העיניים רואות, המוח נדלק

הנה הפרדוקס: אם אנחנו רואים את מה שאנחנו מצפים לראות ומבחינים במה שאנחנו רגילים שקיים, כיצד יכול המדע, התלוי בעינינו תמיד, לגלות משהו חדש?
X זמן קריאה משוער: 18 דקות

כשגלילאו הביט בירח מבעד לטלסקופ החדש שלו בראשית שנת 1610, הוא הבחין מיד כי התבניות המשתנות של אור וחושך נגרמו כתוצאה מן הזווית המשתנה של קרני השמש על משטח קשיח. הוא תיאר משהו דומה לרכסי הרים "הבוערים בקרניה המרהיבות", שמדרונותיהם בצל כמו "חללי כדור הארץ". הוא גם הקדיש לתצפיות הללו סדרה של רישומים מרהיבים. חצי שנה קודם לכן, האסטרונום האנגלי תומאס הריוט (Harriot) הפנה גם הוא את עדשת הטלסקופ שלו לעבר הירח. אבל במקום שבו גלילאו ראה עולם חדש שיש לחקור, הרישום של הריוט מיולי 1609 מעיד כי הוא ראה גוש דמוי גלל פרה מנוקד. למה מוחו של גלילאו היה נכון כל כך לקלוט את מה שראו עיניו, בעוד שכל מה שהריוט ראה לא זיכה אותו ביותר מהערת שוליים בספרי ההיסטוריה?

גלילאו, ירח, רישומים, תצפיות

גלילאו: רישומי תצפיות של הירח, נובמבר-דצמבר 1609.תצלום: ויקידפיה

היכולת לראות אינה כישרון מולד. היא תהליך המצריך חזרות, נמצא בתנועה מתמדת ומורכב מן התרבות שבה אנחנו מוצאים את עצמנו ומהכלים שעומדים לרשותנו

היכולת לראות אינה כישרון מולד. היא תהליך המצריך חזרות, נמצא בתנועה מתמדת ומורכב מן התרבות שבה אנחנו מוצאים את עצמנו ומהכלים שעומדים לרשותנו. הטלסקופ של הריוט, שעדשתו הגדילה עצמים פי שישה, בוודאי לא סיפק לו את אותה רמת דיוק שגלילאו זכה לה מן הטלסקופ שלו, שהגדיל פי עשרים. עם זאת, ההיסטוריון סמואל י. אדג'רטון (Egerton) טען כי העיוורון הראשוני (והממשי) של הריוט היה קשור יותר לעובדה שהוא לא הכיר את הקיארוסקורו [מילולית: כהה-בהיר], טכניקה שפיתחו אמנים באיטליה בשלהי המאה ה-15.

בתקופתו של גלילאו, אנשי פירנצה הצטיינו בפרספקטיבה, והשתמשו בצורות והצללות על בדי ציור דו ממדיים, כדי ליצור אשליה של גופים תלת ממדיים במרחב. גלילאו היה מיודד עם אמנים, ובנעוריו אף שקל להיות אמן בעצמו. הוא האמין בלהט דתי כי בורא העולם עוסק בגיאומטריה. גלילאו בוודאי הטמיע את השיטות המתמטיות הללו בשרטוטיו, שהתבססו על היטלים גיאומטריים של קרני אור. הריוט, לעומתו, חי באנגליה, לשם טרם הגיע אז הידע בדבר טכניקות השרטוט הללו. הספר הראשון באנגלית על המתמטיקה של הפרספקטיבה – The Art of Shadows מאת ג'ון וולס (Wells) –  התפרסם רק בשנת 1635. כשגלילאו הביט בפני הירח, הוא לא התקשה להבין כי פסגות ההרים על הירח הן הראשונות לעלות באש קרני השמש הזורחת, ואילו המדרונות הנמוכים מהן נותרים בחשיכה, ממש כפי שקורה על פני כדור הארץ. וכך גלילאו פיתח תיאוריה בנוגע למה שהוא רואה לאור נצנוצי האורות שבין היום והלילה. הוא אפילו חישב, בהתאם לכך, את גובה ההרים הללו ומצא שהם גבוהים מן האלפים. הריוט, שהיה איש אשכולות מבריק אך כנראה עיוור לגיאומטריה הזו, הביט באותן תמונות חצי שנה לפני גלילאו, אבל לא הבין.

כשאנו בוחנים תצפיות מדעיות – האמורות להיות דוגמאות מופתיות למבט אובייקטיבי –  אנו מגלים כי בעצם מדובר בתופעות שלעתים קרובות הן מורכבות, מקריות ומועדות להפרעה, ממש כמו הראייה האנושית עצמה. אסופה של מכונות רבות עוצמה, המאתרות את מה שאחרת לא ניתן לאתר כלל –  מגלי כבידה בקצות הקוסמוס ועד לאותות הזעירים שבזעירים המופקים על ידי גרעינים מסתחררים בתאי הגוף האנושי - נסמכות על צורות רבות של "ראייה" שאינן פשוטות ואינן אחידות. אם נשתמש בראייה כמטפורה לתצפיות המדעית, ובתצפית המדעית כסוג של ראייה, נוכל לשאול: איך ידע מוקדם על העולם משפיע על מה שאנו רואים? אם תבניות קודמות הכרחיות כדי שנוכל להבין דברים, איך נוכל להימנע מליפול לאותן צורות תפישה מוכרות? וחשוב מכל, איך נלמד לראות בדרכים חדשות באמת?

היירונימוס הקדוש כותב, קאראווג'ו

"היירונימוס הקדוש כותב" (1605-1606), קאראווג'ו. הציור בגלריה בורגזה, רומא. תצלום: ויקיפדיה

אובייקטיביות מדעית מושגת באמצעות פרספקטיבה משותפת

אובייקטיביות מדעית מושגת באמצעות פרספקטיבה משותפת. היא תובעת את מה שההיסטוריונית של המדע לוריין דסטון ועמיתיה מכנים "אידיאליזציה": יצירתה של מהות פשוטה או דגם של מה שיש לראות, למשל דנדריט [בעברית: כניסון עצבי] בתחום מדעי המוח, עלה של זן צמח בתחום הבוטניקה או "מזלג האבל" [שיטת סיווג של גלקסיות] בתחום האסטרונומיה. אפילו כיום, ספרי לימוד במדע משתמשים תכופות בשרטוטים במקום בצילומים כדי לאייר עבור הסטודנטים קטגוריות שונות, משום שדוגמאות ספציפיות הן כמעט תמיד ייחודיות מדי: גדולות מדי או קטנות מדי, או לא בצבע אופייני. המגוון בעולם עשיר כל כך, ופיתוחן של קטגוריות מדעיות יציבות דורש שמרבית העושר הוויזואלי הזה יוצג בצורה פשוטה וימותן.

בשנת 1890, המטאורולוגים הוגו הילדברנדסון, ולדימיר קפן, וגיאורג נוימאייר פרסמו ניסיון יוצא דופן במיוחד לאידיאליזציה. הם ניסו, לראשונה, ליצור "אטלס עננים" שהציע מערכת מונחים וקטגוריות אחידות עבור צבירים של אדי מים. בעיני הדורות שקדמו להם, זה נראה פרויקט חסר סיכוי. לעננים יש אינספור סוגים וצורות, שעוררו לא מעט חלומות בהקיץ. אבל קביעתם של שמות וקטגוריות מוסכמים –  ענני "צירוס" נוצתיים המרחפים בגובה רב, ענני "סטרטוס" מהורהרים המשייטים נמוך יותר, וענני "קומולוס" התפוחים –  הניתוח המדוקדק הזה של העולם הוויזואלי שממעל ובניית אוצר מילים משותף, היו ההתפתחות הגדולה של המטאורולוגיה במאה התשע עשרה.

עננים, אטלס עננים, Cirrus

ענני Cirrus מעל שדה. זהו סוג העננים הראשון שהוגדר ב"אטלס העננים". תצלום: PiccoloNamek, ויקיפדיה

עננים, מסתבר, הם אמצעי שאִפשר למספר גדול של צופים מיומנים למחצה על פני הקרקע לדמיין את תנאי הזרימה שממעל. בעזרת הוראותיהם של הילדברנדסון ועמיתיו, שהפכו לבסוף לפרויקט מדעי בינלאומי, הצופים ידעו כיצד לדווח על תצפיות של סוגי עננים וכיווני תנועה, לצד תנאי מזג אוויר מקומיים. כעבור שנה של תצפיות כאלה, החל במאי 1896, המידע שנאסף אפשר לראשונה למטאורולוגים להבין את דפוסי הרוחות בחלק העליון של האטמוספרה.

רציתי לראות את "אטלס העננים הבינלאומי" הזה בעצמי. אף שאני פיזיקאי תיאורטי, עדיין יש לי צורך להחזיק משהו ביד ולראות אותו במו עיניי, כדי לוודא שהבנתי את טבעו. האטלס הזה אמנם עודכן פעמים רבות, והגרסה הנוכחית שלו זמינה ברשת, אך מן המהדורה של 1896 לא נותרו עותקים רבים. במקום הספר שלו ציפיתי, הספרנית הגישה לי משהו שנראה כמו תיק עבודות של אמן, כרוך בסרט: שמונה עמודים של טקסט ואוסף של 28 "פוטוכרומוטיפים" [סוג של הדפס צילום] עדינים, כמו צילומי משפחה עתיקים. מעניין במיוחד לראות את מה שהוצב בחזית, בניסיון למסגר ולהעניק הקשר לצורות שאחרת היו חסרות גבול מוגדר. מגדל מים מזדקר אל השמים בצילום של ענני נוצה; גגות העיר פריז מצולמים מתחת לרקיע מעוטר בסטרטוס-קומולס; בחור, מצויר בצבעי פסטל, רובץ לו על גדת הנהר, נועץ מבטו בשכבה נמוכה של ענני סטרטוס; ומפרשית מצוירת משייטת בים רגוע לנצח מתחת לשכבה מעורפלת של אלטו-סטרטוס. הצורך להוסיף לצילומים איורים וציורים הוא דוגמה מובהקת לאידיאליזציה. הצלמים זה עתה למדו כיצד לצלם את השמים כך שניתן יהיה להבחין בצורות העננים, ולכן האטלס הראשון הוא תערובת של צילומים ושיפוצים אמנותיים בצבע ועפרון. בניית קטגוריות אובייקטיביות של צורות עננים הייתה, אם כך, כרוכה בשיתוף פעולה בין אמנות ומדע, ומוּנעת מתוך אהבה לצורות ולמבנה, וחשיפת היופי הסדור בשמים שמעל.

הנשיקה, רנה מגריט

"הנשיקה" (1951), רנה מגריט. תצלום: אומגה

מרוב רצון למצוא תבניות אנחנו מתנהגים כמו מטפסת הרים, שמושכת את עצמה במעלה המצוק התלול של העולם. היא נועצת יתד כשהיא מוצאת תבנית, נקודת אחיזה, חריץ קטן של משמעות, חריגה כלשהי מפני השטח של הצוק. כפיזיקאי, אני חושב שזה מצליח רק משום שיש שם כבר פתח כלשהו שבו אפשר להיאחז. לומר שאנו יוצרים קטגוריות אידיאליות אין פירושו שבעולם לא קיימות מראש תבניות, אלא שאנחנו חייבים ללמוד איך לראות אותן בעולם הסובב אותנו.

הרימו את ידכם והביטו בה: איך אתם יכולים לראות מה יש בה? המוח ממיין את שפע המידע ל"סימנים" שמתאימים לתבניות מוגדרות

הרימו את ידכם והביטו בה: איך אתם יכולים לראות מה יש בה? מציאת משמעות מתוך אקראיות –  חשיפת האות בתוך הרעש –  היא חלק מהותי מראייה וגם מתצפית מדעית. העיניים שלנו – אלא אם אנחנו עיוורים –  מוצפות כל העת בפוטונים, זרם "רועש" של מידע שמשוגר משם לרשתית, ונודד כפעימות אלקטרו-כימיות לאורך עצבי הראייה. האותות הללו נקלטים על ידי צבירי העצבים שלנו ובחשכת חלל הגולגולת (המלא על גדותיו בחומר רך ורוטט)  המוח ממיין את שפע המידע הזה ל"סימנים" שמתאימים לתבניות מוגדרות (אצבעות – יש. חמש? יש). חלק מצבירי העצבים מזהים צורות מסוימות, כמו קצה או פינה. אחרים מתמחים באיסוף אותן צורות וייצור תבניות מסדר גבוה יותר, כמו כוס קפה, פניו של חבר או כף ידכם.

המרכיבים הוויזואליים הראשוניים הללו הם תערובת של נטיות מולדות ודפוסים נלמדים מחוויותינו האישיות. האופן שבו הם משפיעים על התפישה שלנו משתנה בהתאם להבנה ולציפיות שלנו. כשהפסיכולוגים ג'רום ס. ברונר (Jerome S Bruner) וליאו פוסטמן (Leo Postman) הציגו, באמצע המאה העשרים, בפני נבדקיהם, תמונות חטופות של קלפי משחק, כולל קלפים שאינם כלולים בחפיסות המקובלות, כמו שתיים עלה אדום, או אס יהלומים שחור, רבים לא הבחינו בכך. הם דיווחו על תחושת אי נוחות שתקפה אותם משום מה, אבל לרוב לא ידעו למה, אף שהסיבה הונחה ממש מול עיניהם.

אם כך, ברור שקיימת הבנה כלשהי של האות המצופה עוד לפני שאנו מגלים אותו: כדי שנוכל לראות, אנחנו צריכים לדעת מה אנחנו מחפשים ולשער איך ייראה, והדבר משפיע על חוויית הראיה עצמה. תהליך התפישה דומה אם כך במעט לציור קוביסטי, אסופה של ארכיטיפים ויזואליים אישיים, שהמוח מגייס מרגע לרגע כדי לחזות מהו הדבר שהעיניים מראות לנו, ולייצר השערה ויזואלית. ללא תבניות אלה, אנו אבודים, נסחפים בים של כאוס, בתחושה מטרידה מאוד שאיננו יודעים במה אנו מביטים –  אבל איתן אנחנו מסתכנים באפשרות לראות רק את המוכר לנו. איך ניתן ללמוד לראות משהו חדש באמת ובלתי צפוי?

הראייה אינה רק אישית ותלוית תבניות, אלא גם מורכבת ומפוזרת מרחבית. בשנות השבעים, אליזבת ק. וורינגטון (Elizabeth K Warrington) ואנג'לה מ. טיילור (Angela M Taylor) חקרו מטופלים שסבלו מנזק מוחי בחלק האחורי של המוח, מבלי שהתגלה נזק כלשהו במערכת הראייה שלהם. התברר כי החלק הפעיל במוח כשאנחנו מזהים צורה תלת ממדית של אובייקט (למשל, גוף גלילי לבן על השולחן) שונה מזה המעורב בידיעת השימוש או השם של אותו אובייקט (למשל, כוס קפה שמכילה את הלגימה הבאה שלכם). וורינגטון וטיילור בדקו את יכולתם של החולים לזהות את "אותה צורה", כשהציגו בפניהם צילומים של חפצים מוכרים כמו טלפון, שצולמו מזוויות מקובלות וחריגות.

במטלה שבחנה את היכולת לזהות את "אותו שימוש", כל החפצים צולמו מזווית מקובלת, אבל הנבדקים צריכים היו לקבץ אותם לקבוצות בהתאם לשימוש –  למשל, להבחין בין טלפונים שונים לתיבת דואר. אנשים שסבלו מנזק בחלק הימני האחורי של המוח לא התקשו לזהות חפצים שצולמו בצורה "נורמלית", אבל הפגינו יכולת נמוכה יותר לזהות חפצים מזווית ראייה שאינה מקובלת. באופן כללי, התוצאות העידו על כך שהנבדקים לא הצליחו לסובב את האובייקט בעיני רוחם לזווית "רגילה" יותר, כדי שיוכלו להבין אותו באמצעות דפוסים מנטליים אידיאלים. לעומת זאת, אנשים שסבלו מנזק בחלק השמאלי האחורי של המוח התקשו פחות לזהות חפצים מנקודות מבט שונות, אבל התקשו יותר לזהות את שמו ותפקודו של החפץ.

אויוני, בוליביה, עננים, ערבות מלח, Uyuni

"הולכים על עננים": אשלייה בערבות המלח של Uyuni בבוליביה, בעונת הגשם. תצלום: פיטר קונלן

מחקרים נוספים, שכללו שימוש בדימות תהודה מגנטי תפקודי (fMRI) של נבדקים בריאים, הובילו להבנה מדויקת יותר של הנושא, אבל התובנה הבסיסית נותרה בעינה: שליפת ה"אות" היא תהליך שלוקחים בו חלק אזורים שונים במוח, עבודת צוות, אשר כשהיא נעשית בצורה תקינה היא מפיקה משמעות ויזואלית ללא כל מאמץ.

הגמישות המנטלית היא ירושה שאינה מובנת מאליה, שנרכשה על ידי קודמינו בעמל רב ולאורך אינספור שנים

אם המוח הוא מכונת מיון, הלהוטה למיין דברים ואנשים שאנו חווים לקטגוריות מוכרות, אז למידה אמיתית מוכרחה תמיד להיות מבלבלת. למידה מזיזה את מערכי קצות העצבים שלנו, את הכוכב שעל פיו אנחנו קובעים את מסלולנו, את ניצוץ המחשבה עצמה. הגמישות המנטלית היא ירושה שאינה מובנת מאליה, שנרכשה על ידי קודמינו בעמל רב ולאורך אינספור שנים, והיא משמשת מטפורה מוצלחת לאופן שבו מדענים יכולים ללמוד לראות באמצעות מכשירי-עיניים חדשים.

במדע, ראייה חדשה תובעת לעתים שינוי מכוון (ושנוי במחלוקת) של פרדיגמות, כמו המעבר ממפת הכוכבים של תלמי לאלה של קופרניקוס וגלילאו. לעתים הדבר מתרחש במקרה. במובן העמוק, כל המידע שנמסר לנו ממכשירינו הוא אות; הרעש הוא בסך הכול החלק שבו איננו מעוניינים. כלומר, הפרדת האות מן הרעש [שברקע] תלויה בצופה ובמטרתו. "הרעש" שארנו פנזיאס ורוברט וילסון קלטו ב-1964 בגלאי הגלים הקצרים שלהם במעבדות "בל" בניו ג'רזי הוביל לאחת התגליות המדהימות ביותר במדע. אחרי ניסיונות הרואיים לצמצם את רחשי הרקע שמכשיריהם איתרו, הם הבינו כי מקורו אינו במכשיר עצמו, וגם לא בסביבה העירונית שבה פעלו. הם גילו שה"רעש" מגיע מן השמיים, מכל הכיוונים, ובסופו של דבר הם הבינו כי הוא חלק מן הרקע הקוסמי, שריד לקרינה ו"אות" מהמפץ הגדול. כיום, חמישים שנה לאחר מכן, הנתונים המפורטים על תנודות בקרינה הזו משמשים ראיה מרכזית בזכותה קוסמולוגים רבים מאמינים בקיומה של אנרגיה אפלה.

הפרויקטים המדעיים המטיבים יותר מכל להרחיב את ההבנה שלנו באשר לראיית חדשה של דברים, וחושפים את טבען המטריד של התצפיות, הם אלה הנעשים בשיתופי פעולה בינלאומיים וכוללים אלפי בני אדם, כמו ניסוי LIGO [לגילוי גלי כבידה]. ניסויים כאלה מתוארים תכופות כ"פותחים צוהר חדש" אל הקוסמוס – אף שאיש אינו "רואה" גל כבידה בניסוי הזה, ממש כמו ששום נוירון במוח אינו רואה פרחים. בשני המקרים, הראייה היא תהליך רב משתתפים, הדורש השוואה בין אותות רועשים ובין מודלים אידיאליים.

לפני יותר ממאה שנה, אלברט איינשטיין צפה כי עיוות בחלל ובזמן יתפשט במהירות האור, כמו גל המתחולל בקריעה של בד. גלי החלל-זמן הללו הם גלי כבידה. חשבו על פרץ שלי גלי כבידה המגיעים מגלקסיה רחוקה, הפולטת אותם לאחר התנגשות של שני חורים שחורים. הכבידה חלשה מאוד לעומת הכוחות האלקטרומגנטיים המחברים את מרבית האובייקטים בעולם זה לזה, ומעניקים לעולם את היציבות שנראית לנו מובנת מאליה. חולשתם של גלי הכבידה פירושה, משום כל, שהשפעתם המקומית זניחה לגמרי, אלא אם אנחנו מבודדים אובייקטים עצומים זה מזה ואז מאפשרים להם לנוע בחופשיות בתגובה לגל חולף של חלל-זמן. גלי הכבידה מייצרים תנודות במיקום היחסי של אותם אובייקטים, בדומה לתנועתם של עלים הצפים על פני המים באגם כשגל חולף ביניהם.

גלי כבידה, כוכבי נויטרונים

ייצוג דו-ממדי של גלי כבידה שנוצרים משני כוכבי נויטרונים החגים זה סביב זה. תמונה: NASA, ויקיפדיה

אם איינשטיין צדק, אנו נשטפים ללא הרף בגלים כאלה, אבל לא הבחנו במידע שהם נושאים –  עד היום. ובמקרה של LIGO, גלי הכבידה יצרו תזוזה קלה –  בממדים של חלקיק מקוטר הגרעין –  במיקום היחסי של שני צמדי מראות במשקל 40 ק"ג, המרוחקים זה מזה ארבעים קילומטרים. הגלאי פיצל קרן לייזר לשתיים, ירה אותה אל המראות ונתן לקרניים שחזרו משם להיפגש שוב, וכך מדד תבנית התאבכות משתנה בזמן שאפשר להתאימה לתחזיות תאורטיות.

בגלל המורכבות של חוויית הראייה ושל התצפית המדעית גם יחד, ברור כי לא מספיק לראות כדי להאמין, אלא האמונה משפיעה גם היא על הבנתנו את מה שאנו רואים

בנוסף למדידות, נערכות אלפי הדמיות המשתמשות במשוואות של איינשטיין, בשפה המתמטית של תורת היחסות הכללית. ההדמיות הללו מייצרות אותות אפשריים –  משהו כמו "אטלס של גלי כבידה" –  אסופה של תיאורים אידיאלים של מה ש-LIGO אמור לגלות כשאירועים מסוימים מתרחשים במקום רחוק בקוסמוס. ההדמיות האלה הן תשובות לשאלות מסוג "מה אם?" כמו, למשל: מה אם שני חורים שחורים, שלכל אחד מסה גדולה פי עשר מהשמש, התנגשו במרחק של 5 מיליארד שנות אור? מה אם גודלו של חור שחור אחד פי חמש ממסת השמש, והאחר פי 15, והמרחק הוא 3 מיליארד שנות אור? על ידי שינוי המסות ומאפייני המסלולים המעגליים שמהם מתחילה ההדמיה, לצד מרחק האירוע, מתגלית ההתאמה הטובה ביותר לאות שנמדד. אם ההתאמה בין האות הנמדד לדגם האידיאלי טובה מספיק, צוות LIGO מסיק ששני החורים השחורים כנראה התנגשו לפני מיליארד שנה. וכך, האנושות יכולה לראות גלים של חלל-זמן במקום שבו היינו בעבר עיוורים לגלי כבידה.

אם בנייה של טלסקופ חדש, החל בכזה המבוסס על גלי רדיו ועד כזה המבוסס על קרני גמא, היא כמו תוספת של עין אלקטרומגנטית נוספת, LIGO הוא למעשה כמו תוספת של איבר חישה שלם. ויותר מזה, איבר החישה החדש שלנו יכול לראות ישירות אל תוך אזורים ביקום שהיו חסומים בפני כל העיניים האלקטרומגנטיות הקודמות שלנו.

בגלל המורכבות של חוויית הראייה ושל התצפית המדעית גם יחד, ברור כי לא מספיק לראות כדי להאמין, אלא האמונה משפיעה גם היא על הבנתנו את מה שאנו רואים. המסננים שאנו מביאים לחוויה החושית מוכרים בשם "הטיה קוגניטיבית" אבל בהקשר של תצפית מדעית הם מכונים "ידע מוקדם". לכנות אותם ידע מוקדם אין פירושו שאנחנו בטוחים כי הם נכונים –  אנחנו רק משערים שהם אמיתיים כדי להכין תחזיות. למשל, חוקרי LIGO מניחים שהמשוואות של איינשטיין הן אוניברסליות. מכאן נובע כי ניתן לבחון את המשוואות בסביבה שלנו, אבל אנו מניחים שהן מתארות נכונה גם את תנועת החורים השחורים במרחק מיליארדי שנות אור.

אטקאמה, טלסקופ, מדבר, צ'ילה

טלסקופים מביטים בשמיים במדבר אקקאמה בצ'ילה. תצלום: European Southern Observatory

אף שאנחנו מוכרחים להתחיל מידע מוקדם, שאליו אנו מתייחסים כאל אמת, אנחנו חייבים גם להיות מוכנים להפתעות, אחרת לעולם לא נוכל ללמוד דבר מה חדש

אם לא נניח כל הנחה קודמת, לא יהיה לנו על מה להתבסס. החול הטובעני של הספק הקיצוני והבלתי מרוסן יבלע אותנו לתוכו, מבלי שיהיה לנו במה להיאחז. נישאר לנצח למרגלות הצוק של העולם, ולא נהיה מסוגלים להתחיל בטיפוס. עם זאת, אף שאנחנו מוכרחים להתחיל מידע מוקדם, שאליו אנו מתייחסים כאל אמת, אנחנו חייבים גם להיות מוכנים להפתעות, אחרת לעולם לא נוכל ללמוד דבר מה חדש. במובן זה, המדע הוא תמיד בעל ראש-יאנוסי, אל הסִפים הרומי שמביט בו זמנית אל העבר ואל העתיד. למידה היא בעיקרה עדכון של ההטיות שלנו, ולא ביטולן. אנחנו זקוקים להן תמיד, כדי להתחיל, אבל אנחנו חייבים לוודא שיהיו פתוחות לשינוי, אחרת לא נוכל לנצל את המראות החדשים שהטכנולוגיה המתקדמת שלנו מאפשרת לנו לראות.

המצאת הטלסקופ בישרה את תחילתו של עידן חדש בראייה האנושית. היא הובילה למבול של תצפיות חדשות –  ולהשתוממות גדולה. אסטרונומים נאלצו שוב ושוב להתמודד עם תמונות שנראו מבעד לעדשותיהם, אך הם לא הבינו מהם, לא רק במונחים של מציאת תיאוריה פיזיקלית שתסביר את מה שראו, אלא ברמה הבסיסית יותר: הם התקשו לזהות תבניות ויזואליות יציבות החוזרות על עצמן, כדי ליצור סוג של מקבילה אסטרונומית ל"אטלס העננים".

בספרו Planets and Perception (משנת 1988), ההיסטוריון של האסטרונומיה ויליאם שיהאן (Sheehan) מציין כי דרך טובה לגלות שאיננו מבינים משהו, היא לנסות לצייר אותו. משום כך הוא מתעניין כל כך באיורים המוקדמים של מי שצפו בטלסקופ בירח, במאדים ובטבעות שבתאי. אילו היבטים של השדה הוויזואלי היו החשובים ביותר? מה מבין המשטחים, הצורות והמרקמים התלכדו למבנים מובנים? מה היה קרוב יותר ומה רחוק? מה מוצלל, ומה נתפש כצבע? עד שגלילאו מצא תשובות לרבות מהשאלות הללו, אסטרונומים התקשו לפענח את חוויות התצפיות הליליות שלהם, וחוקרים כיום מתמודדים עם אותן בעיות בניסיונם ליצור מערכות של ראיית-מכונה.

עין, פיל

עין של פיל. תצלום: Inbetween Architects

התהליך החזרתי של ללמוד-לראות ולאחר מכן לראות-כדי-ללמוד ממשיך בקצב. אבל בארבע מאות השנים מאז שגלילאו רכן והביט בעד הגליל האופטי שלו, המוח האנושי לא השתנה כל כך, אם בכלל. המהפכה האמיתית מגיעה, משום כך, מן המכשירים החדשים שלנו, התיאוריות החדשות ושיטת הניתוח החדשות המתאפשרות הודות לציוד החדש. גלאים חושפים את מה שהיה קודם מוסתר, ושלב ה"ללמוד-לראות" בלולאה הזו כרוך באלגוריתמים ממוחשבים יותר ויותר חזקים ומדויקים, המחפשים תבניות בתצפיות החדשות הללו. כפי שדסטון טוען, האובייקטיביות של התצפיות המדעיות פירושה פירוק העולם לחלקים, ומתן שם לכל חלק כזה, בהתבסס על האידיאליזציה המשותפת שלנו. אבל כיום הדבר נעשה באמצעות שימוש בזרם של מידע מרשתות בינלאומיות של גלאים וטלסקופים, בסיוע אלגוריתמים חכמים העוזרים לנו להעניק שמות וללמוד למצוא דרך בשיטפון של מידע, שמגמד אחת לשנייה את כמות המידע שנאסף על ידי גלילאו במהלך חיים שלמים של תצפיות. המכונות שלנו נתנו לנו עיניים חדשות, כדי שנוכל לראות בעולם דברים שהיו שם כל הזמן.

אם ישנם במדע אזורי ספר שטרם נחקרו, אלה יהיו לנצח דומים למרחבי הספר האמריקנים בעת מפקד האוכלוסין של 1890 –  אזורים שנחשבו מיושבים בדלילות, מפורקים למובלעות מבודדות וביניהם פערים עצומים. הביולוג האבולוציוני א. א. ווילסון טוען כי סביר להניח שישנם מיליוני מינים שטרם גילינו. איפה הם? מתחת לאף, במעמקי הים, וחבויים במקומות שהם עדיין נידחים. לא צללנו למעמקי הטבע, אפילו לא בכדור הארץ המוכר שלנו.

כשחושבים על מערכת השמש ואף מעבר אליה, מדהים להבין כמה דברים יש עוד ללמוד שם. העולם אינסופי לכל הכיוונים, כפי שכתב הפיזיקאי התיאורטי פרימן דייסון בשנת 1988: כשאנו מביטים החוצה אל הכוכבים, פנימה אל גרעין האטום, ולצדדים, אנחנו מגלים את המורכבות אינסופית של הביוספרה ושל התרבויות האנושיות, את הזיזים והקפלים של הניאו-קורטקס האנושי שמצליחים להכיל את כל מה שמואר ואפל במהותנו. צבא של מדענים לעולם לא יספיק כדי להבין את כל זה. זהו פרויקט אינסופי עבור המין שלנו. הבה נקווה שתמיד נהיה כמו גלילאו, שכיוון את הטלסקופ שלו לראיית לילה –  נכונים להידהם, מוכנים לראות בדרכים חדשות, כשמוחנו הוא כמו חומר בערה המוכן להידלק.

 

אם הגעת עד לכאן....

...יש לנו בקשה קטנה. קוראים רבים נהנים מהתכנים האיכותיים ש'אלכסון' מציע ללא כל תמורה. כחלק מתפיסת עולמנו החלטנו לוותר על הכנסה מפרסומות וממקורות אחרים כדי לא להפריע את חווית הקריאה. הפקת כתב העת ברמה כזאת כרוכה בהשקעה רבה של עבודה וכסף: עריכה, תרגום ורכישת זכויות פרסום בחו'ל. אם הערכים והרעיונות ש'אלכסון' מקדם קרובים לליבך ואם יש בך הערכה לעבודתנו אנו מבקשים את תמיכתך כדי להבטיח את הקיימות ארוכת הטווח של כתב העת.

לתמוך באלכסון

ג'ין טרייסי (Gene Tracy) היה מיסדו ומנהלו של האמנויות החופשיות (Center for the Liberal Arts) באוניברסיטת ויליאם אנד מרי בווירג'יניה, ארה"ב. ספרו האחרון Ray Tracing and Beyond: Phase Space Methods in Plasma Wave Theory ראה אור ב-2014.

AEON Magazine. Published on Alaxon by special permission. For more articles by AEON, follow us on Twitter.

תורגם במיוחד לאלכסון על ידי דפנה לוי

תמונה ראשית: מופשט בגוונים. תצלום: סטיב ג'ונסון, unsplash.com

Photo by Steve Johnson on Unsplash

מאמר זה התפרסם באלכסון ב על־ידי ג'ין טרייסי, AEON.


תגובות פייסבוק

תגובה אחת על העיניים רואות, המוח נדלק

אנו רואים את הקו הראשון גדול יותר מהקו השני שלמעשה שניהם שווים
}----------------{
{----------------}

אני ממליץ בחום על הספר הנודע "לחשוב מהר, לחשוב לאט" של חתן פרס נובל לכלכלה - דניאל כהנמן

אני גם ממליץ על המאמר שלי בשם "מושכל ראשון"

https://socialrevolutioninhumanthinking.wordpress.com/2017/01/25/%D7%9E%D7%95%D7%A9%D7%9B%D7%9C-%D7%A8%D7%90%D7%A9%D7%95%D7%9F/