מורכבותן הגדלה והולכת של התאוריות המדעיות, שנועדו לתאר את המציאות, אינה מתיישבת עם אחד הכללים החביבים על אנשי המדע, “התער של אוקם”¹.

על פי כלל זה, כאשר עומדות לפני המדען שתי השערות לאותה תופעה, עליו לבחור בפשוטה יותר. אבל אם המודלים התאורטיים של המציאות מתאפיינים במורכבות גדלה והולכת, התער של אוקם חדל להיות רלבנטי. יתרה מזאת, אחת הבעיות בסוגיית המורכבות היא איך למדוד את המורכבות עצמה. בריאן גודווין² קושר את המורכבות באסימטריה. דהיינו, ככל שהסימטריה גדלה המורכבות קטנה (ועמה קטנה גם כמות המידע הנדרשת לתיאורה). לדוגמה, ביצית מופרית היא מבנה בעל סימטריה גבוהה, אך שיעור הסימטריה שלה קטֵן ככל שמתפתחים בה האברים והמבנים המורכבים של העובר. מדד הסימטריה עולה בקנה אחד עם אלה הרואים במורכבות מדד להיררכיה של המינים בתהליך האבולוציוני, תהליך שראשיתו בחד־תאים וסופו במורכבותו העילאית של היצור האנושי. אלא שמוסכמה זו מעלה קושיות לא קלות. האומנם מפתחת האבולוציה אורגניזמים מורכבים יותר ככל שהיא מתקדמת בזמן? האם מורכב יותר משמעו מתקדם יותר מבחינה אבולוציונית? מעבר לכך, מהי המשמעות האבולוציונית של מושגי הקידמה והמורכבות? האם היונקים מורכבים יותר מהציפורים שקדמו להם, ואלה מורכבים יותר מהזוחלים שהתפתחו לפניהם, ואלה מורכבים יותר מהדו־חיים ומהדגים שהופיעו לפניהם?

דומה שאין לשאלות הללו מענה חד־משמעי, בראש ובראשונה משום שאיננו יודעים כיצד למדוד מורכבות. יש המציעים למנות את מספר סוגי התאים באורגניזם (ומכאן מספר הפונקציות השונות שהוא יכול לבצע) כדי לקבוע את רמת מורכבותו. דן מקשי (McShea) מאוניברסיטת מישיגן (New Scientist, 5 February 1994) החליט להעמיד סוגיה זו למבחן באמצעות עמוד השדרה של יונקים. בקרב בני מחלקה זו קיים שוני בחוליות באזורים השונים של עמוד השדרה. אבל כאשר הוא בדק את עמוד השדרה של חמישה מינים של יונקים, הוא לא מצא בו מגמת עלייה במורכבות בשלושים מיליון השנים האחרונות. מקשי אינו כופר בעובדה שהטבע היום מורכב יותר מאשר לפני 500 מיליון שנים, עת הופיעו האורגניזמים הרב־תאיים הראשונים, אך הוא טוען שמגמה כללית זו אינה משתקפת באופן עקבי בכל קווי ההתפתחות של משפחות בעלי החיים. יתר על כן, יש תופעות של מורכבות יתר בבעלי חיים, שאינן תורמות תרומה חיובית לכושר הסתגלנות של בעלי החיים, ובמקרים לא מעטים אף גורעות ממנו. כאלה הן, למשל, תכונות המתפתחות בלחץ התחרות המינית. זנבם המפואר של טווסים ופסיונים יעיד על כך. תוספת מרהיבה זו תורמת תרומה חשובה לכשירותם הדארווינית, בכך שהיא מצליחה לפתות נקבות להזדווג עם זכרים בעלי זנבות זוהרים וארוכים יותר. אבל הצלחתם המינית לא עושה אותם מתקדמים יותר מבחינה אבולוציונית.

סטיבן ג’יי גולד הקדיש מחשבה רבה לסוגיה זו³. אין זה מקרה, הוא טוען, שהתיאורים המופיעים בספרים ובמאמרים על התפתחות המינים בטבע טעונים מסר חיובי של עליונות המין האנושי על פני יתר בעלי החיים. השימוש השכיח במונחים שיפוטיים, כגון “במעלה סולם האבולוציה”, רומז בעקיפין על כך שלאבולוציה יש כיוון, ולפיכך ראש הסולם מייצג קידמה רבה יותר מאשר תחתיתו. יתרה מזאת, אם האדם הוא האורגניזם המפותח והמתקדם ביותר בטבע, לא נותר אלא למקם את שאר בעלי החיים “במורד סולם האבולוציה”, על פי קירבתם הטקסונומית או הגנטית אליו. אבל, הוא קובל, האבולוציה אינה סולם שרגליו נטועות באדמת האורגניזמים הפשוטים וראשו תקוע בחבורת הפרימאטים. יתר על כן, על פי הקריטריון הדארוויני של הסתגלות (התאמה) לסביבה, ראויים כל המינים המצליחים לשרוד לזכות במעמד פחות או יותר שווה. על פי הנחה זו היה צריך למקם את החרקים, המונים מיליוני מינים, במקום טוב באמצע הסולם ולא בתחתיתו. במקום זאת החוקרים שומרים את המקום המרכזי ליונקים, למרות שהם מונים 4,000 מינים בלבד; ואילו האדם, שהופיע אך לפני 200,000 שנה ומיוצג על ידי מין אחד, מוצג כענף מרכזי בצמרת העץ האבולוציוני ולא כזלזל דק וזעיר בתוך העלווה הסבוכה של היונקים.

זיקה זו בין התאמה לסביבה וקידמה אינה מתחייבת מהדארוויניזם, וודאי אינה מביאה בחשבון את התפקיד שממלאים אירועים מקריים בהישרדותם ובהכחדתם של מינים שונים. דומה שהיא גלויה רק לעינם של המאמינים בשרשרת המושלמת של החיים, מהאורגניזם הפשוט ועד המפותח ביותר, הרואים באבולוציה מסע פרוגרסיבי מרכיכות ליונקים, ומאלה להגמוניה של האדם. אולם הברירה הטבעית מסבירה רק כיצד משתנים האורגניזמים בתגובה לשינויים סביבתיים, ואינה מתייחסת לקידמה. לראיה, היכחדותן של חיות בעלות פרווה קצרה בעידן הקרח אינה מציבה אותן במקום נמוך יותר בסולם הקידמה האבולוציוני מאשר חיות ארוכות פרווה, שהרי המהפך האקלימי שחל מאז החזיר את היתרון ההסתגלותי לחיות קצרות הפרווה.

לסוגיית המורכבות נדרש גם מיינרד סמית, מגדולי הביולוגים האבולוציוניים של המאה העשרים. הנחת המוצא שלו פשוטה: כשמתחילים, אין דרך אחרת אלא לעלות. הוא דן (The New York Review of Books, 21 Decenber 2000) בשתי גישות מרכזיות לטיפול במורכבותם של אורגניזמים חיים. האחת מייחסת את פעילותם למורכבותם, ולפיכך כל ניסיון לפשטה מעקר אותה מעיקרה (רוצה לומר: אם תפשט את המורכבות לא תבין דבר; אם תתעלם ממה שעשוי להיראות כפרטים, הנך עלול לסיים בהשלכת התינוק ובשמירת מי האמבט). הגישה השנייה, הקרובה יותר ללבו, היא לחפש הסברים פשוטים לתופעות מורכבות: “אני מחפש מודלים פשוטים של העולם, אשר את משמעויותיהם אני יכול להבין. אם לשם כך אני צריך להתעלם מפרטים מסוימים, אין לי אלא להצטער”. ככלות הכל, אין שום יתרון בהחלפת עולם לא מובן במודל בלתי מובן שלו.

עם זאת, דומה כי הבחירה בדרך הפשטות, אשר שירתה להפליא את המדע למן המהפכה המדעית והזניקה אותו להישגים מרשימים, סילקה אמנם את המורכבות מהדלת הראשית, אבל קיבלה אותה בחזרה מהדלת האחורית. יתרה מזאת, במהלך המאה העשרים הבנו שלעולם לא נוכל להגיע לידיעה מלאה של המציאות החומרית. לא רק בגלל אי־הוודאות המובנית בטבע, אלא גם מפני שתאוריות מדעיות, אשר רק באמצעותן מתפרשים העובדות, התופעות והאירועים, הן לעולם ארעיות. כי יהיה מספר הממצאים הניסויים והתצפיתיים המאשרים תאוריה מסוימת גדול ככל שיהיה, תמיד עשוי להתגלות ממצא קריטי שיקרקע את תקפותה ויביא עקב כך להחלפתה בתאוריה אחרת. בכל זאת, נוכח הצלחתה הפנומנלית של שיטת החשיבה המדעית למן המאה השבע־עשרה, כלום לא נוכל לומר, למצער, שתהליך אינסופי זה של החלפת תאוריות ישנות בחדשות מייצג התקדמות מתמדת לעבר האמת הסופית? התשובה היא, כמובן, לא. כל עוד איננו יודעים מהי האמת הסופית, אין אנו רשאים לומר אם התקדמנו לקראתה או התרחקנו ממנה. אך אם אלה הם פני הדברים, מדוע אנו טורחים להחליף תאוריה קיימת בחדשה? על כך יש תשובות מלומדות רבות, אך אין להוציא מכלל חשבון את תשובתו המבודחת של מקס פלנק. אמת מדעית חדשה, אמר פלנק, אינה מנצחת משום שמתנגדיה משתכנעים באמיתותה, אלא משום שיריביה עוברים בזה אחר זה מן העולם. אינשטיין העיד על עצמו שאין שום מושג בפיזיקה שהוא בטוח בנצחיותו. גם מעמדה של המתמטיקה לא שפר בעיניו. ככל שחוקי המתמטיקה מתייחסים למציאות, אמר אינשטיין, אין הם ודאיים, ואילו ככל שהם ודאיים הם אינם מתייחסים למציאות.

בהיעדר תרבויות מחוץ לכדור הארץ, שעשוי להיות להן מבנה מנטלי שונה משלנו, יחידותה של הקוגניטיביות שלנו אוסרת עלינו לקבל כמובנת מאליה אפילו את ההנחה שהמציאות הנגלית לעינינו על פני כדור הארץ היא רציונלית. אפשר שהאפיונים הרציונליים שלה קיימים בתודעתנו בלבד, ולא מחוץ לה. ואם רציונליות זו אכן לא יצאה מעולם מד' אמותיה של התודעה, אין תימה שאנו נוטים, אולי אפילו אנוסים, לזהות תופעות ואירועים בעלי דפוס רציונלי, ולהתעלם מאופני השגה והמשגה אחרים.

הערכה זו עשויה להסביר מדוע המתמטיקה העיונית, שאין לה דבר עם המציאות הפיזיקלית, תואמת את המציאות בפועל ואף חושפת מעת לעת את חוקיה ואת מופעיה עוד לפני שהיא מתגלה בתצפיותינו ובניסויינו. שהרי התאוריות הפיזיקליות אינן כתובות בטבע, הן פרי המצאתנו. למעשה, הן הייצוגים החומריים של המתמטיקה שעטינו על הטבע. אלן לייטמן, פיזיקאי וסופר⁴, מציע הסבר לתאימות המפתיעה בין המתמטיקה למציאות הפיזיקלית באמצעות הקבלה למשחק השחמט: “העצמים הפיזיקליים שאנו רואים, כמו האלקטרונים או הגלקסיות, הם המופעים החומריים של תוכנית מתמטית, כפי שמצבי לוח וסידורי כלי במשחק השחמט הם ייצוגים של חוקי המשחק המופשטים”. הווי אומר, שכשם שחוקי השחמט מתיישמים לפתיחות משחקים ולמסעי כלים, כך החוקים המתמטיים מתיישמים לתאוריות פיזיקליות ולניסוחים מתמטיים של תופעות טבע. על פי האינטרפרטציה של לייטמן, המציאות המתמטית והמציאות הפיזיקלית הן חלקים של מציאות אחת, אף שהן נראות שונות.

ומה באשר לרציונליות שהזכרנו לעיל? האסטרונום הנודע ארתור אדינגטון, ניסה להגדיר כלל רציונלי אוניברסלי באמצעות משל על גוליבר, שאינו תלוי במבנה חשיבתנו, אלא כפוי עליו. ראייתו של גוליבר את הליליפוטים כגמדים, אמר, וראייתם של הליליפוטים אותו כענק, עולים בקנה אחד עם ההיגיון; אבל אם הוא היה רואה אותם כגמדים והם היו רואים אותו כגמד, זה לא היה מתיישב עם השכל הישר. אף שאין דופי בהיסק הגיוני זה, ניטיב לעשות אם ננקוט בלשון זהירה ונאמר “ההיגיון שלנו”, שכן איננו יודעים עד כמה הוא תקֵף בתרבויות אחרות ביקום שלנו, לא כל שכן אצל יצורים נבונים ביקומים אחרים, שעשויים להיות להם מבנים קוגניטיביים שונים משלנו, ולפיכך גם רציונליות שונה. הסיפור “עמק העיוורים” מאת ולס⁵ מספק לנו דוגמה, אם כי חלקית, לאפשרות כזאת. תושבי העמק חיים דורות רבים בבידוד מוחלט מהעולם שמעבר להרים הגבוהים הסוגרים עליו. כעיוורים מלידה, שגדלו וחיו אך ורק במחיצת עיוורים, הם אינם מודעים לעיוורונם ואף אינם מסוגלים להבין את מושג הראייה, שכן אינם חשים בחסרונו, כשם שאנחנו איננו מרגישים בחסרון החושים הייחודיים לנחשים, לדבורים ולעטלפים.

אין להוציא מכלל אפשרות שהעולם נראה לנו היום מורכב מאשר בעבר לא משום שהוא באמת מורכב יותר, אלא מפני שחשיבתנו עליו נעשתה מורכבת יותר. הפיזיקאי והוגה הדעות פרימן דייסון⁶ כותב שעלינו להביא בחשבון את האפשרות שהמדע, כפי שהוא מוכר לנו היום, לא יתקיים בעוד אלף שנה. זאת משום שצורת החשיבה של מדענים באלף השלישי עשויה להיות זרה לנו, כפי שתורת היחסות של אינשטיין ומכניקת הקוואנטים היו נתפסות בידי תומס מאקווינס במאה השלוש־עשרה ככתב חרטומים, למרות שהמדע המודרני התפתח מהפילוסופיה שלו. סטיבן ויינברג סבור שניבויינו לגבי עתיד העולם אינם ודאיים, בגלל אי־ידיעתנו את החוקים הסופיים של הטבע. אבל לא רק אי־ידיעה זו מסבירה את הקושי לחזות מה נגלה ומתי, אלא גם התהליך המפותל של הגילוי המדעי. שלושה גורמים מרכזיים מאפיינים תהליך זה: הכמוס, הסרנדיפי והמקרי. הכמוס מבשיל ברובו בתת־הכרתנו, בתהליך לא מודע של אינקובציה; הסרנדיפי מגלה דברים היכן שלא מחפשים אותם, בדומה לשאול המלך שיצא לבקש אתונות ומצא מלוכה; המקרי – כשמו כן הוא – נוצר ממצבים מקריים ובלתי צפויים.

קווין דאנבר, מאוניברסיטת מקגיל שבמונטראול, חקר ומצא שעד שישים אחוז מתוצאות המחקרים אינם תומכים בהנחות המוצא של החוקרים בעת תכנון הניסוי. אפילו בתהליך הגלוי והלכיד, לכאורה, של שיטת המחקר הקונוונציונלית, המכונה בפי הפיזיקאי מוריס גולדהבר “שביל כלבי הציד”⁷, הבלתי צפוי הוא בן לווייתו של הצייד. בתהליך זה החוקר מזהה ומגדיר כיוון מחקר מבטיח, ומשהוא עולה על השביל הנכון הוא מרחרח אחר כל רמז אמפירי או תאורטי היכול להובילו למחבואה של התגלית הגדולה. הבעיה היא, אם הבנתי את גולדהבר, שהרמזים נשקלים ומנותחים על ידי הצייד בהתאם להנחות המוקדמות שלו. דהיינו, אם הציד נערך בגליל הוא מצפה למצוא עקבות של חיות טיפוסיות לאזור: זאבים, דרבנים, תנים, צבועים, צבאים וכיוצא באלה. אי לכך, גם אם ייתקל בעצים שבורים למכביר משני צדי השביל, לא יעלה בדעתו להניח שעבר שם פיל, שהרי על פי הנחת העבודה שלו אין פילים בגליל.

במילים אחרות, “שביל כלבי הציד” נמנה עם אותם קיבעונות מחשבתיים העלולים לגרום לחוקר להחמיץ את תגלית חייו. זה מה שקרה לאנריקו פרמי, מגדולי הפיזיקאים במאה העשרים. ב־1932 הפציץ פרמי אטום של אורניום בניטרונים. את התוצאה שקיבל פירש כיסוד חדש, כבר מהאורניום. פרמי לא העלה בדעתו שהוא האדם הראשון אשר הצליח לבקע את האטום. קהילת הפיזיקאים סמכה ידה על הפירוש השגוי של פרמי. ליזה מייטנר לא השתכנעה, וככל שבדקה את מאזני האנרגיה של תוצאות הניסוי גברו ספקותיה. בסוף 1938, לאחר מחקר מאומץ שנמשך ארבע שנים, הגיעו ליזה מייטנר, אוטו האן ואוטו פריש למסקנה שפרמי טעה: הוא לא יצר יסוד חדש, אלא ביקע את גרעין האורניום. התוצאות המעשיות של מסקנתם התבטאו בפטריות הלוהטות מעל הירושימה ונגסאקי באוגוסט 1945. פרשה זו הסתיימה באקורד אישי עצוב בעבור מייטנר, שב־1939 נאלצה לברוח מגרמניה הנאצית. ממקומה בנכר היא שיגרה להאן ולשטרסמן את ההסברים התאורטיים להשלמת התאוריה, אבל תרומתה הוסתרה בשל יהדותה.

ב־1944 קיבל אוטו האן פרס נובל לכימיה על גילוי ביקוע האטום. מייטנר נותרה בצל. בגיל תשעים, שלושים שנה אחרי תגליתה החשובה, היא נפטרה ללא הכרה רשמית בתרומתה.