Minkälaisia liittymäkohtia kvanttilomittumisella voi olla teologian kanssa? Entä useilla maailmankaikkeuksilla tai ajan olemuksella? Muun muassa näitä kysymyksiä pohtii kanadalainen fyysikko Robert Mann kolmiosaisessa artikkelisarjassa.

Yksi hienoista puolista tutkijana olemisessa on se, että jatkuvasti löytyy jotain uutta. Yleensä uudet löydökset tehdään varsin erityisin tavoin, kun eri tieteenalojen parissa otetaan pieniä edistysaskelia. Kuitenkin silloin tällöin tutkijat pysähtyvät miettimään tieteenalansa laajempaa kuvaa kokonaisuutena ja arvioivat sen seurauksia ja etenemissuuntia laajemmassakin mielessä. Kokonaiskuvia muodostetaan yhä tiheämpään, etenkin sen vuoksi, että tiede kehittyy monilla aloilla niin nopeasti.

Tällaiset laajat yleiskuvat tarjoavat kiintoisia liittymäkohtia myös teologialle. Uusia käsityksiä ja teologisten näkökulmien uusia haasteita on maailmassa tarjolla niille, jotka haluavat käyttää aikaansa olemassaolon laajan merkityksen syvälliseen pohtimiseen. Mielen tieteet, elämän tieteet ja fysikaaliset tieteet mahdollistavat kukin omanlaisiaan lähtöaineksia teologiseen pohdintaan (ks. esim. Murphy & Ellis 1996). Vastaavasti teologia antaa mahdollisuuden maailmankuvan syventämiseen kokeellisten ja laskennallisten tarkasteluiden ulkopuolelle uudella ja virkistävällä tavalla.

Tämä artikkeli keskittyy erityisesti fysiikkaan ja sen viimeaikaiseen kehitykseen sekä siihen, miten tämä voisi rikastuttaa luonnontieteiden ja teologian vuoropuhelua. Tämä kirjoitus ei niinkään pyri ratkaisemaan mahdollisia käsityksiä tai kysymyksiä, vaan ennemminkin nostamaan esiin asioita sellaisella tavalla, joka voisi kannustaa keskusteluun. Tarkoitus ei ole myöskään yrittää määritellä kenttää tai väittää hallitsevansa sitä. Tavoitteena on ennemminkin houkutella fysiikkaan erikoistuneita ihmisiä ajattelemaan eräiden viimeaikaisten kehityssuuntien seurauksia kristilliselle uskolle ja herätellä muiden tieteenalojen asiantuntijoita ottamaan selko siitä, mitä on menossa.

Etenen keskustelemalla viidestä isosta liittymäkohdasta fysiikan ja teologian rajapinnassa – tyypillisyydestä, paljoudesta, reduktiosta, kvantittumisesta ja ikuisuudesta, joita koskeviin käsityksiin viimeaikainen kokeellinen ja teoreettinen kehitys on vaikuttanut. Jokainen näistä viidestä termistä selitetään asiayhteydessään. Lisäksi kuvataan meneillään olevia suuria teemoja, viimeaikaisen tieteellisen edistymisen relevanssia aiheen kannalta sekä eräitä teologisia kysymyksiä ja keskustelunäkökohtia, joita nousee esiin.

Tyypillisyys

Yksi antoisimmista edistysaskeleista luonnontieteellisessä ajattelussa oli sen tajuaminen, että planeettamme ei sijaitse aurinkokunnan keskiössä. Nikolaus Kopernikuksen ensimmäisenä esittämän käsityksen mukaan aurinko oli maan sijaan aurinkokunnan keskellä (Kopernikus 1543). Tämän hypoteesin perustelut tarjosivat koherentimman ja teknisesti tyydyttävämmän selityksen havaitulle planeettojen liikkeelle kuin ptolemaiolainen järjestelmä.

Tämän käsityksen seuraukset ovat vuosisatojen ajan vaikuttaneet niin luonnontieteeseen kuin uskoonkin ja johtaneet maailmankuvamme järjestelmälliseen uudelleen arviointiin (Kuhn 1957). Hermann Bondin 1900-luvun puolivälissä nimeämä Kopernikaaninen periaate on vaikuttanut suuresti kosmologiassa, missä se on tarjonnut tarpeellisen paradigman maailmankaikkeuttamme koskevien havaintojen tulkitsemiseen (Bondi 1952).

Esimerkiksi siitä havainnosta, että maailmankaikkeutemme on isotrooppinen (sillä vaikuttaa olevan suurin piirtein samanlainen suuren mittakaavan rakenne joka suuntaan), on ollut yksinkertaista päätellä kopernikaanista periaatetta käyttäen, että sen täytyy olla isotrooppinen missä tahansa ajassa ja että sen näin täytyy olla isotrooppinen kaikkialla avaruudessa (eikä vain omassa Maahan sidoksissa olevassa positiossamme). Homogeenisuutta ja isotrooppisuutta koskevat näkökohdat ovat pääasiallisia testattavissa olevia seurauksia sellaisen kosmologisen periaatteen versiosta,  joka esittää maailmankaikkeuden ominaisuuksien olevan samat kaikille havaitsijoille, kun asiaa tarkastellaan riittävän suuressa mittakaavassa. (Keel 2007)

Kansanperinteen mukaan kopernikaaninen periaate on enemmän tai vähemmän konfliktissa kristillisen teologian kanssa. Konfliktin huipentumaa kuvaavana esimerkkinä on yleensä pidetty Galileon ja katolisen kirkon välistä erimielisyyttä (ks. aiheesta esim. Reston 1994). Kuitenkin vasta noin sata vuotta Kopernikuksen kuoleman jälkeen Cyrano de Bergerackin esitti näkemyksen, jonka mukaan kopernikaanista periaatetta tulisi pitää ihmiskunnan arvonalennuksena (Danielson 2009) [ja samalla kristillisen teologian horjuttajana (Sagan 2006)]. Hän yhdisti (evidenssiin viittaamatta) maakeskeisen aristotelisen/ptolemaiolaisen mallin “kestämättömän ylimieliseen ihmiskuntaan, joka kuvittelee, että luomakunta on olemassa vain ihmiskuntaa palvellakseen” (Danielson 2009, s.59).

Bernard le Bovier de Fontenelle kehitti tätä näkemystä eteenpäin kiittäessään Kopernikusta siitä, että tämä oli alentanut ”turhamaiset ihmiset, jotka olivat vallanneet itselleen maailmankaikkeuden tärkeimmän sijan” (emt, s.60). Goethe puolestaan esitti 1810-luvulla, että ”Mikään löytö tai näkemys ei ole koskaan luonut suurempaa vaikutusta ihmissielulle kuin mitä Kopernikuksen opettaminen, [vaatiessaan ihmiskuntaa] luopumaan valtavasta etuoikeudesta olla maailmankaikkeuden keskuksena”. Lähempää nykyaikaa 1970-luvulta voisi käyttää esimerkkinä Hawkingin ja Ellisin kirjaa yleisestä suhteellisuusteoriasta, jossa he esittävät:

”Kopernikuksen ajasta lähtien meidät on pysyvästi alennettu keskikokoiselle planeetalle, joka pyörii ympäri keskikokoista tähteä melko keskimääräisen galaksin ulommassa laidassa, joka on itsekin vain yksi alueen galakseista muiden joukossa. Todellakin olemme nyt niin tasa-arvoisia, että emme väittäisi sijaintimme avaruudessa olevan erityisen arvokas missään mielessä.” (Hawkins & Ellis 1973)

Tällainen vaikutelma ei ole ainoastaan säilynyt nykypäivään asti, vaan ptolemaiolaista mallia esitellään yhä ikään kuin se kuvaisi edustavasti ajattelua, jossa ihmiskunta nähdään ”Jumalan luomisen huippuna”. Näin retoriikalla saatetaan linkittää monoteistinen ajattelu jälkeenjääneeseen tieteelliseen ajatteluun. (Davies 2007)

Kopernikaaninen periaate on palautumaton filosofinen oletus, jonka seuraukset ulottuvat laajemmallekin kuin vain kosmologiaan. Monet ajattelevat tämän periaatteen merkitsevän sitä, että luonnontieteen ydinperiaatteen täytyy olla tyypillisyys: minkä tahansa kokeen tulos täytyy tulkita käyttäen oletusta, että olemme tyypillisiä havaitsijoita (ks. esim. Bousso et al. 2008). Tällainen näkökulma motivoi monenlaista nykyistä työtä: tieteellisessä kirjallisuudessa käydään keskusteluja periaatteen hyödyntämisestä säieteoriassa, kosmologisessa inflaatiossa ja kvanttifysiikassa.

Kosmologisella periaatteella on kuitenkin selvästi rajoitteensa. Bondi ja Gold sovelsivat periaatetta aikaan esittäessään maailmankaikkeuden olevan homogeeninen sekä ajassa että tilassa, mitä nimitetään ”täydelliseksi” kosmologiseksi periaatteeksi (Bondi & Gold 1948). Tähän ideaan pohjautuva pysyvän tilan kosmologinen malli on voimakkaasti ristiriidassa havaintojen kanssa. Niiden perusteella maailmankaikkeutemme on käymässä läpi kosmologista evoluutiota menneen ajan (Big Bang) tilanteesta kohti tulevaisuuden olosuhteita, jotka puolestaan eroavat radikaalisti tämän hetken havainnoista. Olisiko aika arvioida uudelleen kopernikaanisen periaatteen sovellettavuutta ja sen teologisia seurauksia?

Kristillisessä teologiassa tyypillisyyden ja ainutlaatuisuuden välillä on dynaaminen jännite. Vapahtaja, joka muistuttaa siitä, että sade tulee niin väärin tekeville kuin vanhurskaillekin (Matt 5:45), tuo myös meille ilosanoman siitä, että rakastava Jumala tuntee päämme hiusten määränkin (Matt 10:31). Kuinka voimme pukea tehokkaasti sanoiksi teologian Jumalan rakkaudesta jokaista ihmistä kohtaan,  kun ihmiskunnan koetaan kärsineen sekulaarin ”arvonalennuksen”? Miten pitkälle kristillisen teologian tulisi nöyrästi sisällyttää uusia luonnontieteellisiä löytöjä, jotka on tulkittu tyypillisyyden linssien läpi, ja missä kohdassa pitäisi profeetallisen äänen astua esiin haastamaan sekulaari antropologinen ajan henki, joka on yhdistetty nykyajan kosmologiseen ajatteluun?

Voiko ihmisen merkitykselle antaa luonnontieteellistä perustaa? Jos ei, miten sitten sen kumoaminen voisi perustua tieteellisiin löytöihin? Onko epätyypillisyys testattavissa oleva periaate? Jos se on, mitkä olisivat seuraukset kristilliselle uskolle? Toisinpäin tarkastellen: onko tyypillisyys falsifioitavissa vai täytyykö meidän yksinkertaisesti vain hyväksyä tyypillisyyden oletus nykyaikaiseen  luonnontieteeseen sisäänrakennetuksi piirteeksi? Ja jos teemme näin, millainen on käsityksemme Jumalan suhteesta ihmiskuntaan?

Dennis Danielson on huomauttanut, ettei kopernikaaninen periaate sisällä ihmisvihamielistä tulkintaa, jota monet nykyajan tiedemiehet kuvaavat sille, ja hän on aloittanut asiaa koskevan uudelleenarviointityön (Danielson 2001). Viime aikoina on esitetty joitakin ajatuksia uusista tavoista testata kopernikaanista periaatetta luonnontieteellisesti tietyiltä osin. Edellytyksenä on se, että kykenisimme havaitsemaan aiempaa paremmin, missä määrin maailmankaikkeus todella on spatiaalisesti homogeeninen (Uzan et al. 2008). On olemassa vaihtoehto, että jos sijaitsemmekin kosmisen tyhjyyden keskellä, sijaintimme saattaisi olla ”etuoikeutettu” (Caldwell & Stebbins 2008).

Kun asiaa koskevia kokeellisia tutkimuksia ja havaintoja saadaan tehtyä, tuloksista tullaan epäilemättä tekemään syvälle ulottuvia johtopäätöksiä, kuten Kopernikuksen alkuperäisestä oivalluksestakin. Kopernikaanisen periaatteen tämänhetkinen epäsuora teologinen haaste on siinä, kuinka ymmärrämme merkittävyytemme sellaisessa maailmankaikkeudessa, joka saattaa näyttää niin kovin piittaamattomalta ihmisiä kohtaan?

Lukuisuus

Kopernikaaninen oivallus, että Maa on yksi monesta aurinkoa kiertävästä planeesta, inspiroi Giordano Brunoa ehdottamaan, että maailmankaikkeutemme on ääretön ja sisältää monia aurinkoja ja planeettoja. Historioitsijat ovat väitelleet siitä, missä määrin tämä Brunon näkemys (hänen muihin harhaoppisina pidettyihin näkemyksiinsä nähden) kokonaisuudessaan vaikutti siihen, että Rooman inkvisitio vangitsi hänet ja että hänet myöhemmin poltettiin roviolla (ks. esim. Numbersin toimittama kirja Galileo Tyrmässä). Brunon oikeudenkäyntiin liittyvien asiakirjojen perusteella on kuitenkin selvää, että tämän kosmologiset ideat maailmankaikkeuden suhteen olivat eräs hänen kuulustelijoitaan kalvaneista aiheista (Firpo 1993).

Monet kosmologit ja hiukkasfyysikot ovat miettimässä uudelleen Brunon ideaa äärimmäisessä muodossa, mutta he korvaavat planeettojen lukuisuuden maailmankaikkeuksien lukuisuudella. Useiden maailmankaikkeuksien kosmologiana tunnettu idea siitä, että havaitsemamme maailmankaikkeus on yksi pieni osa paljon, paljon suurempaa rakennetta (aiheesta esim. Carr (toim.) 2007), herättää niin luonnontieteelle, teologiallekin kuin niiden suhteellekin uusia haasteita, jotka menevät paljon pidemmälle kuin Bruno ja hänen kuulustelijansa ovat saattaneet kuvitellakaan.

Luonnontieteellinen motivaatio tälle idealle muodostuu metahavainnosta, jonka mukaan kosmoksemme ei ole mahdollisten maailmankaikkeuksien tukkukaupan mallikappale (ks. Barrow & Tipler 1988 aihepiirin keskustelun aloituksena), vaan sen sijaan sillä on melko epätyypillisiä piirteitä, jotka edistävät elämän ja kosmoksen olemassaoloa kokonaisuutena (ks. aiheen filosofiasta Leslie 1996). Jos puhutaan täsmällisemmin: fysiikan lait, alkuehdot ja tietyt maailmankaikkeutemme rakenteet ovat herkässä tasapainon tilassa: pieni suhteellinen muutos yhdessä parametrissä (kuten esimerkiksi protonin massassa tai maailmankaikkeuden laajenemisnopeudessa (Kaufman 1993; Weinberg 2001) johtaisi siihen, että kosmos ei olisi elämiseen sopiva (Carter 1974) eikä näyttäisi yhtään siltä, miltä se nyt näyttää (Carr & Rees, 1979; Collins 1999).

Halu varmistaa kopernikaaninen tyypillisyys on viime vuosina motivoinut kasvavaa määrää tutkijoita pohtimaan multiversumia maailmankaikkeuden taustalla olevana tieteellisenä kuvauksena (Davies 2007). Sen kannattajat tavallisesti tukeutuvat säieteoriaan (Green & Schwarz 1984) ja kosmiseen inflaatioon (Guth 1981: Linde 1981; ks. myös Guth 1998), joita moni pitää parhaina paradigmoina yhdistämään kvanttiteorian ja painovoiman ja kuvaamaan omaa kosmostamme. Säieteoreettiset laskelmat tuottivat hiljattain tuloksen, että mahdollisia matalan energian tyyppisiä universumeja olisi ainakin 10500 kappaletta (joista kullakin on omat ominaisuudet). Kosmisen inflaation malli, jolla on epäsuoraa tukea kosmisesta taustasäteilystä, sopii monien mielestä luonnollisimmin juuri multiversumin kontekstiin.

Tämä ”super-kopernikaaninen” vallankumous on saanut osakseen tervettä epäilyä sekä luonnontieteellisistä että teologisista näkökohdista, mistä olen kirjoittanut toisaalla (Mann 2009b). Kun teoreettisten näkökulmien tarve näyttää kirjavalta ja kokeelliseen havainnointiin liittyy ilmeisiä rajoitteita muita maailmankaikkeuksia koskevien väitteiden kohdalla, on samalla epäsuorasti seurannut muutospaineita myös siihen, mitä luonnontieteellä tarkoitetaan  (ks. tuore kritiikki Ellis 2011). Teologian kannalta super-kopernikaaninen vallankumous nostattaa esiin kysymyksen: miksi on jotain sen sijaan, että olisi kaikkea? (Mann 2005)

Nämä ovat varmasti mielenkiintoisia kysymyksiä. Mutta ei tarvitse eikä pidä hyväksyä multiversumivaihtoehdon näennäisiä ansioita millä hinnalla hyvänsä arvioimatta kunnolla myös sen episteemisiä kustannuksia. Luonnontieteellisestä näkökulmasta havainnon ja teorian suhde saa kokonaan uudenlaisen luonteen (kun koko ajatus riippuu empiirisesti todentamattomien periaatteiden varassa), ja erottelu potentiaalisuuden ja aktuaalisuuden välillä hämärtyy, ellei jopa katoa (maailmankaikkeuksien kokonaisuuden tarvitsisi olla fysiikaltaan tyypillinen, jotta meidän maailmankaikkeutemme voisi olla tyypillinen maailmankaikkeus siinä joukossa). Teologisesta näkökulmasta katsottuna puolestaan teodikean ongelmasta tulisi paljon akuutimpi (jos traagisia tapahtumia voisi toistua rajattomasti). Myös mahdollisuus yhdistää transsendenttista merkitystä tai tarkoitusta rakkaudelliseen Jumalaan voi muuttua varsin etäiseksi (jos toisensa poissulkevat mahdollisuudetkin toteutuvat).

Tässä on nähtävissä jännite Jumalan suvereenien luomiskykyjen ja toisaalta hänen tarkoituksellisten luomisintentioidensa välillä (kuten Jesaja 46:9-10). Kaiken teoria ei ole sama asia kuin teoria mistä tahansa. [Tai kuten John Polkinghorne on sanonut: ”Jos annat itsellesi mahdollisuuden kuvitella jokseenkin rajattoman joukon erilaisia maailmoja, voit selittää mitä tahansa” (Folger 2008)]. Myöskään Jumala, joka  voi luoda mitä tahansa, ei ole sama asia kuin Jumala, joka luo kaiken (Mann 2015). Kunnollinen multiversumin meriittien arvioiminen edellyttää terävää pohdintaa ja luonnontieteen ja teologian välisten rajojen ylittämistä.

Jos multiversumi onkin turhan spekulatiivinen ja ääritapaus lukuisuuteen liittyen, tuoreet edistysaskeleet tähtitieteessä ovat lähempänä Brunon odotuksia. Yli tuhat aurinkokunnan ulkopuolista planeettaa on vahvistettu havainnoin ja todennäköisiä kandidaatteja on löytynyt lisäksi yli 2600. Myös ainakin 162 oman aurinkokuntamme tyyppistä muuta aurinkokuntaa on havaittu tämän tekstin kirjoitusaikaan mennessä. NASA:n Kepler-avaruusteleskoopin tehtävä on ottaa merkittäviä edistysaskelia ja vahvistaa odotuksia siitä, että planetaariset järjestelmät ovat yleisiä omassa galaksissamme (ja oletettavasti myös muissa galakseissa) (Borucki et al. 2010). Vuoden 2011 lopussa tiedotettiin Maan kokoisten planeettojen Kepler 20-e ja Kepler 20-f  löytymisestä, kuten myös Kepler 22-b:n löytymisestä, jonka sijainti on sen tähteen nähden elinkelpoisella vyöhykkeellä.

Vaikka nämä kandidaatit eivät ole läpäisseet elinkelpoisuuden testejä (20-e ja 20-f ovat liian lähellä tähteä ja 22-b on liian suuri), näyttäisi olevan vain ajan kysymys – ehkäpä alle muutaman vuoden – ennen kuin löytyy sellainen planeetta , jolla on kaikki Maan elinkelpoisuuteen liittyvät ominaisuudet. Tätä kirjoitettaessa tunnetaan kaksitoista ”supermaa”- eksoplaneettaa: merkittävästi Maata suurempia, jotka kuitenkin ovat elinkelpoiseksi oletetulla vyöhykkeellä suhteessa tähteensä. Tällä hetkellä ei kuitenkaan tunneta Maan kokoisia potentiaalisesti elinkelpoisia kandidaatteja. [Suomentajan lisäys: kirjoituksen laatimisen jälkeen on esimerkiksi vuonna 2014 löydetty 10 % Maata suurempi Kepler 186f -planeetta].

Tämä olisi ensimmäinen empiirinen viite siitä, ettemme kenties ole ainoita tämän galaksin asukkaita. Jos löydettäisiin todistusaineistoa elämästä muualla maailmassa (tai ehkä jopa muualla omassa aurinkokunnassamme), se voisi tukea entistä enemmän ajatusta elämän läsnäolosta kaikkialla maailmassa. Sellaiset löydöt vaikuttaisivat syvästi ihmiskunnan omaan käsitykseen siitä, mikä on asemamme maailmankaikkeudessa.

Vaikka uskonnottomat varmasti pitävät kaikkea tätä ikään kuin kasvavana todistusaineistona jumalattoman maailmankaikkeuden puolesta, jota sokea evolutiivinen prosessi ohjaa, tällaiset väitteet eivät huomioi sitä, että aurinkokunnan ulkopuolisen elämän etsinnällämme on syvästi uskonnollinen luonne. Tässä on kristityille mahdollisuus nostaa esiin mielenkiintoisia eettisiä ja teologisia kysymyksiä, jotka ulottuvat anteliaan Jumalan luomisvoiman tunnustamisen taakse. Kuinka pitkälle voi laajentaa Imago Dei –ajatusta, jonka mukaan meidät on tehty Jumalan kuvaksi? Jos olisi mahdollista kommunikoida muiden olentojen kanssa, mitä sosiaalisia ja eettisiä rajoitteita tulisi soveltaa? Millaisia uudelleentulkintoja pitäisi tehdä luomis/evoluutio –keskusteluun liittyen? Mitä pelastuksesta tulisi ajatella muiden maailmojen yhteydessä?

Vaikka vierasta elämää koskeva pohdinta ei ole kristillisen teologian näkökulmasta uusi asia (Lewis 1995), aihepiiri on laajalti jätetty uskonnottomien kirjailijoiden ja Hollywoodin filmintekijöiden haltuun, ja nämä puolestaan ovat muovanneet yhteiskuntamme näkemyksiä aiheesta. Uudet informaatiosyötteet Kepler-luotaimesta tarjoavat mahdollisuuden syventyä lukuisuuden kysymyksiin ja tarkastella myös sitä, mitä aitoja uusia näkökohtia ja luotettavaa totuutta evankeliumi saattaa tarjota.

Tämä Robert Mannin artikkeli on alunperin julkaistu englanniksi Perspectives on Science and Christian Faith –lehdessä vuonna 2014 otsikolla Physics at the Theological Frontiers. Alkuperäisestä artikkelista poiketen suomennos on julkaistu ilman alaviitteitä. Alaviitteiden sisältö on luettevissa alkukielisestä artikkelista. Artikkelin toinen osa ilmestyy 8.12. 2016 ja kolmas osa tiistaina 13.12. 2016. Suomennos: Jaakko Sorri.

Päivitys 9.12. klo 9.24: ”kvanttikietoutuminen” vaihdettu ”kvanttilomittumiseen”.

Kuva: Neal Fowler@Flickr.com. Rajattu. CC BY-NC 2.0.