A magyar oktatási rendszert sokszor, sokfelől éri támadás. A döntéshozók persze jogosan csaphatnak vissza, hogy "jól van, akkor tessék megmondani, hogyan lehetne jobban csinálni". Itt most megpróbálom összefoglalni a saját alternatívámat. Megpróbálok összeszedni minden gondolatot, bár így is szinte biztos vagyok benne, hogy lesz ami kimarad.
Először is már általános iskolában magas óraszámban tanítanék angolt, sőt nem lenne baj, ha a gyerekek a 8. osztály végére eljutnának addig, hogy letegyenek egy alapfokú nyelvvizsgát. Az egyre globalizálódó világunkban egyre inkább az életképesség alapfeltétele, hogy az ember beszéljen angolul. Ha ez nincs meg, úgy lehetőségek ezreiről maradhat le. Az Internet "hivatalos" nyelve is az angol, így mindenki számára nélkülözhetetlen az angol nyelv ismerete, aki jól és objektíven informált szeretne maradni. Persze az információ ilyen-olyan formában, ilyen-olyan szűrőkön végül úgyis általában eljut az emberhez, de így is minimum lemarad a többiekhez képest az, aki nem beszél angolul. De csak úgy önmagában az a tény is indokolja mindezt, hogy így sok ezer év távlatában mint emberiség felülemelkedhetnénk a nyelvek teremtette korlátokon. Jó lenne, ha a gyermekeinknek, vagy az ő gyermekeiknek már csak történelem lenne az, hogy volt idő, mikor az emberek nem értették egymást, és a gondolatok nem áramolhattak szabadon.
Nagy hangsúlyt fektetnék az informatika oktatására. Nem hogy nem csökkenteném, de drasztikusan megnövelném az informatika órák számát. Az embereknek igenis szüksége van arra, hogy élni tudjanak a technológia adta lehetőségekkel. Való igaz, hogy ezek az eszközök az életünk részei, és mindenki rendelkezik valamilyen fajta tudással ezek kezelése terén, de ezeknek a hatékony használata az már teljesen más dolog. Egy dolog, hogy valaki be tud írni egy szót a Google keresőmezőjébe, és teljesen más dolog az, hogy tudja mit hol keressen, és hogyan találjon meg hatékonyan. Ez megint olyan dolog, mint a nyelv, hogy lassan életképtelen lesz az, aki nem tudja hatékonyan (!) használni az Internet és az egyéb technológiáink adta lehetőségeket. Úgy gondolom, hogy elértünk egy olyan korba, ahol a tudás elrendeződésének struktúrája drasztikusan megváltozott. Míg régebben értéke volt a lexikális tudásnak, mostanra úgy felgyülemlett az elérhető lexikális tudásanyag, és olyan szinten egyszerűsödött az elérhetősége, hogy mostanra az ilyen fajta tudás szinte értéktelenné vált, és szerepét átvette annak a képessége, hogy az ember milyen hatékonyan tudja adott esetben megszerezni a szükséges információkat. A világ már így működik, jó lenne az oktatási rendszernek is utána menni. Az agyunk nem lexikon, és nem is kéne arra használni. Egyszerűen nem arra való. E helyett meg kellene tanítani a gyerekeket arra, hogy hogyan találjanak meg valamit a Wikipediában, és hogy milyen egyéb források vannak még, ahonnan a szükséges információ az adott helyzetben megszerezhető. Lehet szembe menni ezzel, csak nem érdemes, mert ennyi minden egyszerűen nem fér el az agyunkban. Ugyanígy érdemes lenne megtanítani a gyerekeket arra is, hogy a real-time információkat milyen forrásból szerezhetik be, rávezetni őket arra, hogy globálisan informálódjanak, hogy legyen képük a világról, ha döntéseket hoznak (pl. ha majd elmennek szavazni) olvassák el azt, hogy kinek mi a véleménye, tájékozódjanak, vonjanak le következtetéseket, tanuljanak a rég elkövetett hibákból, stb. Kicsit furának tűnhet, hogy miért az informatika óra kapcsán írom mindezt. Hát éppen azért, mert ezeknek az információknak a beszerzési helye egyre inkább az Internet. Programozást is tanítanék, valami egyszerű nyelvet, mondjuk Pythont. Nem túl mélyre menően, csak annyira, hogy a gyerekek lássák, hogy mi mozgatja a körülöttük lévő technológiát, és kicsit értsék az egésznek a logikáját. Nem hiszem, hogy pár tanórányi programozás bárkinek is nehézséget okozna, viszont adna egy alapvető képet, és kicsit fejlesztené a gondolkodást.
Néhány órában bevezetném a Lifehacking oktatását. Ez a nevével ellentétben nem valami misztikus dolog. Olyan kis praktikákról van szó, amik segítenek produktívabban élni az életünket. Olyan egyszerű dolgok ezek, mint hogy hogyan szervezzük az időnket, hogyan rendszerezzük a gondolatainkat, stb. Barabási Albert-László: Villanások c. könyvében olvastam egy történetet, ahol egy cég hatékonyságában (és áttételesen a bevételében) drasztikus növekedést hozott az, hogy az emberek listát készítettek a teendőikről, ahol a sorrendet a teendő fontossága adata, majd ilyen sorrendben végezték el a dolgukat. Ez egy nagyon egyszerű technika, mégis nagyon sokat számított. Számtalan ilyen egyszerű kis technika létezik. Sokukra talán magától is rájön az ember idővel, mégis nagy előnnyel indulnának azok a gyerekek, akik ismernek ilyeneket. Sokkal hatékonyabban tudnának tanulni, sokkal kreatívabbak lennének a problémamegoldásban, és sokkal sikeresebbek, életképesebbek a világban.
Az olyan óráknak, mint az irodalom, vagy a rajz, a kreativitást kellene fejlesztenie. Ahogyan írtam, a lexikális tudásnak egyre kevéssé van értéke. Az írók és költők életének fontos eseményeihez tartozó évszámok bebiflázása helyett sokkal inkább a világlátásuk lenne az érdekes, a gyerekeknek pedig nem megtanulni, hanem megérteni kellene a verseket és regényeket. Én is számtalan verset megtanultam, mint ahogy mindenki más. Ezeket általában a felelést követő napon el is felejtettem, egyik sem hagyott bennem igazán mély nyomot. Pedig biztos vagyok benne, hogy soknak volt valódi mondanivalója, de ez teljesen háttérbe szorult a szavak gépies betanulása mellett. Nem emlékszem arra, hogy irodalom órán valaha is beszélgettünk volna egy versről, vagy egy regényről. A tanár elmondta, hogy hogyan KELL azt érteni, amit utána visszakérdezett a következő órán. Amellett, hogy az egész teljesen felesleges, pont a lényeg maradt el, a mondanivaló megértése. Kifejezetten károsnak tartom, hogy az így "elpazarolt" időt tulajdonképpen értékes gondolatok megértésétől veszik el.
Hasonló probléma van a történelemmel is, ahol a dolgok összefüggéseinek megértése lenne a lényeg. Az időpont inkább csak fogodzó az egészhez. A történelem oktatást évszámok betanulásáig satnyulni hagyni kifejezetten káros. Emiatt követjük el ugyanazokat a hibákat újra és újra. E mellett a történelemnek valódi társadalomismeretet is kellene adnia. Alapvető képet kellene adnia a világról és a politikáról, hogy mikor megválasztjuk a döntéshozóinkat, értsük, hogy miről is van szó. Hogy ne lehessen olyan könnyen mézes mázos szöveggel beadni szinte bármit az embereknek. Egy ilyen rendszerből kikerült ember rögtön azt mondaná, hogy "áá, ilyen már volt, és nem jött be", vagy egyértelműen látná az ellentmondásokat, a jól hangzó szövegek valóságtól való teljesen elrugaszkodott voltát.
Ami még valamennyire rendben van, az a természettudományos tárgyak oktatása. Legalábbis amikor még én jártam iskolába, kémia órán csináltunk kísérleteket, raktunk össze molekulákat kis bogyókból, stb. Ugyanígy volt fizika órán is. Úgy emlékszem biológia órán is kaptunk valamilyen alapot DNS-ről, sejtekről, a dolgok működéséről, bár azért biológiából is jellemző volt az, hogy a lexikális tudást domborították ki. Itt is jobb lett volna, ha inkább a megértésre, a működésre, a dolgok kapcsolatára világított volna rá a tananyag.
A fenti kis "tantervet" rögtön támadhatnák azzal, hogy "Persze, ez szép, meg jó, de honnan vesszük el az időt a sok angol, meg informatika órának? A gyerekek mégsem lóghatnak egész nap az iskolában." Hát, például ott az a nagy rakás testnevelés óra. Miért kell az iskolában testnevelést "oktatni"? Mi értelme van "megtanulni" bukfencezni, és legfőképp mi értelme van annak, hogy ezt osztályozzák? Mi értelme van annak, hogy a nap közepén iskolai keretek közt zavarják ki a gyerekeket futni, hogy aztán izzadtan és dög fáradtan kókadozzanak a következő órán? Nem vagyok a mozgás ellensége. A testmozgás fontos, a testmozgás jó, egészséges, de nem az iskolában kell mozgásra kényszeríteni a gyerekeket. Az a szülő feladata lenne, hogy kicsapja a kölköt az utcára focizni. A testnevelés mint "tantárgy" érthetetlen számomra. És ha még így sem lenne elég idő a valóban értékes dolgok tanítására, akkor is a száraz, értelmetlen lexikális tudás élő, logikus kreatív képzésre való cserélésével talán még kompaktabbá lehetne tenni a tananyagot.
Mondhatnák persze, hogy egy ilyen radikális strukturális változás a tantervben, a lexikális tudás "elhanyagolása" csak "műveletlen" embereket fog termelni. Amennyiben a "műveltséget" abban mérjük, hogy ki mennyi évszámot tud, és hány versből tud szó szerint idézni, akkor valóban, ez a rendszer "műveletlen" embereket termel (habár ennek a fajta "műveltségnek" nincs sok értéke). Ellenben biztos vagyok abban, hogy sikeresebb, boldogabb, és összességében "életképesebb" emberek kerülnének ki egy ilyen rendszerből, ami végső soron életképesebb társadalmat is jelent ...
2012. december 1., szombat
2012. október 19., péntek
Megoldást jelenthet-e a szimulált valóság az emberiség összes problémájára?
Elismerem, hogy a cím első hallásra elég érdekesen hangzik. Olyan, mint valami nagyon rossz marketing szöveg, "megoldás minden problémára". Mégis remélem, hogy a cikk végére sikerül bebizonyítani, hogy a címben feltett kérdés nem is annyira értelmetlen.
Ha általánosságban szeretnénk beszélni az "emberiség összes problémájáról", akkor talán jó lenne valami egyszerű definíciót találni arra, hogy mit is tekintünk problémának. Nagyon röviden talán valamit olyat lehetne mondani, hogy minden dolog probléma, ami az ideális állapottól elválaszt minket. Igazából erről szól a fejlődés, a tudomány, a technológia, hogy minél jobban megközelítsük ezt az "ideális állapotot". Nagy utat tettünk meg már eddig is a cél felé. Valaha barlanglakó ősemberekként kezdtük. Ha hideg volt szükségképpen fáztunk, vadásznunk kellett ha enni akartunk, csupa veszély volt az élet. Ehhez képest most kényelmesen tévézhetünk a fotelből és majszolhatjuk a telefonon rendelt pizzát a kellemes hőmérsékletű otthonunkban. Ez mind a fejlődés eredménye. Egy csomó olyan részprobléma megoldásáé, amely közelebb visz az "ideális állapothoz". De persze még korántsem vagyunk az út végén. Sok még a megoldásra váró probléma. Ilyen például az energia kérdése. Energia csak korlátozottan áll rendelkezésünkre, ezért kell fizetnünk a benzinért, a vízért, a gázért, és az áramért. Egyenlőre még csak az a gond, hogy mindez drága nekünk, de később, ha már feléltük a nem megújuló energiaforrás készleteinket, már az lesz a gond, hogy honnan jussunk további energiához. De ugyanígy gond az emberi társadalmak természetre gyakorolt hosszú távú káros hatása (a minket körülvevő világot módszeresen és folyamatosan szemétté alakítjuk át), az élelmiszer szűkössége, vagy éppen a helyi adottságoktól való függés. A tudomány célja tulajdonképpen a minket körülvevő világ öncélú megértésén túl ezen problémák megoldása. Bizonyára nagy utat fogunk még megtenni az "ideális állapot" felé, én mégis azt próbálom most megtippelni, mi lehet az út legvégén.
Nemrég épp az energia problémáján gondolkodtam. Azon, hogy vajon milyen megoldásokat találunk. Sikerül majd fúziós erőművet építeni, vagy beérjük a Nap energiájával. Valószínűleg, ha hatékonyan ki tudnánk nyerni, untig elég lenne számunkra a természet által már eleve megalkotott legközelebbi fúziós reaktor, a Nap energiája. Aztán eszembe jutott egy másik szempont. Tulajdonképpen miért kell nekünk ilyen iszonyat mennyiségű energia? És ha már itt tartunk, miért gond az étel, miért kell elvennünk ilyen nagy területet a természettől, stb. Szigorúan véve egy ember minimális erőforrás igénye nem túl magas. Egy átlagos ember helyigénye körülbelül 2 x 1 x 1 méter, energia mindössze annyi kell, ami melegen tartja, de megfelelő hőszigeteléssel igazából ez minimális. Ha nem mozognánk, csak mozdulatlanul feküdnénk, úgy a tápanyag felvételünk is minimális lenne. Így egy helyben feküdve nem lenne szükségünk mindenféle eldobható vacakra, amivel csak a körülöttünk elterebélyesedő szeméthegyet tápláljuk, és szinte nullára csökkenne a ökológiai lábnyomunk. A minket körülvevő természet számára kétség kívül az lenne az "ideális állapot", ha az embert eltávolítjuk a képletből. No de ki szeretné egy koporsóban fekve leélni az egész életét?! Elsőre elég riasztó kép, de vizsgáljuk meg kicsit jobban. Mi az ami valóban hiányzik? A mozgás szabadsága? Igazából nem. Ami valójában hiányzik, az az ingerek, az interakció egymással, és a minket körülvevő világgal. Szigorúan véve az agyunk, ami tulajdonképpen mi vagyunk, egész életünk során mozdulatlanul csücsül a fejünkben. Ingereket továbbít a végtagjaink felé és ingereket fogad az érzékszerveinktől. Ha mindezen ingereket egy számítógép dolgozná fel és állítaná elő olyan minőségben, amilyenben a valóságban is megéljük, akkor az agyunk pontosan ugyanúgy érezné magát, mint most.
Itt azért időzzünk el egy kicsit. Nem önbecsapás mindez? Valóban pontosan ugyanolyan jó a generált világ, mint a valóságos? Ehhez én a fizikából vennék kölcsön egy definíciót, a vonatkoztatási rendszerek ekvivalenciáját, aminek valami olyasmi a lényege, hogy két rendszer akkor ekvivalens (egyenlő), ha semmilyen kísérlettel nem tudjuk kimutatni a különbséget. Ez szerintem megfelelő definíció a "pontosan ugyanolyan jó"-ra. Ha a virtuális valóságot semmilyen kísérlettel sem tudjuk megkülönböztetni az általunk objektívnek tekintett valóságtól, akkor azt ugyanolyan valóságosnak tekinthetjük. Akinek ez így nem kielégítő, az gondolkodjon el azon, hogy ha a MATRIX Neo-ja soha nem találkozik Morpheusszal, valaha is tudomást szerzett volna arról, hogy az őt körülvevő világ nem valóságos? Vagy ha még tudomást is szerez erről a tényről, bárhogyan is igazolni tudta volna ezt? És akinek még ez sem elég, annak feltenném azt az igazán érdekes kérdést, hogy bizonyítani tudja, hogy jelenleg nem a MATRIX-ban élünk? Én magam egyetlen meggyőző érvet sem tudnék mondani arra, hogy miért ne lenne lehetséges az, hogy jelenleg is a MATRIX-ban élünk, de ha valakinek van ilyen mindent elsöprő érve, hát állok elébe. Valójában van néhány tippem arra vonatkozóan, hogy hogyan lehetne eldönteni mindezt, és erre később vissza is fogok térni (ezzel talán sikerült egy kis kedvet csinálni az fejtegetés tovább olvasáshoz). Ha tehát a jelenlegi valóságunkról sem tudjuk biztosan, hogy valóságos, akkor mennyivel rosszabb egy másik ugyanilyen jól kidolgozott valóság?
Vajon hogy nézne ki egy olyan világ, ahol ilyen virtuális valóságban élnek az emberek? Hogyan működhetne egy ilyen összetett rendszer? Sokat gondolkodtam ezen is. Az én vízióm olyan mint egy erdő. Különleges növények népesítik be, például különleges, érdekes alakú fák, amiket géntechnológiával fejlesztettek ki, és kettős céljuk van. Egyfelől fotoszintézis útján előállítani az emberek számára szükséges tápanyagot, másfelől mintegy napelemekként működve előállítani a virtuális világot fenntartó rendszer számára a szükséges energiát. Hatalmas terebélyes fák ezek, melyeknek gyökere mélyen a földben végződik, kusza hálózatot alkotva. A gyökerek közt pedig amolyan szimbiózisban ott vannak az emberi kapszulák. A föld alatt csak minimális energia kell az emberek számára szükséges hőmérséklet fenntartásához, a tápanyag ellátás folyamatos, a virtuális világot pedig az ugyancsak fák által táplált (talán biológiai alapú) számítógépes rendszer tartja fenn. Az egész erdő egy hatalmas szuperszámítógép, aminek mi emberek is részei vagyunk. Kívülről lehet, hogy ijesztő látvány a sok halottnak tűnő ember a föld alatt elszórva a fák gyökerei közt, de ne feledjük el, hogy ők mindeközben a paradicsomban nyaralnak. Lubickolnak a tengerben, egyetlen gondolatukba kerül, és bárhol ott teremhetnek, ahol akarnak, és dolgokat teremthetnek egyetlen csettintéssel. Istenekként tengetik mindennapjaikat, mindenfajta problémától mentesen.
A fenti kép szerintem egyáltalán nem irreális. Persze valószínűleg nem 5, 10 vagy 20 éven belül leszünk képesek ilyesmire, de úgy gondolom, hogy olyan 100-200 éven belül talán ez reális lehet. Igazából a körvonalai már felsejlenek mindennek. A bio- és nanotechnológiában is szépen lépkedünk előre, és az egész megvalósíthatónak is tűnik. A legérdekesebb kérdés persze az, hogy mindezt hogy tudjuk majd az agyunkra kötni? Hogyan leszünk képesek magunkat is (mint "bionikus modult") integrálni egy ilyen rendszerbe. Ha minden érzékre kiterjedő, tökéletes virtuális világot szeretnénk létrehozni, akkor valószínűleg mélyen bele kell "túrni" az agyunkba, nem lesz elég néhány felületén elhelyezett elektróda. Minderre nekem jelenleg két megoldás sejlik fel a szemem előtt. Ettől még persze lehetnek teljesen más lehetőségek, nekem ez a kettő jutott az eszembe. Az egyik, hogy kis nanorobotok a vérereken keresztül az agy megfelelő pontjaihoz úsznak el, majd onnan kis fonalakat építenek a koponyán kívülre. Ezeken a fonalakon keresztül tudná a gép olvasni agyunk állapotát, illetve ingerelni a megfelelő neuronokat. Ezt valahogy úgy lehetne elképzelni ahogyan a MATRIX-ban is megjelenítették. A gép a tarkón lévő lyukon keresztül csatlakozik az előzőleg nanorobotok által újrahuzalozott agyhoz. A másik megoldás, hogy valamiképp az agy megbontása nélkül írjuk, illetve olvassuk a neuronok állapotát. Az MRI technológia, vagy egy ahhoz hasonló másfajta leképző technológia talán a jövőben képes lehet arra, hogy kívülről, az agy "megpiszkálása" nélkül olvassuk annak állapotát. Az agy "írásra" olyasmit tudok elképzelni, mint amilyen jelenleg a gamma kés. A gamma kést rákos daganatok gyógyítására használják. A rendszer pontosan pozicionált gamma forrásokból áll. A gamma sugarak minden irányból különösebb roncsolás nélkül áthaladnak a páciens koponyáján, és agyán. Ugyanakkor abban a pontban, ahol a sugarak találkoznak, már elég erősek ahhoz, hogy az ott lévő rákos sejteket roncsolják. Így külső, sebészeti beavatkozás nélkül roncsolhatóak a rákos sejtek. Valami hasonló megoldást tudok elképzelni a neuronok külső ingerlésére. Lehet, hogy mindez egyáltalán nem megoldható, de én valami ilyesmit tudok elképzelni.
A "hardverről" körülbelül ennyit tudok mondani. Lássuk, milyen lenne egy ily rendszer szoftvere (ugyanezt fejtegettem itt is). Egy a valóságot pontosan modellező virtuális világ létrehozásával kapcsolatban az első megoldás ami eszünkbe ötlik, hogy modellezzük le a világ összes részecskéjét a jelenleg ismert fizikai törvényeknek megfelelően. Ha azonban ezt egy kicsit jobban végiggondoljuk, rá kell jönnünk, hogy a dolog valószínűleg kivitelezhetetlen. Igazából a világ minden egyes részecskéje minden pillanatban olyan iszonyatosan bonyolult fizikai egyenleteket old meg, hogy néhány részecske valósághű modellezése is problémás, nemhogy az egész világé, nem is beszélve az irdatlan tároló kapacitás igényről. Ez persze még nem jelenti azt, hogy a feladat megvalósíthatatlan lenne, mindössze "kicsit" optimalizálni kell számítási- és tárolókapacitásra. Az első dolog, amit megtehetünk, hogy csupán azt szimuláljuk, amivel a felhasználó közvetlen interakcióba kerül. Tulajdonképpen az összes 3D-s számítógépes programnál így működik a megjelenítés. A számítógép mindig csak azt generálja ki amit a felhasználó éppen lát. Virtuális valóság esetén ezt terjeszthetjük ki minden érzékszervre. Így a számítási kapacitás drasztikusan lecsökkenthető, hiszen amit nem figyel meg senki az tulajdonképpen nem is létezik. Pontosabban kikerül a háttértárra, ahonnan újra betölthetjük, ha valaki megint elkezdi megfigyelni. Itt rögtön van is egy érdekes párhuzam a kvantummechanikával, ahol pont valami hasonlóról esik szó, vagyis hogy a dolgok igazándiból addig "léteznek", amíg megfigyeljük őket. Ha nem figyelünk rájuk, amolyan hullámokként kenődnek szét a térben (erről itt írtam részletesebben). A dolog érdekessége, hogy mikor elkezdünk újra megfigyelni egy részecskét akkor nem fogjuk tudni pontosan megmondani, hogy hol találjuk. Valahol az előző helyének környezetében lesz, de kis valószínűséggel ennél távolabbra is kerülhet. Így például ha a részecskét bezárjuk egy dobozba, majd nem figyelünk oda, elképzelhető, hogy mire megint ránézünk, már a dobozon kívül találjuk. Nem tudni, hogy pontosan hogy került onnan ki, egyszerűen csak néha kiszivárog. Ezt a jelenséget alagút effektusnak hívják, mert olyan mint ha a részecske titokban, mikor nem figyelünk oda, egy alagúton szökne ki a dobozból. Érdekes elgondolni, hogy például egy ilyen jelenség nem utalhatna-e arra, hogy a világ amiben élünk, virtuális. Képzeljünk el egy olyan rendszert, ahol a valós idejű szimuláció a folyamatos tér látszatát kelti, de a tárolórendszer digitális, és korlátozott. Tulajdonképpen a tér tárolóban való leképzése amolyan pixel rendszerben történik, ahol a pixelek átfedik egymást. Mikor a tárolóból elővesszük a részecske helyét, a rendszer véletlenszerűen generál neki egy pontot a tárolt pixel cellán belül. Amikor nem figyelünk oda, akkor kerekít, és így generál valamilyen koordinátát a pixel rendszerben. Ilyen rendszerben előfordulhat, hogy a folytonos koordináta generálás, majd visszakerekítés során a részecske egy cellával arrébb kerül, majd mikor odafigyelünk, egy a dobozon kívüli helyen találjuk azt meg. Talán a kvantummechanika jelenségei csak a tároló rendszer korlátainak következményei. Ez persze nem bizonyít semmit, csupán érdekes eljátszani a gondolattal.
A számítási kapacitást tehát sikerült drasztikusan lecsökkenteni, hiszen "csupán" egy minden érzékszervere kiterjedő tökéletes szimulációt kell biztosítani minden felhasználó számára. Fontos megjegyezni, hogy ebben a korlátozott térrészben sem a részecskéket szimuláljuk. Az egyes objektumokat csak érzetek összessége alkotja. Ha tehát ebben a szimulált világban a kezünkbe veszünk egy almát, azt nem kell részecskéről részecskére pontosan leszimulálni, elég kigenerálni a látványt, hangokat, szagokat, ízeket, és a tapintás ingereket. Ezt az almát nem atomok alkotják mindaddig, amíg nem rakjuk mondjuk egy elektronmikroszkóp alá. Ilyen esetben ugyanúgy atomokat fogunk látni, mint a valóságban, és joggal vonhatjuk le azt a következtetést, hogy az alma márpedig atomokból áll. Pedig valójában ez nem igaz, egyszerűen csak úgy állítja elő a szimulációt a számítógép, hogy ha az atomok létére vonatkozó vizsgálatokat végzünk minden jel arra utaljon, hogy az atomok léteznek. Ez a megoldás teljesíti az igényeinket, hiszen bármilyen kísérletet végezzünk is el, nem tudjuk eldönteni, hogy egy virtuális valóságban élünk. Valójában az almának még csak belseje sincs addig, amíg bele nem harapunk, hiszen mindaddig amíg nem lépünk interakcióba valamivel (jelen esetében az alma belsejével) azt a gép nem szimulálja számunkra, mert felesleges. A fizikai szimuláció helyett sokkal inkább úgy képzelhetjük el az egészet, mint afféle rendkívül valóságosként megélt irányított álmot. Ha álmunkban kezünkbe veszünk egy almát, akkor sem törődik vele az agyunk, hogy azt részecskéről részecskére szimulálja számunkra. E helyett csak az alma érzete jelenik meg agyunkban, a látványa, a tapintása, az íze, stb. Persze álmodhatjuk magunkat fizikusnak, és álmunkban berakhatjuk az almát egy elektronmikroszkóp alá, majd megállapíthatjuk, hogy az alma atomokból áll. Egy ilyen szimuláció előállítása már nem igényel olyan elképzelhetetlenül hatalmas számítási kapacitást. Igazából hasonlót kell tennünk, mint amit jelenleg is tesznek a számítógépek, mikor virtuális objektumokat generálnak le például egy film speciális effektjeihez. Hasonló technológiára van szükség, mint amit az Avatar Navi-jaihoz, vagy a Gyűrűk Ura látványos harci jeleneteihez használtak. A különbség mindössze annyi, hogy itt a látványon túl minden más érzékszerv számára is le kell generálni az adott objektum "képét". Ezek jól párhuzamosítható feladatok és a digitális technológiában is vannak még tartalékok, így megkockáztatom, hogy erre már a nem is olyan távoli jövőben képesek lehetünk. Sőt, talán egy komolyabb szerverpark már talán most is képes lenne előállítani egy ilyen valóságtól csak nehezen, vagy egyáltalán nem megkülönböztethető virtuális valóságot. A probléma az, hogy mindezt jelenleg képtelenek vagyunk az agyunkba vetíteni. Nem tudjuk, hogy köthetnénk össze a gépet közvetlenül az érzékelésért felelős agyrészekkel.
A számítási kapacitás kérdése tehát megoldhatónak látszik, van azonban egy véleményem szerint ennél nagyobb probléma, mégpedig a tároló kérdése. Az interakció függő szimulációval spórolhatunk ugyan a számítási kapacitással, de ettől függetlenül még minden részletre kiterjedően tárolnunk kell a valóság egyes elemeit. Ha nem így tennénk, akkor olyan furcsaságok történnének, hogy ha megszüntetjük egy objektum megfigyelését (nem szimuláljuk tovább), majd újra megfigyeljük, akkor az objektumot más állapotban találnánk ott, mint ahogy előzőleg otthagytuk. Képzeljük el például az előző gondolatkísérletünk almáját, amibe beleharapunk, majd lehunyjuk a szemünket. Ilyenkor tárolnunk kell a harapást, annak pontos formáját, és minden attribútumát, különben ha kinyitjuk a szemünket, megint teljes almát látnánk, vagy ha pontatlanok vagyunk, akkor más alakú harapást, amin rögtön lebukna a szimuláció és rájöhetnénk, hogy virtuális valóságban vagyunk. Itt újra megjegyezném, hogy a valóságban egyébként találunk olyan esetet,amikor nem figyelünk oda valamire egy kis ideig és valahol teljesen máshol találjuk meg. A részecskék minden pillanatban megteszik ezt a kvantummechanika szabályainak megfelelően. Persze ez önmagában még nem utal arra, hogy virtuális világban élünk, sőt, szerintem alkotható olyan virtuális valóság, ahol minden pontosan ugyanott marad, ahol előzőleg hagytuk.
Van-e valami olyan megoldás, amivel a tároló kapacitást korlátozhatjuk hasonló módon, mint ahogy a számítási kapacitással tettük? Valójában pontosan mi az, amit tárolnunk kell? A válasz szerintem az emlékezet és az elvárások adják. Elég azokat a dolgokat tárolnunk, amire emlékszünk. Ha valamire semmilyen mértékben sem emlékszünk (se tudatosan, se tudat alatt), arról nem fogjuk észrevenni, hogy más állapotban van, mint ahogy otthagytuk. Az előző példában szereplő almán mindössze azért zavaró a harapás hiánya, mert tudjuk, hogy a szemünk lehunyása előtt beleharaptunk, és a harapás nyomának ott kell lennie. Ha valaki törölné ezen emlékünket, úgy egyáltalán nem zavarna, hogy hiányzik az almáról a harapás nyoma, sőt, az lenne fura, ha meg lenne harapva úgy, hogy nem emlékszünk rá, hogy valaha is beleharaptunk volna. A válasz tehát a tárolóval kapcsolatban feltett kérdésre, hogy elég mindössze azt tárolni, amire valaki emlékszik. Amiről senkinek nincsen semmiféle emléke, azt szabadon kigenerálhatja a számítógép. Ami azt illeti, tehetünk egy még nagyobb egyszerűsítést. Ha az emléket magát az agy eleve tárolja, akkor felesleges azt redundáns módon a számítógépnek is tárolnia. Tehát talán lehetne maga az agy a tároló. Így a közel végtelen tárolókapacitást nullára redukáltuk. Egy ilyen világban ha interakcióba kerülünk valamivel, a számítógép villám gyorsan végigfésüli az összes résztvevő agyát, hogy van-e arról a dologról valami emléke. Ha igen, akkor azokat felhasználva szimulálja a megfigyelt valóság darabot. Így biztosítható, hogy a világ konzisztens marad, és minden úgy marad, ahogy mi, vagy valaki más otthagyta. Akinek ez az egész nem elég meggyőző az megpróbálhat kifundálni kísérleteket a rendszer becsapására. Megtehetjük például, hogy beküldjük egy társunkat egy szobába, és megkérjük, hogy harapjon bele a bent lévő almába. Eztán mielőtt kijönne, megöljük őt. (Ez utóbbit kicsit kíméletesebben úgy mondhatjuk, hogy végérvényesen kizárjuk őt a világból.) A társunk megölésével eltűnt az egyetlen emlék az almáról, így mikor bemegyünk, azt kellene látnunk, hogy az alma olyan, mint ahogy otthagytuk, azon nincs harapásnyom. Ilyen esetben kap szerepet a másik komponens, vagyis az elvárásaink. Ha már a számítógép az emlékeink miatt úgyis az agyunkba lát, kifürkészheti az elvárásainkat is. Így mikor kinyitjuk az ajtót, azt fogjuk látni, hogy az almán ott a harapás. Nem azért, mert valakinek az agyában emlék van erről, hanem azért, mert ezt várjuk el, a számítógép pedig ezen elvárások alapján generálja ki számunkra a vonatkozó valóság darabot. Egy ilyen rendszert képtelenség "átverni", hiszen bármilyen kísérletet is végezzünk el benne, a számítógép előttünk fog járni, és minden esetben olyan eredményt szimulál számunkra amilyet elvárunk, és ami alapján környezetünket valósnak véljük. (Igazából szerintem van egy kis kibúvó, ami alapján megsejthetjük, hogy talán egy virtuális világban vagyunk, de erről majd később írok.) Érdekes kérdés, hogy a rendszer milyen mértékben épít az elvárásokra. Tehát ha egy olyan térrészt kell legenerálnia, amiről még senkinek nincs emléke vagy elvárása (valójában az emlék is egyfajta elvárás, azt illetően, hogy valahol ugyanazt találjuk, amit eddig), akkor azt a számítógép valamilyen algoritmus szerint teszi, amit az elvárások csupán korlátoznak, vagy ha nincsenek konkrét elvárásaink, akkor is prekoncepcióinkra, vágyainkra, stb. épít. Ez utóbbi megoldásnak az az előnye, hogy így a számítógépnek nem kell semmilyen kreatív "teremtést" végeznie, a világot a megfigyelő elméje teremti meg a megfigyelés pillanatában. Egy ilyen világban miközben a tudósok válaszokat keresnek a kérdéseikre és a világ megismerésén fáradoznak, valójában megteremtik azt. Valójában addig nem léteznek például elemi részecskék míg valaki nem kezdi el keresni őket. Ugyanígy a csillagok, galaxisok, és más objektumok is csupán a csillagászok fürkésző tekintetének termékei, mindent a megfigyelés teremt. Persze ne feledjük el, hogy ezek az objektumok csak érzetek összességei. Tehát amit mi egy sok fényév méretű hatalmas csillagrendszernek vélünk, az valójában csak "látás érzet", nem több egy puszta képnél, amit az elménk szült, az tárol, és a virtuális világot fenntartó rendszer festett az égboltra. Egy ilyen világban érdemes lehet felkeresni olyan helyeket, ahol azelőtt még senki nem járt és amivel kapcsolatban senkinek nincsenek emlékei és elvárásai. Ha egy ilyen helyre mi találunk rá elsőnek úgy a mi elménk teremti meg azt, és ha a számítógép valóban vágyaink figyelembevételével alkotja meg a helyet, úgy van esély rá, hogy rátalálunk a paradicsomra valahol az isten háta mögött. Csak eléggé hinni kell benne. Van egy másik érdekes vonatkozása is egy ilyen rendszernek. Ha tárolónak csak a világban aktívan résztvevők elméjében lévő képeket használjuk, úgy a világból való kilépésnek egyirányúnak kell lennie. Ha valaki "kiviszi az emlékeit", akkor azokra a helyekre a rendszer új valóságot generál. Ha eztán ugyanez az ember visszalépne a rendszerbe, úgy emlékei/elvárásai nem lennének szinkronban a valóság aktuális állapotával ami inkonzisztens állapotot jelent. Tehát vagy meg kell tiltani a visszalépés lehetőségét, vagy ezt csak az emlékek törlése árán lehet megtenni. Így egy ilyen rendszer architektúrájából adódna egyfajta "virtuális halál" fogalom.
Hogy a fenti rendszer a gyakorlatban hogyan valósítható meg, arra nagyon nehéz lenne bármit mondani. Amíg a szimuláció esetén az agy külvilághoz kapcsolódó részét kell ingerelnünk, itt absztrakt gondolat mintázatok megértése szükséges. Úgy gondolom, hogy érzékszervi szimulációk talán már néhány évtizeden belül elérhetőek lesznek, de hogy egy gép mikor lesz képes "olvasni a gondolatainkban", azt nehéz megmondani. Míg az érzékeléshez kapcsolódó agyrészek elég jól lokalizálhatóak, addig az emlékek valószínűleg "össze-vissza" helyezkednek el az agyban. Amikor tapasztalunk, "beég" a neuronok valamilyen aktivitás mintázata. Bár nem ismerem mélyrehatóan az agy működését, úgy gondolom, hogy egy-egy emlék teljesen különböző mintázatot alakít ki két ember agyában. Sőt, ha képesek lennénk törölni az agyat, és ugyanabban az agyban rögzíteni ugyanazt az emléket, az is teljesen más mintázatot alakítana ki, mint azelőtt. Átlátni ezt a "kuplerájt", és real-time valóságot generálni belőle, értelmezni az elvárásokat, a vágyakat, ez már komoly mesterséges intelligencia feladat. Nem tudom, mikor fogunk tudni olyan gépet építeni, ami képes erre. Valószínűleg erre még sokat kell várni, de nem tűnik irreálisnak. Talán nem is mi fogjuk megoldani a problémát, hanem valamiféle agyunk mintájára létrehozott mesterséges intelligencia amit mi építünk ugyan de a belső működését valójában már nem látjuk át, "ő" viszont képes arra, hogy átlássa a mi működésünket. De a tudomány jelenlegi szintjén ez csak fikció. Létezhet egy kerülőút is ami pont ugyanennyire fiktív. Talán lehetséges több agyat a megfelelő módon valamiképp összekötni hogy egyetlen egységként működjön. Erről többet megint csak nagyon nehéz mondani anélkül, hogy mélyre hatóan ismernénk az agy működését, de azért játszunk el kicsit a gondolattal, hogy milyen lenne egy ilyen "több emberből összedrótozott lény". Megfelelő huzalozással talán kialakítható lenne valamiféle tudat alatti közös emlékezet, afféle kollektív tudatalatti úgy, hogy e felett a tudatos részben megmaradjon az egyes emberek individualitása. Ha ezt a "rendszert" rá tudnánk venni, hogy afféle hallucinogén, álmodó állapotba kerüljön, úgy talán teljesen tehermentesíteni lehetne a számítógépet. Ezek az emberek egyszerűen egy valószerű közös álomban vennének részt. A kreatív teremtést agyuk végezné pont ugyanúgy mint alvás közben és a világ konzisztenciáját is az agy logikusság utáni vágya és kényszere tartaná fenn. Egyáltalán nem biztos, hogy akár csak ehhez hasonlót is lehetne csinálni, de nem tartom elképzelhetetlennek. A fentiek miatt viszont úgy gondolom, hogy kész agyakat már nem lehet "összedrótozni" a sajátos mintázatok, és emlék leképződések miatt. Egy ilyen rendszerbe tehát valószínűleg "bele kell születni". Az agyat még szűz állapotban kell ide integrálni, hogy már az első emlékek is ebbe a közös tudattalanba kerüljenek. Ez persze csak tisztán fikció. Az agy működésének mélyreható ismeretében lehetne csak igazán megmondani, hogy mindez mennyire megvalósítható.
A fentiekben azt próbáltam fejtegetni, hogy szerintem hogy lehetne tökéletes, valósággal teljesen egyenértékű virtuális világot létrehozni. Innen persze önkéntelenül is adódik a kérdés, hogy ha valóban létrehozható ilyen "tökéletes" virtuális valóság, akkor vajon nem lehetséges, hogy jelenleg is ilyenben élünk? Elég extrém gondolat, elismerem, de valójában a tudomány tele van ilyen "extrém" gondolatokkal. Elég, ha csak arra gondolunk, hogy a jelenleg divatos elképzelés szerint valójában a világ 11 dimenziós, amiből 9 valami nagyon fura módon nagyon picire van összetekeredve és minden részecske valójában hihetetlen vékony húrok rezgése. Vagy gondoljunk csak az elektronra ami két résen megy át egyszerre, vagy Schrödinger élőhalott macskájára. Vannak elméletek végtelen számú párhuzamos világról, időben visszafelé haladó részecskékről, holografikus univerzumról, és ezek mind mind az elfogadott vagy elfogadható tudományos elméletek közül kiragadott példák. Ilyen környezetben szerintem egyáltalán nem tűnik istenkáromlásnak egy olyan felvetés, mely szerint jelenlegi világunk is csak szimuláció. Így, hogy a kérdést tudományos problémává avanzsáltuk, érdekes elgondolkodni azon, hogy miképp tudnánk kimutatni, hogy valóban ilyen virtuális világban élünk. Az első gondolat (amiről már olvastam néhány cikkben), hogy a rendszer korlátait vizsgáljuk. Ez a feltevés arra épül, hogy a szimulációt biztosító gép számítási és tároló kapacitása véges, a leképzés pedig digitális, így nem létezhetnek végtelen dolgok. Nem oszthatunk például valamit végtelen kicsiny részre. Ilyen gondolatmenet alapján már maga a kvantummechanika utalhatna arra, hogy talán a világunk csak szimuláció. Ez persze önmagában nem bizonyít semmit, sőt, az általam fentebb felvázolt virtuális világ akár látszólag végtelen is lehetne. Emlékezzünk csak vissza, hogy ha a gép képes az agyunkban olvasni, úgy bármilyen kísérletet is végezzünk, azt fogjuk találni, hogy a valóságban vagyunk. A gép mindig egy lépéssel előrébb jár. Éppen ezért úgy gondolom, hogy egy ilyen világban szinte minden a valóság virtuális létét bizonyítani szándékozó kísérlet zsákutca. Azért írtam, hogy szinte, mert azért egy pici egérút mégiscsak van. Akármilyen jól is dolgozik a gép, egy dolog mégis van, ami szükségképp "kilóg" a rendszerből, mégpedig a felhasználó maga. Egy ilyen világban minden csak szimuláció, a tér, a tájak, a testünk, minden, kivéve tudatunkat. A tudatunk a rendszeren kívülről, a "kinti valóság" kapszulájából irányítja testünket, ezért a tudatnak valami olyan dolognak kell lennie, ami a rendszeren belül nem magyarázható. Ez azt jelenti, hogy a virtuális világban kell lennie valaminek ami megakadályozza hogy a tudatot bármilyen módon leképezzük. Innen tehát adódik a kísérlet, amivel egyértelműen kimutatható, hogy nem szimulációban élünk. Ha valakinek az agyát letapogatva képesek vagyunk olyan számítógépet építeni, ami pontosan megjósolja az egyén döntéseit, akkor nem létezik rendszeren kívüli tudat, tehát a világunk nem lehet szimuláció. Vagyis szimuláció akár még így is lehet, de akkor mi magunk is csak a szimuláció részei vagyunk, így számunkra ez az egyetlen "objektív" valóság. Vegyük észre azonban, hogy ezzel sokkal többet is veszítünk annál, hogy el kell vetnünk a világ szimuláció voltát. Ha építhető ilyen számítógép, akkor agyunk működése tisztán determinisztikus, így teljesen ki van szolgáltatva a fizika törvényeinek. Döntéseink csak a környezetünktől függenek, és a szó klasszikus értelmében nincs szabad akaratunk. Ezzel együtt nem lehet lelkünk, nem valószínű, hogy tovább élhetünk a halálunk után, és az összes vallásunkat lehúzhatjuk a WC-n. Tehát a virtuális valóság lehetősége, a szabad akarat, a fizikain túl létező tudat mind mind együtt jár. Ha bármelyik létezik, az egyben a többi létezésének lehetőségét is magában rejti és ha bármelyik cáfolható, azzal a többi is automatikusan cáfolódik. Jelenleg nincs meg a kellő technológiánk a kérdés eldöntésére, de úgy gondolom, hogy ha nem fedezünk fel gyökeresen új fizikai törvényeket, akkor az egyetlen esély arra, hogy pozitív választ kapjunk, ha úgy találjuk, hogy az agy működésében szignifikáns módon szerepet kap a kvantummechanika. Jelenleg ugyanis a kvantummechanika az egyetlen terület, amivel nem-determinisztikus működést csempészhetünk egy rendszerbe. Ha erre utaló jelet nem találunk és nem is utal semmi arra, hogy az agy nem determinisztikus működésű, abból egyben az is következik, hogy elbukjuk a szimulált világ és egyben a szabad akarat lehetőségét.
Úgy gondolom tehát, hogy a fentiek fényében a tudomány talán leges legfontosabb célja az agy működésének megértése lenne. Egyfelől azért, mert így választ kaphatnánk arra a kérdésre, hogy kik vagyunk, hogy létezhet-e a fizikain túli tudatunk, és végső soron, hogy elképzelhető-e, hogy egész világunk csak szimuláció. Ha ez utóbbi igaz, akkor igazából minden tudományos felfedezésünk kivétel nélkül csak önámítás, következésképp tulajdonképpen lényegtelen. Egyrészről szerintem ez teszi olyan lényegessé ennek a területnek a vizsgálatát, másrészről az agy beható ismeretével (akár szimulált a világunk, akár nem) képessé válhatunk saját valóság teremtésére. Olyan valóságéra amit teljesen igényeinknek megfelelőre szabhatunk, így a "külső valóság" megint csak irrelevánssá válik. Ha rajtam múlna, a föld minden tudósát erre a témára állítanám rá, hisz a fentiek fényében úgy gondolom, az agy tökéletes megértése a tudomány valódi szent grálja ...
Ha általánosságban szeretnénk beszélni az "emberiség összes problémájáról", akkor talán jó lenne valami egyszerű definíciót találni arra, hogy mit is tekintünk problémának. Nagyon röviden talán valamit olyat lehetne mondani, hogy minden dolog probléma, ami az ideális állapottól elválaszt minket. Igazából erről szól a fejlődés, a tudomány, a technológia, hogy minél jobban megközelítsük ezt az "ideális állapotot". Nagy utat tettünk meg már eddig is a cél felé. Valaha barlanglakó ősemberekként kezdtük. Ha hideg volt szükségképpen fáztunk, vadásznunk kellett ha enni akartunk, csupa veszély volt az élet. Ehhez képest most kényelmesen tévézhetünk a fotelből és majszolhatjuk a telefonon rendelt pizzát a kellemes hőmérsékletű otthonunkban. Ez mind a fejlődés eredménye. Egy csomó olyan részprobléma megoldásáé, amely közelebb visz az "ideális állapothoz". De persze még korántsem vagyunk az út végén. Sok még a megoldásra váró probléma. Ilyen például az energia kérdése. Energia csak korlátozottan áll rendelkezésünkre, ezért kell fizetnünk a benzinért, a vízért, a gázért, és az áramért. Egyenlőre még csak az a gond, hogy mindez drága nekünk, de később, ha már feléltük a nem megújuló energiaforrás készleteinket, már az lesz a gond, hogy honnan jussunk további energiához. De ugyanígy gond az emberi társadalmak természetre gyakorolt hosszú távú káros hatása (a minket körülvevő világot módszeresen és folyamatosan szemétté alakítjuk át), az élelmiszer szűkössége, vagy éppen a helyi adottságoktól való függés. A tudomány célja tulajdonképpen a minket körülvevő világ öncélú megértésén túl ezen problémák megoldása. Bizonyára nagy utat fogunk még megtenni az "ideális állapot" felé, én mégis azt próbálom most megtippelni, mi lehet az út legvégén.
Nemrég épp az energia problémáján gondolkodtam. Azon, hogy vajon milyen megoldásokat találunk. Sikerül majd fúziós erőművet építeni, vagy beérjük a Nap energiájával. Valószínűleg, ha hatékonyan ki tudnánk nyerni, untig elég lenne számunkra a természet által már eleve megalkotott legközelebbi fúziós reaktor, a Nap energiája. Aztán eszembe jutott egy másik szempont. Tulajdonképpen miért kell nekünk ilyen iszonyat mennyiségű energia? És ha már itt tartunk, miért gond az étel, miért kell elvennünk ilyen nagy területet a természettől, stb. Szigorúan véve egy ember minimális erőforrás igénye nem túl magas. Egy átlagos ember helyigénye körülbelül 2 x 1 x 1 méter, energia mindössze annyi kell, ami melegen tartja, de megfelelő hőszigeteléssel igazából ez minimális. Ha nem mozognánk, csak mozdulatlanul feküdnénk, úgy a tápanyag felvételünk is minimális lenne. Így egy helyben feküdve nem lenne szükségünk mindenféle eldobható vacakra, amivel csak a körülöttünk elterebélyesedő szeméthegyet tápláljuk, és szinte nullára csökkenne a ökológiai lábnyomunk. A minket körülvevő természet számára kétség kívül az lenne az "ideális állapot", ha az embert eltávolítjuk a képletből. No de ki szeretné egy koporsóban fekve leélni az egész életét?! Elsőre elég riasztó kép, de vizsgáljuk meg kicsit jobban. Mi az ami valóban hiányzik? A mozgás szabadsága? Igazából nem. Ami valójában hiányzik, az az ingerek, az interakció egymással, és a minket körülvevő világgal. Szigorúan véve az agyunk, ami tulajdonképpen mi vagyunk, egész életünk során mozdulatlanul csücsül a fejünkben. Ingereket továbbít a végtagjaink felé és ingereket fogad az érzékszerveinktől. Ha mindezen ingereket egy számítógép dolgozná fel és állítaná elő olyan minőségben, amilyenben a valóságban is megéljük, akkor az agyunk pontosan ugyanúgy érezné magát, mint most.
Itt azért időzzünk el egy kicsit. Nem önbecsapás mindez? Valóban pontosan ugyanolyan jó a generált világ, mint a valóságos? Ehhez én a fizikából vennék kölcsön egy definíciót, a vonatkoztatási rendszerek ekvivalenciáját, aminek valami olyasmi a lényege, hogy két rendszer akkor ekvivalens (egyenlő), ha semmilyen kísérlettel nem tudjuk kimutatni a különbséget. Ez szerintem megfelelő definíció a "pontosan ugyanolyan jó"-ra. Ha a virtuális valóságot semmilyen kísérlettel sem tudjuk megkülönböztetni az általunk objektívnek tekintett valóságtól, akkor azt ugyanolyan valóságosnak tekinthetjük. Akinek ez így nem kielégítő, az gondolkodjon el azon, hogy ha a MATRIX Neo-ja soha nem találkozik Morpheusszal, valaha is tudomást szerzett volna arról, hogy az őt körülvevő világ nem valóságos? Vagy ha még tudomást is szerez erről a tényről, bárhogyan is igazolni tudta volna ezt? És akinek még ez sem elég, annak feltenném azt az igazán érdekes kérdést, hogy bizonyítani tudja, hogy jelenleg nem a MATRIX-ban élünk? Én magam egyetlen meggyőző érvet sem tudnék mondani arra, hogy miért ne lenne lehetséges az, hogy jelenleg is a MATRIX-ban élünk, de ha valakinek van ilyen mindent elsöprő érve, hát állok elébe. Valójában van néhány tippem arra vonatkozóan, hogy hogyan lehetne eldönteni mindezt, és erre később vissza is fogok térni (ezzel talán sikerült egy kis kedvet csinálni az fejtegetés tovább olvasáshoz). Ha tehát a jelenlegi valóságunkról sem tudjuk biztosan, hogy valóságos, akkor mennyivel rosszabb egy másik ugyanilyen jól kidolgozott valóság?
Vajon hogy nézne ki egy olyan világ, ahol ilyen virtuális valóságban élnek az emberek? Hogyan működhetne egy ilyen összetett rendszer? Sokat gondolkodtam ezen is. Az én vízióm olyan mint egy erdő. Különleges növények népesítik be, például különleges, érdekes alakú fák, amiket géntechnológiával fejlesztettek ki, és kettős céljuk van. Egyfelől fotoszintézis útján előállítani az emberek számára szükséges tápanyagot, másfelől mintegy napelemekként működve előállítani a virtuális világot fenntartó rendszer számára a szükséges energiát. Hatalmas terebélyes fák ezek, melyeknek gyökere mélyen a földben végződik, kusza hálózatot alkotva. A gyökerek közt pedig amolyan szimbiózisban ott vannak az emberi kapszulák. A föld alatt csak minimális energia kell az emberek számára szükséges hőmérséklet fenntartásához, a tápanyag ellátás folyamatos, a virtuális világot pedig az ugyancsak fák által táplált (talán biológiai alapú) számítógépes rendszer tartja fenn. Az egész erdő egy hatalmas szuperszámítógép, aminek mi emberek is részei vagyunk. Kívülről lehet, hogy ijesztő látvány a sok halottnak tűnő ember a föld alatt elszórva a fák gyökerei közt, de ne feledjük el, hogy ők mindeközben a paradicsomban nyaralnak. Lubickolnak a tengerben, egyetlen gondolatukba kerül, és bárhol ott teremhetnek, ahol akarnak, és dolgokat teremthetnek egyetlen csettintéssel. Istenekként tengetik mindennapjaikat, mindenfajta problémától mentesen.
A fenti kép szerintem egyáltalán nem irreális. Persze valószínűleg nem 5, 10 vagy 20 éven belül leszünk képesek ilyesmire, de úgy gondolom, hogy olyan 100-200 éven belül talán ez reális lehet. Igazából a körvonalai már felsejlenek mindennek. A bio- és nanotechnológiában is szépen lépkedünk előre, és az egész megvalósíthatónak is tűnik. A legérdekesebb kérdés persze az, hogy mindezt hogy tudjuk majd az agyunkra kötni? Hogyan leszünk képesek magunkat is (mint "bionikus modult") integrálni egy ilyen rendszerbe. Ha minden érzékre kiterjedő, tökéletes virtuális világot szeretnénk létrehozni, akkor valószínűleg mélyen bele kell "túrni" az agyunkba, nem lesz elég néhány felületén elhelyezett elektróda. Minderre nekem jelenleg két megoldás sejlik fel a szemem előtt. Ettől még persze lehetnek teljesen más lehetőségek, nekem ez a kettő jutott az eszembe. Az egyik, hogy kis nanorobotok a vérereken keresztül az agy megfelelő pontjaihoz úsznak el, majd onnan kis fonalakat építenek a koponyán kívülre. Ezeken a fonalakon keresztül tudná a gép olvasni agyunk állapotát, illetve ingerelni a megfelelő neuronokat. Ezt valahogy úgy lehetne elképzelni ahogyan a MATRIX-ban is megjelenítették. A gép a tarkón lévő lyukon keresztül csatlakozik az előzőleg nanorobotok által újrahuzalozott agyhoz. A másik megoldás, hogy valamiképp az agy megbontása nélkül írjuk, illetve olvassuk a neuronok állapotát. Az MRI technológia, vagy egy ahhoz hasonló másfajta leképző technológia talán a jövőben képes lehet arra, hogy kívülről, az agy "megpiszkálása" nélkül olvassuk annak állapotát. Az agy "írásra" olyasmit tudok elképzelni, mint amilyen jelenleg a gamma kés. A gamma kést rákos daganatok gyógyítására használják. A rendszer pontosan pozicionált gamma forrásokból áll. A gamma sugarak minden irányból különösebb roncsolás nélkül áthaladnak a páciens koponyáján, és agyán. Ugyanakkor abban a pontban, ahol a sugarak találkoznak, már elég erősek ahhoz, hogy az ott lévő rákos sejteket roncsolják. Így külső, sebészeti beavatkozás nélkül roncsolhatóak a rákos sejtek. Valami hasonló megoldást tudok elképzelni a neuronok külső ingerlésére. Lehet, hogy mindez egyáltalán nem megoldható, de én valami ilyesmit tudok elképzelni.
A "hardverről" körülbelül ennyit tudok mondani. Lássuk, milyen lenne egy ily rendszer szoftvere (ugyanezt fejtegettem itt is). Egy a valóságot pontosan modellező virtuális világ létrehozásával kapcsolatban az első megoldás ami eszünkbe ötlik, hogy modellezzük le a világ összes részecskéjét a jelenleg ismert fizikai törvényeknek megfelelően. Ha azonban ezt egy kicsit jobban végiggondoljuk, rá kell jönnünk, hogy a dolog valószínűleg kivitelezhetetlen. Igazából a világ minden egyes részecskéje minden pillanatban olyan iszonyatosan bonyolult fizikai egyenleteket old meg, hogy néhány részecske valósághű modellezése is problémás, nemhogy az egész világé, nem is beszélve az irdatlan tároló kapacitás igényről. Ez persze még nem jelenti azt, hogy a feladat megvalósíthatatlan lenne, mindössze "kicsit" optimalizálni kell számítási- és tárolókapacitásra. Az első dolog, amit megtehetünk, hogy csupán azt szimuláljuk, amivel a felhasználó közvetlen interakcióba kerül. Tulajdonképpen az összes 3D-s számítógépes programnál így működik a megjelenítés. A számítógép mindig csak azt generálja ki amit a felhasználó éppen lát. Virtuális valóság esetén ezt terjeszthetjük ki minden érzékszervre. Így a számítási kapacitás drasztikusan lecsökkenthető, hiszen amit nem figyel meg senki az tulajdonképpen nem is létezik. Pontosabban kikerül a háttértárra, ahonnan újra betölthetjük, ha valaki megint elkezdi megfigyelni. Itt rögtön van is egy érdekes párhuzam a kvantummechanikával, ahol pont valami hasonlóról esik szó, vagyis hogy a dolgok igazándiból addig "léteznek", amíg megfigyeljük őket. Ha nem figyelünk rájuk, amolyan hullámokként kenődnek szét a térben (erről itt írtam részletesebben). A dolog érdekessége, hogy mikor elkezdünk újra megfigyelni egy részecskét akkor nem fogjuk tudni pontosan megmondani, hogy hol találjuk. Valahol az előző helyének környezetében lesz, de kis valószínűséggel ennél távolabbra is kerülhet. Így például ha a részecskét bezárjuk egy dobozba, majd nem figyelünk oda, elképzelhető, hogy mire megint ránézünk, már a dobozon kívül találjuk. Nem tudni, hogy pontosan hogy került onnan ki, egyszerűen csak néha kiszivárog. Ezt a jelenséget alagút effektusnak hívják, mert olyan mint ha a részecske titokban, mikor nem figyelünk oda, egy alagúton szökne ki a dobozból. Érdekes elgondolni, hogy például egy ilyen jelenség nem utalhatna-e arra, hogy a világ amiben élünk, virtuális. Képzeljünk el egy olyan rendszert, ahol a valós idejű szimuláció a folyamatos tér látszatát kelti, de a tárolórendszer digitális, és korlátozott. Tulajdonképpen a tér tárolóban való leképzése amolyan pixel rendszerben történik, ahol a pixelek átfedik egymást. Mikor a tárolóból elővesszük a részecske helyét, a rendszer véletlenszerűen generál neki egy pontot a tárolt pixel cellán belül. Amikor nem figyelünk oda, akkor kerekít, és így generál valamilyen koordinátát a pixel rendszerben. Ilyen rendszerben előfordulhat, hogy a folytonos koordináta generálás, majd visszakerekítés során a részecske egy cellával arrébb kerül, majd mikor odafigyelünk, egy a dobozon kívüli helyen találjuk azt meg. Talán a kvantummechanika jelenségei csak a tároló rendszer korlátainak következményei. Ez persze nem bizonyít semmit, csupán érdekes eljátszani a gondolattal.
A számítási kapacitást tehát sikerült drasztikusan lecsökkenteni, hiszen "csupán" egy minden érzékszervere kiterjedő tökéletes szimulációt kell biztosítani minden felhasználó számára. Fontos megjegyezni, hogy ebben a korlátozott térrészben sem a részecskéket szimuláljuk. Az egyes objektumokat csak érzetek összessége alkotja. Ha tehát ebben a szimulált világban a kezünkbe veszünk egy almát, azt nem kell részecskéről részecskére pontosan leszimulálni, elég kigenerálni a látványt, hangokat, szagokat, ízeket, és a tapintás ingereket. Ezt az almát nem atomok alkotják mindaddig, amíg nem rakjuk mondjuk egy elektronmikroszkóp alá. Ilyen esetben ugyanúgy atomokat fogunk látni, mint a valóságban, és joggal vonhatjuk le azt a következtetést, hogy az alma márpedig atomokból áll. Pedig valójában ez nem igaz, egyszerűen csak úgy állítja elő a szimulációt a számítógép, hogy ha az atomok létére vonatkozó vizsgálatokat végzünk minden jel arra utaljon, hogy az atomok léteznek. Ez a megoldás teljesíti az igényeinket, hiszen bármilyen kísérletet végezzünk is el, nem tudjuk eldönteni, hogy egy virtuális valóságban élünk. Valójában az almának még csak belseje sincs addig, amíg bele nem harapunk, hiszen mindaddig amíg nem lépünk interakcióba valamivel (jelen esetében az alma belsejével) azt a gép nem szimulálja számunkra, mert felesleges. A fizikai szimuláció helyett sokkal inkább úgy képzelhetjük el az egészet, mint afféle rendkívül valóságosként megélt irányított álmot. Ha álmunkban kezünkbe veszünk egy almát, akkor sem törődik vele az agyunk, hogy azt részecskéről részecskére szimulálja számunkra. E helyett csak az alma érzete jelenik meg agyunkban, a látványa, a tapintása, az íze, stb. Persze álmodhatjuk magunkat fizikusnak, és álmunkban berakhatjuk az almát egy elektronmikroszkóp alá, majd megállapíthatjuk, hogy az alma atomokból áll. Egy ilyen szimuláció előállítása már nem igényel olyan elképzelhetetlenül hatalmas számítási kapacitást. Igazából hasonlót kell tennünk, mint amit jelenleg is tesznek a számítógépek, mikor virtuális objektumokat generálnak le például egy film speciális effektjeihez. Hasonló technológiára van szükség, mint amit az Avatar Navi-jaihoz, vagy a Gyűrűk Ura látványos harci jeleneteihez használtak. A különbség mindössze annyi, hogy itt a látványon túl minden más érzékszerv számára is le kell generálni az adott objektum "képét". Ezek jól párhuzamosítható feladatok és a digitális technológiában is vannak még tartalékok, így megkockáztatom, hogy erre már a nem is olyan távoli jövőben képesek lehetünk. Sőt, talán egy komolyabb szerverpark már talán most is képes lenne előállítani egy ilyen valóságtól csak nehezen, vagy egyáltalán nem megkülönböztethető virtuális valóságot. A probléma az, hogy mindezt jelenleg képtelenek vagyunk az agyunkba vetíteni. Nem tudjuk, hogy köthetnénk össze a gépet közvetlenül az érzékelésért felelős agyrészekkel.
A számítási kapacitás kérdése tehát megoldhatónak látszik, van azonban egy véleményem szerint ennél nagyobb probléma, mégpedig a tároló kérdése. Az interakció függő szimulációval spórolhatunk ugyan a számítási kapacitással, de ettől függetlenül még minden részletre kiterjedően tárolnunk kell a valóság egyes elemeit. Ha nem így tennénk, akkor olyan furcsaságok történnének, hogy ha megszüntetjük egy objektum megfigyelését (nem szimuláljuk tovább), majd újra megfigyeljük, akkor az objektumot más állapotban találnánk ott, mint ahogy előzőleg otthagytuk. Képzeljük el például az előző gondolatkísérletünk almáját, amibe beleharapunk, majd lehunyjuk a szemünket. Ilyenkor tárolnunk kell a harapást, annak pontos formáját, és minden attribútumát, különben ha kinyitjuk a szemünket, megint teljes almát látnánk, vagy ha pontatlanok vagyunk, akkor más alakú harapást, amin rögtön lebukna a szimuláció és rájöhetnénk, hogy virtuális valóságban vagyunk. Itt újra megjegyezném, hogy a valóságban egyébként találunk olyan esetet,amikor nem figyelünk oda valamire egy kis ideig és valahol teljesen máshol találjuk meg. A részecskék minden pillanatban megteszik ezt a kvantummechanika szabályainak megfelelően. Persze ez önmagában még nem utal arra, hogy virtuális világban élünk, sőt, szerintem alkotható olyan virtuális valóság, ahol minden pontosan ugyanott marad, ahol előzőleg hagytuk.
Van-e valami olyan megoldás, amivel a tároló kapacitást korlátozhatjuk hasonló módon, mint ahogy a számítási kapacitással tettük? Valójában pontosan mi az, amit tárolnunk kell? A válasz szerintem az emlékezet és az elvárások adják. Elég azokat a dolgokat tárolnunk, amire emlékszünk. Ha valamire semmilyen mértékben sem emlékszünk (se tudatosan, se tudat alatt), arról nem fogjuk észrevenni, hogy más állapotban van, mint ahogy otthagytuk. Az előző példában szereplő almán mindössze azért zavaró a harapás hiánya, mert tudjuk, hogy a szemünk lehunyása előtt beleharaptunk, és a harapás nyomának ott kell lennie. Ha valaki törölné ezen emlékünket, úgy egyáltalán nem zavarna, hogy hiányzik az almáról a harapás nyoma, sőt, az lenne fura, ha meg lenne harapva úgy, hogy nem emlékszünk rá, hogy valaha is beleharaptunk volna. A válasz tehát a tárolóval kapcsolatban feltett kérdésre, hogy elég mindössze azt tárolni, amire valaki emlékszik. Amiről senkinek nincsen semmiféle emléke, azt szabadon kigenerálhatja a számítógép. Ami azt illeti, tehetünk egy még nagyobb egyszerűsítést. Ha az emléket magát az agy eleve tárolja, akkor felesleges azt redundáns módon a számítógépnek is tárolnia. Tehát talán lehetne maga az agy a tároló. Így a közel végtelen tárolókapacitást nullára redukáltuk. Egy ilyen világban ha interakcióba kerülünk valamivel, a számítógép villám gyorsan végigfésüli az összes résztvevő agyát, hogy van-e arról a dologról valami emléke. Ha igen, akkor azokat felhasználva szimulálja a megfigyelt valóság darabot. Így biztosítható, hogy a világ konzisztens marad, és minden úgy marad, ahogy mi, vagy valaki más otthagyta. Akinek ez az egész nem elég meggyőző az megpróbálhat kifundálni kísérleteket a rendszer becsapására. Megtehetjük például, hogy beküldjük egy társunkat egy szobába, és megkérjük, hogy harapjon bele a bent lévő almába. Eztán mielőtt kijönne, megöljük őt. (Ez utóbbit kicsit kíméletesebben úgy mondhatjuk, hogy végérvényesen kizárjuk őt a világból.) A társunk megölésével eltűnt az egyetlen emlék az almáról, így mikor bemegyünk, azt kellene látnunk, hogy az alma olyan, mint ahogy otthagytuk, azon nincs harapásnyom. Ilyen esetben kap szerepet a másik komponens, vagyis az elvárásaink. Ha már a számítógép az emlékeink miatt úgyis az agyunkba lát, kifürkészheti az elvárásainkat is. Így mikor kinyitjuk az ajtót, azt fogjuk látni, hogy az almán ott a harapás. Nem azért, mert valakinek az agyában emlék van erről, hanem azért, mert ezt várjuk el, a számítógép pedig ezen elvárások alapján generálja ki számunkra a vonatkozó valóság darabot. Egy ilyen rendszert képtelenség "átverni", hiszen bármilyen kísérletet is végezzünk el benne, a számítógép előttünk fog járni, és minden esetben olyan eredményt szimulál számunkra amilyet elvárunk, és ami alapján környezetünket valósnak véljük. (Igazából szerintem van egy kis kibúvó, ami alapján megsejthetjük, hogy talán egy virtuális világban vagyunk, de erről majd később írok.) Érdekes kérdés, hogy a rendszer milyen mértékben épít az elvárásokra. Tehát ha egy olyan térrészt kell legenerálnia, amiről még senkinek nincs emléke vagy elvárása (valójában az emlék is egyfajta elvárás, azt illetően, hogy valahol ugyanazt találjuk, amit eddig), akkor azt a számítógép valamilyen algoritmus szerint teszi, amit az elvárások csupán korlátoznak, vagy ha nincsenek konkrét elvárásaink, akkor is prekoncepcióinkra, vágyainkra, stb. épít. Ez utóbbi megoldásnak az az előnye, hogy így a számítógépnek nem kell semmilyen kreatív "teremtést" végeznie, a világot a megfigyelő elméje teremti meg a megfigyelés pillanatában. Egy ilyen világban miközben a tudósok válaszokat keresnek a kérdéseikre és a világ megismerésén fáradoznak, valójában megteremtik azt. Valójában addig nem léteznek például elemi részecskék míg valaki nem kezdi el keresni őket. Ugyanígy a csillagok, galaxisok, és más objektumok is csupán a csillagászok fürkésző tekintetének termékei, mindent a megfigyelés teremt. Persze ne feledjük el, hogy ezek az objektumok csak érzetek összességei. Tehát amit mi egy sok fényév méretű hatalmas csillagrendszernek vélünk, az valójában csak "látás érzet", nem több egy puszta képnél, amit az elménk szült, az tárol, és a virtuális világot fenntartó rendszer festett az égboltra. Egy ilyen világban érdemes lehet felkeresni olyan helyeket, ahol azelőtt még senki nem járt és amivel kapcsolatban senkinek nincsenek emlékei és elvárásai. Ha egy ilyen helyre mi találunk rá elsőnek úgy a mi elménk teremti meg azt, és ha a számítógép valóban vágyaink figyelembevételével alkotja meg a helyet, úgy van esély rá, hogy rátalálunk a paradicsomra valahol az isten háta mögött. Csak eléggé hinni kell benne. Van egy másik érdekes vonatkozása is egy ilyen rendszernek. Ha tárolónak csak a világban aktívan résztvevők elméjében lévő képeket használjuk, úgy a világból való kilépésnek egyirányúnak kell lennie. Ha valaki "kiviszi az emlékeit", akkor azokra a helyekre a rendszer új valóságot generál. Ha eztán ugyanez az ember visszalépne a rendszerbe, úgy emlékei/elvárásai nem lennének szinkronban a valóság aktuális állapotával ami inkonzisztens állapotot jelent. Tehát vagy meg kell tiltani a visszalépés lehetőségét, vagy ezt csak az emlékek törlése árán lehet megtenni. Így egy ilyen rendszer architektúrájából adódna egyfajta "virtuális halál" fogalom.
Hogy a fenti rendszer a gyakorlatban hogyan valósítható meg, arra nagyon nehéz lenne bármit mondani. Amíg a szimuláció esetén az agy külvilághoz kapcsolódó részét kell ingerelnünk, itt absztrakt gondolat mintázatok megértése szükséges. Úgy gondolom, hogy érzékszervi szimulációk talán már néhány évtizeden belül elérhetőek lesznek, de hogy egy gép mikor lesz képes "olvasni a gondolatainkban", azt nehéz megmondani. Míg az érzékeléshez kapcsolódó agyrészek elég jól lokalizálhatóak, addig az emlékek valószínűleg "össze-vissza" helyezkednek el az agyban. Amikor tapasztalunk, "beég" a neuronok valamilyen aktivitás mintázata. Bár nem ismerem mélyrehatóan az agy működését, úgy gondolom, hogy egy-egy emlék teljesen különböző mintázatot alakít ki két ember agyában. Sőt, ha képesek lennénk törölni az agyat, és ugyanabban az agyban rögzíteni ugyanazt az emléket, az is teljesen más mintázatot alakítana ki, mint azelőtt. Átlátni ezt a "kuplerájt", és real-time valóságot generálni belőle, értelmezni az elvárásokat, a vágyakat, ez már komoly mesterséges intelligencia feladat. Nem tudom, mikor fogunk tudni olyan gépet építeni, ami képes erre. Valószínűleg erre még sokat kell várni, de nem tűnik irreálisnak. Talán nem is mi fogjuk megoldani a problémát, hanem valamiféle agyunk mintájára létrehozott mesterséges intelligencia amit mi építünk ugyan de a belső működését valójában már nem látjuk át, "ő" viszont képes arra, hogy átlássa a mi működésünket. De a tudomány jelenlegi szintjén ez csak fikció. Létezhet egy kerülőút is ami pont ugyanennyire fiktív. Talán lehetséges több agyat a megfelelő módon valamiképp összekötni hogy egyetlen egységként működjön. Erről többet megint csak nagyon nehéz mondani anélkül, hogy mélyre hatóan ismernénk az agy működését, de azért játszunk el kicsit a gondolattal, hogy milyen lenne egy ilyen "több emberből összedrótozott lény". Megfelelő huzalozással talán kialakítható lenne valamiféle tudat alatti közös emlékezet, afféle kollektív tudatalatti úgy, hogy e felett a tudatos részben megmaradjon az egyes emberek individualitása. Ha ezt a "rendszert" rá tudnánk venni, hogy afféle hallucinogén, álmodó állapotba kerüljön, úgy talán teljesen tehermentesíteni lehetne a számítógépet. Ezek az emberek egyszerűen egy valószerű közös álomban vennének részt. A kreatív teremtést agyuk végezné pont ugyanúgy mint alvás közben és a világ konzisztenciáját is az agy logikusság utáni vágya és kényszere tartaná fenn. Egyáltalán nem biztos, hogy akár csak ehhez hasonlót is lehetne csinálni, de nem tartom elképzelhetetlennek. A fentiek miatt viszont úgy gondolom, hogy kész agyakat már nem lehet "összedrótozni" a sajátos mintázatok, és emlék leképződések miatt. Egy ilyen rendszerbe tehát valószínűleg "bele kell születni". Az agyat még szűz állapotban kell ide integrálni, hogy már az első emlékek is ebbe a közös tudattalanba kerüljenek. Ez persze csak tisztán fikció. Az agy működésének mélyreható ismeretében lehetne csak igazán megmondani, hogy mindez mennyire megvalósítható.
A fentiekben azt próbáltam fejtegetni, hogy szerintem hogy lehetne tökéletes, valósággal teljesen egyenértékű virtuális világot létrehozni. Innen persze önkéntelenül is adódik a kérdés, hogy ha valóban létrehozható ilyen "tökéletes" virtuális valóság, akkor vajon nem lehetséges, hogy jelenleg is ilyenben élünk? Elég extrém gondolat, elismerem, de valójában a tudomány tele van ilyen "extrém" gondolatokkal. Elég, ha csak arra gondolunk, hogy a jelenleg divatos elképzelés szerint valójában a világ 11 dimenziós, amiből 9 valami nagyon fura módon nagyon picire van összetekeredve és minden részecske valójában hihetetlen vékony húrok rezgése. Vagy gondoljunk csak az elektronra ami két résen megy át egyszerre, vagy Schrödinger élőhalott macskájára. Vannak elméletek végtelen számú párhuzamos világról, időben visszafelé haladó részecskékről, holografikus univerzumról, és ezek mind mind az elfogadott vagy elfogadható tudományos elméletek közül kiragadott példák. Ilyen környezetben szerintem egyáltalán nem tűnik istenkáromlásnak egy olyan felvetés, mely szerint jelenlegi világunk is csak szimuláció. Így, hogy a kérdést tudományos problémává avanzsáltuk, érdekes elgondolkodni azon, hogy miképp tudnánk kimutatni, hogy valóban ilyen virtuális világban élünk. Az első gondolat (amiről már olvastam néhány cikkben), hogy a rendszer korlátait vizsgáljuk. Ez a feltevés arra épül, hogy a szimulációt biztosító gép számítási és tároló kapacitása véges, a leképzés pedig digitális, így nem létezhetnek végtelen dolgok. Nem oszthatunk például valamit végtelen kicsiny részre. Ilyen gondolatmenet alapján már maga a kvantummechanika utalhatna arra, hogy talán a világunk csak szimuláció. Ez persze önmagában nem bizonyít semmit, sőt, az általam fentebb felvázolt virtuális világ akár látszólag végtelen is lehetne. Emlékezzünk csak vissza, hogy ha a gép képes az agyunkban olvasni, úgy bármilyen kísérletet is végezzünk, azt fogjuk találni, hogy a valóságban vagyunk. A gép mindig egy lépéssel előrébb jár. Éppen ezért úgy gondolom, hogy egy ilyen világban szinte minden a valóság virtuális létét bizonyítani szándékozó kísérlet zsákutca. Azért írtam, hogy szinte, mert azért egy pici egérút mégiscsak van. Akármilyen jól is dolgozik a gép, egy dolog mégis van, ami szükségképp "kilóg" a rendszerből, mégpedig a felhasználó maga. Egy ilyen világban minden csak szimuláció, a tér, a tájak, a testünk, minden, kivéve tudatunkat. A tudatunk a rendszeren kívülről, a "kinti valóság" kapszulájából irányítja testünket, ezért a tudatnak valami olyan dolognak kell lennie, ami a rendszeren belül nem magyarázható. Ez azt jelenti, hogy a virtuális világban kell lennie valaminek ami megakadályozza hogy a tudatot bármilyen módon leképezzük. Innen tehát adódik a kísérlet, amivel egyértelműen kimutatható, hogy nem szimulációban élünk. Ha valakinek az agyát letapogatva képesek vagyunk olyan számítógépet építeni, ami pontosan megjósolja az egyén döntéseit, akkor nem létezik rendszeren kívüli tudat, tehát a világunk nem lehet szimuláció. Vagyis szimuláció akár még így is lehet, de akkor mi magunk is csak a szimuláció részei vagyunk, így számunkra ez az egyetlen "objektív" valóság. Vegyük észre azonban, hogy ezzel sokkal többet is veszítünk annál, hogy el kell vetnünk a világ szimuláció voltát. Ha építhető ilyen számítógép, akkor agyunk működése tisztán determinisztikus, így teljesen ki van szolgáltatva a fizika törvényeinek. Döntéseink csak a környezetünktől függenek, és a szó klasszikus értelmében nincs szabad akaratunk. Ezzel együtt nem lehet lelkünk, nem valószínű, hogy tovább élhetünk a halálunk után, és az összes vallásunkat lehúzhatjuk a WC-n. Tehát a virtuális valóság lehetősége, a szabad akarat, a fizikain túl létező tudat mind mind együtt jár. Ha bármelyik létezik, az egyben a többi létezésének lehetőségét is magában rejti és ha bármelyik cáfolható, azzal a többi is automatikusan cáfolódik. Jelenleg nincs meg a kellő technológiánk a kérdés eldöntésére, de úgy gondolom, hogy ha nem fedezünk fel gyökeresen új fizikai törvényeket, akkor az egyetlen esély arra, hogy pozitív választ kapjunk, ha úgy találjuk, hogy az agy működésében szignifikáns módon szerepet kap a kvantummechanika. Jelenleg ugyanis a kvantummechanika az egyetlen terület, amivel nem-determinisztikus működést csempészhetünk egy rendszerbe. Ha erre utaló jelet nem találunk és nem is utal semmi arra, hogy az agy nem determinisztikus működésű, abból egyben az is következik, hogy elbukjuk a szimulált világ és egyben a szabad akarat lehetőségét.
Úgy gondolom tehát, hogy a fentiek fényében a tudomány talán leges legfontosabb célja az agy működésének megértése lenne. Egyfelől azért, mert így választ kaphatnánk arra a kérdésre, hogy kik vagyunk, hogy létezhet-e a fizikain túli tudatunk, és végső soron, hogy elképzelhető-e, hogy egész világunk csak szimuláció. Ha ez utóbbi igaz, akkor igazából minden tudományos felfedezésünk kivétel nélkül csak önámítás, következésképp tulajdonképpen lényegtelen. Egyrészről szerintem ez teszi olyan lényegessé ennek a területnek a vizsgálatát, másrészről az agy beható ismeretével (akár szimulált a világunk, akár nem) képessé válhatunk saját valóság teremtésére. Olyan valóságéra amit teljesen igényeinknek megfelelőre szabhatunk, így a "külső valóság" megint csak irrelevánssá válik. Ha rajtam múlna, a föld minden tudósát erre a témára állítanám rá, hisz a fentiek fényében úgy gondolom, az agy tökéletes megértése a tudomány valódi szent grálja ...
2012. október 7., vasárnap
Schrödinger macskája
A minap a kvantummechanikáról próbáltam mesélni valakinek. Kezdhettem volna az elején kvantumokkal, részecskékkel, és hasonlókkal, de tudtam, hogy ha hosszúra nyújtom a dolgot, hamar el fogja veszteni az érdeklődését. Így valami igazán extrémet próbáltam bedobni már az elején, amitől megérti, miért is olyan érdekes ez az egész. Elmeséltem hát neki a híres gondolatkísérletet Schrödinger macskájáról.
A gondolatkísérlet lényege, hogy egy dobozba egy macskát zárunk. A macska mellé egy méregfiolát helyezünk, valamint egy kis dobozt, amiben hasadó anyag található, amiből percenként 50% eséllyel egy alfa részecske szabadul ki. A részecskét egy detektor érzékeli, és összetöri a méregfiolát. Ha tehát kiszabadul az alfa részecske, a macska meghal, ha nem, életben marad. A kvantummechanika szerint amíg nem figyeljük meg a hasadó anyagot, addig olyan állapotban van, hogy az egyszerre ki is bocsátotta az alfa részecskét, meg nem is. Hogy valójában melyik állapot valósul meg, az a megfigyeléskor dől el, de addig egyszerre áll fenn mindkét állapot. Mivel a kvantummechanika törvényei vonatkoznak az egész rendszerre, ezért a detektor is egyszerre érzékeli a részecskét, meg nem is, így a méregfiola is egyszerre épp, és törött, végül pedig a macska is egyszerre élő és holt. Amíg tehát ki nem nyitom a dobozt, abban egy élő-holt macska lesz. Persze az élő-holt macskát soha nem fogom látni, mivel ha kinyitom a dobozt, a rendszer véletlenszerűen valamelyik állapotba billen, így 50% esély van arra, hogy élő, és 50% esély van arra, hogy halott macskát találok.
Hát, ezt így előadtam, de elmaradt a katarzis, mondván hogy nagy ügy, ezzel csak annyit mondtam, hogy nem tudom a macskáról, hogy élő vagy holt, amíg meg nem nézem. Ez elég triviális. Ez lenne az a híres kvantummechanika? Ez teljesen normális reakció. Teljesen egyértelműnek tűnik, hogy a macska vagy élő, vagy halott állapotban van azelőtt is, hogy mi arról a saját szemünkkel megbizonyosodnánk. Sokkal inkább az tűnik butaságnak, hogy egy élő-holt macskát feltételezzünk. Valójában azonban ebben rejlik a kvantummechanika esszenciája. Ha valaki megérti, hogy miért "logikusabb" élő-holt macskát feltételezni a dobozban, az megérti a kvantummechanikát.
Sokan vannak, akik nem fogadták el az élő-halott macska gondolatát, köztük talán a leghíresebb maga Albert Einstein. Einstein nem hitt a kvantummechanikában. Erre vonatkozott híres mondása is, mely szerint "Isten nem kockázik". Úgy gondolta, hogy a részecskék ilyen "összemosódott" állapota nem létezik. Nincsenek sem élő-holt macskák, sem más kvantummechanika által megjósolt paradox állapot. Einstein élete során számtalan kvantummechanikával kapcsolatos gondolatkísérletet dolgozott ki annak megdöntésére, amik végül kivétel nélkül kudarcba fulladtak. Schrödinger macskájával kapcsolatosan is volt egy gondolatkísérlete. A kísérlet lényege, hogy egy összességében 0 perdületű részecske rendszert kettészakítunk, oly módon, hogy a két ellentétes irányba repülő résznek legyen valamilyen perdülete. Az impulzus megmaradás értelmében ez a perdület ellentétes irányú lesz. Tehát ha az egyik jobbra forog, akkor a másik balra. A kvantummechanika szerint ilyen esetben a két ellentétes irányba szétrepülő rész egyszerre forog jobbra, és balra is, és abban a pillanatban, amint megmérjük az egyik részecske állapotát, az beáll valamire, míg a másik részecske ennek ellenkezőjére. Ami ebben az egészben talán a leginkább zavarta Einsteint, hogy a két részecske adott esetben több fényév távolságra is lehet egymástól, mire a mérést elvégezzük, a részecskék pedig minden esetben tartják magukat ahhoz, hogy ha az egyiket jobbosnak mérjük, akkor a másiknak balosnak kell lennie. Ez pedig ilyen nagy távolságon azt jelenti, hogy a mérés tényéről az egyik részecske fénynél nagyobb sebességgel értesíti a másik részecskét, hiszen amint jobbossá "omlik össze", abban a pillanatban kell a másiknak is balossá válnia. Ez a fénynél nagyobb sebességű kommunikáció pedig a relativitáselmélettel nem jön össze. A dolgot azért nagyon nehéz vizsgálni, mert bármilyen mérést is végezzünk, az befolyással lesz a részecskére, aminek így összeomlik az állapota. Mi csak jobbos, vagy balos részecskét láthatunk, soha nem láthatjuk a misztikus jobbos-balos részecskéket. Einstein mégis kifundált egy megoldást. Ha neki van igaza, és a részecskék eleve jobbosak vagy balosak, akkor a mérések egyfajta statisztikát követnek, míg ha a kvantummechanikának van igaza és ez csak a mérés pillanatában dől el, akkor másmilyen statisztikát kapunk. Ennél mélyebben most nem mennék bele a kísérletbe, mert a statisztika része kicsit bonyodalmas, de akit érdekel, itt olvashat róla. A lényeg az egészből, hogy Einstein halála után sikerült gyakorlatban is elvégezni a kísérletet, és a statisztikák alapján a kvantummechanikának volt igaza, tehát a részecskék akkor válnak jobbossá vagy balossá, ha megmérjük ezen tulajdonságukat, a szétrepülés pillanatában egyszerre vannak mindkét állapotban. De hogy jön ez a macskához? Egyszerűen cseréljük le a detektort úgy, hogy csak akkor ölje meg a macskát, ha jobbos részecskét érzékel. Mivel a mérés pillanatáig a részecske egyszerre jobbos és balos is, ezért a macska ugyanúgy élő és holt egyben. A macska állapotát most kétféleképpen is összeomlaszthatjuk. Vagy kinyitjuk a dobozt, vagy megmérjük a másik irányban kirepült részecskét. Ha az balos, abban a pillanatban jobbossá válik a másik részecske, a macskának pedig annyi.
Noha már kicsit talán közelebb kerültünk ahhoz, hogy miért is gondoljuk azt a szegény macskát élőnek és holtnak, még mindig ködösnek tűnhet ez az egész. Ami talán kicsit segíthet jobban megérteni mindezt, az a kétréses kísérlet lehet, amiről bővebben írtam itt. Most csak felületesen ismertetem a dolgot, hiszen azt már az említett írásban bővebben kifejtettem. A lényeg az, hogy egy részecske (mondjuk elektron) forrást helyezünk el egy érzékelő ernyővel szemben. Az érzékelő és a forrás közé egy falat emelünk, amin egy rést vágunk. A résen átmenő részecskék nyomot hagynak az érzékelő ernyőn. Ha a rés jobb oldalon van, úgy a jobb oldalon rajzolódik ki a mintázat, ha a bal oldalon, akkor a bal oldalon. De mi történik, ha mindkét rés nyitva van? Azt várnánk, hogy két csík jelenik meg, egy a jobb és egy a bal oldalon. Ezzel szemben egy interferencia kép rajzolódik ki. Jobb és bal szélre csak kevés részecske csapódik be, a legtöbb részecske középre érkezik, ahová amúgy csak nagyon ritka esetben jutna részecske. Ha a részecskéket hullámoknak képzeljük, akkor könnyen magyarázható a jelenség az interferenciával, de részecskék esetén értetlenül állunk a jelenség mellett. Olyan mint ha a lyukon átmenő részecske valamiképp értesülne arról, hogy van egy másik lyuk is, és emiatt másként mozogna. Igazából olyan mint ha ez a részecske hullámmá válna, átmenne mindkét lyukon, interferálna saját magával, majd a falhoz értve részecskévé változna vissza, és az interferencia képnek megfelelő valószínűséggel jelenne meg valahol. Amit ebből az egészből kiragadnék, hogy a részecske két lyukon megy keresztül egyszerre. Megpróbálhatunk mindkét lyuk közelében elhelyezni egy detektort, hogy nyakon csípjük a részecskét, de nem fog sikerülni. A mérés hatására összeomlik a részecske hulláma, és azt vagy az egyik, vagy a másik lyuknál érzékeljük. Soha nem fogjuk azt látni, hogy mindkét detektor érzékeli a részecskét, és ezzel együtt az interferencia mintázat is eltűnik. Két lyukon csak úgy tud átmenni a részecske, ha nem nézünk oda. Így nem láthatjuk ugyan, hogy miképp történik mindez, de az interferencia mintázatból egyértelműen látszik, hogy valahogy mégis megtörténik. Ebből aztán megint csak összerakhatunk egy "haláldobozt" úgy, hogy a jobb oldali detektorhoz kötjük a méregfiolát összetörő rendszert. Mivel minden elem a kvantummechanika szabályai szerint működik, ezért amíg nem végzünk rajta mérést, addig mindkét lyukon átmegy az elektron, a detektor jelez is, meg nem is, a macska pedig egyben élő és holt.
Ezek tehát azok a valóságban is elvégzett kísérletek (mind a kétréses kísérletet, mind az ERP paradoxon kísérletét megvalósították a gyakorlatban is), amik miatt azt kell mondanunk, hogy a dobozban egy élő-halott macska található, és nem csupán arról van szó, hogy a doboz kinyitásáig ezt nem tudhatjuk mi a macska állapota, hanem azt, hogy annak nincs is állapota. Azért vegyük észre hogy mennyire fura ez, és hogy milyen érdekes módon emel ki minket tudatos megfigyelőket ebből az egészből, mintegy a fizikai törvények fölé emelve. Erről írtam kicsit bővebben a 'tudat létjogosultsága a természettudományokban' c. írásomban. Vannak más, tudatos megfigyelőt nélkülöző értelmezések is, de ezek sem kevésbé extrémek, időben visszafelé haladó részecskék szerepelnek bennük, párhuzamos univerzumok, és ezekhez hasonló nyalánkságok. Bárhogy is legyen, az egyenlőre biztosnak látszik, hogy ha kvantummechanikáról van szó, a "józan paraszti eszünket" ki kell hajítanunk az ablakon ...
A gondolatkísérlet lényege, hogy egy dobozba egy macskát zárunk. A macska mellé egy méregfiolát helyezünk, valamint egy kis dobozt, amiben hasadó anyag található, amiből percenként 50% eséllyel egy alfa részecske szabadul ki. A részecskét egy detektor érzékeli, és összetöri a méregfiolát. Ha tehát kiszabadul az alfa részecske, a macska meghal, ha nem, életben marad. A kvantummechanika szerint amíg nem figyeljük meg a hasadó anyagot, addig olyan állapotban van, hogy az egyszerre ki is bocsátotta az alfa részecskét, meg nem is. Hogy valójában melyik állapot valósul meg, az a megfigyeléskor dől el, de addig egyszerre áll fenn mindkét állapot. Mivel a kvantummechanika törvényei vonatkoznak az egész rendszerre, ezért a detektor is egyszerre érzékeli a részecskét, meg nem is, így a méregfiola is egyszerre épp, és törött, végül pedig a macska is egyszerre élő és holt. Amíg tehát ki nem nyitom a dobozt, abban egy élő-holt macska lesz. Persze az élő-holt macskát soha nem fogom látni, mivel ha kinyitom a dobozt, a rendszer véletlenszerűen valamelyik állapotba billen, így 50% esély van arra, hogy élő, és 50% esély van arra, hogy halott macskát találok.
Hát, ezt így előadtam, de elmaradt a katarzis, mondván hogy nagy ügy, ezzel csak annyit mondtam, hogy nem tudom a macskáról, hogy élő vagy holt, amíg meg nem nézem. Ez elég triviális. Ez lenne az a híres kvantummechanika? Ez teljesen normális reakció. Teljesen egyértelműnek tűnik, hogy a macska vagy élő, vagy halott állapotban van azelőtt is, hogy mi arról a saját szemünkkel megbizonyosodnánk. Sokkal inkább az tűnik butaságnak, hogy egy élő-holt macskát feltételezzünk. Valójában azonban ebben rejlik a kvantummechanika esszenciája. Ha valaki megérti, hogy miért "logikusabb" élő-holt macskát feltételezni a dobozban, az megérti a kvantummechanikát.
Sokan vannak, akik nem fogadták el az élő-halott macska gondolatát, köztük talán a leghíresebb maga Albert Einstein. Einstein nem hitt a kvantummechanikában. Erre vonatkozott híres mondása is, mely szerint "Isten nem kockázik". Úgy gondolta, hogy a részecskék ilyen "összemosódott" állapota nem létezik. Nincsenek sem élő-holt macskák, sem más kvantummechanika által megjósolt paradox állapot. Einstein élete során számtalan kvantummechanikával kapcsolatos gondolatkísérletet dolgozott ki annak megdöntésére, amik végül kivétel nélkül kudarcba fulladtak. Schrödinger macskájával kapcsolatosan is volt egy gondolatkísérlete. A kísérlet lényege, hogy egy összességében 0 perdületű részecske rendszert kettészakítunk, oly módon, hogy a két ellentétes irányba repülő résznek legyen valamilyen perdülete. Az impulzus megmaradás értelmében ez a perdület ellentétes irányú lesz. Tehát ha az egyik jobbra forog, akkor a másik balra. A kvantummechanika szerint ilyen esetben a két ellentétes irányba szétrepülő rész egyszerre forog jobbra, és balra is, és abban a pillanatban, amint megmérjük az egyik részecske állapotát, az beáll valamire, míg a másik részecske ennek ellenkezőjére. Ami ebben az egészben talán a leginkább zavarta Einsteint, hogy a két részecske adott esetben több fényév távolságra is lehet egymástól, mire a mérést elvégezzük, a részecskék pedig minden esetben tartják magukat ahhoz, hogy ha az egyiket jobbosnak mérjük, akkor a másiknak balosnak kell lennie. Ez pedig ilyen nagy távolságon azt jelenti, hogy a mérés tényéről az egyik részecske fénynél nagyobb sebességgel értesíti a másik részecskét, hiszen amint jobbossá "omlik össze", abban a pillanatban kell a másiknak is balossá válnia. Ez a fénynél nagyobb sebességű kommunikáció pedig a relativitáselmélettel nem jön össze. A dolgot azért nagyon nehéz vizsgálni, mert bármilyen mérést is végezzünk, az befolyással lesz a részecskére, aminek így összeomlik az állapota. Mi csak jobbos, vagy balos részecskét láthatunk, soha nem láthatjuk a misztikus jobbos-balos részecskéket. Einstein mégis kifundált egy megoldást. Ha neki van igaza, és a részecskék eleve jobbosak vagy balosak, akkor a mérések egyfajta statisztikát követnek, míg ha a kvantummechanikának van igaza és ez csak a mérés pillanatában dől el, akkor másmilyen statisztikát kapunk. Ennél mélyebben most nem mennék bele a kísérletbe, mert a statisztika része kicsit bonyodalmas, de akit érdekel, itt olvashat róla. A lényeg az egészből, hogy Einstein halála után sikerült gyakorlatban is elvégezni a kísérletet, és a statisztikák alapján a kvantummechanikának volt igaza, tehát a részecskék akkor válnak jobbossá vagy balossá, ha megmérjük ezen tulajdonságukat, a szétrepülés pillanatában egyszerre vannak mindkét állapotban. De hogy jön ez a macskához? Egyszerűen cseréljük le a detektort úgy, hogy csak akkor ölje meg a macskát, ha jobbos részecskét érzékel. Mivel a mérés pillanatáig a részecske egyszerre jobbos és balos is, ezért a macska ugyanúgy élő és holt egyben. A macska állapotát most kétféleképpen is összeomlaszthatjuk. Vagy kinyitjuk a dobozt, vagy megmérjük a másik irányban kirepült részecskét. Ha az balos, abban a pillanatban jobbossá válik a másik részecske, a macskának pedig annyi.
Noha már kicsit talán közelebb kerültünk ahhoz, hogy miért is gondoljuk azt a szegény macskát élőnek és holtnak, még mindig ködösnek tűnhet ez az egész. Ami talán kicsit segíthet jobban megérteni mindezt, az a kétréses kísérlet lehet, amiről bővebben írtam itt. Most csak felületesen ismertetem a dolgot, hiszen azt már az említett írásban bővebben kifejtettem. A lényeg az, hogy egy részecske (mondjuk elektron) forrást helyezünk el egy érzékelő ernyővel szemben. Az érzékelő és a forrás közé egy falat emelünk, amin egy rést vágunk. A résen átmenő részecskék nyomot hagynak az érzékelő ernyőn. Ha a rés jobb oldalon van, úgy a jobb oldalon rajzolódik ki a mintázat, ha a bal oldalon, akkor a bal oldalon. De mi történik, ha mindkét rés nyitva van? Azt várnánk, hogy két csík jelenik meg, egy a jobb és egy a bal oldalon. Ezzel szemben egy interferencia kép rajzolódik ki. Jobb és bal szélre csak kevés részecske csapódik be, a legtöbb részecske középre érkezik, ahová amúgy csak nagyon ritka esetben jutna részecske. Ha a részecskéket hullámoknak képzeljük, akkor könnyen magyarázható a jelenség az interferenciával, de részecskék esetén értetlenül állunk a jelenség mellett. Olyan mint ha a lyukon átmenő részecske valamiképp értesülne arról, hogy van egy másik lyuk is, és emiatt másként mozogna. Igazából olyan mint ha ez a részecske hullámmá válna, átmenne mindkét lyukon, interferálna saját magával, majd a falhoz értve részecskévé változna vissza, és az interferencia képnek megfelelő valószínűséggel jelenne meg valahol. Amit ebből az egészből kiragadnék, hogy a részecske két lyukon megy keresztül egyszerre. Megpróbálhatunk mindkét lyuk közelében elhelyezni egy detektort, hogy nyakon csípjük a részecskét, de nem fog sikerülni. A mérés hatására összeomlik a részecske hulláma, és azt vagy az egyik, vagy a másik lyuknál érzékeljük. Soha nem fogjuk azt látni, hogy mindkét detektor érzékeli a részecskét, és ezzel együtt az interferencia mintázat is eltűnik. Két lyukon csak úgy tud átmenni a részecske, ha nem nézünk oda. Így nem láthatjuk ugyan, hogy miképp történik mindez, de az interferencia mintázatból egyértelműen látszik, hogy valahogy mégis megtörténik. Ebből aztán megint csak összerakhatunk egy "haláldobozt" úgy, hogy a jobb oldali detektorhoz kötjük a méregfiolát összetörő rendszert. Mivel minden elem a kvantummechanika szabályai szerint működik, ezért amíg nem végzünk rajta mérést, addig mindkét lyukon átmegy az elektron, a detektor jelez is, meg nem is, a macska pedig egyben élő és holt.
Ezek tehát azok a valóságban is elvégzett kísérletek (mind a kétréses kísérletet, mind az ERP paradoxon kísérletét megvalósították a gyakorlatban is), amik miatt azt kell mondanunk, hogy a dobozban egy élő-halott macska található, és nem csupán arról van szó, hogy a doboz kinyitásáig ezt nem tudhatjuk mi a macska állapota, hanem azt, hogy annak nincs is állapota. Azért vegyük észre hogy mennyire fura ez, és hogy milyen érdekes módon emel ki minket tudatos megfigyelőket ebből az egészből, mintegy a fizikai törvények fölé emelve. Erről írtam kicsit bővebben a 'tudat létjogosultsága a természettudományokban' c. írásomban. Vannak más, tudatos megfigyelőt nélkülöző értelmezések is, de ezek sem kevésbé extrémek, időben visszafelé haladó részecskék szerepelnek bennük, párhuzamos univerzumok, és ezekhez hasonló nyalánkságok. Bárhogy is legyen, az egyenlőre biztosnak látszik, hogy ha kvantummechanikáról van szó, a "józan paraszti eszünket" ki kell hajítanunk az ablakon ...
2012. augusztus 4., szombat
GitHub, avagy közösségi kódolás
Aki foglalkozott már nyílt forrású projektek fejlesztésével, az valószínűleg belefutott már a problémába, hogy ha elkészült, a végeredményt hogy ossza meg másokkal. Az egyik lehetőség, hogy összerakhatunk erre egy saját honlapot, beállítunk saját verziókezelő és hibajegy kezelő rendszert, stb. Ez adott esetben elég sok munka, sok karbantartást igényel, és többnyire felesleges is. A másik lehetőség, hogy választunk valamilyen project hosting rendszert, ahol mindez adott. Több ilyen rendszer is létezik, és mind ingyenesen elérhető. A legismertebbek talán a SourceForge, a Google Project Hosting, és egy viszonylag új játékos, a GitHub. Ez utóbbiról fogok kicsit bővebben írni, mivel véleményem szerint ez a jelenleg elérhető legjobb ilyen rendszer.
De mégis mit nyújt egy ilyen project hosting rendszer, és mi az ami ezek közül kiemeli a GitHub-ot? Egy project hosting rendszer többnyire mindent készen nyújt, ami egy nyílt forrású rendszer publikálásához, és karbantartásához kell. Alapvetően mindenhol kapunk egy verziókezelő rendszert, valamilyen hibajegy kezelő rendszert (issue tracker), és valami wiki féleséget, ahol leírásokat és dokumentációt készíthetünk a rendszerhez. Így tulajdonképpen minden adott, ami egy ilyen projekt futtatásához szükséges. De mi az, amiben a GitHub különleges? Először is, más rendszerekkel ellentétben a GitHub egyfajta közösségi tér is. Regisztrált felhasználóként feliratkozhatunk az egyes projektekhez megfigyelőként, így értesülhetünk a projektet érintő változásokról. Ha nagyon hasonlítani akarnám valamihez, azt mondhatnám, hogy olyan ez, mint a nyílt forrású projektek Facebook-ja. A történések itt is egy newsfeed-ben gyűlnek össze, minden felhasználónak van profilja, stb. Igazából mindezek a lehetőségek más rendszerekben is adottak, de míg mondjuk a Google rendszerében RSS feed-ekkel kell bajlódnunk, addig itt tényleg minden olyan könnyedén megy, mint Facebook-on. Csak bekattintjuk a projektet, és már ott is van a newsfeed-ben. Ez egyébként az egész rendszerre igaz, hogy az egyszerű és logikus felépítésre törekedtek, nem kell geek-nek lenni a használatához (pl. nem kell RSS feed-ekkel bajlódni). A GitHub igazán nagy dobása azonban nem a könnyű használhatóság, vagy a szociális háló szerű felépítés, hanem a rendszer nevét is adó Git nevű verziókezelő hatékony használata.
A Git egy elosztott verziókezelő rendszer. Ilyenekről már írtam kicsit a Mercurial kapcsán. Röviden annyi a lényeg, hogy más központosított rendszerekhez képest (pl. SVN) itt nem egy központi repository-ba dolgoznak a fejlesztők. E helyett mindenkinek saját lokális repository-ja van. Ide tologatja be a módosításokat, majd ha kész van egy részfeladat, a munkáját beszinkronizálja egy központi repositroy-ba. Mivel ez a repository is pont olyan, mint a lokális, ezért akár ennek a tartalmát is betolhatjuk egy harmadik repository-ba, és így tovább, akár egész bonyolult hierarchiákat is felépítve ezekből. Ezek a repository-k ráadásul teljesen egyenértékűek, és nem csak "tolni" lehet a változásokat, hanem "húzni" is. Tehát ha van egy repository-nk, annak a tartalmát vagy "kitoljuk" (push) a másik repository-ba, vagy a másik repository-ból "húzzuk" át (pull) a változásokat. Igazából a Git-ről nagyon sokat lehetne írni, de nem akarok nagyon elkalandozni ebbe az irányba, mivel a bejegyzés célja a GitHub rövid ismertetése. De lássuk, miért is olyan jó nekünk ez a Git? Egy hagyományos, SVN-t használó open source projektnél ha szeretnénk hozzájárulni a projekthez új fejlesztéssel, vagy hibajavítással, akkor le kell töltenünk a repository tartalmát, elvégezni a módosításokat, majd generálni egy patch-t. Ezt aztán e-mailben, vagy a hibajegy kezelő rendszeren keresztül eljuttatni a fejlesztőkhöz, akik aztán vagy merge-ölik ezt a projektbe, vagy nem. Ez összességében elég nagy macera (patch generálgatás, levelezgetés, stb.), és jó eséllyel el is megy a fejlesztő kedve a projekthez való hozzájárulástól. A GitHub-on viszont találtak erre egy nagyon jó megoldást, amit a Git tesz lehetővé. Ha itt valaki hozzá akar járulni egy projekthez, egyszerűen leklónozza (forkolja) azt. Így egyetlen gombnyomásra élből lesz egy saját repository példánya a projektből (ezt a Git azért okosan tárolja, hogy ne legyen nagy a redundancia). A saját repository-val aztán azt tesz a fejlesztő, amit akar. Alapesetben végrehajtja a fejlesztést, majd (és itt van a trükk) a projekt gazdájának küld egy pull request-et. Ez tulajdonképpen egy rendszeren belüli üzenet, amiben a hozzájáruló fejlesztő leírja, hogy milyen fejlesztéseket/hibajavításokat végzett. Ha a projekt gazda egyet ért a fejlesztésekkel, akkor áthúzza azt a saját repository-jába (ilyenkor szükség lehet merge-ölésre, amiben viszont a Git eleve jobb, mint az SVN). A lényeg tehát, hogy itt nem kell patch-eket generálgatni, nem kell levelezgetni, mindent ellehet intézni néhány kattintással a rendszeren belül, ez pedig egy sokkal barátságosabb módja a projekthez való hozzájárulásnak.
Most, hogy ismerjük a GitHub alapvető logikáját, lássuk mi kell a használatához. Ha Windows rendszert használunk, akkor a legegyszerűbb, ha letöltjük a GitHub klienst. Ez egy kis program, amivel néhány kattintással létrehozhatunk egy lokális repository-t a számítógépünk egyik mappájában, amit aztán ugyancsak pár kattintással fel is tölthetünk a GitHub-ra. Ez igazából alapvető számítógépes ismereteknél nem kíván sokkal többet, így a segítségével bárki könnyen kihasználhatja a GitHub által szolgáltatott lehetőségeket. Ha feltöltöttük a projektünket, az Admin oldalon nagyon pofás kis honlapot generálhatunk neki, ami ráadásul ugyanúgy Git-ben tárolódik, tehát később a hozzájárulók a programkódhoz hasonlóan a honlap tartalmát is bővíthatik, vagy javíthatják.
Hát, körülbelül ennyit szerettem volna írni a GitHub-ról. Látható, hogy igazából nem kapunk semmi olyat, amit így vagy úgy ne lehetne más rendszerekkel megvalósítani, ugyanakkor tény, hogy egy rendszert sem ismerek, ami a GitHub-nál egyszerűbb és kényelmesebb módon valósítaná meg mindezt. Ezért gondolom, hogy a GitHub a jelenleg elérhető legjobb projekt hosting rendszer, és ezért gondolják ezt mások is (pl. az Android forráskódját is a GitHub hosztolja). Remélem sikerült egy kis kedvet csinálni a rendszer kipróbálásához, és majdani használatához.
Akit bővebben érdekel a téma, annak +Balazs Nadasdi Csapatmunka GitHub segítségével című írását ajánlanám a továbblépéshez. Ez egy nagyon átfogó (szerintem jelenleg a magyar nyelven elérhető legátfogóbb) leírás a témában.
De mégis mit nyújt egy ilyen project hosting rendszer, és mi az ami ezek közül kiemeli a GitHub-ot? Egy project hosting rendszer többnyire mindent készen nyújt, ami egy nyílt forrású rendszer publikálásához, és karbantartásához kell. Alapvetően mindenhol kapunk egy verziókezelő rendszert, valamilyen hibajegy kezelő rendszert (issue tracker), és valami wiki féleséget, ahol leírásokat és dokumentációt készíthetünk a rendszerhez. Így tulajdonképpen minden adott, ami egy ilyen projekt futtatásához szükséges. De mi az, amiben a GitHub különleges? Először is, más rendszerekkel ellentétben a GitHub egyfajta közösségi tér is. Regisztrált felhasználóként feliratkozhatunk az egyes projektekhez megfigyelőként, így értesülhetünk a projektet érintő változásokról. Ha nagyon hasonlítani akarnám valamihez, azt mondhatnám, hogy olyan ez, mint a nyílt forrású projektek Facebook-ja. A történések itt is egy newsfeed-ben gyűlnek össze, minden felhasználónak van profilja, stb. Igazából mindezek a lehetőségek más rendszerekben is adottak, de míg mondjuk a Google rendszerében RSS feed-ekkel kell bajlódnunk, addig itt tényleg minden olyan könnyedén megy, mint Facebook-on. Csak bekattintjuk a projektet, és már ott is van a newsfeed-ben. Ez egyébként az egész rendszerre igaz, hogy az egyszerű és logikus felépítésre törekedtek, nem kell geek-nek lenni a használatához (pl. nem kell RSS feed-ekkel bajlódni). A GitHub igazán nagy dobása azonban nem a könnyű használhatóság, vagy a szociális háló szerű felépítés, hanem a rendszer nevét is adó Git nevű verziókezelő hatékony használata.
A Git egy elosztott verziókezelő rendszer. Ilyenekről már írtam kicsit a Mercurial kapcsán. Röviden annyi a lényeg, hogy más központosított rendszerekhez képest (pl. SVN) itt nem egy központi repository-ba dolgoznak a fejlesztők. E helyett mindenkinek saját lokális repository-ja van. Ide tologatja be a módosításokat, majd ha kész van egy részfeladat, a munkáját beszinkronizálja egy központi repositroy-ba. Mivel ez a repository is pont olyan, mint a lokális, ezért akár ennek a tartalmát is betolhatjuk egy harmadik repository-ba, és így tovább, akár egész bonyolult hierarchiákat is felépítve ezekből. Ezek a repository-k ráadásul teljesen egyenértékűek, és nem csak "tolni" lehet a változásokat, hanem "húzni" is. Tehát ha van egy repository-nk, annak a tartalmát vagy "kitoljuk" (push) a másik repository-ba, vagy a másik repository-ból "húzzuk" át (pull) a változásokat. Igazából a Git-ről nagyon sokat lehetne írni, de nem akarok nagyon elkalandozni ebbe az irányba, mivel a bejegyzés célja a GitHub rövid ismertetése. De lássuk, miért is olyan jó nekünk ez a Git? Egy hagyományos, SVN-t használó open source projektnél ha szeretnénk hozzájárulni a projekthez új fejlesztéssel, vagy hibajavítással, akkor le kell töltenünk a repository tartalmát, elvégezni a módosításokat, majd generálni egy patch-t. Ezt aztán e-mailben, vagy a hibajegy kezelő rendszeren keresztül eljuttatni a fejlesztőkhöz, akik aztán vagy merge-ölik ezt a projektbe, vagy nem. Ez összességében elég nagy macera (patch generálgatás, levelezgetés, stb.), és jó eséllyel el is megy a fejlesztő kedve a projekthez való hozzájárulástól. A GitHub-on viszont találtak erre egy nagyon jó megoldást, amit a Git tesz lehetővé. Ha itt valaki hozzá akar járulni egy projekthez, egyszerűen leklónozza (forkolja) azt. Így egyetlen gombnyomásra élből lesz egy saját repository példánya a projektből (ezt a Git azért okosan tárolja, hogy ne legyen nagy a redundancia). A saját repository-val aztán azt tesz a fejlesztő, amit akar. Alapesetben végrehajtja a fejlesztést, majd (és itt van a trükk) a projekt gazdájának küld egy pull request-et. Ez tulajdonképpen egy rendszeren belüli üzenet, amiben a hozzájáruló fejlesztő leírja, hogy milyen fejlesztéseket/hibajavításokat végzett. Ha a projekt gazda egyet ért a fejlesztésekkel, akkor áthúzza azt a saját repository-jába (ilyenkor szükség lehet merge-ölésre, amiben viszont a Git eleve jobb, mint az SVN). A lényeg tehát, hogy itt nem kell patch-eket generálgatni, nem kell levelezgetni, mindent ellehet intézni néhány kattintással a rendszeren belül, ez pedig egy sokkal barátságosabb módja a projekthez való hozzájárulásnak.
Most, hogy ismerjük a GitHub alapvető logikáját, lássuk mi kell a használatához. Ha Windows rendszert használunk, akkor a legegyszerűbb, ha letöltjük a GitHub klienst. Ez egy kis program, amivel néhány kattintással létrehozhatunk egy lokális repository-t a számítógépünk egyik mappájában, amit aztán ugyancsak pár kattintással fel is tölthetünk a GitHub-ra. Ez igazából alapvető számítógépes ismereteknél nem kíván sokkal többet, így a segítségével bárki könnyen kihasználhatja a GitHub által szolgáltatott lehetőségeket. Ha feltöltöttük a projektünket, az Admin oldalon nagyon pofás kis honlapot generálhatunk neki, ami ráadásul ugyanúgy Git-ben tárolódik, tehát később a hozzájárulók a programkódhoz hasonlóan a honlap tartalmát is bővíthatik, vagy javíthatják.
Hát, körülbelül ennyit szerettem volna írni a GitHub-ról. Látható, hogy igazából nem kapunk semmi olyat, amit így vagy úgy ne lehetne más rendszerekkel megvalósítani, ugyanakkor tény, hogy egy rendszert sem ismerek, ami a GitHub-nál egyszerűbb és kényelmesebb módon valósítaná meg mindezt. Ezért gondolom, hogy a GitHub a jelenleg elérhető legjobb projekt hosting rendszer, és ezért gondolják ezt mások is (pl. az Android forráskódját is a GitHub hosztolja). Remélem sikerült egy kis kedvet csinálni a rendszer kipróbálásához, és majdani használatához.
Akit bővebben érdekel a téma, annak +Balazs Nadasdi Csapatmunka GitHub segítségével című írását ajánlanám a továbblépéshez. Ez egy nagyon átfogó (szerintem jelenleg a magyar nyelven elérhető legátfogóbb) leírás a témában.
2012. július 11., szerda
Hogyan készítsünk videós bébiőrt levetett Android telefonunkból ?!
Ahogyan az lenni szokott, a kisfiam megszületése után egyre másra jöttek az igények. Elemes hinta, légzésfigyelő, miegymás. A legutóbbi kütyü pedig, amit a feleségem kinézett a babának egy videós bébiőr, hogy az éjszaka közepén ne kelljen 5 percenként áttipegni, és megnézni, hogy él-e még. Körbenéztünk a boltokban. Ezek olyan 30 000 Ft-tól indulnak, de van 50 meg 100 000 Ft-ért is. Elgondolkodtam, és arra jutottam, hogy nem igaz, hogy informatikus létemre nem tudok egy ilyet összebarkácsolni. Van otthon a fiókban webkamera, levetett notebook, telefonok, stb. így legalább nem csak ott porosodnak feleslegesen. Néhány hétig érlelődött a gondolat, aztán nekiálltam rákeresni a neten, hogy mégis hogyan lehetne összerakni egy ilyet.
Rövid keresgélés után találtam egy IP Webcam nevű programot, ami képes az Android telefon kameraképét kifelé streamelni. A használata nagyon egyszerű. Mivel az alap beállítások megfelelőek, ezért indítás után egyszerűen tekerjük le a listát és nyomjunk a 'Start server' pontra. A program visszadob egy URL-t, amin keresztül elérhető a kamera képe. Kliensként használhatunk böngészőt, vagy videó lejátszó programot (pl. VLC). Mivel amúgy is volt egy elfekvő androidos telefonom, rádugtam töltőre, és felragasztottam a kiságyhoz, így a bébiőr egyik fele meg is volt. Már csak egy androidos kliensre volt szükség, hogy a másik telefonomról rá tudjak nézni a kamerára. Ezt sem volt túl nehéz találni, mivel a program élből ajánl is egyet, egy TinyCam Monitor nevű kis alkalmazást. Itt a 'Manage Camera' részben a 'Camera Vendor' pontban ki kell választani az 'IP Webcam'-et, beállítani a 'Hostname'-et, és már látjuk is a kamera képét. A streamelt videókép egész folyamatos, és a hang is nagyon szépen átjön.
Hát, így lett fullos bébiőröm kb. fél óra munkával teljesen ingyen ...
Rövid keresgélés után találtam egy IP Webcam nevű programot, ami képes az Android telefon kameraképét kifelé streamelni. A használata nagyon egyszerű. Mivel az alap beállítások megfelelőek, ezért indítás után egyszerűen tekerjük le a listát és nyomjunk a 'Start server' pontra. A program visszadob egy URL-t, amin keresztül elérhető a kamera képe. Kliensként használhatunk böngészőt, vagy videó lejátszó programot (pl. VLC). Mivel amúgy is volt egy elfekvő androidos telefonom, rádugtam töltőre, és felragasztottam a kiságyhoz, így a bébiőr egyik fele meg is volt. Már csak egy androidos kliensre volt szükség, hogy a másik telefonomról rá tudjak nézni a kamerára. Ezt sem volt túl nehéz találni, mivel a program élből ajánl is egyet, egy TinyCam Monitor nevű kis alkalmazást. Itt a 'Manage Camera' részben a 'Camera Vendor' pontban ki kell választani az 'IP Webcam'-et, beállítani a 'Hostname'-et, és már látjuk is a kamera képét. A streamelt videókép egész folyamatos, és a hang is nagyon szépen átjön.
Hát, így lett fullos bébiőröm kb. fél óra munkával teljesen ingyen ...
2012. január 24., kedd
Kvantummechanika és a kétrés-kísérlet
Annak idején a zseniális Richard Feynman mondta, hogy a kétrés-kísérletben benne van a kvantummechanika (kvantumfizika, és kvantumelmélet néven is hivatkoznak rá) minden furcsasága. Éppen ezért, ha valakit mélyebben érdekel a fizika ezen legfurcsább, sokszor a józan észnek is ellentmondó ága, annak mindenképp érdemes megismerkednie vele. Lássuk, miről is van szó ...
Képzeljünk el egy elektron forrást, amiből elektronok indulnak ki egy képernyő irányába. Itt rögtön megjegyezném, hogy a kísérletet általában fénnyel szokták elmagyarázni, én mégis azért választottam inkább az elektront, mert azt sokkal inkább anyagi részecskének képzeljük, hiszen a mindent felépítő atomok építő kövei, és így talán már elsőre is jobban érezzük majd, hogy milyen bizarr dologról van szó. De elvégezték már ezt a kísérletet hidrogén atomokkal, és bizonyos molekulákkal is. Mi egyenlőre maradjunk az elektronoknál. Szóval elektronokat lövöldözünk egy fluoreszkáló képernyő irányába, ahol az elektronok becsapódási helyén kis pöttyök jelennek meg. Hasonló módon működnek például a régi típusú elektronágyús (CRT) monitorok vagy TV-k is. Most helyezzünk egy árnyékoló lemezt az elektronsugár útjába, amin vágunk egy rést. A képernyőn így a következő képet fogjuk látni:
Képzeljünk el egy elektron forrást, amiből elektronok indulnak ki egy képernyő irányába. Itt rögtön megjegyezném, hogy a kísérletet általában fénnyel szokták elmagyarázni, én mégis azért választottam inkább az elektront, mert azt sokkal inkább anyagi részecskének képzeljük, hiszen a mindent felépítő atomok építő kövei, és így talán már elsőre is jobban érezzük majd, hogy milyen bizarr dologról van szó. De elvégezték már ezt a kísérletet hidrogén atomokkal, és bizonyos molekulákkal is. Mi egyenlőre maradjunk az elektronoknál. Szóval elektronokat lövöldözünk egy fluoreszkáló képernyő irányába, ahol az elektronok becsapódási helyén kis pöttyök jelennek meg. Hasonló módon működnek például a régi típusú elektronágyús (CRT) monitorok vagy TV-k is. Most helyezzünk egy árnyékoló lemezt az elektronsugár útjába, amin vágunk egy rést. A képernyőn így a következő képet fogjuk látni:
Zárjuk le ezt a rést, és nyissunk meg egy másik rést ettől jobbra. Így a becsapódó elektronok a következő képet fogják kirajzolni:
Ebben nincs is semmi különös. De vajon mi történik akkor, ha mindkét rést kinyitjuk? Logikusan a következő képet várnánk:
De nem ezt látjuk. E helyett egy interferencia kép alakul ki, ami valahogy így fog kinézni:
Érdekes módon tehát megjelenik egy harmadik csík is, ráadásul középen, ahová amúgy egyáltalán nem, vagy csak nagyon ritkán kellene elektronoknak kerülnie, sőt, az elektronok nagy része ide csapódik be. Miért olyan különös ez? Képzeljük el, hogy egyesével repkednek ki az elektronok, amik egyszer az egyik, egyszer a másik résen mennek keresztül. Amíg csak az egyik rés van nyitva, addig szépen vagy a jobb, vagy a bal oldalra csoportosulnak. De ha nyitva van mindkét rés, úgy a legtöbb elektron középen köt ki. Mintha a résen áthaladva tudná, hogy a másik rés is nyitva van, és emiatt nagyobb eséllyel menne középre. A dolog nem lenne olyan fura, ha az elektront hullámoknak képzelnénk el, hiszen hullámok esetén megszokott, hogy ilyen interferencia képet kapunk. Csakhogy ebben az esetben ha csak egyetlen elektront lövünk ki a képernyő felé, annak a réseknél ketté kéne válnia, át kellene mennie mindkét résen, hogy aztán a kijelzőhöz érkezve egymaga interferencia mintázatot rajzoljon ki. De nem ez történik. Mikor egy elektront kilövünk a kijelző felé, az pontosan egy pontba fog érkezni. Az interferencia mintázatot csak a sok célba érkező elektron rajzolja ki. Az egészet tehát csak valahogy úgy tudjuk elképzelni, hogy mikor kilőjük az elektront, az hullámmá válik, átmegy mindkét résen, interferál saját magával, majd mielőtt elérné a képernyőt, újra részecske lesz. Mikor a hullám részecskévé omlik össze, véletlenszerű helyen jelenik meg, és egy adott helyen a megjelenés valószínűsége megegyezik a hullám adott helyen vett erősségével (amplitúdójával). Ha viszont az elektron saját magával interferál, úgy szükségképpen át kell, hogy menjen mindkét résen. Ha tehát mindkét résnél egy detektort helyezünk el, fülön csíphetjük a pici elektront, amint egyszerre két lukon halad át. Várható módon azonban itt sem az történik, amire számítunk. A detektor szépen jelez, hogy hol az egyik, hol a másik lukon haladt át az elektron, de soha nem a kettőn egyszerre. Ráadásul ilyen esetben az interferencia kép is eltűnik, és két vonalat látunk a kijelzőn (amilyet elsőre vártunk volna a kísérlettől). Van minderről egy nagyon jó kis 5 perces videó, ami bemutatja a fentieket.
Foglaljuk össze az eddigieket: Az elektron hullámként viselkedik mindaddig, míg nem figyeljük meg. Ha megfigyeljük, úgy a hullám újra részecskévé omlik össze. A részecske megjelenési helye teljesen véletlenszerű, de nagyobb valószínűséggel jelenik meg ott, ahol erősebb a hullám (nagyobb a hullám amplitúdója). Ráadásul ahogyan azt már a bejegyzés elején írtam, ez működik atomokra, és kisebb molekulákra is. A fényről még el tudjuk képzelni, hogy hullám (sokáig így is kezeltük), az elektron is elég megfoghatatlan ahhoz, hogy bevegye az ilyesmit az ember agya, de hogy az atomok és molekulák is így viselkedjenek (eltűnnek amíg nem figyelünk oda, két lukon is átmennek egyszerre, majd valahol véletlenszerűen feltűnnek), az már azért elég fura. Valójában minden anyagi test hullámként viselkedik, de mivel a hullámhossz (mennyire van szétkenve) fordított arányban áll a test tömegével (valójában impulzusával), ezért makroszkopikus tárgyak esetén (pl. egy pingponglabda) nem vesszük észre. Szóval ahhoz, hogy egy pingponglabdát két résen dobjunk át egyszerre, ahhoz közelebb kellene lennie a két résnek egymáshoz, mint a labda mérete. Ez az effektus tehát csak mikroszkopikus méretekben jelentkezik, ettől azonban nem kevésbé bizarr. Fura ez az egész úgy ahogy van, de a legfurább talán az a pillanat, amikor a hullám részecskévé omlik össze.
Az összeomlás egyik fura motívuma, hogy amíg az elektront hullámként képzeljük el, addig ugye mindkét résen keresztül kell mennie egyszerre. Ha nem így lenne, nem tudna saját magával interferálni, hogy létrehozza az interferencia képet. Abban a pillanatban viszont, amikor megfigyeljük, az elektron vagy az egyik, vagy a másik résnél ugrik össze, soha nem érzékeljük két helyen. Olyan mint ha az egyik résnél valóságossá vált elektron átszólna a másik résnél lévőnek, hogy tűnjön el, nehogy egyszerre lássa őket a két detektor. Ez az üzenet pedig egy pillanat alatt ér el a valóságossá váló elektrontól a virtuálisig. Az ilyen pillanatszerű hatások pedig nagyon zavarják a fizikusokat, köztük is talán Albert Einsteint zavarta mindez leginkább. A gond az, hogy az összeomlás pillanatában a ketté vált részecske két fele nagyon távol kerülhet egymástól. Képzeljünk el például egy olyan elrendezést, ahol fotonok (fény részecskék) érkeznek egy félig áteresztő üvegre. Ez kettéosztja a nyalábot, ami két külön úton halad egy ideig, majd újra egyesítjük, így létrehozva az interferencia képet. Ez tulajdonképpen ugyanúgy a kétréses kísérlet, csak most trükkös módon a két rés jó nagy távolságra került egymástól. Ez adott esetben akár lehet több fényév távolság is. Ha most mindkét ágra behelyezünk egy detektort, akkor a két fotonnak egy pillanat alatt el kell döntenie, hogy melyik ágon omlik össze, és ugyanígy egy pillanat alatt át kell szólnia a másik fotonnak, hogy tűnjön el. De ha a kommunikáció kevesebb mint egy másodperc alatt (gyakorlatilag pontosan a mérés pillanatában) lezajlik, a távolság pedig több fényév, akkor itt bizony fénysebességnél gyorsabb információ közlés történt, holott a speciális relativitáselmélet (írtam én is róla) szerint a fénynél gyorsabban nem közölhetünk információt. Ez az ami miatt Einsteint kirázta a hideg, és a jelenséget kísérteties távolhatásnak nevezte el. Valójában nem is információ közlésről van szó, egyszerűen csak valamiképp kapcsolatban van egymással a két részecske. És ez még nem minden, ugyanis ez igaz bármilyen részecske rendszerre, amik valaha is egyek voltak, és az egyik ilyen részecske megfigyelése (részecskévé való összeomlása) kihatással van a másik állapotára is. Van például a részecskéknek egy spinnek nevezett tulajdonsága. Ezt tulajdonképpen pörgésként értelmezhetjük (valójában nem az, de ebbe ne menjünk bele). Ha ketté szakítunk egy részecskét, ami nem pörgött, és a keletkező egyik részecske jobbra pörög, akkor a másiknak a perdület megmaradása miatt balra kell pörögnie. Csakhogy a perdület olyan mint a részecske helye, csak az összeomlás pillanatában dől el, hogy a részecske balos-e, vagy jobbos. Akárcsak a hely esetén, a dolog teljesen véletlenszerű, és itt éppen 50-50% van arra, hogy ez vagy az. Amiben biztosak lehetünk, az az, hogy ha az egyik jobbos, akkor a másik balos lesz. Képzeljük el tehát ezt a két részecskét, amik egyetlen részecske szétszakításával jöttek létre. Elrepülnek két ellentétes irányba, és mikor már fényévekre vannak egymástól, megmérjük az egyik perdületét. Ilyenkor ugye a mérést a másik részecskének is meg kell "éreznie", hogy saját perdületét ezzel ellentétes irányba állítsa. De ahogy két részecske állapota így össze tud fonódni, úgy akárhány részecskére is igaz ez. Ily módon, ha feltételezzük, hogy a világ az ősrobbanás pillanatában egyetlen összefonódott valami volt, akkor következésképp a világ összes részecskéje "érzi" egymást. Mindannyian, és úgy alapvetően az egész világ egyetlen nagy összefonódott valami.
Az összeomlás pillanatának másik nagy furcsasága, hogy a jelek szerint teljesen véletlenszerű. Erről a véletlenszerűségről már írtam a Kvantummechanika, determinizmus és szabad akarat című bejegyzésemben. Jelen írásból, és az előbb említett írásból (melynek fő témája a határozatlansági reláció, és annak néhány filozófiai következménye) már nagyjából összerakható a kvantummechanika világképe. E szerint minden anyagi részecskének vannak részecske és hullám tulajdonágai. Ezen tulajdonságok egyszerre csak bizonyos pontatlansággal mérhetőek (lehet, hogy helyesebb lenne azt mondani, hogy léteznek). Minél pontosabban akarjuk meghatározni egy részecske hullám tulajdonságait, annál pontatlanabbul tudjuk meghatározni a részecske tulajdonságokat. Tulajdonképpen a határozatlansági reláció komplementer mennyiségei közül az egyik mindig valami hullám tulajdonság, míg a másik részecske tulajdonság. Ily módon a határozatlansági reláció beolvasztható ebbe az egész hullám-részecske kettősség képbe. A részecskét a kvantummechanika alapvetően valószínűségi hullámként kezeli, ami mindig csak a konkrét méréskor vesz fel valódi (részecskéhez köthető) értéket. Ezzel a képpel kicsit újra is értelmezhetjük az előző (szabad akaratos) bejegyzésben említett alagút effektust. Azt mondhatjuk, hogy mikor nem figyelünk oda, a dobozban lévő részecske hullámmá válik, és mikor újra megfigyeljük, akkor bizonyos valószínűséggel a dobozon kívül omlik össze újra részecskévé. Így tud kiszökni a dobozból. A hullámfüggvénnyel teljesen pontosan tud számolni a fizika, hajszál pontos valószínűségi értékeket kaphatunk minden pontra, de az összeomlással nem igazán tudnak elszámolni. Azt, hogy a részecske hova omlik össze, csak a jó Isten (talán szó szerint ;)) tudja. Emiatt ez a kérdés úgy tűnik kivezet a fizikából, ezzel helyet adva olyan dolgoknak, mint a szabad akarat. Ha ugyanis az agy működésében szerepet kapnak kvantummechanikai folyamatok, amivel a fizika nem tud elszámolni, úgy lehetséges, hogy ezen keresztül tud hatni egy a fizikán felül álló tudat a cselekedeteinkre. Ez persze nem bizonyíték a szabad akarat, a lélek, meg hasonlók létezésére, de egy lehetőség, ami a klasszikus fizikában nem létezik. Ha a világ a klasszikus fizika determinisztikus törvényei szerint működne, úgy az ősrobbanás pillanatában minden előre el lenne döntve. Erről írtam a fent említett bejegyzésemben, ami jól kiegészíti ezt a mostanit.
Remélem ezzel a kis írással sikerült rávilágítani arra, hogy a kvantummechanika miért olyan érdekes. Úgy tűnik, ez valahol a természettudományok peremén helyezkedik el, és erről a peremről egy egész érdekes, ugyanakkor valószínűleg elérhetetlen világ tárul elénk, ha elkezdünk egy kicsit filozofálni a következményeken. Olyan gondolatok villannak fel előttünk, mint a szabad akarat, a tudat lehetősége, vagy az objektív valóság hamis volta. Mivel ezekre a területekre elég nehéz (ha nem lehetetlen) betörni, rengeteg elmélet született a kvantummechanika értelmezésére. Bár ezek nagyon sokfélék, mindegyikük kellőképp bizarr. Olyan dolgok kerülnek elő, mint időben visszafelé haladó részecskék, párhuzamos univerzumok, vagy fizikai világon felül létező tudat (a Schrödinger kiscicáiban olvashat ilyeneket az ember). Százával sorakoznak az elméletek, és egyik sem sokkal jobb, vagy rosszabb, mint a másik (még nekem is van egy saját bejáratú értelmezésem, bár inkább csak amolyan gondolat ébresztő). Remélem sikerült kicsit kedvet csinálnom a téma mélyebb megismeréséhez. Jó elmélkedést ...
Feliratkozás:
Bejegyzések (Atom)