A miért létezik valami, ahelyett, hogy semmi nem lenne kérdést általában olyan értelemben szoktuk feltenni, hogy honnan származik, mi az er...
A miért létezik valami, ahelyett, hogy semmi nem lenne kérdést általában olyan értelemben szoktuk feltenni, hogy honnan származik, mi az eredete az anyagi világunknak. Erre a kérdésre komolyan válaszolni azonban a konkrét ismereteink hiányában továbbra is reménytelennek tűnik. Azt bizonyosnak gondoljuk, hogy az anyagi világunk létezésének volt kezdete, ami előtt nem létezett az, amit ma ismerünk, de azt, hogy miért keletkezett az anyagi világunk, továbbra sem tudjuk megválaszolni.
A feltett kérdésnek azonban olyan módon mégis lehet értelme, amire kereshetünk, és talán találhatunk is meggyőző választ, ha nem a világunk anyagi eredetére vonatkozik, hanem a miért létezik valami ahelyett, hogy semmi sem létezne kérdést olyan értelemben tesszük fel, hogy miért nem maradt, vagy vált az anyagi világunk a születése után csupán egymás mellett létező részecskék halmazává, miért formálódott, miért formálódhatott a világunk olyanná, amilyennek látjuk? Miért lehetnek struktúrák, miért létezhet komplexitás a világunkban, ahelyett, hogy minden csak egyforma lenne?
Megjegyzendő, hogy volt már ilyen állapotban a születése után a világunk, a hőhalál, a termikus egyensúly állapotában, amikor minden egyforma volt. Ebből az állapotból, az elképzeléseink szerint, a tér tágulása által jutott ki az univerzum. A komplexitás eredete és magyarázata ebben a gondolatban általánosabban jelenik meg.
A válasz a kérdésre egyszerűnek tűnik. Mintha csupán elegendő lenne azt mondani, hogy azért olyan a világunk amilyennek ismerjük, mert létezik benne a gravitáció, az elektromágneses, a gyenge és erős kölcsönhatás, ami formálja az anyagot. Valóban, az anyagi részecskék létezése mellett ezek azok az erők, amelyek alakítják és formálják az ismert világunkat. Azonban a kérdést sokkal általánosabban érdemes értelmezni, és megfelelő választ keresni rá.
Próbáljunk meg arra a kérdésre válaszolni, hogy milyennek kell lennie egy olyan világnak, amiben létezik komplexitás, ahelyett, hogy semmi nem lenne, azaz minden, ami létezik egyforma. A válasz továbbra is egyszerűnek látszik: legyen a világ olyan, amilyen a miénk. Ha azonban ragaszkodunk ehhez a válaszhoz, akkor azt a kérdést is meg kell válaszolni, hogy miért általános az a világ, amit a miénknek ismerünk, miért csak olyan világ létezhet, ami pontosan olyan, mint a miénk.
Értelmesnek látszó feltételezés azonban, hogy minden bizonnyal nem csupán az a világ lehetséges, amit mi ismerünk, a mi világunk valószínűleg csak egy a lehetséges sok közül. Olyan értelemben tegyük fel tehát az eredeti kérdést, hogy hogyha sokféle világ létezhet, milyennek kell lennie annak a világnak, amiben létezik, létezhet komplexitás. És most már ne elégedjünk meg a mi világunk egyedi esetével, próbáljunk általánosabb választ találni a kérdésre. Mikor, és miért létezhet komplexitás, ahelyett, hogy minden csak egyforma lenne?
Mi a komplexitás?
A komplexitás olyan több alkotórészből álló egyedi elrendeződés, amely összetartozó egységet alkotó struktúrát hoz létre. A komplexitás jellemzően együtt jár az egyedi módon elrendeződött alkotórészeknek az egymás közötti interakciójával is. Interakció esetén komplex rendszerről beszélhetünk, amelyet egyedi, a rendszerre jellemző működéssel jellemezhetünk.
Miért rendeződnek el összetartozó egységekké a több elemből álló rendszerben az alkotórészek?
A korábbi válaszunk, miszerint azért, mert kölcsönhatás van az alkotórészek között, nem lehet elegendő válasz, mert a kölcsönhatás létezése valójában nem lehet elégséges feltétele, tehát nem szükségszerű következménye a komplexitásnak. A megfelelő ok az lehet, hogy az egységet alkotás valamilyen szempontból előnyösebb állapotot kell, hogy eredményezzen, mint a független létezés.
A rendezett állapot, mint szükségszerű következmény onnan származik, hogy egy több alkotórészből álló rendszer jellemzően kedvezőbb állapotba kerül, ha kevesebb független alkotórészből áll, amikor a rendszer belső szabadságfoka csökken, a rendszer egészére jellemző szabadságfokok száma pedig az új, csak a rendszer egészére jellemző tulajdonságok megjelenése által pedig növekszik. A rendezett struktúrák kialakulásával járó szabadságfok-transzfer a mi világunkban is jól felismerhető, preferált állapotot létrehozó folyamat.
Érdekes ellenpont, hogy a struktúrák kialakulása jellemzően entrópia csökkenéssel jár. A statisztikus termodinamika azonban törvényként kijelenti, hogy egy zárt rendszerre nem jellemző az entrópia spontán csökkenése. Márpedig egy struktúra kialakulásával járó állapot jellemzően kedvezőbb, tehát spontán módon is létre kell, hogy tudjon jönni az állapot. A látszólagos ellentmondás úgy oldható fel, ha figyelembe vesszük, hogy az entrópia valójában nem fizikailag is létező tulajdonsága az összetett rendszereknek, hanem a rendszer adott elrendeződésének a valószínűségére utaló fogalmunk. Egy több elemből álló zárt rendszerben az alacsonyabb entrópiájú rendezett állapot, mivel egyedi, speciális elrendeződés, tehát a sok lehetséges állapot miatt kis valószínűség tartozik a létezéséhez. Ebből következően még akkor is valószínűtlen a rendezett állapot, ha kedvezőbb állapotot eredményez. Jól megfigyelhető ez az összefüggés a rendezettségnek a hőmérséklettel való kapcsolatában.
Bonyolult alkotórészekből álló, több elemből felépülő csoportok szintjén, mint például az emberi társadalom is, működik az egységgé való formálódás előnyének a szabálya. Egy házaspár általában kevesebb erőforrást igényel a fennmaradáshoz, mint két független személy, azaz kedvezőbb állapot. A konkrét stabilitást természetesen sokszor ezen a téren is felülírhatják speciális körülmények, amelyek akár párhuzamba is hozhatók a hőmérséklet szerepével. Azonban általános érvényű szabályként még ezen a szinten is kijelenthető, hogy a közösségek hatékonyabban működnek, ha összetartozó struktúrát formálnak, ha komplex rendszerként viselkednek.
Olyan bonyolult társadalmi jelenségre, mint a politika, is érvényes a szabály, a politikai hatalom fenntartásában is érvényes az egységességre való törekvés előnye. A saját hatalmuk fenntartását és növelését célul tűző politikusok tevékenységére jellemző, hogy amit nem tudnak kontrollálni, azt igyekeznek megosztani, amit kontrollálni tudnak, azt pedig próbálják a hatalmuk alatt egységesíteni. Ez a politikai hatalomgyakorlás szabálya.
Egy több összetevőből álló rendszer elemei tehát azért adják fel a függetlenségből származó szabadságukat, mert egységként funkcionálva potenciálisan kedvezőbb helyzetbe kerülnek, és potenciálisan jelentősebb képességekkel rendelkezhetnek, mintha önállóak maradnak.
Az összetartozás előnyt jelent, de miért képesek egyáltalán elrendeződni, struktúrát alkotni, rendszerben működni az alkotórészek? Mi a szükséges feltétele a struktúra alkotásnak?
A korábban említetteknek megfelelően nyilvánvalóan szükséges (de nem elégséges) feltétele a komplexitás kialakulásának az, hogy interakció van jelen az alkotórészek között. Az interakció a struktúra alkotás szempontjából fontos módon, az alkotórészek közötti vonzásban vagy taszításban nyilvánulhat meg például. A mi világunkban is léteznek jól felismerhető interakciók, amelyeket jellemzően erőkként szoktunk leírni.
A legegyszerűbb és a legbonyolultabb összetevők között is felismerhetők az erőkként működő interakciók. Amíg a világunkban a legegyszerűbb elemek közötti erőket a fizika tudománya precíz módon képes leírni, a bonyolultság növekedésével a precizitás csökken, egészen a személyek közötti szimpátia, vagy a társadalmi forradalmak megjelenésének kiszámíthatatlanságáig.
A jelenség azonban általános, és ezért minden lehetséges világra is érvényes kell, hogy legyen. Azért keletkezhetnek struktúrák, mert létezik interakció az összetevő részek között.
Miért, mikor létezhet interakció az individuálisan létező elemek között? Interakció akkor és azért létezhet, ha az összetevő részek tulajdonsággal rendelkeznek. Minél többféle, kölcsönösen hasonló, tehát egymást figyelembe venni képes tulajdonsággal rendelkeznek az összetevők, annál többféle interakció lehetséges közöttük. A mi komplex világunkban is jól felismerhető ez az összefüggés.
A tulajdonságot az interakció megjelenéséhez azonban nem szükséges specifikálni, a szabály általánosan is érvényes lehet, tehát bármely lehetséges világra vonatkozhat.
Az alkotórészeknek a hasonló tulajdonságokkal való rendelkezése szükséges feltétele a struktúrák kialakulásának, de milyen esetben hoznak létre a tulajdonsággal rendelkező alkotórészek különböző struktúrákat? Az interakciók létezésén túl mi szükséges még a komplexitás kialakulásához?
Nyilvánvaló, hogy a komplexitás eléréséhez nem megfelelő a felépülő struktúra azonossága. A különböző struktúrák kialakulásának a szükséges feltétele pedig, hogy relatív különbség legyen a tulajdonságok mértékében az alkotórészek között. Mivel az alkotórészek létezésének nem feltétele az alkotórészek különbözősége, a tulajdonságok mértékének különbsége az alkotórészek egymáshoz képesti relatív mozgásában nyilvánulhat meg. Amennyiben létezik relatív mozgás az alkotórészek között, még abban az esetben is kialakul különbség az interakciók mértéke között, ha az alkotórészek azonosak, tehát azonos tulajdonságokkal rendelkeznek.
Az alkotórészek hasonló tulajdonsága interakciót eredményez, amely az alkotórészekből kedvezőbb állapotú struktúrát hoz létre, az alkotórészek közötti relatív mozgás pedig különbséget eredményez az interakciók között, amelynek eredménye az elkülönülő, de egymással továbbra is interakcióban lévő struktúrák kialakulása, tehát a komplexitás megjelenése.
Mindezen feltételek lehetőségét pedig a hallgatólagosan feltételezett tér szolgáltatja, amelyben az alkotórészek, az interakciók és a mozgás létezik.
(Ez az általános leírás a korábban említett, az univerzumnak a hőhalál állapotából való kiszabadulását is megfelelően magyarázza.)
Hogyan épül fel tehát egy olyan világ, amelyben létezik komplexitás?
Egy elkülönülést és mozgást lehetővé tévő térben legyen jelen számos, akár azonos összetevő, amelyeknek kölcsönösen hasonló tulajdonsága, tulajdonságai vannak, és az összetevő részek legyenek relatív mozgásban egymás között. Az ilyen módon létező rendszer potenciálisan komplex, mert szükségszerűen, az interakciók által spontán módon struktúrák alakulnak ki benne, a struktúráknak emergens módon új tulajdonságaik jönnek létre, amelyek újfajta struktúrákat hoznak létre, és a folyamat az időben folyamatosan folytatódik.
A gondolatmenetben csak a komplexitás eredetére kerestünk okokat, a tér, az anyag és a tulajdonságok eredetére nem.
Túl a világ anyagi eredetén, bármely anyagi világ, amelyben a komponenseknek létezik hasonló tulajdonsága, és jellemző a nem uniform mozgás, komplex világ. Megfordítva, az a világ, amelyben uniform a mozgás és/vagy a komponenseknek nem létezik hasonló tulajdonsága, nem lehet komplex világ. Következmény pedig, hogy akkor lehet komplexitás egy hasonló alkotórészekből álló anyagi világban, ha nincs, vagy amikor megszűnik a uniform mozgás.
Ez a megállapítás a komplex világok, és ezzel együtt a mi világunk keletkezésére és a létezésére is utalhat. Addig létezhet a komplexitás, a komplex világunk, és a létező világunk akkor és úgy érhet véget, amikor minden mozgás uniformmá válik. És akár a komplex világunk is úgy keletkezhetett, hogy egy uniform mozgást végző struktúra megszűnt uniform lenni.
Végül visszatértünk az eredetileg válasz nélkül hagyott kérdéshez, az anyagi világunk eredetéhez. A tulajdonságokkal rendelkező anyag eredetét nem ismerjük, de ha egy olyan teret feltételezünk, amely valamilyen módon képes létrehozni a hasonló tulajdonságokkal rendelkező alkotórészeket (anyagot), amely alkotórészek egymáshoz képest relatív mozgásban lehetnek, ebben a világban a komplexitás is szükségszerűen megjelenik.
A térre, mint az anyagi világunkat hordozó, és egyben létrehozni is képes fundamentumra vonatkozó gondolat nem idegen a tudományos gondolkodástól, ahogy az anyagi világunk fizikai alapjairól alkotott modellek között is létezik hasonló elképzelés. Ezek között az elképzeléseket között egy ilyen a gondolatok között található grid modell is. Ha felismerjük, hogy a tér valójában képes létrehozni az ismert világunkat, akkor az eredet kérdése egy lépéssel hátrébb tolódik, és már nem az anyagi világunk keletkezésére vonatkozik, hanem az anyagi világot létrehozó tér létezésének magyarázatára. A világ legalapvetőbb létezésre vonatkozó kérdése az, hogy mi a tér, és a legalapvetőbb eredetre vonatkozó kérdése pedig az, hogy honnan származik a tér, ami képes létrehozni és hordozni a tapasztalt világunkat.
A komplex világ létezése, amilyen a miénk is, visszavezethető néhány általánosan érvényes feltételre. Ezen feltételek teljesülése és megszűnése eredményezheti a komplexitást hordozó világ születését és megszűnését.
Why is there something instead of nothing? The origin of complexity
Nincsenek megjegyzések