Univerzum kao divovski mozak: Šta podržavaju dokazi, a šta ostaje nagađanje?

Godine 2020. astrofizičar sa Univerziteta u Bologni i neurohirurg sa Univerziteta u Veroni odlučili su matematički uporediti dva sistema koja na prvi pogled nemaju ništa zajedničko: mrežu galaksija u svemiru i mrežu neurona u ljudskom mozgu. Franco Vazza i Alberto Feletti nisu tražili metaforu. Tražili su brojeve.

Kosmička mreža je struktura koju grade galaksije, povezane nitima tamne materije i vodonika u obrazac nalik na paukovu mrežu razapetu kroz cijeli prostor.

Na osnovu analize podataka prikupljenih teleskopom Hubble, procijenjeno je da bi u vidljivom svemiru moglo postojati i do dva biliona galaksija, raspoređenih duž tih niti, umjesto ravnomjerno kroz prostor.

Vazza i Feletti su raspodjelu te materije, mjerenu na skali od pet do pet stotina miliona svjetlosnih godina, uporedili sa rasporedom neurona u malom mozgu, posmatranim na skali od jednog mikrometra do desetinke milimetra.

Razlika u veličini između ta dva sistema iznosi više od 27 redova veličine (oko 10²⁷ puta).

Ljudski mozak pritom sadrži oko 86 milijardi neurona – broj koji je 2009. utvrdila brazilska neurologinja Suzana Herculano-Houzel, nakon što se prethodno uvriježena procjena od sto milijardi decenijama prenosila bez ijednog mjerenja.

Uprkos toj astronomskoj razlici u razmjerama, statistički obrasci grupisanja čvorova i broj veza po čvoru u obje mreže pokazali su, prema autorima studije, neočekivanu podudarnost.

Feletti je rezultat sažeo jednom rečenicom: strukturni parametri su identifikovali neočekivan nivo podudaranja.

On i Vazza su u samom radu naglasili da njihov model ne mjeri stvarnu neuronsku povezanost, već je aproksimira na osnovu prostorne blizine, što rezultat čini indikativnim, a ne konačnim dokazom da su dva sistema doslovno ista vrsta strukture.

Um koji je oduvijek tražio obrazac

Sličnost nije jedinstvena za mozak i kosmos. Nauka o mrežama odavno pokazuje da naizgled različiti sistemi – internet, avionske linije, društvene mreže – mogu razviti slične statističke obrasce samoorganizacije, jednostavno zato što slični matematički principi upravljaju time kako se čvorovi povezuju dok sistem raste.

U svakom od tih sistema mali broj čvorova obično prikuplja nesrazmjerno veliki broj veza, dok većina ostaje slabo povezana – obrazac koji se ponavlja i u kosmičkoj mreži i u mozgu.

Vazza i Feletti to i sami priznaju u radu objavljenom u časopisu Frontiers in Physics: podudaranje sugeriše zajedničke principe dinamike mreža, a ne doslovnu jednakost dva potpuno različita fenomena.

Ideja da je kosmos uređen nekom vrstom inteligencije ipak je mnogo starija od ove studije.

Grčki filozof Anaksagora je u petom vijeku prije nove ere tvrdio da postoji nous – kosmički um koji pokreće i uređuje materiju. Kod njega to nije bila neuronska mreža nego metafizički princip, sila koja unosi red u prvobitni haos.

Aristotel je kasnije hvalio tu ideju, iako je smatrao da je Anaksagora nikad nije do kraja razradio.

U ovom kontekstu se ponekad spominje i Stephen Hawking, ali ne zbog izjave o samom svemiru.

U jednom intervjuu opisao je internet kao mrežu neurona unutar jednog ogromnog mozga – zapažanje o ljudskoj komunikaciji, a ne o strukturi kosmosa.

Razlika je bitna: analogija mozak–internet i analogija mozak–kosmička mreža su dva odvojena zapažanja koja popularni tekstovi često spajaju u jedno.

Gdje nauka prelazi u spekulaciju

Neki kosmolozi idu znatno dalje od proste analogije u strukturi. Fizičar Li Smolin je 1992. predložio da svaka crna rupa u sebi krije "odskok" iz kojeg nastaje novi, potpuno odvojen svemir s blago izmijenjenim fizičkim konstantama u odnosu na roditeljski.

U procesu koji naziva kosmološkom prirodnom selekcijom, svemiri koji najefikasnije proizvode crne rupe – a time i najviše "potomstva" – vremenom bi postali dominantni u tom hipotetičkom mnoštvu svemira, na način analogan preživljavanju najprilagođenijih u biologiji.

Fizičar Leonard Susskind je pohvalio originalnost ideje, priznajući da je zaslužila više pažnje nego što ju je dobila, ali je istovremeno osporio njenu fizičku osnovu, tvrdeći da se informacija o roditeljskom svemiru ne može prenijeti kroz crnu rupu na način koji zahtijeva Smolinova teorija.

Kosmolog Maks Tegmark predlaže još radikalniju verziju: takozvani nivo četiri multiverzuma, u kojem svaka matematički moguća struktura negdje fizički postoji.

Obje hipoteze ostaju neprovjerljive dostupnim instrumentima i nalaze se van glavne struje kosmologije, iako dolaze od priznatih fizičara s uglednim radovima na drugim poljima.

Ono što je zaista izmjereno jeste statistička sličnost u arhitekturi dvije mreže nastale potpuno različitim fizičkim procesima – gravitacijom na jednoj strani, a neurobiološkim procesima na drugoj.

Ono što ostaje spekulacija jeste svaki naredni korak: da Univerzum "razmišlja", da se svemiri razmnožavaju ili da smo dio nekog kosmičkog uma.

Vazza i Feletti nikada nisu tvrdili to posljednje. Granicu između izmjerenog i zamišljenog obično povlače naslovi, a ne sami autori istraživanja.