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L'Unreal Univers — En voyant la lumière en science et spiritualité

Nous savons que notre univers est un peu irréel. Les étoiles que nous voyons dans le ciel de nuit, par exemple, ne sont pas vraiment là. Ils ont déménagé ou sont même morts au moment où nous arrivons à les voir. Ce retard est dû au temps que met la lumière des étoiles et des galaxies lointaines nous rejoindre. Nous savons de ce retard.

Le même retard à voir une manifestation a moins connue de la façon dont nous percevons des objets en mouvement. Il déforme notre perception telle que quelque chose qui vient vers nous examinerions comme si elle vient en plus vite. Aussi étrange que cela puisse paraître, cet effet a été observé dans les études astrophysiques. Certains des corps célestes ne regardent comme si elles se déplacent plusieurs fois la vitesse de la lumière, alors que leur “réel” la vitesse est probablement beaucoup plus faible.

Maintenant, cet effet soulève une question intéressante–ce qui est le “réel” speed? Si voir c'est croire, la vitesse, nous voyons devrait être la vitesse réelle. Puis à nouveau, nous savons de l'effet du temps de Voyage lumière. Nous devons donc corriger la vitesse que nous voyons avant le croire. Qu'est-ce donc fait “vue” signifier? Lorsque nous disons que nous voyons quelque chose, Qu'entendons-nous vraiment?

Lumière en physique

Voir implique la lumière, évidemment. La vitesse finie des influences de la lumière et déforme la façon dont nous voyons les choses. This fact should hardly come as a surprise because we do know that things are not as we see them. Le soleil que nous voyons est déjà huit minutes vieux au moment où nous le voyons. Ce retard n'est pas une grosse affaire; si nous voulons savoir ce qui se passe sur le soleil maintenant, tout ce que nous avons à faire est d'attendre huit minutes. Nous, nonetheless, have to “correct” les distorsions dans notre perception en raison de la vitesse finie de la lumière avant que nous pouvons faire confiance à ce que nous voyons.

Ce qui est surprenant (et rarement mis en évidence) est que quand il s'agit de détecter le mouvement, nous ne pouvons pas rétro-calculer de la même façon dont nous prenons le retard en voyant le soleil. Si nous voyons un corps céleste se déplaçant à une vitesse incroyablement élevée, nous ne pouvons pas comprendre comment rapide et dans quelle direction il est “vraiment” déplacer sans faire d'autres hypothèses. Une façon de faire cette difficulté est d'attribuer les distorsions dans la perception des propriétés fondamentales de l'arène de la physique — l'espace et le temps. Un autre cours de l'action est d'accepter la déconnexion entre notre perception et le sous-jacent “réalité” et de traiter avec elle d'une certaine façon.

Einstein a choisi la première voie. Dans son article révolutionnaire il y a plus de cent ans, il a introduit la théorie de la relativité, dans lequel il a attribué aux propriétés fondamentales de l'espace et du temps, les manifestations de la vitesse finie de la lumière. Une idée de base dans la relativité restreinte (SR) est que la notion de simultanéité doit être redéfini, car il faut un certain temps pour la lumière d'un événement à un endroit éloigné de nous rejoindre, et nous prenons conscience de l'événement. La notion de “Maintenant” ne fait pas beaucoup de sens, comme nous l'avons vu, quand nous parlons d'un événement qui se passe au soleil, par exemple. Simultanéité est relative.

Einstein défini en utilisant les instants de simultanéité dans le temps que nous détectons l'événement. Détection, comme il l'a défini, implique un Voyage aller-retour de la lumière similaire à la détection de radar. Nous envoyons la lumière, et regardez la réflexion. Si la lumière réfléchie par deux événements nous parviennent au même instant, ils sont simultanés.
Une autre façon de définir la simultanéité est à l'aide de détection — nous pouvons appeler deux événements simultanés si la lumière d'eux nous parvient au même instant. En d'autres termes, nous pouvons utiliser la lumière générée par les objets sous observation plutôt que d'envoyer la lumière à eux et regarder la réflexion.

Cette différence peut sembler un détail technique arguties, mais cela fait une énorme différence dans les prévisions que nous pouvons faire. Le choix d'Einstein en résulte une image mathématique qui possède de nombreuses propriétés souhaitables, ce qui rend le développement plus élégant.

L'autre possibilité est un avantage quand il s'agit de décrire des objets en mouvement car il correspond mieux à la façon dont nous les mesurons. Nous n'utiliser le radar pour voir les étoiles en mouvement; nous sentons simplement la lumière (ou un autre rayonnement) provenant de leur. Mais ce choix d'utiliser un paradigme sensoriel, plutôt que la détection de radar comme, pour décrire les résultats de l'univers dans une image mathématique un peu plus laid.

La différence mathématique engendre différentes positions philosophiques, qui à son tour percoler à la compréhension de notre image physique de la réalité. A titre d'illustration, regardons un exemple de l'astrophysique. Supposons que nous observons (à travers un télescope radio, par exemple) deux objets dans le ciel, à peu près de la même forme et les propriétés. La seule chose que nous savons avec certitude est que les ondes radio de deux points dans le ciel atteindre le télescope radio au même instant dans le temps. On peut deviner que les vagues ont commencé leur voyage tout à fait il y a un certain temps.

Pour les objets symétriques, si nous supposons (comme nous le faisons régulièrement) que les vagues ont commencé le voyage à peu près au même moment dans le temps, nous nous retrouvons avec une image de deux “réel” lobes symétriques plus ou moins la façon dont les voir.

Mais il est possible que les différentes vagues proviennent du même objet (qui est en mouvement) à deux instants différents dans le temps, atteindre le télescope, au même instant. Cette possibilité explique certaines propriétés spectrales et temporelles de ces sources radio symétriques, qui est ce que je mathématiquement décrit dans un article récent de la physique. Maintenant, lequel de ces deux images devrions-nous considérer comme réel? Deux objets symétriques telles que nous les voyons ou un objet se déplaçant dans une manière de nous donner cette impression? Est-il vraiment que l'on est “réel”? Est-ce que “réel” quoi que ce soit dans ce contexte signifie?

La position philosophique implicite dans la relativité restreinte répond à cette question sans équivoque. Il y a une réalité physique sans ambiguïté à partir de laquelle nous obtenons les deux sources de radio symétriques, même si cela prend un peu de travail mathématique pour y accéder. Les mathématiques exclut la possibilité d'un seul objet en mouvement dans une telle façon que pour imiter deux objets. Essentiellement, ce que nous voyons est ce qui existe.

D'autre part, si nous définissons en utilisant l'arrivée simultanée simultanéité de la lumière, nous serons forcés d'admettre le contraire. Ce que nous voyons est assez loin de ce qui est là-bas. Nous vous avouerai que nous ne pouvons pas dissocier clairement les distorsions dues aux contraintes de la perception (la vitesse finie de la lumière étant la contrainte d'intérêt ici) de ce que nous voyons. Il y a plusieurs réalités physiques qui peuvent entraîner la même image perceptive. La seule position philosophique qui fait sens est celui qui débranche la réalité détectée et les causes de ce qui est détectée.

Ce décalage n'est pas rare dans les écoles philosophiques de la pensée. Phénoménalisme, par exemple, Considère que l'espace et le temps ne sont pas des réalités objectives. Ils ne sont que le support de notre perception. Tous les phénomènes qui se produisent dans l'espace et le temps sont regroupe simplement de notre perception. En d'autres termes, espace et le temps sont des constructions cognitives découlant de la perception. Ainsi, toutes les propriétés physiques que nous attribuons à l'espace et le temps ne peuvent s'appliquer à la réalité phénoménale (la réalité que nous sentons). La réalité nouménal (qui détient les causes physiques de notre perception), en revanche, reste hors de notre portée cognitive.

Les ramifications des deux positions philosophiques différentes décrites ci-dessus sont énormes. Depuis la physique moderne semble embrasser une vue non-phénoménologique de l'espace et le temps, elle se trouve en contradiction avec cette branche de la philosophie. Ce gouffre entre la philosophie et la physique a augmenté à un point tel que le prix Nobel physicien gagner, Steven Weinberg, demandé (dans son livre “Rêves d'une théorie finale”) pourquoi la contribution de la philosophie à la physique ont été aussi étonnamment faible. Il invite aussi des philosophes de faire des déclarations comme, “La réalité nouménal si 'provoque réalité phénoménale’ ou si la «réalité noumène est indépendant de notre détection il’ ou si «on sent la réalité nouménal,’ le problème reste que le concept de réalité noumène est un concept totalement redondante pour l'analyse de la science.”

Un, presque accidentelle, difficulté à redéfinir les effets de la vitesse finie de la lumière que les propriétés de l'espace et le temps, c'est que tout effet que nous ne comprenons obtient instantanément relégué à la sphère d'illusions d'optique. Par exemple, le délai de huit minutes en voyant le soleil, parce que nous comprenons facilement et dissocions de notre perception en utilisant l'arithmétique simple, est considéré comme une simple illusion d'optique. Cependant, les distorsions dans notre perception des objets en mouvement rapide, bien que provenant de la même source sont considérés comme une propriété de l'espace et du temps, car ils sont plus complexes.

Nous devons venir à bout avec le fait que quand il vient de voir l'univers, il n'y a pas une telle chose comme une illusion d'optique, qui est probablement ce que Goethe a fait remarquer quand il a dit, “Illusion d'optique est la vérité optique.”

La distinction (ou l'absence de) entre illusion d'optique et de la vérité est une des plus anciennes débats en philosophie. Après tout, il s'agit de la distinction entre la connaissance et la réalité. La connaissance est considérée comme notre point de vue à propos de quelque chose qui, en réalité, est “effectivement le cas.” En d'autres termes, la connaissance est une réflexion, ou une image mentale de quelque chose d'extérieur, comme représenté sur la figure ci-dessous.
Commonsense view of reality
Dans cette image, la flèche noire représente le processus de création de connaissances, qui comprend la perception, activités cognitives, et l'exercice de la raison pure. Telle est l'image que la physique a fini par accepter.
Alternate view of reality
Tout en reconnaissant que notre perception peut être imparfaite, physique suppose que nous pouvons nous rapprocher et plus proche de la réalité extérieure à travers l'expérimentation de plus en plus fine, et, plus important encore, grâce à une meilleure théorisation. Les théories spéciales et de la relativité générale sont des exemples d'applications brillantes de ce point de vue de la réalité où les principes physiques simples sont poursuivis sans relâche à l'aide formidable machine de la raison pure de leurs conclusions logiquement inévitables.

Mais il est un autre, autre point de vue de la connaissance et de la réalité qui a été autour depuis longtemps. C'est le point de vue que ce qui concerne la réalité perçue comme une représentation cognitive interne de nos entrées sensorielles, comme cela est illustré ci-dessous.

Dans ce point de vue, connaissance et la réalité perçue sont deux constructions cognitives internes, bien que nous en sommes venus à les considérer comme séparé. Ce qui est externe n'est pas la réalité telle que nous la percevons, mais une entité inconnaissable donnant lieu à des causes physiques à l'origine des entrées sensorielles. Dans l'illustration, la première flèche représente le processus de détection, et la seconde flèche représente les étapes cognitives et logiques de raisonnement. Afin d'appliquer cette vision de la réalité et de la connaissance, nous devons deviner la nature de la réalité absolue, inconnaissable comme il est. Un candidat possible à la réalité absolue est la mécanique newtonienne, qui donne une prévision raisonnable pour notre réalité perçue.

Pour résumer, quand nous essayons de traiter les distorsions dues à la perception, nous avons deux options, ou deux positions philosophiques possibles. La première consiste à accepter les distorsions dans le cadre de notre espace et le temps, comme SR ne. L'autre option est de supposer qu'il existe un “plus haute” réalité distincte de notre réalité détectée, dont les propriétés nous ne pouvons conjecture. En d'autres termes, une option est de vivre avec la distorsion, tandis que l'autre est de proposer des suppositions éclairées pour la réalité supérieure. Aucune de ces options est particulièrement attrayante. Mais le chemin est similaire à deviner le point de vue accepté dans phénoménalisme. Elle conduit aussi naturellement à la façon dont la réalité est perçue en neurosciences cognitives, qui étudie les mécanismes biologiques à l'origine de la cognition.

À mon avis, les deux options ne sont pas intrinsèquement distinctes. La position philosophique de SR peut être considéré comme provenant d'une compréhension profonde que l'espace est simplement une construction phénoménale. Si la modalité de sens introduit des distorsions dans l'image phénoménale, nous pensons que d'une façon raisonnable de le manipuler est de redéfinir les propriétés de la réalité phénoménale.

Rôle de la lumière dans notre réalité

Du point de vue de la neuroscience cognitive, tout ce que nous voyons, sens, sentir et de penser est le résultat des interconnexions neuronales dans le cerveau et les minuscules signaux électriques dans les. Ce point de vue doit être droit. Quoi d'autre est là? Toutes nos pensées et inquiétudes, connaissances et croyances, moi et la réalité, la vie et la mort — tout est simplement tirs neuronales dans l'un et demi de kilogrammes gluant, matière grise que nous appelons notre cerveau. Il n'y a rien d'autre. Rien!

En fait, ce point de vue de la réalité en neurosciences est un écho exact de phénoménalisme, qui considère tout un faisceau de perception ou mentales constructions. Espace et le temps sont également des constructions cognitives de notre cerveau, comme tout le reste. Ils sont des images mentales nos cerveaux concoctent sur les entrées sensorielles que nos sens perçoivent. Produite à partir de notre perception sensorielle et fabriqué par notre processus cognitif, le continuum espace-temps est le domaine de la physique. De tous nos sens, vue est de loin la dominante. L'entrée sensorielle à la vue de la lumière. Dans un espace créé par le cerveau de la lumière tombant sur les rétines (ou sur la photo capteurs du télescope Hubble), est-ce une surprise que rien ne peut voyager plus vite que la lumière?

Cette prise de position philosophique est la base de mon livre, L'Unreal Univers, qui explore les points communs physique et la philosophie de liaison. Ces réflexions philosophiques obtiennent habituellement une mauvaise réputation de nous physiciens. Pour les physiciens, la philosophie est un domaine tout à fait différent, un autre silo de connaissances. Nous devons changer cette croyance et apprécions le chevauchement entre les différents silos de connaissances. Il est dans ce chevauchement que nous pouvons nous attendre à trouver des percées dans la pensée humaine.

Ce grand-philosophique permanent peut paraître présomptueux et l'auto-admonestation voilée des physiciens naturellement indésirables; mais je suis titulaire d'une carte maîtresse. Sur la base de cette position philosophique, Je suis venu avec un modèle radicalement nouveau pour deux phénomènes astrophysiques, et publié dans un article intitulé, “Sont des sources radio et Gamma Ray Bursts Luminal Booms?” dans le bien connu International Journal of Modern Physics D en Juin 2007. Cet article, qui devint rapidement l'un des articles consultés haut de la revue par Jan 2008, est une application directe de la vue que la vitesse finie de la lumière déforme la façon dont nous percevons le mouvement. En raison de ces distorsions, la façon dont nous voyons les choses est loin de la façon dont ils sont.

Nous pouvons être tentés de penser que nous pouvons échapper à ces contraintes de perception en utilisant des extensions technologiques à nos sens tels que les télescopes radio, microscopes électroniques ou des mesures de vitesse spectroscopique. Après tout, ces instruments ne sont pas “perception” en soi et devrait être immunisé contre les faiblesses humaines dont nous souffrons. Mais ces instruments sans âme mesurent également notre univers en utilisant des supports d'information limités à la vitesse de la lumière. Nous, donc, ne peuvent pas échapper aux contraintes de base de notre perception même lorsque nous utilisons des instruments modernes. En d'autres termes, le télescope Hubble peut voir un milliard d'années lumière plus loin que nos yeux nus, mais ce qu'il voit est encore un milliard d'années de plus que ce que nos yeux voient.

notre réalité, si technologiquement amélioré ou construit sur des entrées sensorielles directes, est le résultat final de notre processus de perception. Dans la mesure où notre longue perception de la gamme est basée sur la lumière (et est donc limitée à sa vitesse), nous obtenons seulement une image déformée de l'univers.

Lumière en philosophie et spiritualité

La torsion de cette histoire de la lumière et la réalité est que nous semblons avoir connu tout cela pendant une longue période. les écoles philosophiques classiques semblent avoir pensé le long des lignes très similaires à l'expérience de pensée d'Einstein.

Une fois que nous apprécions la place particulière accordée à la lumière de la science moderne, nous devons nous demander comment les différents notre univers aurait été en l'absence de lumière. Bien sûr, la lumière est seulement une étiquette que nous attachons à une expérience sensorielle. Donc, pour être plus précis, nous devons poser une autre question: si nous n'avons pas sens qui ont répondu à ce que nous appelons la lumière, cela affecterait la forme de l'univers?

La réponse immédiate de toute normale (c'est, non-philosophie) personne est qu'il est évident. Si tout le monde est aveugle, tout le monde est aveugle. Mais l'existence de l'univers est indépendant de savoir si nous pouvons le voir ou non. Est-ce que? Qu'est-ce que cela signifie de dire l'univers existe, si nous ne pouvons pas le sentir? De… l'énigme séculaire de l'arbre qui tombe dans une forêt déserte. Remember, l'univers est une construction cognitive ou une représentation mentale de l'entrée de la lumière à nos yeux. Ce n'est pas “out there,” mais dans les neurones de notre cerveau, comme tout le reste est. En l'absence de lumière dans nos yeux, il n'y a pas d'entrée d'être représentés, ergo pas d'univers.

Si nous avions senti l'univers en utilisant des modalités qui opéraient à d'autres vitesses (écholocation, par exemple), ce sont ces vitesses qui aurait figuré dans les propriétés fondamentales de l'espace et le temps. Telle est la conclusion incontournable de phénoménalisme.

Le rôle de la lumière dans la création de notre réalité ou l'univers est au cœur de la pensée religieuse occidentale. Un univers dépourvu de lumière n'est pas simplement un monde où vous avez éteint les lumières. Il est en effet un univers dépourvu de lui-même, un univers qui n'existe pas. C'est dans ce contexte que nous devons comprendre la sagesse derrière la déclaration que “la terre était sans forme, et non avenu” jusqu'à ce que Dieu a fait la lumière soit, en disant “Que la lumière soit.”

Le Coran dit aussi, “Allah est la lumière des cieux et de la terre,” qui se reflète dans l'un des anciens écrits hindous: “Conduis-moi de l'obscurité à la lumière, Conduis-moi de l'irréel au réel.” Le rôle de la lumière en nous tenant du vide irréel (le néant) à une réalité a été bien compris depuis longtemps, longtemps. Est-il possible que les saints et les prophètes anciens savaient des choses que nous commençons seulement maintenant à découvrir avec tous nos progrès supposés de connaissances?

Je sais que je peux se précipiter là où les anges craignent de marcher, pour réinterpréter les Écritures est un jeu dangereux. Ces interprétations étrangers sont les bienvenus rarement dans les cercles théologiques. Mais je me réfugie dans le fait que je suis à la recherche d'approbation dans les vues métaphysiques de philosophies spirituelles, sans diminuer leur valeur mystique ou théologique.

Les parallèles entre la distinction nouménale-phénoménale phénoménalisme et la distinction Brahman-Maya en Advaïta sont difficiles à ignorer. Cette sagesse éprouvée sur la nature de la réalité du répertoire de la spiritualité est maintenant réinventé dans les neurosciences modernes, qui traite la réalité comme une représentation cognitive créée par le cerveau. Le cerveau utilise les entrées sensorielles, mémoire, conscience, et même langue comme ingrédients dans concocter notre sens de la réalité. Ce point de vue de la réalité, cependant, est quelque chose de physique est encore à se réconcilier avec. Mais dans la mesure où son arène (l'espace et le temps) est une partie de la réalité, la physique n'est pas à l'abri de la philosophie.

Comme nous poussons les limites de nos connaissances de plus en plus, nous commençons à découvrir les interconnexions insoupçonnés et souvent surprenantes entre les différentes branches d'efforts humains. Dans l'analyse finale, la façon dont les divers domaines de la connaissance peuvent être indépendants les uns des autres quand toutes nos connaissances réside dans notre cerveau? La connaissance est une représentation cognitive de nos expériences. Mais alors, il en est de la réalité; il est une représentation cognitive de nos entrées sensorielles. C'est une erreur de penser que la connaissance est notre représentation interne d'une réalité extérieure, et donc distincte de lui. Connaissance et la réalité sont deux constructions cognitives internes, bien que nous en sommes venus à les considérer comme séparé.

Reconnaissant et utiliser des interconnexions entre les différents domaines de l'activité humaine peut être le catalyseur pour la prochaine percée dans notre sagesse collective que nous attendons.

incertitude Principe

Le principe d'incertitude est la deuxième chose en physique qui a capturé l'imagination du public. (La première est une E=mc^2.) Il dit quelque chose apparemment simple — vous pouvez mesurer deux propriétés complémentaires d'un système uniquement à une certaine précision. Par exemple, si vous essayez de comprendre où un électron est (mesurer sa position, c'est) de plus en plus précisément, sa vitesse devient de plus en plus incertain (ou, la mesure de la dynamique devient imprécise).

Où vient ce principe de? Avant que nous puissions poser cette question, nous devons examiner ce que le principe dit vraiment. Voici quelques interprétations possibles:

  1. Position et la vitesse d'une particule sont intrinsèquement liés. Comme nous mesurons l'ampleur avec plus de précision, le type de particule “étale,” comme le personnage de George Gamow, M.. Tompkins, met. En d'autres termes, il est juste une de ces choses; la façon dont le monde fonctionne.
  2. Lorsque nous mesurons la position, on perturbe l'élan. Les sondes de mesure sont “trop gros,” pour ainsi dire. Comme nous augmentons la précision de la position (en faisant la lumière de longueurs d'onde plus courtes, par exemple), on perturbe la dynamique de plus en plus (parce que plus courte lumière de longueur d'onde a une plus grande énergie / impulsion).
  3. Étroitement liée à cette interprétation est une vue que le principe d'incertitude est une limite de perception.
  4. Nous pouvons aussi penser au principe d'incertitude comme une limite cognitive si l'on considère qu'une théorie avenir pourrait dépasser ces limites.

Bien, les deux dernières interprétations sont les miennes, de sorte que nous ne serons pas en discuter en détail ici.

La première vue est actuellement populaire et est liée à la soi-disant interprétation de Copenhague de la mécanique quantique. Il est un peu comme les comptes clos de l'hindouisme — “Telle est la nature de l'Absolu,” par exemple. Précis, peut être. Mais peu d'utilité pratique. Ignorons pour qu'il ne soit pas trop ouvert aux discussions.

La seconde interprétation est généralement comprise comme une difficulté expérimentale. Mais si la notion de dispositif expérimental est élargi pour inclure l'observateur humain inévitable, nous arrivons à la troisième vue de la limitation de la perception. Dans ce point de vue, il est effectivement possible de “dériver” le principe d'incertitude.

Supposons que nous utilisons un faisceau de lumière de longueur d'onde \lambda d'observer la particule. La précision dans la position que nous pouvons espérer atteindre est de l'ordre de \lambda. En d'autres termes, \Delta x \approx \lambda. En mécanique quantique, l'impulsion de chaque photon dans le faisceau de lumière est inversement proportionnelle à la longueur d'onde. Au moins un photon est reflété par la particule de sorte que nous pouvons le voir. Si, par la loi de conservation classique, la dynamique de la particule doit changer au moins \Delta p \approx constante\lambda de ce qu'elle était avant la mesure. Ainsi, par des arguments de perception, nous obtenons quelque chose de similaire au principe d'incertitude de Heisenberg \Delta x \Delta p = constante.

Nous pouvons faire cet argument plus rigoureuse, et obtenir une estimation de la valeur de la constante. La résolution d'un microscope est donnée par la formule empirique: 0.61\lambda/NA, where NA est l'ouverture numérique, qui a une valeur maximale d'un. Ainsi, la meilleure résolution spatiale est 0.61\lambda. Chaque photon dans le faisceau lumineux a une impulsion 2\pi\hbar/\lambda, qui est l'incertitude sur la dynamique de particules. Donc, nous obtenons \Delta x \Delta p = (0.61\lambda)(2\pi\hbar) \approx 4\hbar, environ un ordre de grandeur plus grand que la limite de la mécanique quantique. Grâce à des arguments statistiques plus rigoureuses, liée à la résolution spatiale et la dynamique attendue transféré, il peut possible de dériver le principe d'incertitude de Heisenberg à travers cette ligne de raisonnement.

Si l'on considère le point de vue philosophique que notre réalité est un modèle cognitif de nos stimuli perceptifs (qui est le seul point de vue qui fait sens pour moi), mon quatrième interprétation du principe d'incertitude étant une limitation cognitive également titulaire d'un peu d'eau.

Référence

La dernière partie de cet article est un extrait de mon livre, L'Unreal Univers.

Zen et l'art de l'entretien de moto

Une fois, Je ai eu quelques doutes sur ma santé mentale. Après tout, si vous vous trouvez en cause la realness de la réalité, vous devez vous demander — est-ce la réalité qui est irréel, ou votre santé mentale?

Quand je ai partagé mes préoccupations avec cet ami philosophiquement incliné de la mine, elle m'a rassuré, “Sanity est surfaite.” Après la lecture Zen et l'art de l'entretien de moto, Je pense qu'elle avait raison. Peut-être qu'elle ne va pas assez loin — peut être la folie est sous-estimée manière.

Zen et l'art de l'entretien de moto définit la folie comme le processus de renforcement mythos extérieur; mythos étant la somme totale combinée de nos connaissances transmises au fil des générations, la “bon sens” une logique qui le précède. Si la réalité ne est pas de bon sens, ce qui est? Et douter de la realness de la réalité, presque par définition, intensifie en dehors des limites de mythos. Donc, il se adapte; mes préoccupations ont été en effet bien-fondé.

Mais un bon ajustement ne ya aucune garantie de la “justesse” d'une hypothèse, comme Zen et l'art de l'entretien de moto nous enseigne. Étant donné assez de temps, nous pouvons toujours trouver une hypothèse qui correspond à nos observations. Le processus de formulation d'hypothèses à partir d'observations et d'expériences est comme essayer de deviner la nature d'un objet de l'ombre qu'il projette. Et une projection est précisément ce que notre réalité est — une projection de formes inconnues et les processus dans notre espace sensoriel et cognitif, dans nos mythos et logos. Mais ici, I may be pushing my own agenda rather than the theme of the book. Mais il ne rentre, il ne est pas? Ce est pourquoi je me suis retrouvé en murmurant “Exactement!” encore et durant mes trois lectures du livre, et pourquoi je vais lire beaucoup plus de temps à l'avenir. Rappelons-nous à nouveau, un bon ajustement ne dit rien sur la justesse d'une hypothèse.

One such reasonable hypothesis of ours is about continuity We all assume the continuity of our personality or selfhood, which is a bit strange. I know that I am the same person I was twenty years ago — older certainly, wiser perhaps, but still the same person. But from science, I also know for a fact that every cell, every atom and every little fundamental particle in my body now is different from what constituted my body then. The potassium in the banana I ate two weeks ago is, for instance, what may be controlling the neuronal firing behind the thought process helping me write this essay. But it is still me, not the banana. We all assume this continuity because it fits.

Losing this continuity of personality is a scary thought. How scary it is is what Zen and the Art of Motorcycle Maintenance tells you. As usual, I’m getting a bit ahead of myself. Let’s start at the beginning.

In order to write a decent review of this book, it is necessary to summarize the “story” (which is believed to be based on the author’s life). Like most great works of literature, the story flows inwards and outwards. Outwardly, it is a story of a father and son (Pirsig and Chris) across the vast open spaces of America on a motorbike. Inwardly, it is a spiritual journey of self-discovery and surprising realizations. At an even deeper level, it is a journey towards possible enlightenment rediscovered.

The story begins with Pirsig and Chris riding with John and Sylvia. Right at the first unpretentious sentence, “I can see by my watch, without taking my hand from the left grip of the cycle, that it is eight-thirty in the morning,” it hit me that this was no ordinary book — the story is happening in the present tense. It is here and now — the underlying Zen-ness flows from the first short opening line and never stops.

The story slowly develops into the alienation between Chris and his father. The “father” comes across as a “selfish bastard,” as one of my friends observed.

The explanation for this disconnect between the father and the son soon follows. The narrator is not the father. He has the father’s body all right, but the real father had his personality erased through involuntary shock treatments. The doctor had reassured him that he had a new personality — not that he was a new personality.

The subtle difference makes ample sense once we realize that “he” and his “personality” are not two. And, to those of us how believe in the continuity of things like self-hood, it is a very scary statement. Personality is not something you have and wear, like a suit or a dress; it is what you are. If it can change, and you can get a new one, what does it say about what you think you are?

In Pirsig’s case, the annihilation of the old personality was not perfect. Besides, Chris was tagging along waiting for that personality to wake up. But awakening a personality is very different from waking a person up. It means waking up all the associated thoughts and ideas, insights and enlightenment. And wake up it does in this story — Phaedrus is back by the time we reach the last pages of the book.

What makes this book such a resounding success, (not merely in the market, but as an intellectual endeavor) are the notions and insights from Phaedrus that Pirsig manages to elicit. Zen and the Art of Motorcycle Maintenance is nothing short of a new way of looking at reality. It is a battle for the minds, yours and mine, and those yet to come.

Such a battle was waged and won ages ago, and the victors were not gracious and noble enough to let the defeated worldview survive. They used a deadly dialectical knife and sliced up our worldview into an unwieldy duality. The right schism, according to Phaedrus and/or Pirsig, would have been a trinity.

The trinity managed to survive, albeit feebly, as a vanquished hero, timid and self-effacing. We see it in the Bible, for instance, as the Father, the Son and the Holy Spirit. We see it Hinduism, as its three main gods, and in Vedanta, a line of thought I am more at home with, as Satyam, Shivam, Sundaram — the Truth, ???, the Beauty. The reason why I don’t know what exactly Shivam means indicates how the battle for the future minds was won by the dualists.

It matters little that the experts in Vedanta and the Indian philosophical schools may know precisely what Shivam signifies. I for one, and the countless millions like me, will never know it with the clarity with which we know the other two terms — Sundaram and Satyam, beauty and truth, Maya and Brahman, aesthetics and metaphysics, mind and matter. The dualists have so completely annihilated the third entity that it does not even make sense now to ask what it is. They have won.

Phaedrus did ask the question, and found the answer to be Quality — something that sits in between mind and matter, between a romantic and a classical understanding of the world. Something that we have to and do experience before our intellect has a chance to process and analyze it. Zen.

However, in doing so, Phaedrus steps outside our mythos, and is hence insane.

If insanity is Zen, then my old friend was right. Sanity is way overrated.

Photo by MonsieurLui

Perception, Physics and the Role of Light in Philosophy

Reality, as we sense it, is not quite real. The stars we see in the night sky, for instance, are not really there. They may have moved or even died by the time we get to see them. This unreality is due to the time it takes for light from the distant stars and galaxies to reach us. We know of this delay.

Even the sun that we know so well is already eight minutes old by the time we see it. This fact does not seem to present particularly grave epistemological problems – if we want to know what is going on at the sun now, all we have to do is to wait for eight minutes. We only have to ‘correct’ for the distortions in our perception due to the finite speed of light before we can trust what we see. The same phenomenon in seeing has a lesser-known manifestation in the way we perceive moving objects. Some heavenly bodies appear as though they are moving several times the speed of light, whereas their ‘real’ speed must be a lot less than that.

What is surprising (and seldom highlighted) is that when it comes to sensing motion, we cannot back-calculate in the same kind of way as we can to correct for the delay in observation of the sun. If we see a celestial body moving at an improbably high speed, we cannot calculate how fast or even in what direction it is ‘really’ moving without first having to make certain further assumptions.

Einstein chose to resolve the problem by treating perception as distorted and inventing new fundamental properties in the arena of physics – in the description of space and time. One core idea of the Special Theory of Relativity is that the human notion of an orderly sequence of events in time needs to be abandoned. In fact, since it takes time for light from an event at a distant place to reach us, and for us to become aware of it, the concept of ‘now’ no longer makes any sense, for example, when we speak of a sunspot appearing on the surface of the sun just at the moment that the astronomer was trying to photograph it. Simultaneity is relative.

Einstein instead redefined simultaneity by using the instants in time we detect the event. Detection, as he defined it, involves a round-trip travel of light similar to radar detection. We send out a signal travelling at the speed of light, and wait for the reflection. If the reflected pulse from two events reaches us at the same instant, then they are simultaneous. But another way of looking at it is simply to call two events ‘simultaneous’ if the light from them reaches us at the same instant. In other words, we can use the light generated by the objects under observation rather than sending signals to them and looking at the reflection.

This difference may sound like a hair-splitting technicality, but it does make an enormous difference to the predictions we can make. Einstein’s choice results in a mathematical picture that has many desirable properties, including that of making further theoretical development more elegant. But then, Einstein believed, as a matter of faith it would seem, that the rules governing the universe must be ‘elegant.’ However, the other approach has an advantage when it comes to describing objects in motion. Because, of course, we don’t use radar to see the stars in motion; we merely sense the light (or other radiation) coming from them. Yet using this kind of sensory paradigm, rather than ‘radar-like detection,’ to describe the universe results in an uglier mathematical picture. Einstein would not approve!

The mathematical difference spawns different philosophical stances, which in turn percolate to the understanding of our physical picture of reality. As an illustration, suppose we observe, through a radio telescope, two objects in the sky, with roughly the same shape, size and properties. The only thing we know for sure is that the radio waves from these two different points in the sky reach us at the same instant in time. We can only guess when the waves started their journeys.

If we assume (as we routinely do) that the waves started the journey roughly at the same instant in time, we end up with a picture of two ‘real’ symmetric lobes more or less the way see them. But there is another, different possibility and that is that the waves originated from the same object (which is in motion) at two different instants in time, reaching the telescope at the same instant. This possibility would additionally explain some spectral and temporal properties of such symmetric radio sources. So which of these two pictures should we take as real? Two symmetric objects as we see them or one object moving in such a way as to give us that impression? Does it really matter which one is ‘real’? Does ‘real’ mean anything in this context?

Special Relativity gives an unambiguous answer to this question. The mathematics rules out the possibility of a single object moving in such a fashion as to mimic two objects. Essentially, what we see is what is out there. Yet, if we define events by what we perceive, the only philosophical stance that makes sense is the one that disconnects the sensed reality from the causes lying behind what is being sensed.

This disconnect is not uncommon in philosophical schools of thought. Phenomenalism, for instance, holds the view that space and time are not objective realities. They are merely the medium of our perception. All the phenomena that happen in space and time are merely bundles of our perception. In other words, space and time are cognitive constructs arising from perception. Thus, all the physical properties that we ascribe to space and time can only apply to the phenomenal reality (the reality of ‘things-in-the-world’ as we sense it. The underlying reality (which holds the physical causes of our perception), by contrast, remains beyond our cognitive reach.

Yet there is a chasm between the views of philosophy and modern physics. Not for nothing did the Nobel Prize winning physicist, Steven Weinberg, wonder, in his book Dreams of a Final Theory, why the contribution from philosophy to physics had been so surprisingly small. Perhaps it is because physics has yet to come to terms with the fact that when it comes to seeing the universe, there is no such thing as an optical illusion – which is probably what Goethe meant when he said, ‘Optical illusion is optical truth.’

The distinction (or lack thereof) between optical illusion and truth is one of the oldest debates in philosophy. After all, it is about the distinction between knowledge and reality. Knowledge is considered our view about something that, in reality, is ‘actually the case.’ In other words, knowledge is a reflection, or a mental image of something external, as shown in the figure below.

ExternalToBrain

In this picture, the black arrow represents the process of creating knowledge, which includes perception, cognitive activities, and the exercise of pure reason. This is the picture that physics has come to accept. While acknowledging that our perception may be imperfect, physics assumes that we can get closer and closer to the external reality through increasingly finer experimentation, and, more importantly, through better theorization. The Special and General Theories of Relativity are examples of brilliant applications of this view of reality where simple physical principles are relentlessly pursued using formidable machine of pure reason to their logically inevitable conclusions.

But there is another, alternative view of knowledge and reality that has been around for a long time. This is the view that regards perceived reality as an internal cognitive representation of our sensory inputs, as illustrated below.

AbsolutelToBrain

In this view, knowledge and perceived reality are both internal cognitive constructs, although we have come to think of them as separate. What is external is not the reality as we perceive it, but an unknowable entity giving rise to the physical causes behind sensory inputs. In the illustration, the first arrow represents the process of sensing, and the second arrow represents the cognitive and logical reasoning steps. In order to apply this view of reality and knowledge, we have to guess the nature of the absolute reality, unknowable as it is. One possible candidate for the absolute reality is Newtonian mechanics, which gives a reasonable prediction for our perceived reality.

To summarize, when we try to handle the distortions due to perception, we have two options, or two possible philosophical stances. One is to accept the distortions as part of our space and time, as Special Relativity does. The other option is to assume that there is a ‘higher’ reality distinct from our sensed reality, whose properties we can only conjecture. In other words, one option is to live with the distortion, while the other is to propose educated guesses for the higher reality. Neither of these choices is particularly attractive. But the guessing path is similar to the view accepted in phenomenalism. It also leads naturally to how reality is viewed in cognitive neuroscience, which studies the biological mechanisms behind cognition.

The twist to this story of light and reality is that we seem to have known all this for a long time. The role of light in creating our reality or universe is at the heart of Western religious thinking. A universe devoid of light is not simply a world where you have switched off the lights. It is indeed a universe devoid of itself, a universe that doesn’t exist. It is in this context that we have to understand the wisdom behind the statement that ‘the earth was without form, and void’ until God caused light to be, by saying ‘Let there be light.’

The Koran also says, ‘Allah is the light of the heavens and the earth,’ which is mirrored in one of the ancient Hindu writings: ‘Lead me from darkness to light, lead me from the unreal to the real.’ The role of light in taking us from the unreal void (the nothingness) to a reality was indeed understood for a long, long time. Is it possible that the ancient saints and prophets knew things that we are only now beginning to uncover with all our supposed advances in knowledge?

There are parallels between the noumenal-phenomenal distinction of Kant and the phenomenalists later, and the Brahman-Maya distinction in Advaita. Wisdom on the nature of reality from the repertoire of spirituality is reinvented in modern neuroscience, which treats reality as a cognitive representation created by the brain. The brain uses the sensory inputs, memory, consciousness, and even language as ingredients in concocting our sense of reality. This view of reality, however, is something physics is still unable to come to terms with. But to the extent that its arena (space and time) is a part of reality, physics is not immune to philosophy.

In fact, as we push the boundaries of our knowledge further and further, we are discovering hitherto unsuspected and often surprising interconnections between different branches of human efforts. Yet, how can the diverse domains of our knowledge be independent of each other if all knowledge is subjective? If knowledge is merely the cognitive representation of our experiences? But then, it is the modern fallacy to think that knowledge is our internal representation of an external reality, and therefore distinct from it. Instead, recognising and making use of the interconnections among the different domains of human endeavour may be the essential prerequisite for the next stage in developing our collective wisdom.

Box: Einstein’s TrainOne of Einstein’s famous thought experiments illustrates the need to rethink what we mean by simultaneous events. It describes a high-speed train rushing along a straight track past a small station as a man stands on the station platform watching it speed by. To his amazement, as the train passes him, two lightening bolts strike the track next to either end of the train! (Conveniently, for later investigators, they leave burn marks both on the train and on the ground.)

To the man, it seems that the two lightening bolts strike at exactly the same moment. Later, the marks on the ground by the train track reveal that the spots where the lightening struck were exactly equidistant from him. Since then the lightening bolts travelled the same distance towards him, and since they appeared to the man to happen at exactly the same moment, he has no reason not to conclude that the lightening bolts struck at exactly the same moment. They were simultaneous.

However, suppose a little later, the man meets a lady passenger who happened to be sitting in the buffet car, exactly at the centre of the train, and looking out of the window at the time the lightening bolts struck. This passenger tells him that she saw the first lightening bolt hit the ground near the engine at the front of the train slightly ahead of when the second one hit the ground next to the luggage car at the rear of the train.

The effect has nothing to do with the distance the light had to travel, as both the woman and the man were equidistant between the two points that the lightening hit. Yet they observed the sequence of events quite differently.

This disagreement of the timing of the events is inevitable, Einstein says, as the woman is in effect moving towards the point where the flash of lightening hit near the engine -and away from the point where the flash of lightening hit next to the luggage car. In the tiny amount of time it takes for the light rays to reach the lady, because the train moves, the distance the first flash must travel to her shrinks, and the distance the second flash must travel grows.

This fact may not be noticed in the case of trains and aeroplanes, but when it comes to cosmological distances, simultaneity really doesn’t make any sense. For instance, the explosion of two distant supernovae, seen as simultaneous from our vantage point on the earth, will appear to occur in different time combinations from other perspectives.

In Relativity: The Special and General Theory (1920), Einstein put it this way:

‘Every reference-body (co-ordinate system) has its own particular time; unless we are told the reference-body to which the statement of time refers, there is no meaning in a statement of the time of an event.’

The Story So Far …

In the early sixties, Santa Kumari Amma decided to move to the High Ranges. She had recently started working with KSEB which was building a hydro-electric project there.The place was generically called the High Ranges, even though the ranges weren’t all that high. People told her that the rough and tough High Ranges were no place for a country girl like her, but she wanted to go anyways, prompted mainly by the fact that there was some project allowance involved and she could use any little bit that came her way. Her family was quite poor. She came from a small village called Murani (near a larger village called Mallappalli.)

Around the same time B. Thulasidas (better known as Appu) also came to the High Ranges. His familty wasn’t all that poor and he didn’t really need the extra money. But he thought, hey rowdy place anyway, what the heck? Well, to make a long story short, they fell in love and decided to get married. This was some time in September 1962. A year later Sandya was born in Nov 63. And a little over another year and I came to be! (This whole stroy, by the way, is taking place in the state of Kerala in India. Well, that sentence was added just to put the links there, just in case you are interested.) There is a gorgeous hill resort called Munnar (meaning three rivers) where my parents were employed at that time and that’s where I was born.

 [casual picture] Just before 1970, they (and me, which makes it we I guess) moved to Trivandrum, the capital city of Kerala. I lived in Trivandrum till I was 17. Lots of things happened in those years, but since this post is still (and always will be) work in progress, I can’t tell you all about it now.

In 1983, I moved to Madras, to do my BTech in Electronics and Communication at IIT, Madras. (They call the IITs the MIT of India, only much harder to get in. In my batch, there were about 75,000 students competing for about 2000 places. I was ranked 63 among them. I’m quite smart academically, you see.) And as you can imagine, lots of things happened in those four years as well. But despite all that, I graduated in August 1987 and got my BTech degree.

In 1987, after finishing my BTech, I did what most IITians are supposed to do. I moved to the states. Upstate New York was my destination. I joined the Physics Department of Syracuse University to do my PhD in High Energy Physics. And boy, did a lot of things happen during those 6 years! Half of those 6 years were spent at Cornell University in Ithaca.

That was in Aug. 1987. Then in 1993 Sept, the prestigious French national research organization ( CNRS – “Centre national de la recherche scientifique”) hired me. I moved to France to continue my research work at ALEPH, CERN. My destination in France was the provencal city of Marseilles. My home institute was “Centre de Physique des Particules de Marseille” or CPPM. Of course, I didn’t speak a word of French, but that didn’t bother me much. (Before going to the US in 1987, I didn’t speak much English/Americanese either.)

End of 1995, on the 29th of Dec, I got married to Kavita. In early 1996, Kavita also moved to France. Kavita wasn’t too happy in France because she felt she could do much more in Singapore. She was right. Kavita is now an accomplished entrepreneur with two boutiques in Singapore and more business ideas than is good for her. She has won many awards and is a minor celebrity with the Singapore media. [Wedding picture]

In 1998, I got a good offer from what is now the Institute for Infocomm Research and we decided to move to Singapore. Among the various personal reasons for the move, I should mention that the smell of racisim in the Marseilles air was one. Although every individual I personally met in France was great, I always had a nagging feeling that every one I did not meet wanted me out of there. This feeling was further confirmed by the immigration clerks at the Marignane airport constantly asking me to “Mettez-vous a cote, monsieur” and occassionally murmuring “les francais d’abord.”  [Anita Smiles]

A week after I moved to Singapore, on the 24rth of July 1998, Anita was born. Incredibly cute and happy, Anita rearranged our priorities and put things in perspective. Five years later, on the 2nd of May 2003, Neil was born. He proved to be even more full of smiles.  [Neil Smiles more!]

In Singapore, I worked on a lot of various body-based measurements generating several patents and papers. Towards the end of my career with A-Star, I worked on brain signals, worrying about how to make sense of them and make them talk directly to a computer. This research direction influenced my thinking tremendously, though not in a way my employer would’ve liked. I started thinking about the role of perception in our world view and, consequently, in the theories of physics. I also realized how these ideas were not isolated musings, but were atriculated in various schools of philosophy. This line of thinking eventually ended up in my book, The Unreal Universe.

Towards the second half of 2005, I decided to chuck research and get into quantitative finance, which is an ideal domain for a cash-strapped physicist. It turned out that I had some skills and aptitudes that were mutually lucrative to my employers and myself. My first job was as the head of the quantitative analyst team at OCBC, a regional bank in Singapore. This middle office job, involving risk management and curtailing ebullient traders, gave me a thorough overview of pricing models and, perhaps more importantly, perfect understanding of the conflict-driven implementation of the risk appetite of the bank.

 [Dad] Later on, in 2007, I moved to Standard Chartered Bank, as a senior quantitative professional taking care of their in-house trading platform, which further enhanced my "big picture" outlook and inspired me to write Principles of Quantitative Development. I am rather well recognized in my field, and as a regular columnist for the Wilmott Magazine, I have published several articles on a variety of topics related to quants and quantitative finance, which is probably why John Wiley & Sons Ltd. asked me to write this book.

Despite these professional successes, on the personal front, 2008 has been a year of sadness. I lost my father on the 22nd of October. The death of a parent is a rude wake-up call. It brings about feelings of loss and pain that are hard to understand, and impossible to communicate. And for those of us with little gift of easy self-expression, they linger for longer than they perhaps should.