המדע מחפש משמעות

מבוא: נשיקת אשת העכביש

המדע המודרני מטריד ומבלבל. מצד אחד הוא נותן לנו רפואה מתקדמת, תחבורה מהירה ותקשורת לוויינית; מצד שני הוא מערער את האופן שבו אנחנו מבינים את משמעות קיומנו - הצורה שבה אנו מסתכלים על העולם. למדע היתה השפעה חתרנית כזו עוד בנקודת הזינוק שלו, במאה ה־16: המדענים המודרניים הראשונים, ביניהם קופרניקוס וגלילאו, חקרו את הכוכבים וחקרו גם את מקומו של כדור הארץ בחלל. כבר הללו הבינו שלחקירה זו תהיינה השלכות מרחיקות לכת באשר למקומו של האדם בעולם ובאשר לתפקידו של אלוהים ביקום. כך החל החיפוש המדעי אחר משמעות.

המדענים של הימים ההם ביקשו להגיע אל הכוכבים, ודרכם להבין את אלוהים ואת עצמם. לכאורה, חקירת השמיים נחלה הצלחה כבירה: האסטרונומים והפיזיקאים גילו שמימדי היקום הם עצומים מעבר לכל דמיון, ושהכוכבים בשמיים הם שמשות רחוקות או כדורי סלע ענקיים. שבתאי הוא גוש גז קפוא מוקף בטבעות יפהפיות; נוגה הוא עולם רותח שבשמיו שטים עננים מאיימים, עשויים מחומצה גופרתית. לאחרונה התברר שבמרכז הגלקסיה שלנו יש חור שחור, גוף אשר בעבר לא שיערו שקיומו בכלל אפשרי. אבל דבר אחד לא מצאו הפיזיקאים בחלל החיצון - הם לא מצאו בו משמעות.

החיפוש נמשך; המדענים פנו לדרך חדשה וניסו להבין את סודות החיים. במהלך המאה ה־20 נתגלה הגנום, פוצח הקוד הגנטי, ולבסוף הצליחו ביולוגים וכימאים להבין איך יצור חי פועל כמכונה משומנת. חקר החיים הפך מתעלומה אחת גדולה לאוסף של שאלות קטנות על פרטי הפרטים של המנגנונים שמרכיבים את הגוף החי. המסתורין נעלם, החיים הפכו למובנים, אך משמעות החיים לא נמצאה.

המדענים מנסים לגעת במופלא: לגלות משמעויות נסתרות במה שאיננו מבינים. אבל הזיווג בין המחקר למסתורין מסתיים תמיד כמו יחסיה של האלמנה השחורה עם העכביש בן זוגה: החקירה המדעית נותנת נשיקת מוות לסוד, ומחסלת כל סיכוי למשמעות החבויה בו. המדע טווה את רשתו סביב התעלומה, מפרק אותה לרסיסים והופך את מה שהיה סתום לבהיר ומובן. אם היתה תקווה למשמעות, היא מתפוגגת כעשן.

*

בעשורים האחרונים הגיעו המדענים אל מה שהיא, אולי, החידה הגדולה האחרונה: ההבנה של עצמנו, חקר התודעה - היכולת שלנו להרגיש, לחשוב ולרצות. פסיכולוגים, נוירו־ביולוגים ואנשי מחשבים חברו יחד ויצרו מקצוע חדש - מדעי המוח. הסודות הכמוסים האחרונים, סודותיה של התודעה, הולכים ונגלים מיום ליום, ומתברר שכל אחד מאיתנו, בני האדם, הוא לא יותר מאשר קבוצה של אטומים. יותר ויותר נראה שאפשר להסביר את התודעה באמצעות תהליכים חומריים בין תאי עצב. מדעני מוח רבים אף טוענים שהרצון החופשי אינו אלא אשליה.

טענות כאלה מעוררות אי־נחת רבה, שלא לומר התנגדות עזה, בכל אדם. הן סותרות אינטואיציות אנושיות בסיסיות: התודעה היא משהו שונה מכול דבר חומרי שאנו מכירים, ואנחנו מתקשים לקבל את הטענה שחומר דומם עשוי ליצור אותה. איך הרגשה או תחושה יכולות להיות מורכבות מאטומים?

אבל הסברים מדעיים מסוג זה מפריעים לנו בעיקר מסיבה נוספת: הם סותמים לכאורה את הגולל על הסיכוי האחרון למשמעות. הם מפרקים את הישות שלנו עצמנו למולקולות ותו לא. גם ההתקפה על הרצון החופשי נראית הרת אסון, כיוון שהרצון החופשי שלי הוא הבסיס לכל מה שאני עושה, ומעל לכול - להתנהגות מוסרית. אם ממצאי מדעי המוח מכחישים את קיומו, נראה שהם שומטים את הקרקע מתחת למוסר ולחברה כולה. מי יכול לקבל זאת?

*

האמת היא שבמרוצת ההיסטוריה, כמעט כל התקדמות מדעית משמעותית נתקלה בהתנגדות. ההתנגדות הגיעה לא רק מצד הממסד הכנסייתי או מצד המדינה. לפעמים החוקרים עצמם היו הראשונים להתנגד לתוצאות המחקרים, מכיוון שהתקשו להאמין במה שגילו. כך קרה לצ'ארלס דארווין כאשר גילה את האבולוציה - האופן שבו יצורים חיים מתפתחים זה מזה ללא תכנון מראש, וללא התערבות חיצונית. דארווין זיהה מהו המנגנון שמאפשר זאת, אבל בתחילה לא האמין שהדבר אפשרי: דארווין היה אדם דתי, ובצעירותו אף פנה ללימודי כמורה. כמרבית אנשי תקופתו סבר שאלוהים הוא שברא את כל היצורים בעולם.

דעתו של דארווין השתנתה בעקבות מסע ימי שערך - מסע ששיאו היה ביקור באיי גלפגוס שבאוקיינוס השקט. איים אלה הם מעבדה טבעית להתפתחות בעלי חיים מוזרים: צבי ענק שאורכם מגיע כמעט ל־2 מטרים ומשקלם למאות קילוגרמים, ציפורי קורמורן שאיבדו את היכולת לעוף, ואיגואנות שיודעות לשחות ולצלול. דארווין התקשה לתת הסבר למה שראה, ושיער שגם היצורים המשונים האלה נבראו בידי האל. אבל אחרי שחזר הביתה ללונדון הוא ערך את ממצאיו והחל לחשוב על משמעותם. לאור הראיות שהיו ברשותו דארווין נאלץ לשנות את דעתו לטובת התיאוריה החדשה שגיבש - תורת האבולוציה.¹

דארווין השתכנע בסופו של דבר באמיתות התיאוריה שהגה בזכות הממצאים שהוא עצמו גילה. אבל ראיות, חותכות ככל שיהיו, לא תמיד משכנעות את המדענים שמצאו אותן - הפיזיקאים שגילו את תורת הקוונטים הם דוגמה בולטת לכך. תורת הקוונטים היא התיאור המדויק ביותר שיש בידינו להתנהגותו של הטבע ברמה המיקרוסקופית. למרבה הצער, היא סותרת לחלוטין את האינטואיציה האנושית. למשל, לפי תורת הקוונטים, חלקיקים אטומיים יכולים להיות בכמה מקומות בו־זמנית; כמו כן, לפעמים החלקיקים האלה מתנהגים באופן שהוא אקראי לגמרי. למרות המוזרויות של תורת הקוונטים, קשה מאוד להטיל בה ספק: היא תואמת את תוצאות הניסויים באופן מושלם, והתחזיות המפתיעות שהיא נתנה אפשרו את המצאת הלייזר, נורות הלֵד, רכיבים אלקטרוניים ממוזערים, והמצאות רבות נוספות.

ואולם, המדענים שגילו את תורת הקוונטים התקשו להאמין בנכונותה, ונדרש זמן רב עד שהשתכנעו בכך. אפילו אלברט איינשטיין התקשה בכך, למרות שהוא עצמו תרם להתפתחותה של התיאוריה - תרומה שזיכתה אותו בפרס נובל. כבר בימיו של איינשטיין התוצאות הניסיוניות בעד תורת הקוונטים היו חד־משמעיות, אבל איינשטיין סירב להאמין שתיתכן מקריות בטבע. "אלוהים אינו משחק בקובייה", אמר על תורת הקוונטים. מסופר שבתגובה ענה לו הפיזיקאי נילס בוהר (Bohr), "הפסק להגיד לאלוהים מה לעשות".²

תגליות מדעיות לא תמיד תואמות את האינטואיציה שלנו, ולעיתים אף לא את האינטואיציה של מי שגילו אותן; יש שהן אפילו סותרות אותה לגמרי. בכל זאת, בחלוף הזמן, הן עשויות להתברר כנכונות. באופן דומה, גם אם המסקנות של חקר המוח הן בלתי אינטואיטיביות בעליל, אין זו סיבה לפסול אותן.

*

מעבר למסקנות אשר סותרות את האינטואיציה, חקר התודעה מעורר בעיות נוספות: יש טענות עקרוניות נגד עצם האפשרות למחקר כזה; טענות כאלה נשמעו כבר בעבר גם בהקשרים אחרים. טענה אחת היא שאין אפשרות עקרונית לחקור את התודעה, מכיוון שהתודעה עצמה היא הבסיס למדע - שהרי רק מי שיש לו תודעה יכול לגלות דברים על העולם. אם כך, התודעה קודמת למדע; חייבים להניח אותה לפני שהחקירה המדעית מתחילה, היא סוג של אקסיומה שעומדת בבסיס המחקר. יתר על כן, כדי לחקור או להסביר דבר־מה עלינו לעמוד מחוץ לו ולהתבונן בו, דבר שאינו אפשרי במקרה של התודעה, שכן התודעה עצמה היא מה שמתבונן. מסקנה: המדע אינו יכול להסביר, או אפילו לחקור, את התודעה.

נימוק זה אולי נשמע אינטואיטיבי, אך הוא שגוי, כפי שמוכיחה ההיסטוריה: נימוק דומה נשמע כבר לפני מאתיים שנה, בעניין חקירתם של המרחב והזמן. הפילוסוף עמנואל קאנט (Kant) טען שהמדע אינו יכול לחקור את המרחב ואת הזמן. הנימוקים שנתן היו מורכבים, אבל הרעיון שעמד בבסיסם היה שהמרחב והזמן הם תנאים מוקדמים לעצם קיומו של המדע, ואפילו של כל התנסות או חקירה; לכן חקירה כזו אינה יכולה לשנות מה שאנחנו כבר יודעים עליהם.³ במילים אחרות, המרחב והזמן קודמים למדע, ולכן המדע אינו יכול לחקור אותם. המרחב והזמן חולקים עם התודעה תכונה משותפת נוספת שמקשה על חקירתם: כל מי שחוקר את המרחב והזמן חייב להימצא בעצמו במרחב ובזמן - כפי שכל מי שחוקר את התודעה חייב להיות בעל תודעה בעצמו. למרות הנימוקים נגד האפשרות לחקירה של המרחב והזמן, עלה בידי איינשטיין לעשות את הדבר הזה בדיוק - והוא גילה דברים חדשים אודותיהם; תוצאות מחקריו אלה ידועים כתורת היחסות, וזו מראה שהמרחב והזמן מתנהגים באופן מפתיע ושונה מהצפוי. תורת היחסות אינה רק תוצאה תיאורטית: היא מאפשרת לחלליות להגיע ליעדן ומשמשת לשפר את הדיוק של מכשירי GPS; כל זאת בזכות חקירה של החלל והזמן באמצעות ניסויים וחישובים, חקירה שהיתה אמורה להיות בלתי אפשרית.

לפי טענה נוספת, בין התודעה לבין כל דבר אחר קיים פער עצום אשר אינו ניתן לגישור. גם זו חזרה על טענה היסטורית מהמאה ה־19, שהתבררה כשגויה: אז, הפער בין עולם החי והעולם הדומם נראה מוחלט. חלק מהמדענים בני אותה תקופה סברו שביצורים חיים קיים כוח מיוחד, שאינו מצוי בשום דבר אחר בטבע, ואשר מבחין בינם לבין עצמים דוממים.⁴ החיפושים אחרי כוח מסתורי זה העלו חרס, אבל במהלכם מצאו הביולוגים והכימאים משהו אחר: הם גילו את המנגנונים אשר שולטים בגוף החי. הם הבינו כיצד חיידקים, צמחים ובעלי חיים מורכבים מאטומים חסרי חיים. כיום דרך הפעולה של יצורים חיים אינה רק מובנת, אלא גם ניתנת למניפולציה, כך שמדענים יכולים לשנות את הגנום כדי ליצור יצורים חדשים: חיידק שמייצר אינסולין, ארנבת שזוהרת בחושך או חיטה עמידה בפני מזיקים.

איך עלה בידי המדענים להסביר מהם החיים? הללו הבינו שמה שנקרא "חיים" מורכב למעשה מאין־ספור תהליכים בסיסיים קטנטנים. כל אחד מהתהליכים האלה ניתן להסבר בקלות יחסית ובאופן אינטואיטיבי, אבל מספרם הוא עצום: גוף האדם מונה בערך 30 טריליון תאים; כל אחד מהם מכיל נוזל מימי שבו שטוֹת מיליארדי מולקולות מיוחדות, מולקולות שעוצבו בקפידה במהלך יותר ממיליארד שנות אבולוציה. לכל תא בגוף תפקיד משלו, ולכל אחת מהמולקולות המיוחדות שבתוכו יש מטלה מסוימת. כל מולקולה כזו מבצעת פעולה קטנה, חד־גונית, כמו רובוט שמבריג בורג בפס ייצור - אלא שמדובר ברובוט ממוזער, בגודל של מיליונית המילימטר. כל הפעולות שהמולקולות מבצעות מצטרפות יחד לתפקיד שהתא מוציא אל הפועל. אם אנחנו חושבים על יצור חי כעל דבר אחד שלם, קשה לגלות כיצד הוא פועל - אבל ברגע שמפרקים אותו למיליארדי התרחשויות קטנטנות, קל הרבה יותר להבין אותו, והפער בין העולם החי לעולם הדומם קטֵן ונעלם.

בדומה לכך, יהיה קל יותר להבין מהי התודעה אם נתבונן עליה כמורכבת מאין־ספור תהליכים בסיסיים קטנים. מסתבר, שהתודעה אכן עובדת כך. לדוגמה, כאשר אני מזהה חבר שלי ברחוב וקורא לו לשלום, פעולה זו מורכבת ממיליארדי אירועים קטנים - כל אחד מהם הוא תגובה של תא עצב בגופי. חוקרי מוח מסוגלים היום לתאר את ההתרחשות הזו במידה הולכת וגדלה של דיוק; גם מחשבים מצליחים לחקות אותה באופן אמין יותר ויותר. פן נוסף של תהליך זה הוא ההרגשה הפנימית שיש לי בזמן שאני מזהה את חברי. פירוט של התגובות העצביות במוחי יוכל לאפשר לי להבין מדוע אני מרגיש כך ולא אחרת.

אבל מדוע שארגיש בכלל משהו? התשובה לשאלה זו נעוצה בהבנת מהותה של התודעה. כפי שעוד נראה, פירוק התודעה למרכיביה יסייע לענות גם על השאלה מדוע אנו מרגישים.

יש לראות את הבלבול הנוכחי שאנו שרויים בו ביחס לתודעה בהקשר ארוך הטווח של ההסטוריה של המדע. המאמץ להבין את התודעה הוא חלק ממאמץ שיטתי ארוך שנים להבין את העולם, מאמץ שקיבל תנופה במאה ה־16, עם ראשיתו של המדע המודרני. לאחר שנביט בשלבים הקודמים של מסע זה נוכל להבין טוב יותר את התגליות המדעיות אודות התודעה, ולראות היכן בכל זאת ניתן למצוא בסיס למשמעות.

*

חלקו הראשון של הספר יתמקד בשיטה המדעית ובשלבים הקודמים של המסע המדעי לחיפוש אחר משמעות - ראשית כדי להבין את הכוכבים, ואחר כך כדי להבין מהם החיים. תחילתו של חלק זה תעסוק גם בקשר בין המחקר המדעי והאינטואיציה שלנו - זו אשר מכוּנה "השכל הישר". במוקד חלקו השני של הספר יעמדו ממצאי מדעי המוח הנוגעים לאספקטים שונים של התודעה. החלק השלישי ידון ביכולת להרגיש ובמהותה של התודעה. החלק הרביעי יעסוק ברצון חופשי, והחלק החמישי והאחרון של הספר יבחן לעומק שאלות של מוסר ומשמעות.

מהלכו של הספר דומה במקצת למסע אישי שעברתי בעצמי. ראשיתו של המסע בלימודי פיזיקה תיאורטית, ובאופן ספציפי, במחקרים שערכתי ב"תורת המיתרים" - תחום ידע אשר מבקש לנסח את חוקי הטבע הבסיסיים ביותר השולטים ביקום. אלא שמשהו אז היה חסר לי: התחום, מרתק ככל שיהיה, היה רחוק עד מאוד לא רק מעולם המעשה, אלא גם מהאפשרות לבחינה באופן ניסיוני.

משום כך פניתי לתקופה קצרה לביולוגיה מולקולרית, תחום שבו עבדתי בגידול ובמחקר של שמרים - אותם שמרים המצויים בבצק שמרים ובבירה. המחקר עסק בתהליכים הבסיסיים שמהם מורכבים החיים, אבל גם שם הרגשתי שחסר משהו. מחקר מסוג זה מתורגם לתועלת ממשית רק אחרי שנים רבות; עם הזמן התברר לי שחסר לי הקשר המיידי יותר לעולם המעשה. עברתי לחפש תחושה זו שוב בתחום שונה.

כך התחלתי, לפני יותר מעשור, לעסוק במחקר ובפיתוח בתחום הבינה המלאכותית - אשר מנסה לחקות, באמצעות מַחשב, אלמנטים באופן הפעולה של המוח. מרבית השנים עסקתי בעיקר בראייה ממוחשבת, בניסיון ללמד את המחשב כיצד לגלות אובייקטים, לעקוב אחרי תנועתם ולהבחין בינם לבין הסביבה; במסגרת זו הגעתי לעבוד גם בתחום הרפואי. באופן מקרי, המעבר שלי לבינה המלאכותית אירע במקביל לכניסתה של אשתי לעולם הפסיכולוגיה. החשיפה העקיפה שלי לתחום זה פתחה עבורי צוהר נוסף לעולם של מחקרים ותובנות אודות המוח האנושי.

לבסוף, כתיבתו של ספר זה היא עבורי סוג של סגירת מעגל, חזרה ללימודי הפילוסופיה אשר בהם התחלתי את דרכי באוניברסיטה, לימודים שלמעשה לא פסקו מעולם.

אנשים רבים סייעו במהלך כתיבתו של הספר. ראשית ברצוני להודות לצביקה מינצר, שקרא את הגרסאות המוקדמות ונתן עצות מעולות ועידוד, וגם לשי פוקס שעזר באופן דומה. דורון ולצר, ג'ניה יורקובסקי, עמי גורמן, ישי מור ויואב רוזנברג העירו הערות והארות חשובות שהשפיעו על צורתו הסופית של הספר. ברצוני להודות גם לדני זהבי, ללירון איטן ולאמיר זית, ואף לאיתמר וייס ולרן עבודי על עזרתם - וגם להוריי, טומי ויטבת גליק, ולעורכת הלשון אלה גולן. לבסוף, תודה מיוחדת וגדולה מגיעה לשלושת הקוראים הנאמנים והביקורתיים ביותר שלי - אשתי תמר, וילדיי אורי ויואב, שעצותיהם שוות זהב.

חלק א

החיפוש מתחיל: אלים, כוכבים וחיים

1

השיטה המדעית

בשנת 1633 נשפט גלילאו גליליי בהוראת האפיפיור בעוון כפירה, מכיוון שסבר שכדור הארץ סובב סביב השמש. גלילאו נאלץ להתכחש לדעתו, והושם במעצר בית עד סוף ימיו.

האפיפיור ידע מדוע יש לשפוט את גלילאו. יחד עם חוקרים נוספים בני זמנו חולל גלילאו את המהפכה המדעית, שהובילה לשינוי עמוק בתפיסת עולמם של האירופאים, ולבסוף לאובדן אמונה המוני. לא זו היתה כוונתם של המדענים הראשונים: הם חקרו את השמיים ואת הכוכבים דווקא כדי להתקרב לאלוהים, ולהבין אותו ואת עצמם באמצעות הבנת העולם שברא. גלילאו וחבריו חיפשו משמעות בעולם באמצעות חקירתו.

הפרויקט המדעי להבין את העולם התרחב לתחומים נוספים, אך תקוותם של אנשי המדע למצוא בעולם משמעות נכזבה. היקום כולו, החיים עצמם, ולאחרונה אפילו התודעה הפרטית שלנו - כולם נתגלו, כפי שעוד נראה, כמנגנונים מכניים ותו לא. אבל איננו יכולים לחיות בעולם בלי משמעות, בלי טוב ורע.

החיפוש המדעי אחרי משמעות, והמסקנות שניתן להסיק ממנו אודות משמעות ומוסר - אלה הם נושאיו של ספר זה. ראשית, נראה מה מאפשר למדע המודרני את כוחו: מה נותן לו את היכולת לסתור אמיתות שנראו פעם מובנות מאליהן, אינטואיציות בסיסיות (כמו: האדמה נייחת), ולהחליף אותן בתמונת עולם חדשה (הארץ מסתובבת); ומתי נכון להעדיף את המסקנות המדעיות על פני האינטואיציות הראשוניות שלנו.

*

במהלך חייו של גלילאו התגבש המדע המודרני כפי שאנו מכירים אותו כיום, ולגלילאו עצמו היה חלק רב בכך. אין פירוש הדבר שבני זמנו של גלילאו גילו את הגנום האנושי או ידעו איך להטיס חלליות, אלא שהם גילו את מה שאִפשר את ההתפתחויות המאוחרות הללו. הם גילו את השיטה המדעית.

השיטה המדעית היא מה שמייחד את המדע לעומת שיטות אחרות המתיימרות לחקור את העולם. העיקרון הבסיסי ביותר של שיטה זו הוא לא לקבל שום אמת בלי שתיבחן בתצפיות ובמדידות מתוכננות. משום כך אפשר לסמוך על ממצא שהתקבל כתוצאה של מחקר מדעי יותר מאשר על שמועה או על אמונה רווחת.

אפשר לציין את נקודת ההתחלה של השיטה המדעית בעיר פיזה שבאיטליה של שנת 1581, במאורע טריוויאלי בחייו של גלילאו, שהיה אז נער בן 17. גלילאו היה בנו של מוזיקאי, נגן לאוטה - מין גיטרה עתיקה - וככזה היה לו חוש מיוחד למקצבים. מסופר שיום אחד, כשביקר בקתדרלה של פיזה, שם לב שהנברשות המשתלשלות מתקרתה מתנודדות הלוך ושוב בקצב קבוע. למעשה, הוא שם לב שהקצב אינו משתנה כמעט, בין אם התנודות גדולות ורחבות ובין אם הן קטנות וצרות. לכל נברשת היה קצב אחד משלה, כפי שלכל נעימה על הלאוטה יש קצב משלה.

נער רגיל היה פוטר גילוי כזה במשיכת כתף. גלילאו מן הסתם לא היה נער רגיל; אלא שבניגוד לדימוי הרווח של מדען שנאבק בכנסייה ומתכחש לאמונה, גלילאו הצעיר דווקא רצה להתקרב לאלוהים. הוא חונך במנזר מרוחק, אהב את המקום ורצה להישאר בו לנצח. אביו לא הרשה לו לעשות כן; אך למורת רוחו של הלה החליט גלילאו, כמו הנזירים, להקדיש את שנותיו לחיי עיון, דייקנות ומשמעות פנימית. כיוון שאביו לא הרשה לו לחפש את אלוהים בספרי הקודש, גלילאו חיפש את אלוהים בעולם ובחוקי הטבע.

גלילאו החליט לחקור את הקצב של נברשות, מטוטלות וכל מה שמתנודד הלוך ושוב. הוא מצא שגם מטוטלת - כמו נברשת - מתנודדת בקצב קבוע, שכמעט שאינו תלוי במידת התנופה שניתנה לה. היה זה חוק אוניברסלי שגילה: מטוטלות, נברשות על התקרה, נדנדות תלויות בגן המשחקים - לכל אחת מהן קצב תנודה משלה, בין אם היא נעה בתנודות גדולות או קטנות; מספר התנודות בדקה הוא קבוע, כל עוד היא מתנודדת.⁵

במשך מאות השנים שלפני ימיו של גלילאו נחשבו ההיגיון, המחשבה והתעמקות בספרים עתיקים כדרכים הנכונות לגלות מהי אמת ולהבין את הטבע. כאשר בכל זאת בוצעו תצפיות, הן כמעט אף פעם לא כללו מדידות מדויקות.⁶ גלילאו הבין שאפשר לגלות חוקיות בטבע באמצעות תצפיות ומדידות. שום מחשבה הגיונית תיאורטית, או נבירה בספרי חכמים, לא היתה מובילה אותו לגלות את החוקיות השולטת במטוטלת; למעלה מאלף שנים של התעמקות בהיגיון לא הביאו לגילויה של חוקיות זו. אבל תשומת לב לפרטים וניסוי פשוט זה - נדנוד של מטוטלת - אפשרו את הגילוי.

מציצים לשכנים

לעיקרון שלפיו אין לקבל שום אמת בלי שתיבחן בתצפיות ובמדידות מתוכננות יש שני צדדים: הצד האחד הוא שימוש בתצפיות כדי לגלות אמיתות חדשות, כפי שעשה גלילאו כשגילה את הקצב הקבוע של המטוטלת. הצד השני הוא דחייה של הנחות מקובלות, ואפילו של אינטואיציות שנראות מובנות מאליהן, אם אינן עולות בקנה אחד עם התוצאות שנצפו.

במאה ה־16 היה מקובל לחשוב שהארץ נייחת ואינה יכולה לזוז. אנשי התקופה ידעו שהארץ היא כדור, אבל חשבו שכדור הארץ ממוקם במרכז היקום. הם ידעו שכל הדברים נוטים ליפול למטה, כלומר לעבר מרכז כדור הארץ. מדוע אם כן הכוכבים אינם נופלים? הדעה השלטת היתה שהכוכבים הם גופים נצחיים העשויים חומר מיוחד, שכונה בשם אֶתֶר (aether, אשר ממנו עשוייה גם כיפת השמיים כולה). האֶתֶר אינו נמשך לאדמה, ולפי טבעו נע במעגלים; לפיכך הכוכבים נשארים במרום, וסובבים סביב הארץ.⁷ אם תביט בכוכבים בטלסקופ לא תראה שום דבר מעניין: הכוכבים הם קבועים, אחידים ובלתי משתנים.

כיום אנו יודעים שכדור הארץ אינו אלא כדור סלע גדול, ושהשמש היא כדור גדול ממנו בהרבה, ולכן אך הגיוני לחשוב שכדור הארץ מסתובב סביב השמש, ולא להיפך. אנו גם יודעים שמי שיושב על גוף הנע במהירות קבועה - רכבת למשל - לא תמיד מרגיש בתנועה זו; לכן הרעיון שלפיו כדור הארץ נע בחלל במהירות נראה לנו סביר.

לבני המאה ה־16 הנחות אלה לא היו מובנות מאליהן. ראשית, הרעיון שהאדמה דוהרת בחלל במהירות עצומה נראה אבסורדי, מנוגד לכל אינטואיציה. הרכבת הראשונה נסעה רק 300 שנה אחר כך, ובאותם ימים אי־אפשר היה לנוע במהירות מבלי להרגיש בכך. אם כל חייכם נסעתם רק בעגלות מקפצות או בסירות המיטלטלות על פני הגלים, אי־אפשר להאשים אתכם אם תחשבו שהאדמה חייבת להיות נייחת כדי לא לגרום לכם לבחילה.⁸

סברה מקובלת נוספת היתה שיש הבדל מהותי בין כדור הארץ לבין כוכבי מרום, כך שגרמי השמיים כפופים לחוקי טבע שונים מאלה השוררים על פני האדמה. אין שום סיבה שהכוכבים יתנהגו כמו עצמים רגילים, ולכן סביר לחשוב שהם יישארו בשמיים ויסתובבו סביב הארץ. למעשה, דעה זו נתמכה במפורש על ידי התנ"ך, כיוון שבמקומות שונים בו נקבע שהארץ אינה יכולה לזוז, או שהשמש היא הנעה סביב הארץ. למשל, באחד הקרבות בעת כיבוש הארץ בידי יהושע בן נון, עצר אלוהים את השמש לבקשתו של יהושע, כדי להאריך את משך היום ולסייע לו בקרב: "שֶׁמֶשׁ בְּגִבְעוֹן דּוֹם וְיָרֵחַ בְּעֵמֶק אַיָּלוֹן [...] וַיַּעֲמֹד הַשֶּׁמֶשׁ בַּחֲצִי הַשָּׁמַיִם וְלֹא־אָץ לָבוֹא כְּיוֹם תָּמִים" (יהושע י, 12-13). מי שסבר שהשמש עומדת תמיד ושכדור הארץ הוא אשר נע, כָּפַר באמיתותם של כתבי הקודש. ⁹

אסטרונום פולני בשם קופרניקוס חשב אחרת. קופרניקוס חי גם הוא במאה ה־16, כעשרים שנה לפני שנולד גלילאו; הוא הציע שכדור הארץ בכל זאת מסתובב סביב השמש, ושכך עושים גם חלק מהכוכבים - כוכבי הלכת. קופרניקוס חשב שבנוסף לכך כדור הארץ מסתובב סביב עצמו. ואולם קופרניקוס היה לא רק אסטרונום אלא גם בעל משרה בכנסייה הקתולית; הוא חשש מהתגובה שרעיונותיו יעוררו, ולכן דחה עוד ועוד את פרסומם, עד זמן קצר לפני מותו.¹⁰ הוא השאיר לבאים אחריו לבחון את הרעיון שהגה ולהתמודד עם האשמות בכפירה; הדבר נפל בחלקו של גלילאו.

בשנת 1609 צצה בפני גלילאו הזדמנות לעשות זאת, כאשר שמע על חידוש מרעיש שהגיע מהולנד, המצאה שנקראה "טלסקופ". זו היתה משקפת חלשה, שנועדה לרגל אחרי אנשים אחרים ממרחק. עבור חלק מתושבי הערים הגדולות, זה עדיין שימושה העיקרי; אך גלילאו, נזיר בכוח, לא התעניין במיוחד בהצצה לשכניו הארציים: הכוכבים עניינו אותו הרבה יותר. כאשר שמע על ההמצאה הוא שיפר אותה לכדי מכשיר משוכלל וחזק בהרבה, שניתן להסתכל באמצעותו בשמיים.¹¹

עד אז, האסטרונומים הביטו בכוכבים בעיניים עירומות, ללא אמצעי עזר. כאשר גלילאו החליט להסתכל בכוכבים בטלסקופ הוא גילה כמה תגליות מכריעות. כשצפה בכוכב הלכת נוגה, הסתבר שזה נראה כצורת סהר. ההסבר היחיד לכך היה שנוגה, כמו הירח, אינו מאיר בעצמו, אלא מואר על ידי השמש, ונראה כסהר מכיוון שהשמש מאירה עליו מצידו. לפיכך, נוגה עשוי להיות גוש גדול של סלע, ולא גוף עשוי מ"אֶתֶר". הצורה שבה נוגה נראה בטלסקופ משתנה מחודש לחודש, ולפי השתנות זו אפשר להעריך מאיזה כיוון מאירה עליו השמש, ולהסיק מכאן שנוגה סובב סביב השמש, ולא סביב הארץ.¹²

מפתיעות לא פחות היו התצפיות שערך גלילאו בשמש ובירח. מסוכן להסתכל על השמש ישירות בטלסקופ, וגלילאו השתמש בו כדי להטיל את דמותה המוגדלת על הקיר; אז גילה שעל השמש יש כתמים, אזורים כהים ביחס לסביבתם, שמשנים את מיקומם עם הזמן. גלילאו הבין שמשמעות הדבר שהשמש אינה כדור מושלם של אש נצחית, אלא גוף בלתי אחיד, דומה יותר לאש שנוצרת על פני כדור הארץ. על הירח גילה גלילאו הרים ומכתשים, שאותם אפשר לראות בקלות אם מסתכלים על הירח במשקפת פשוטה - סימן בדוק לכך שהירח אינו כדור כסף מושלם, כפי שחשבו בעבר, אלא כדור סלע פגום.¹³

תגליותיו של גלילאו אמנם לא הוכיחו שהארץ מסתובבת סביב השמש, אבל הפכו את הרעיון לסביר יותר. ראשית, הוא הראה שלא הכול נע סביב כדור הארץ - נוגה, למשל, מסתובב סביב השמש. שנית, הוא הראה שהשמש והירח אינם גופים מושלמים ומיוחדים כפי שסברו לפניו, אלא דומים יותר לגושי חומר ענקיים שנעים בחלל - בדומה לכדור הארץ (למרות שהשמש דומה לגוש בוער של גז, ולא לגוש סלע). כבר בעת העתיקה היו אסטרונומים שסברו שהשמש עצומה בגודלה, ואם גם היא וגם כדור הארץ אינם אלא גושי חומר, יהיה זה מוזר להניח שהיא מסתובבת סביב כדור הארץ, ולא להיפך. לבסוף, במחקריו על תנועה הגיע גלילאו למסקנה שאם כדור הארץ נע כיחידה אחת במהירות קבועה, הדבר לא יגרום לנו בחילה - כאמור, איננו יכולים להרגיש זאת, כפי שנוסעיה של רכבת שנעה במהירות קבועה אינם מרגישים את תנועתם. שיקולים אלה הספיקו לו כדי להשתכנע שכדור הארץ סובב סביב השמש, ולא להיפך.

הטלסקופ שבו השתמש גלילאו הוא הסבא רבא של הטלסקופים המודרניים; אלו משמשים עד היום לתגליות נוספות שאינן מתיישבות עם השכל הישר. אחת התגליות מהשנים האחרונות התרחשה באפריל 2019: בחודש זה צולם לראשונה חור שחור ענקי, כזה שגודלו כגודל מערכת השמש שלנו. החור השחור נוצר מקריסתו של ענן ענק של גז מימן, ענן שכמות החומר שבו יכלה להספיק ליצירתן של מיליארדי שמשות.

ענן הגז הזה קרס כתוצאה מכוח המשיכה שלו עצמו, והפך לכדור מימן צפוף. אלא שכוח המשיכה היה כה גדול עד שהקריסה לא נעצרה שם: הוא המשיך לקרוס עוד ועוד, ואטומי המימן שבו הצטופפו ונכנסו אלה לתוך אלה. כך מבנה החומר עצמו קורס תחת כוח המשיכה, והחור השחור אינו עשוי עוד מאטומים; אף אחד אינו יודע מהו מבנה החומר שבתוכו. כוח המשיכה של החור השחור מושך כל דבר, ומעקם אפילו את מסלולן של קרני אור. כל מה שנכנס לחור השחור אינו יכול לצאת ממנו לעולם; אפילו קרני אור אינן יכולות לצאת מהחור השחור, ולכן הוא נראה כפי ששמו מעיד עליו - שחור, שהרי אינו פולט אור.

תמונה של החור השחור הראשון שצולם, 2019. סביב החור השחור שבמרכז, נראה החומר שנופל לתוכו, ואשר פולט אור. האור יכול להיפלט מכיוון שחומר זה עדיין לא נכנס לתוך החור. EHT Collaboration.¹⁴

משמאל: כוכב הלכת שבתאי כפי שגלילאו ראה אותו. הטבעות של שבתאי הן תגלית נוספת של גלילאו. מימין: שבתאי כפי שגלילאו היה רואה אותו לו היה בידיו טלסקופ ביתי גדול עם מצלמה ומחשב.¹⁵

כוכב הלכת נוגה בטלסקופ. כמו הירח, הוא מואר מהצד בידי השמש.¹⁶

שפתו של הטבע

המדע מתאפיין לא רק בשיטה למציאת ידיעות - השיטה המדעית - אלא גם בדיוק ובעומק שלו. הידיעות שנאספות באופן שיטתי מאפשרות להעמיק את הידע על מושא החקירה עוד ועוד, וכל תשובה היא פתח אפשרי לשאלות נוספות. אריסטו, הפילוסוף מיוון העתיקה, אמר שאבן נופלת מטה כי זהו טבעה, וזה היה מבחינתו סוף פסוק. כאשר גלילאו גליליי אמר שאבן נופלת, הוא לא הסתפק בכך - אלא מדד את מהירות הנפילה.

גלילאו היה אחד הראשונים שניסח בעיות פיזיקליות במונחים מספריים. הוא טבע את המימרה, לפיה "המתמטיקה היא שפתו של הטבע" - כל דבר בטבע ניתן, בסופו של דבר, לניסוח במספרים. תגליתו הראשונה התייחסה, כזכור, למטוטלות, וגלילאו מצא נוסחה שבעזרתה אפשר לחשב, עבור כל מטוטלת, באיזה קצב תתנודד. מהנוסחה אפשר לחשב, למשל, שמטוטלת באורך 25 סנטימטר שבקצהַּ משקולת, תתנודד בקצב של כמעט תנודה בשנייה, ואילו מטוטלת קצרה פי 4 - תתנודד בקצב כפול. גלילאו התחיל לחפש נוסחאות דומות גם לתופעות נוספות, וכך מצא כיצד לחשב מה תהיה מהירות הנפילה של אבן. בטיול, זו שיטה טובה לגלות את עומקה של באר או את גובהו של מצוק: אם לוקח לאבן בדיוק שנייה להגיע לתחתית, סימן שהגובה הוא 5 מטרים. אם הדבר לוקח בדיוק 2 שניות, הגובה הוא 20 מטרים. לא כדאי לקפוץ. ¹⁷

הנוסחה של גלילאו מקשרת בין זמן הנפילה לבין גובה הנפילה (באופן כללי, הגובה הוא: 5 מטרים, כפול זמן הנפילה בריבוע - כאשר הזמן נמדד בשניות). בזכות קשרים כאלה בין מספרים, כל אחד יכול לבדוק בקלות את תגליותיו של גלילאו. קחו חוט באורך 25 סנטימטר, קִשרו אליו חרוז, ונדנדו אותו. אם אתם עומדים על קרקע יציבה, החוט יתנדנד בקצב של תנודה בשנייה; אין חשיבות למהירות משיכת המטוטלת. קחו אבן, הפילו אותה מגובה של 20 מטרים; זמן הנפילה יהיה 2 שניות; אין כמעט חשיבות לגודלה של האבן.¹⁸

גם אם אנחנו מעוניינים במאפיינים נוספים של המטוטלת, החקירה המדעית תיתן לנו תשובות: כמה כוח נדרש כדי לתת למטוטלת תנופה? מה יקרה למשקולת אם היא תתנגש בעצם אחר? - לכל שאלה תשובה, שתלויה כמובן בנתונים המדויקים של השאלה. אם נרצה להניף את המטוטלת למרחק של 2 סנטימטרים, ובקצהַ יש משקולת שמשקלה 20 גרם, אפשר לחשב כמה כוח יידרש לכך. אם המשקולת עשויה פלדה והיא תתנגש תוך כדי תנועתה, בנקודה ידועה במסלולה, בכדור נחושת נייח שמשקלו זהה, אפשר לחשב מה יקרה. המחקר המדעי של מטוטלות התקדם מספיק, כך שלכל שאלה אפשר לתת תשובה, וכדי לדעת את התשובה, צריך רק לדעת מהי בדיוק השאלה.

הדברים נכונים גם לגבי חישובים הנוגעים למכונית: אפשר לחשב כמה מהר מכונית תיסע אם אנו יודעים כיצד בנוי המנוע שלה, באיזו מידה ילחץ הנהג על דוושות הדלק והבלמים, וכן הלאה. יחד עם זאת, מכונית היא מערכת מורכבת, ועלולות להיות שגיאות בחישוב שלנו. כאשר המכונית מתחככת בכביש, איננו יודעים בדיוק כיצד הכביש וצמיגי המכונית בנויים לפרטי פרטים, וגם אם היינו יודעים - קשה לחשב מה יקרה. אבל יש לנו סיבות טובות לחשוב שזה אינו קושי עקרוני: אם נחקור את הכביש ואת הצמיגים לפרטי פרטים, ונכניס את הנתונים למחשב גדול מספיק - או לאולם מלא בפיזיקאים, ניירות ועטים, יחד עם הנוסחאות המתאימות שגילו פיזיקאים במרוצת הדורות - נקבל ערך מדויק למהירות שבה תיסע מכונית. אז נוכל כמובן לנסות ולמדוד זאת, כדי לבדוק אם צדקנו.

פיזיקאים מבינים לחלוטין כיצד פועלות מטוטלת או מכונית: הכול ברור. לכל שאלה שנשאל אפשר לתת - לפחות עקרונית - תשובה. התשובה בהירה במיוחד כאשר אפשר לנסח אותה במונחים מספריים: אם הפיזיקאי יכול לתת ערך מספרי למהירותה הצפויה של המכונית - למשל, 100 קילומטר לשעה - הרי הוא מדייק הרבה יותר מאשר אם ייתן ערך איכותי בלבד - כמו "המכונית תיסע מהר".

אלא שמסתתרת כאן בעיה. ככל שהחישובים נעשים מסובכים יותר, כך קשה יותר לבדוק אותם בבית. כל אחד יכול לייצר מטוטלת מחוט וחרוז פלסטיק, למדוד 25 סנטימטר ולמדוד שנייה אחת בשעון. אבל כדי לחשב מה יקרה אם מטוטלת עם משקולת פלדה תתנגש בכדור נחושת נדרשים לימודי פיזיקה ממושכים וחישובים ארוכים. כדי לבדוק את התוצאה בניסוי, יש לייצר משקולת פלדה וכדור נחושת, ולשם כך נדרשת נפחייה קטנה. כדי לחשב את תגובתה של המכונית לכביש יש צורך במחשב עם תוכנה ייחודית. המדע המודרני נתקל בבעיה: ככל שהוא מתקדם, קשה יותר לבדוק את טענתו של מדען אשר אומר שגילה דבר־מה. איך נדע שהוא לא מרמה?

מאיגרא רמא לבירא עמיקתא

השיטה המדעית, כפי שהיא מיושמת כיום, מבוססת על תהליך מסודר לקבלתן של אמיתות מדעיות חדשות: כל טענה מתקבלת רק אם נבדקה באופן בלתי תלוי בידי מספר אנשים, באופן שחשוף לביקורת של כל מי שעוסק בתחום. ניקח כדוגמה ביולוג, הטוען שגילה חלבון חדש שמפרק סוכר. כדי שביולוגים אחרים יתייחסו לטענתו ברצינות, עליו לפרסם אותה כמאמר בכתב עת מדעי, שאותו קוראים כלל המדענים העוסקים בתחום (ביוכימיה או ביולוגיה מולקולרית, במקרה זה), ולהציג אותה בהרצאות שבהן ניתן לשאול אותו שאלות. במאמר שיפורסם, הביולוג חייב לפרט איזה ניסוי ביצע (בדרך כלל, סדרת ניסויים): מאיזה סוג של תאים הפיק את החלבון, כיצד עשה זאת, איזה סוג של סוכר החלבון מפרק וכיצד הוא וידא זאת. אפילו אם עשה את כל אלה, מסקנותיו לא ייחשבו כנכונות עד שמעבדות אחרות ברחבי העולם יצליחו לשחזר את הניסוי. אם אף אחד אחר לא יצליח לשחזר את ניסוייו של הביולוג, ההנחה המקובלת תהיה שהיתה תקלה בניסוי המקורי, או שהוא שגה, ובמקרים קיצוניים - שהוא פשוט שיקר.

ב־1989 עבד צוות מאוניברסיטת יוּטה שבארצות הברית על תהליך שיכול היה לבשר מהפכה טכנולוגית וכלכלית: היתוך קר (cold fusion - אין לבלבל עם היתוך גרעיני "חם" באמצעות לייזר או בכור היתוך גרעיני). נראה היה שמרטין פליישמן (Fleischmann) וסטנלי פונז (Pons) הצליחו להפיק אנרגיה גרעינית ללא כור גרעיני - בתוך מיכל פשוט, ללא שימוש בחומרים מסוכנים וללא תופעות לוואי כמו רדיואקטיביות.

מה כל כך מפתיע בתגלית כזו? בתוך כל אטום יש גוף זעיר שנקרא גרעין, שבו מרוכזת אנרגיה רבה; אפילו באטומים של כוס מים בודדה מצויה אנרגיה גרעינית עצומה של 4 מיליון קילו־ואט שעה, פי 2,000 מצריכת החשמל השנתית של ישראלי ממוצע. הבעיה היא שכמעט בלתי אפשרי לנצל את האנרגיה הזו; היא כה עצומה, ששחרור שלה עלול להביא לפיצוץ אדיר מימדים. כדי להפיק אנרגיה גרעינית באופן בטוח יש לבנות מבני ענק - כורים גרעיניים - ואפילו אז נוצרת פסולת רדיואקטיבית כתוצאה מהתהליך, ונותר סיכון של אסון בקנה־מידה של צ'רנוביל או פוקושימה, אם הפקת האנרגיה הגרעינית יוצאת משליטה.

פליישמן ופונז חשבו שהם הצליחו לעקוף את הבעיה, ולהפיק אנרגיה מגרעיני האטומים ללא סיכונים וסיבוכים מיותרים. השניים, שרצו להקדים מתחרים פוטנציאליים, כינסו ב־23 במרץ באותה שנה מסיבת עיתונאים אשר בה הכריזו על תגליתם, שמשמעותה היתה - סוף עידן התלות בנפט וקץ ההתחממות הגלובלית. השיטה של פליישמן ופונז תאפשר להפיק חשמל בזול, והאנושות לא תצטרך עוד להסתמך על תחנות כוח מזהמות או על כורים גרעיניים; חשמל כזה יכול להניע מכוניות חשמליות שייסעו בכבישים בלי לצרוך דלק ובלי לפלוט עשן: חלומו של כל שוחר איכות הסביבה.

ההתלהבות בקהיליה המדעית היתה רבה, אך גם הספקנות, שכן השיטה סתרה את מה שהיה ידוע על הדרכים האפשריות להפקת אנרגיה גרעינית. מעבדות ברחבי העולם אצו רצו לשחזר את הניסוי, אך פונז ופליישמן סירבו לספק פרטים ספציפיים על האופן שבו ביצעו אותו: הם קיוו לשמור זאת בסוד בתקווה להפיק רווחים גדולים מהפקת חשמל זול בעתיד. תחילה היה נדמה שכמה מעבדות הצליחו לבצע ניסויים דומים, למרות הפרטים החסרים; האגודה האמריקאית לכימיה היללה את פליישמן ופונז. אך בהדרגה התברר שאף מעבדה לא שִחזרה ממש את התוצאות שהם קיבלו. אחרי שחלף חודש, רק שלוש קבוצות ברחבי העולם - בטקסס, בג'ורג'יה ובסטנפורד שבקליפורניה - הצליחו לקבל תוצאות דומות, אלא שעד מהרה נתגלו אצלן טעויות ניסוי. במעבדה שבג'ורג'יה, למשל, הסתבר שאחד ממכשירי המדידה היה מקולקל.¹⁹

פליישמן ופונז נלחצו, ובמהלך אפריל הוציאו לאור עוד ועוד פרטים על הניסוי ועל התוצאות שקיבלו: צמד המדענים השתמש במתכת בשם פלאדיום, שמסוגלת לספוח אטומי מימן; הם ריכזו באמצעותה אטומי מימן ממין מיוחד - הקרוי "מימן כבד" - והצליחו, לדעתם, לגרום לגרעינים של האטומים הללו להתנגש אלה באלה, התנגשות אשר ידוע שהיא מאפשרת לנצל אנרגיה גרעינית.²⁰ ואולם, מדענים אחרים שבחנו את התוצאות מצאו טעויות בפרשנות שהשניים נתנו, והלך וגבר החשד שהמדידות יוצאות הדופן שלהם מקורן בשגיאה או בתקלה. פונז ופליישמן סירבו להגיב על הטענות נגדם, והתרכזו בניסיונות לקבוע פגישות עם אנשי ממשל - נציגים של הקונגרס האמריקאי ושל נשיא ארצות הברית - כדי לקבל תמיכה ומימון.

ימים ספורים לפני שפליישמן ופונז היו אמורים להיפגש עם נציגיו של הנשיא ג'ורג' בוש האב התכנסה ועידה של האגודה האמריקאית לפיזיקה כדי לבחון את כל הנתונים. הדוברים בוועידה קבעו כמעט פה אחד שניסוייהם של פליישמן ופונז שגויים. במכון הטכנולוגי של קליפורניה ביצעו חזרות לאין־ספור על הניסוי של השניים בתנאים שונים ותוך שימוש במכשירי מדידה רגישים במיוחד, ולא גילו שום תופעה דומה למה שתואר בניסוי המקורי. גם במעבדות רבות אחרות לא שוחזרה התופעה. אחת הסברות שהועלו היתה שבנו הפעוט של פונז, ששוטט משועמם במעבדתו בזמן הניסויים, שיחק בכפתורים של מכשירי המדידה.²¹

הפגישה עם נשיא ארצות הברית בוטלה. פונז ופליישמן עזבו את ארצות הברית ועברו למרכז מחקר בצרפת. השניים מעולם לא חזרו בהם מטענותיהם, וכמה קבוצות קטנות של מדענים ברחבי העולם עדיין מאמינות בנכונות תוצאותיהם וממשיכות לחקור את הנושא.²² אלה יצטרכו לעמול קשה מאוד כדי לשכנע בכך את עמיתיהם.

*

מה קורה כאשר מדען מקבל תוצאות חדשות ובלתי צפויות בניסוי, ואחרים דווקא כן מצליחים לשחזר אותן? כאשר ניסוי עם תוצאות חדשות ומפתיעות משוחזר במעבדות שונות, קרוב לוודאי שיהיה דיון וויכוח על משמעות התוצאות, אלא אם הן מתיישבות עם תוצאות של ניסויים רבים אחרים. לעיתים, במקרה של סתירה בין תוצאות של ניסויים שונים, תיוותר "הקהיליה המדעית" - כלל המדענים העוסקים בתחום - במצב של חוסר ידיעה, ותמתין לניסויים נוספים, או לתיאוריה חדשה, שיישבו בין הממצאים שנתגלו עד כה.

כל טענה המקובלת על הקהיליה המדעית עוברת תהליך ארוך של ניסוי, בחינה וביקורת מצד אחרים. על פי רוב, מדענים ששים למצוא טעויות אצל עמיתיהם, שהם גם מתחרים שלהם על יוקרה ועל כסף של קרנות מחקר. זאת ועוד: גם אמיתות מדעיות ותיקות אינן חסינות מפני ביקורת; אם מדען הצליח להראות שהנחה המקובלת בתחומו היא שגויה - אפילו אם הוא עצמו הגה אותה - הוא זוכה לתהילה ולכבוד. בכך נוקט הממסד המדעי בדרך ייחודית, שנועדה להבטיח חיפוש מתמיד אחר האמת: הוא מעודד כל אחד מחבריו למצוא טעויות ולתקנן, אפילו אם הוא עצמו היה זה שטעה מלכתחילה.

בגלל הזהירות הרבה שבה נוקטת הקהיליה המדעית, טענות שאמיתותן ברורה לאנשים מן השורה אינן יכולות להתקבל כ"אמת מדעית" ללא התהליך הארוך שתואר. מצב כזה מגיע לפעמים לאבסורד. בילדותי שמעתי ברדיו את הידיעה הבאה: "מדען בריטי גילה מדוע חתולים מגרגרים", בישר הקריין; ואחר כך - פרטים על הגילוי, שעיקרו: חתול מגרגר כאשר הוא נהנה. ומה חדש בכך? הלא כל ילד יודע זאת! לפחות, כל ילד שיש לו חתולים. העניין היה בכך שהיתה זו הפעם הראשונה שבה בוצע מחקר מסודר אודות גרגור של חתולים.

כדי שטענה כמו "בדרך כלל חתול מגרגר כאשר הוא נהנה" תתקבל כאמת מדעית חייב החוקר להגדיר כיצד ניתן לקבוע מתי חתול "נהנה" בלי לשאול אותו, וכן להגדיר מה פירוש הדבר "בדרך כלל". אחר כך צריך החוקר לִצפות בחתולים רבים, לרשום את תוצאות מחקרו, לבצע ניתוחים סטטיסטיים, לשלוח את ממצאיו לפרסום ולהמתין לביקורת של עמיתיו. בסיומו של התהליך הארוך, הטענה מקבלת חותמת הכשר מדעית. בגלל התהליך הארוך שאפילו טענות טריוויאליות צריכות לעבור כדי להתקבל כ"אמת מדעית", כלומר כטענה המקובלת על הקהיליה המדעית, יש לטענות כאלה כמעט תמיד רמת ודאות גבוהה במיוחד, גבוהה הרבה יותר מזו של טענות אחרות שאנו נתקלים בהן ביום־יום.

האם באוסטרליה אנשים הולכים הפוך?

אם תגלית מדעית נראית כסותרת את השכל הישר, למי עלינו להקשיב? גם אם רמת הוודאות של תגליות מדעיות גבוהה, בסופו של דבר, גם הן - כמו כל הידיעות שלנו - מבוססות על שכל ישר ועל היגיון פשוט, על תחושה חזקה שמשהו נכון, תחושה שאנחנו קוראים לה "אינטואיציה". המחשבה שהאדמה אינה יכולה לזוז מבוססת על אינטואיציה; אבל גם המסקנה של גלילאו כי הארץ סובבת סביב השמש מבוססת על אינטואיציה - אלא שאלה הן אינטואיציות שונות. מי מהן צריכה לגבור?

כדי לענות על כך יש לשאול שאלה אחרת: איך נוצרו אצלי האינטואיציות שלי? עם חלק מהאינטואיציות שלנו אנחנו נולדים, או לפחות נולדים עם נטייה חזקה לקבל אותן ולהאמין בהן; אחרות, אנחנו רוכשים במהלך החיים. למשל, יש לנו נטייה חזקה לקבלת סמכות, ונמצא שהגֵנים שלנו משפיעים על עוצמתה של נטייה זו,²³ אבל אף אחד לא נולד עם אינטואיציה טובה לגבי שוק המניות, ואפילו המשקיע הכי מוכשר פיתח את האינטואיציה שלו במשך שנים. אפשר לחלק את האינטואיציות שלנו לשלוש קבוצות, בהתאם למקורן המשוער:

קבוצה ראשונה כוללת אינטואיציות מולדות שאינן בהכרח קשורות למציאות; ביולוגים משערים שהן התפתחו באבולוציה מכיוון שהן אפשרו לאבותינו, שחיו בשבטים קטנים ובסביבה עוינת, לשתף פעולה, להישאר חלק מהשבט, ולהימנע מחרדות מיותרות. בין האינטואיציות בקבוצה זו אפשר למנות את הבאות:²⁴

• אבא ואמא הם כול־יכולים.
• אם בעלי סמכות חושבים אחרת ממך, אתה טועה.
• צריך לקיים את החוק.
• כוחות על־טבעיים יכולים להגן עלינו.

הסיבה שאנו נוטים להאמין ברעיונות הללו אינה קשורה לנכונותם: אנחנו נוטים להאמין למנהיגים בין אם הם צודקים ובין אם הם טועים, מכיוון שהנטייה הזו היא בעלת תועלת הישרדותית. אנחנו נוטים להאמין בכוחות על־טבעיים שוחרי טוב, בין אם יש כאלה ובין אם לאו, מכיוון שאמונה כזו היא מרגיעה ומועילה לשיתוף פעולה הדדי.²⁵

עם קבוצה שנייה של אינטואיציות אנחנו נולדים, וגם הן התפתחו באבולוציה כדי שנשרוד, אבל הסיבה שהן הועילו לאבותינו לשרוד היא שהן אפשרו להם לחקור את המציאות ולגלות את האמת אודותיה.²⁶ בקבוצה זו נמצאות, למשל, האמונות הבאות:

• עִקביוּת: לא ייתכן ששני דברים אמיתיים יסתרו זה את זה.
• אחת ועוד אחת שווה שתיים (ועוד אמיתות מתמטיות בסיסיות).
• לכל דבר יש סיבה.
• בנסיבות דומות מתרחשות תוצאות דומות.
• אפשר ללמוד מהניסיון.

בניגוד לקבוצה הקודמת, אינטואיציות אלה אפשרו לאבותינו לגלות את האמת במגוון רחב של נסיבות, ואפשר להניח שהן מהוות בסיס טוב לחקירה. חלק מהאינטואיציות, כמו הדרישה לעקביות, מגדירות מהי בכלל אמת. למרות זאת, בנסיבות קיצוניות אינטואיציות אחרות מקבוצה זו עשויות להיות מוטעות: האם בנסיבות דומות מתרחשות תמיד תוצאות דומות? אולי לא תמיד. ייתכן שגם למזל או לאקראיות יש חלק בתוצאה.

קבוצה שלישית של אינטואיציות הן אלה שנלמדו מהניסיון. בקבוצה זו נמצאות, בין השאר, האינטואיציות הבאות:

• דברים נופלים למטה. מכאן, שאנשים באוסטרליה אמורים ליפול מכדור הארץ.
• כאשר אני נע במהירות אני יכול להרגיש זאת - ואפילו לחוש בחילה. מכאן, שהאדמה אינה זזה.
• "אין סיכוי שמחשב ינצח רב־אמן בשחמט לפני שנת 2000" (גארי קספארוב, אלוף העולם בשחמט, 1988; קספארוב נוצח על ידי מחשב בשנת 1997).
• "במהלך עשר השנים הבאות לא תפרוץ מלחמה גדולה" (שר הביטחון משה דיין, יולי 1973, שלושה חודשים לפני מלחמת יום כיפור).

הבעיה עם האינטואיציות מהקבוצה האחרונה היא שהן מסתמכות על ניסיון העבר, או על מושגים שאנחנו רגילים אליהם. הן אינן צופות שינוי אפשרי בתנאים. למשל, האינטואיציה אודות אוסטרליה מסתמכת על הניסיון לפיו "למטה" הוא תמיד בכיוון אחד; אבל אם כדור הארץ הוא עגול, אז "למטה" פירושו למעשה - "לעבר מרכז כדור הארץ". לכן האנשים באוסטרליה אולי הולכים הפוך מבחינתנו, אבל הנעליים שלהם עדיין נמצאות למטה והראשים שלהם - למעלה. גם האינטואיציה לפיה אני יכול להרגיש אם אני נע במהירות מסתמכת על ניסיון העבר - ניסיון של נסיעה בעגלות ובסירות, אבל לא ברכבת או בחלל החיצון. אני יכול להרגיש נסיעה במהירות במקרים הראשונים, אבל לא במקרים האחרונים.

לגלילאו היו כמה אינטואיציות מנוגדות: מצד אחד, הכנסייה הקתולית, בעלת הסמכות העליונה, אמרה שהוא טועה; אבל גלילאו הבין שזו אינטואיציה מהקבוצה הראשונה, שאינה מקדמת אותו לעבר האמת. נוסף לכך, היתה לו אינטואיציה שלפיה מי שנע במהירות יכול להרגיש זאת (ולכן אם כדור הארץ היה נע היינו מרגישים זאת) - אבל הוא הבין שאינטואיציה זו מסתמכת על ניסיון מוגבל, ואינה מתאימה לתנועה בחלל החיצון. לבסוף, היתה לו אינטואיציה שלפיה בנסיבות דומות מתרחשות תוצאות דומות - ולכן אם השמש והירח נראים כגושי ענק של חומר, ואם כדור הארץ הוא גוש ענק של חומר, סביר להניח ששלושתם יתנהגו ככאלה. זו אינטואיציה מהקבוצה השנייה - אינטואיציות המאפשרות לגלות את האמת במגוון רחב של נסיבות. גלילאו בחר באינטואיציה זו, והיא הובילה אותו למסקנה שהארץ סובבת סביב השמש, ולא להיפך. בדיעבד אנו יודעים לומר שהוא צדק.

מאז ימיו של גלילאו אינטואיציות רבות הופרכו על ידי המדע - כלומר, על ידי חקירה שיטתית, ניסויים ותצפיות, בהתאם לשיטה המדעית. כיום מרבית האנשים יודעים לא רק שכדור הארץ עגול ומסתובב סביב השמש, אלא גם שורה נוספת של אמיתות בלתי אינטואיטיביות, כמו שהחלל החיצון ריק מאוויר, שבני אדם והשימפנזים התפתחו מאב קדמון משותף, ושמחלות נגרמות על ידי חיידקים ולא על ידי כישוף.

אחת האינטואיציות הללו היא אמונה שראשיתה בימי קדם, אמונה שבאה להסביר מה מבדיל יצור חי מעצם נטול חיים. לפי אינטואיציה זו קיים כוח חיים ייחודי - שאפשר לקרוא לו "נשמה" - המבדיל בין החי לבין הדומם. כפי שנראה בפרקים הקרובים, גם אינטואיציה זו הופרכה: חקירה שיטתית וניסויים שונים לא מצאו שום הבדל עקרוני בין יצור חי לבין מכונה מסובכת. ניתן כיום להסביר לגמרי את דרך הפעולה של הגוף באמצעות תנועתם של אטומים - כלומר על ידי אותם חוקים השולטים בעולם הדומם - ובפרקים הבאים נראה כיצד.

יש לנו גם אינטואיציה לפיה אנחנו יכולים להתחמק מחוקים אלה - במה שנקרא לעיתים קרובות "רצון חופשי". כפי שעוד נראה, מדעי המוח מראים שגם לאינטואיציה זו אין בסיס, ותומכים דווקא ברעיון ההפוך, לפיו הפעולות שלנו נקבעות לגמרי על ידי גורמים חיצוניים לנו (ועוד נידרש בהמשך הספר לשאלה, מה בדיוק "חיצוני" לנו).

שתי האינטואיציות האחרונות נבדלות מקודמותיהן. ראשית, החקירות השיטתיות בעניינן החלו רק בעשורים האחרונים, כך שמסקנותיהן עדיין טריות. חשוב מכך, האינטואיציות הללו קריטיות לאופן שבו אנו תופסים את עצמנו. ללא נשמה וללא רצון חופשי, איזו משמעות יכולה להיות לחיינו? נדמה שבפעם הראשונה בהסטוריה, המדע נוטל מאיתנו לא רק את האינטואיציות שלנו אלא גם את המשמעות שלנו. אך כפי שנראה, למצב זה היה תקדים הסטורי כבר בימיו של גלילאו.