made of volcanic ash. The beautiful thing is that it moves bodily. It's what's technically known as a "barchan," and the entire dune walks across the desert in a westerly direction at a speed of about 17 meters per year. It retains its crescent shape and moves in the direction of the horns. What happens is that the wind blows the sand up the shallow slope on the other side, and then, as each sand grain hits the top of the ridge, it cascades down on the inside of the crescent, and so the whole horn-shaped dune moves. Steve Grand points out that you and I are, ourselves, more like a wave than a permanent thing. He invites us, the reader, to think of an experience from your childhood, something you remember clearly, something you can see, feel, maybe even smell, as if you were really there. After all, you really were there at the time, weren't you? How else would you remember it? But here is the bombshell: You weren't there. Not a single atom that is in your body today was there when that event took place. Matter flows from place to place and momentarily comes together to be you. Whatever you are, therefore, you are not the stuff of which you are made. If that doesn't make the hair stand up on the back of your neck, read it again until it does, because it is important.
Tansanian aavikkotasangolla Ol Doinya Lengai -tulivuoren katveessa on vulkaanisen tuhkan dyyni. Kaunis asia on se, että se liikkuu kokonaisuutena. Teknisesti se on barchan-dyyni ja koko dyyni liikkuu aavikon halki länteen päin noin 17 metrin vuosivauhtia. Se säilyttää puolikuun muotonsa ja liikkuu kärjet edellä. Käy niin, että tuuli puhaltaa hiekkaa ylös loivaa rinnettä toisella puolella ja sitten kun hiekanjyvä pääsee harjanteelle, se valuu alas puolikuun sisälle ja sillä tavalla koko dyyni liikkuu. Steve Grand huomauttaa, että sinä ja minä, me olemme pikemminkin aalto kuin pysyvä asia. Hän pyytää meitä, lukijaa, muistelemaan jotain lapsuuden tapahtumaa, jotain jonka muistat tarkasti, jonka voit nähdä, tuntea, kenties haistaakin kuin olisit oikeasti siellä. Sinähän oikeasti olit siellä silloin, etkö ollutkin? Kuinka muuten muistaisit sen? Mutta tässä uutispommi: Et ollut siellä. Yksikään atomi, joka on nyt kehossasi, ei ollut siellä, kun se asia tapahtui. Aine vaeltaa paikasta paikkaan ja kokoontuu hetkeksi yhteen sinussa. Mitä sitten oletkaan, et ole sitä, mistä koostut. Jos se ei saa ihoasi kananlihalle, lue se uudelleen, koska se on tärkeää.
So "really" isn't a word that we should use with simple confidence. If a neutrino had a brain, which it evolved in neutrino-sized ancestors, it would say that rocks really do consist of empty space. We have brains that evolved in medium-sized ancestors which couldn't walk through rocks. "Really," for an animal, is whatever its brain needs it to be in order to assist its survival. And because different species live in different worlds, there will be a discomforting variety of "reallys." What we see of the real world is not the unvarnished world, but a model of the world, regulated and adjusted by sense data, but constructed so it's useful for dealing with the real world.
Siispä "tosiasiassa" ei ole sana, jota meidän kuuluu käyttää luottavaisesti. Jos neutrinolla olisi aivot, jotka kehittyivät sen neutrinonkokoisissa esi-isissä, se sanoisi, että kivet todellakin koostuvat tyhjyydestä. Aivomme kehittyivät keskikokoisissa esi-isissä, jotka eivät voineet kävellä kivien läpi. "Tosiasiassa" on eläimelle mitä tahansa sen aivot tarvitsevat sen olevan auttaakseen sitä selviytymään. Ja koska eri eliöt elävät eri maailmoissa, oikeasti on vaivaannuttava määrä eri "tosiasioita". Se minkä miellämme olevan todellisuus ei ole maailma sinänsä, vaan maailman malli, jota ovat määritelleet ja säätäneet aistidata, mutta joka kuitenkin on hyödyllinen maailmassa toimimiseen.
The nature of the model depends on the kind of animal we are. A flying animal needs a different kind of model from a walking, climbing or swimming animal. A monkey's brain must have software capable of simulating a three-dimensional world of branches and trunks. A mole's software for constructing models of its world will be customized for underground use. A water strider's brain doesn't need 3D software at all, since it lives on the surface of the pond, in an Edwin Abbott flatland.
Mallin olemus riippuu siitä, millaisia eläimiä olemme. Lentävä eläin tarvitsee erilaisen mallin kuin kävelevä, kiipeilevä tai uiva eläin. Apinan aivot tarvitsevat ohjelmiston, joka kykenee mallintamaan kolmiulotteista oksien ja puunrunkojen maailmaa. Myyrän ohjelmisto, joka mallintaa sen maailmaa, on räätälöity maanalaiseen käyttöön. Vesimittarin aivot eivät tarvitse 3D-ohjelmistoa lainkaan, sillä se elää lammen pinnalla, Edwin Abbottin tasomaassa.
I've speculated that bats may see color with their ears. The world model that a bat needs in order to navigate through three dimensions catching insects must be pretty similar to the world model that any flying bird -- a day-flying bird like a swallow -- needs to perform the same kind of tasks. The fact that the bat uses echoes in pitch darkness to input the current variables to its model, while the swallow uses light, is incidental. Bats, I've even suggested, use perceived hues, such as red and blue, as labels, internal labels, for some useful aspect of echoes -- perhaps the acoustic texture of surfaces, furry or smooth and so on -- in the same way as swallows or indeed, we, use those perceived hues -- redness and blueness, etc. -- to label long and short wavelengths of light. There's nothing inherent about red that makes it long wavelength.
Olen pohtinut, että lepakot kenties näkevät värejä korvillaan. Sem maailman, jonka läpi lepakon täytyy osata kulkea kolmiulotteisesti, kun se saalistaa, täytyy olla melko samanlainen kuin malli, joka on linnulla -- päivällä lentävä lintu kuten pääskynen -- sen täytyy tehdä samanlaisia asioita. Se, että lepakko käyttää kaikuja säkkipimeässä syöttääkseen muuttujia malliinsa, samalla kun pääskynen käyttää valoa, on sivuseikka. Olen ehdottanut, että lepakot käyttävät sävyjä kuten punaista ja sinistä merkkeinä, sisäisinä merkkeinä joillekin kaikujen ominaisuuksille -- kenties kuvaamaan pintojen akustiikkaa, pörröisyyttä tai tasaisuutta jne. -- samaan tapaan kuten pääskyset tai mekin käytämme sävyjä -- punaisuutta, sinisyyttä jne. -- merkkinä lyhyille ja pitkille valon aallonpituuksille. Ei ole mitään, joka sinänsä tekisi punaisesta pitkän aallonpituuden.
The point is that the nature of the model is governed by how it is to be used, rather than by the sensory modality involved. J.B.S. Haldane himself had something to say about animals whose world is dominated by smell. Dogs can distinguish two very similar fatty acids, extremely diluted: caprylic acid and caproic acid. The only difference, you see, is that one has an extra pair of carbon atoms in the chain. Haldane guesses that a dog would probably be able to place the acids in the order of their molecular weights by their smells, just as a man could place a number of piano wires in the order of their lengths by means of their notes. Now, there's another fatty acid, capric acid, which is just like the other two, except that it has two more carbon atoms. A dog that had never met capric acid would, perhaps, have no more trouble imagining its smell than we would have trouble imagining a trumpet, say, playing one note higher than we've heard a trumpet play before. Perhaps dogs and rhinos and other smell-oriented animals smell in color. And the argument would be exactly the same as for the bats.
Pointti on, että mallin olemus määräytyy sen käytöstä pikemminkin kuin aistikanavasta. J.B.S. Haldane on sanonut jotain eläimistä, jotka käyttävät eniten hajuaistia. Koirat erottavat kaksi rasvahappoa erittäin laimennettuina: kapryylihapon ja kapronihapon. Ainoa ero näet on, että toisella on rakenteessaan ylimääräinen hiiliatomien pari. Haldane olettaa, että koira voisi asettaa hapot molekyylimassan järjestykseen yksin hajun avulla aivan kuten ihminen voisi asettaa pianonkielet pituusjärjestykseen niiden soinnin perusteella. On toinen rasvahappo, kapriinihappo, joka on aivan kuin toiset kaksi, mutta siinä on kaksi hiiliatomia lisää. Koiralla, joka ei olisi koskaan törmännyt kapriinihappoon, ei kenties olisi hankalampaa kuvitella sen tuoksua kuin meillä olisi kuvitella esimerkiksi trumpetin soittavan hieman korkeampaa kuin olemme aiemmin kuulleet. Kenties koirat, sarvikuonot ja muut hajua käyttävät eläimet haistavat värejä. Ja samanlainen väite pätisi lepakoihin.
Middle World -- the range of sizes and speeds which we have evolved to feel intuitively comfortable with -- is a bit like the narrow range of the electromagnetic spectrum that we see as light of various colors. We're blind to all frequencies outside that, unless we use instruments to help us. Middle World is the narrow range of reality which we judge to be normal, as opposed to the queerness of the very small, the very large and the very fast. We could make a similar scale of improbabilities; nothing is totally impossible. Miracles are just events that are extremely improbable. A marble statue could wave its hand at us; the atoms that make up its crystalline structure are all vibrating back and forth anyway. Because there are so many of them, and because there's no agreement among them in their preferred direction of movement, the marble, as we see it in Middle World, stays rock steady. But the atoms in the hand could all just happen to move the same way at the same time, and again and again. In this case, the hand would move, and we'd see it waving at us in Middle World. The odds against it, of course, are so great that if you set out writing zeros at the time of the origin of the universe, you still would not have written enough zeros to this day.
Keskimaailma -- niine kokojen ja nopeuksien aloineen joiden kanssa olemme kehittyneet elämään -- on vähän kuin se kapea ala sähkömagneettisesta spektriä, jonka näemme eri väreinä. Olemme sokeita kaikille muille taajuuksille mikäli emme käytä apuvälineitä. Keskimaailma on se kapea todellisuuden kaistale, jota pidämme normaalina ja vastakohtana omituisuudelle, jota todella pienet, suuret ja nopeat asiat ovat. Samanlainen mittakaava voitaisiin luoda todennäköisyyksistä; mikään ei ole täysin epätodennäköistä. Ihmeet ovat ainoastaan asioita, jotka ovat hyvin epätodennäköisiä. Marmoripatsas voisi vilkuttaa meille; atomit, joista se koostuu, väräjävät muutenkin eestaas. Koska niitä on niin paljon ja koska niillä ei ole mitään sopimusta siitä, mihin liikutaan, patsas, jonka näemme Keskimaailmassa, pysyy kivenkovana. Mutta käden atomit voisivat sattua liikkumaan samalla tavalla samanaikaisesti, kerta toisensa jälkeen. Siinä tapauksessa käsi liikkuisi ja näkisimme sen vilkuttavan meille Keskimaailmassa. Sen todennäköisyys on tietenkin niin pieni, että jos olisi alkanut kirjoittaa ykkösiä alkuräjähdyksen aikaan, ykkösiä ei olisi tarpeeksi vielä tänäkään päivänä.
Evolution in Middle World has not equipped us to handle very improbable events; we don't live long enough. In the vastness of astronomical space and geological time, that which seems impossible in Middle World might turn out to be inevitable. One way to think about that is by counting planets. We don't know how many planets there are in the universe, but a good estimate is about 10 to the 20, or 100 billion billion. And that gives us a nice way to express our estimate of life's improbability. We could make some sort of landmark points along a spectrum of improbability, which might look like the electromagnetic spectrum we just looked at.
Keskimaailmassa tapahtunut evoluutio ei ole valjastanut meitä käsittelemään epätodennäköisyyksiä; emme elä tarpeeksi kauan. Maailmankaikkeuden ja Maan mittapuussa se, mikä vaikuttaa mahdottomalta Keskimaassa, voikin olla väistämätöntä. Yksi tapa ajatella sitä on laskea planeettoja. Emme tiedä, montako planeettaa maailmankaikkeudessa on, mutta hyvä arvio on 10 potenssiin 20, eli 100 miljardia miljardia. Se antaa hyvän tavan kuvailla arviota elämän todennäköisyydestä. Voisimme merkitä joitain kohtia epätodennäköisyyksien janalle, joka kenties näyttäisi samanlaiselta kuin äskeinen sähkömagneettinen spektri.
If life has arisen only once on any -- life could originate once per planet, could be extremely common or it could originate once per star or once per galaxy or maybe only once in the entire universe, in which case it would have to be here. And somewhere up there would be the chance that a frog would turn into a prince, and similar magical things like that. If life has arisen on only one planet in the entire universe, that planet has to be our planet, because here we are talking about it. And that means that if we want to avail ourselves of it, we're allowed to postulate chemical events in the origin of life which have a probability as low as one in 100 billion billion. I don't think we shall have to avail ourselves of that, because I suspect that life is quite common in the universe. And when I say quite common, it could still be so rare that no one island of life ever encounters another, which is a sad thought.
Jos elämä on kehittynyt vain kerran -- elämää voisi kehittyä kerran per planeetta, siis usein, tai kerran per tähti, tai kerran per galaksi tai kenties kerran per koko universumi, mikä siis olisimme me. Ja siinä janalla olisi todennäköisyys, että sammakko muuttuu prinssiksi, ja muille samanlaisille taikaiskuille. Jos elämä on kehittynyt vain yhdelle planeetalle koko universumissa, sen planeetan on oltava Maa, koska olemme täällä tänään. Ja jos haluamme siis hyödyntää sitä, voimme olettaa elämän synnyn kemiallisia tapahtumia, joiden todennäköisyys on niinkin pieni kuin 1:n suhde 100 miljardiin miljardiin. Mielestämme meidän ei pidä hyötyä siitä, koska uskon elämän olevan melko yleistä maailmankaikkeudessa. Ja vaikka sanon "yleistä", se voi silti olla niin harvinaista, ettei yksikään elämän saareke koskaan törmää toiseen, mikä on surullinen ajatus.
How shall we interpret "queerer than we can suppose?" Queerer than can in principle be supposed, or just queerer than we can suppose, given the limitations of our brain's evolutionary apprenticeship in Middle World? Could we, by training and practice, emancipate ourselves from Middle World and achieve some sort of intuitive as well as mathematical understanding of the very small and the very large? I genuinely don't know the answer. I wonder whether we might help ourselves to understand, say, quantum theory, if we brought up children to play computer games beginning in early childhood, which had a make-believe world of balls going through two slits on a screen, a world in which the strange goings-on of quantum mechanics were enlarged by the computer's make-believe, so that they became familiar on the Middle-World scale of the stream. And similarly, a relativistic computer game, in which objects on the screen manifest the Lorentz contraction, and so on, to try to get ourselves -- to get children into the way of thinking about it.
Kuinka tulkitsemme lauseen "omituisempi kuin voimme olettaa"? Omituisempi kuin periaatteessa voi olettaa vaiko omituisempi kuin voi olettaa ottaen huomioon ne rajoitteet aivoissamme evoluution oppipoikana Keskimaailmassa? Voisimmeko harjoittelemalla vapauttaa itsemme Keskimaailmasta ja saavuttaa jonkinlaisen intuitiivisen ja matemaattisen ymmärryksen hyvin pienestä ja hyvin suuresta kokoluokasta? En todellakaan tiedä. Pohdin sitä, oppisimmeko paremmin ymmärtämään vaikkapa kvanttiteoriaa, jos kasvattaisimme lapsemme pelaamaan tietokonepelejä aina pikkulapsesta asti, ja niissä peleissä olisi palloja, jotka menevät kahden raon läpi, maailma, jossa kvanttimaailman oudot jutut paisutettaisiin tietokoneohjelmalla, jotta ne tulisivat tutuksi Keskimaailman mittakaavassa. Tai vastaavasti olisi relativistinen tietokonepeli, jossa kohteet ruudulla havainnollistavat Lorentzin kontraktiota, jne, jotta pääsisimme -- jotta lapsemme pääsisivät sopivalle aallonpituudelle.
I want to end by applying the idea of Middle World to our perceptions of each other. Most scientists today subscribe to a mechanistic view of the mind: we're the way we are because our brains are wired up as they are, our hormones are the way they are. We'd be different, our characters would be different, if our neuro-anatomy and our physiological chemistry were different. But we scientists are inconsistent. If we were consistent, our response to a misbehaving person, like a child-murderer, should be something like: this unit has a faulty component; it needs repairing. That's not what we say. What we say -- and I include the most austerely mechanistic among us, which is probably me -- what we say is, "Vile monster, prison is too good for you." Or worse, we seek revenge, in all probability thereby triggering the next phase in an escalating cycle of counter-revenge, which we see, of course, all over the world today. In short, when we're thinking like academics, we regard people as elaborate and complicated machines, like computers or cars. But when we revert to being human, we behave more like Basil Fawlty, who, we remember, thrashed his car to teach it a lesson, when it wouldn't start on "Gourmet Night."
Haluan lopettaa soveltamalla Keskimaailman ideaa siihen, kuinka havaitsemme toisemme. Useimmat nykytiedemiehet kannattavat mielen mekanistista mallia: olemme mitä olemme, koska aivomme ovat tietynlaiset, hormonimme ovat tietynlaiset. Olisimme erilaisia ja luonteemme olisi erilainen, jos neuroanatomia ja biokemiamme olisivat erilaisia. Me tiedemiehet olemme epäjohdonmukaisia. Jos olisimme johdonmukaisia, reaktiomme väärin käyttäytyvää, kuten lapsimurhaajaa kohtaan, olisi jotain tällaista: tässä yksikössä on viallinen komponentti, joka vaatii korjausta. Emme sano niin. Sanomme -- ja liitän tähän kaikkein kiihkeimmin mekanistiset keskuudessamme, kuten kenties minut -- sanomme: "Kamala hirviö, tyrmässä pääset liian vähällä." Tai vielä pahempaa, haluamme kostoa, todennäköisesti lietsoen seuraavaa vaihdetta alati voimistuvassa vastakostojen ketjussa, mitä tietenkin näemme nykyään kaikkialla maailmassa. Toisin sanoen kun ajattelemme kuten tieteilijät, pidämme ihmisiä hienovaraisina ja monimutkaisina koneina kuten tietokoneet tai autot. Mutta kun meistä tulee taas ihmisiä, olemme enemmän kuin Basil Fawlty, josta muistamme, että hän romutti autonsa ojentaakseen sitä, koska se ei käynnistynyt "Gourmet-ilta" -jaksossa.
(Laughter)
(Naurua)
The reason we personify things like cars and computers is that just as monkeys live in an arboreal world and moles live in an underground world and water striders live in a surface tension-dominated flatland, we live in a social world. We swim through a sea of people -- a social version of Middle World. We are evolved to second-guess the behavior of others by becoming brilliant, intuitive psychologists. Treating people as machines may be scientifically and philosophically accurate, but it's a cumbersome waste of time if you want to guess what this person is going to do next. The economically useful way to model a person is to treat him as a purposeful, goal-seeking agent with pleasures and pains, desires and intentions, guilt, blame-worthiness. Personification and the imputing of intentional purpose is such a brilliantly successful way to model humans, it's hardly surprising the same modeling software often seizes control when we're trying to think about entities for which it's not appropriate, like Basil Fawlty with his car or like millions of deluded people, with the universe as a whole.
Syy miksi inhimillistämme asioita kuten autoja ja tietokoneita on se, että aivan kuten apinat elävät puiden maailmassa ja myyrät maanalaisessa maailmassa ja vesimittarit pintajännitteen tasomaailmassa, me elämme sosiaalisessa maailmassa. Uiskentelemme ihmisten meressä -- Keskimaailman sosiaalisessa versiossa. Olemme kehittyneet kyseenalaistamaan muiden käyttäytymistä kasvamalla loistaviksi intuitiota hyödyntäviksi psykologeiksi. Ihmisten kohtelu koneina voi olla tieteellisesti ja filosofisesti täsmällistä, mutta se on valtavaa ajanhukkaa, jos haluaa arvata, mitä henkilö tekee seuraavaksi. Vaivattomampi keino mallintaa ihmistä on kohdella häntä tarkoituksellisena, päämäärätietoisena olentona, jolla on iloja ja suruja, haluja ja aikomuksia, häpeää, syyllisyyttä. Inhimillistäminen ja päämääriin linkittäminen ovat niin hienoja tapoja mallintaa ihmiskäyttäytymistä, ettei ole kovinkaan yllättävää, että sama mallintamisohjelmisto usein kaappaa vallan, kun ajattelemme olentoja, joihin se ei aina sovi, kuten auton romuttavaan Basil Fawltyyn, tai kuten miljoonat muut harhaiset, maailmankaikkeuteemme.
(Laughter)
(Naurua)
If the universe is queerer than we can suppose, is it just because we've been naturally selected to suppose only what we needed to suppose in order to survive in the Pleistocene of Africa? Or are our brains so versatile and expandable that we can train ourselves to break out of the box of our evolution? Or finally, are there some things in the universe so queer that no philosophy of beings, however godlike, could dream them?
Jos maailmankaikkeus on omituisempi kuin mitä voimme olettaa, onko se siksi, koska luonnonvalinta on saanut meidät olettamaan vain sen, minkä olettaman pitää, jotta selviytyisi pleistoseenikauden Afrikassa? Vai ovatko aivomme niin taitavia, että voimme kouluttaa itsemme hyppäämään ulos evoluution laatikosta? Tai viimeiseksi -- ovatko jotkut asiat maailmassa niin omituisia, ettei mikään olento voi kuvitella niitä, vaikka se olisi jumalan kaltainen?
Thank you very much.
Kiitos paljon.
(Applause)
(Taputuksia)