Kapittel 1

Seksjon 1: se problemet.

"Den sanne elsker av kunnskap streber naturlig etter sannheten, og er ikke tilfreds med vanlig oppfatning, men svever med undimmed og unwearied lidenskap til han griper den essensielle natur."

Plato

"Se i naturen, og da vil du forstå det bedre."

Albert Einstein

"Kanskje det vi i hovedsak trenger er litt subtil endring i perspektiv - noe som vi alle har savnet ..."

Roger Penrose

Vermilion klipper. Først lys på Thanksgiving Day.

Morning Dew dryppet fra de knappe gresstrå, forsiktig fyller luften med den nostalgiske duften av våt jord. I slow motion atmosfæren danset om oss, wafting den stikkende duften av nærmeste Sagebrush til våre nesebor. Himmelen motvillig ga opp den siste av sine stjerner, men det ville ta ytterligere tre timer for solen for å fullføre sin klatre over de høye klippene som omringet oss. Våre telt ble sprawled innenfor et lite felt, en som kunne hevde ikke mer enn en tomme av matjord. Likevel var dette tilsynelatende tynt teppe mer enn nok til å oppmuntre liv. Små maur syslet krigføring. To hvite sommerfugler uberegnelig drev gjennom usynlige virvler. Som jeg huket seg ned på bakken så jeg bittesmå gule prikker løse inn de fire petaled blomster av Violet Sagebrush, ikke mer enn en centimeter i diameter. Svalende på natten begynte å falme. Det var ingen tid å miste.

De ruvende klipper rundt oss var så fokusert på å rive skyline i en taggete nysgjerrighet som de ikke klarte å legge merke til oss i sine formidable skygger. Som vår begeistring bygget, kollapset vi teltene våre og nøye balanseres de seksti pounds av forsyninger som fylte hver av våre ryggsekker. Etter stropping på utstyret vårt fulgte vi en liten sti. Innen minutter ledet det oss til en bresprekk - en gateway som skulle begynne vår reise. Proporsjoner forrådt storheten beskyttet, men våre hjerter levendegjort med vissheten om at denne fire fot bred terskel voktet en førti mil labyrint av kronglete rock. Inne ventet en magisk glimt av Nature oss. Vi stoppet et øyeblikk og lyttet til de svake hvisker kommer fra munningen av stien vår. Deretter, med store øyne, gikk seks av oss verdens lengste spor canyon.

Våre store pakker hadde forvandlet oss til en enkelt fil linje med klønete giganter, knapt kunne presse gjennom fjellvegger. Forsteinede swirls av oransje og rød stakk innover og deretter utover, noen ganger wedging våre pakker så tett at vi kunne gi vår vekt til canyon vegger og dingle våre føtter under. Stien under oss var sand og kjølig å ta på. Ekkoene av våre fottrinn ble formbare, endre deres tone og tråkkfrekvens med alle tvister og uventede. Hver seksjon støpt klangen og demping av våre bevegelser på sin egen måte. Desert lakk dryppet ned sandstein lerretet, dekker den med oser striper av svart, en gave fra bakterien høyt over som tilbrakte livet basking i sollys av canyon i felgen venter på neste regenerere regnstorm. Ancient historier om store jaktene og vanskelige farer ble fremhevet på veggene i form av helleristninger. Forutsi. Advarsel. Dette stedet var en glemt overgangsrite, en portal inn i evigheter lang fortid, en inngangsport til et annet sett av regler.

Her var alt rolig. Hvert skritt var pepret med en ukjent blanding av sensasjon. Det føltes som vi var inne Naturens timeglass. En jevn strøm av sand sildret ned fra sliver av himmelen over. Hver lyd vridd og slått før fading i bakgrunnen kor av ekko.

Som stien ned, klatret veggene høyere og høyere og den verden vi visste forsvant. Det var ingen vind, men vi kunne kjenne luften motstand vår inntrenging. Det var ingen direkte sollys, men vi var omgitt av strålende mønstre i oransje og rødt. Trinn etter trinn veggene fortsatte å klatre. Overhead vi oppdaget store råtnende trær som ble tvangsflyttet klemt fast sidelengs mellom fjellveggene. De var uunngåelige varsler, ikke-så-subtile påminnelser om flom som rutinemessig skåret denne skjønnheten. De vitnet om voldsomme og uforutsigbare makt som etset dette stedet og ruvende vegg av vann som kan være med oss ​​når som helst.

Dette var et landskap i evig forandring. Hver fotavtrykk var en første, hver vista uberørt. Bergartene luktet barndomsminner blandet med drømmer om å utforske Mars. Løftet av piercing sløret av naturens dypeste hemmeligheter hang gravid i luften, bare venter på oss for å runde den neste svingen.

Shadows danset hele dagen, motstand solens forsøk på å skimte stien under oss. De dypeste arr holdt kompleksiteten i dette riket skjult fra nysgjerrige orb ovenfor. Jo mer vi skylte ned forrådt mer tid oss. Før vi visste ordet av det den skyfrie filament av blå over falmet og stjernene begynte å gjenvinne stripe av himmelen. Vi tente vår sti med lykter og presset fremover. Da vi kom over en liten sandbanke vi endelig stoppet og slo leir. Så, som en liten overraskelse for oss to som var amerikanere, vår selvutnevnte leder, som også var feltet guide for våre dinosaur ekspedisjoner, begynte å koke prepackaged kalkun og øyeblikkelige poteter for en feirende Thanksgiving middag.

Den ene-kilos ovn utføres perfekt, men det var forsvarsløs mot konstante trakting sand fra verden over. Vår kokk var overbevist om at å prøve å unngå dens uunngåelige håne var en unødvendig ulempe. Han sa at en halv kilo av skitt ville hjelpe fylle oss opp og at vi ville ikke engang merke til dens nærvær hvis vi tygget uten å la vår tenner touch - et triks han lærte i Madagaskar. Angivelig teknikken som kreves litt øvelse for å perfekt.

Som vi våknet, hadde morgen luften slik et bitt til at vi kunne like godt ha vært på Mars. Den eneste umiddelbare tegn på at vi fremdeles var på Jorden var en eneste flekk av Sagebrush, som ble motvillig doble som en provisorisk klessnor. Vi hadde drapert våre sokker over busken sent kvelden før i håp om å lufte dem ut. Det fungerte ikke helt som vi hadde håpet. Alle våre sokker ble nå frosset og formet som Dr. Seuss pretzels. Mia, den yngste i vår gruppe og en utendørs eventyr skribent, grep henne sokker og banket dem opp mot en stein til å bøye litt av isen ut. Kollisjonen hørtes ut som bankingen av et metall øks. Det var morsomt helt til vi innså at Mr. Sandy Poteter var ikke sannsynlig å la noen frosne sokker få oss bak skjema. På denne tanken eggerøre vi forgjeves å tine dem ut.

Etter at vi fortærte noen prepackaged maten vi begynte familiarising oss med de unike skrikene som folk gjør når de prøver å kile føttene inn i sokkene forsterket av små, skarpe tråder av is. Det var all den oppmuntring vi trengte å få flytte.

Juvet hadde økt til ca femti meter fra vegg til vegg. En liten bekk flettet seg gjennom løypa, som fyller luften med beroligende ekko av gurglende vann. Overhead, squawked ravn renkespill med latter på earthlings fanget i sin labyrint under.

Svingene ble mer avrundet nå, rett-aways lenger. De åpne områder gjort oss føler enda mindre. Vi var som små maur som gjør vår vei mellom to uforkortet ordbøker fordeles kun et par fingre fra hverandre. Trådene av flettet vann vokste mer og mer konsentrert i midten av stien vår. Den myke tørr sand var blitt hardt pakket og fuktig. Sakte alt begynte å våkne. Alle rundt oss kunne vi føler en dyp vibrasjon. Luften var fylt med liv, flytting akkurat nok til å rasle håret på baksiden av nakken. Da vi gikk, ble vibrasjonen hørbare som en svak rumling lyd. Med hvert skritt vokste det sterkere og raslingen luft utviklet seg til en lek. Det ble raskt klart at kilden til alt dette oppstyret lå rett foran.

Etter avrunding en mer sving, sto vi foran en lang korridor med ruvende fjell som ble overbevisende audition for den neste Indiana Jones filmen. I langt borte avstand vår sti ble avkortet av en annen vegg av stein. Trykker på, begynte beina å tine, og detaljene i innsnevring sakte begynte å løse. Juvet plutselig slått sammen til en stor arterie (bare tyve meter bred på dette punktet). Her stien forsvant under en fot og en halv av iskalde vannet hvis cresting ekko gjenklang i hele fjellet korridorer for miles. Stepping inn i iskalde strømmer, ble jeg overveldet av den forstand at jeg hadde akkurat kommet inn i en sfære som var helt uvitende om eventuelle standarder eller pålagte uoverensstemmelser. Slå til høyre i krysset vi fulgte det strømmende vannet. Her var jeg helt malplassert. Vann ble virvlet rundt min lammet bena, med gjenklang som det ble plaget av steinene som kommer. Ekkoene vokste høyere og høyere forsterke seg i denne underverdenen hiet og synge naturens mest recondite sang. Dette mesterverket ble langt mer levende enn noe jeg hadde forestilt meg. Bakken var vann, var himmelen rock, og alt kom sammen som en bisarr surrealistisk maleri pågår. Det var ukjent og mystisk.

Ved lunsjtid nådde vi en semi-tørr sand bar med en rock-skulptert benk. En stråle av kaldt rent vann, så tykk som en strøm fra en hageslange, skutt ut av juvet veggen og buet over to værbitte seter. Jeg fjernet min pakke, satte seg ned, og prøvde å ta det hele i.

"Den vakreste opplevelse vi kan ha er mystisk. Det er den grunnleggende følelser som står ved vuggen av all sann kunst og vitenskap. Han som denne følelsen er en fremmed, som ikke lenger kan lure på og stå henført i ærefrykt, er så godt som død, snuffed en ut stearinlys. "

Albert Einstein [1]

Dette var min første erfaring med vandring gjennom et spor canyon. Jeg hadde aldri før sett Nature på denne måten. Det var så annerledes fra hva jeg hadde forventet at jeg hadde problemer med bildebehandling hvordan jeg skulle forklare denne fremmede verden da jeg kom hjem. Jeg lurte på hvordan jeg kunne nøyaktig bilde av den fulle skjønnheten i denne hemmelige riket til noen som ikke har sammenheng med å jorde den beskrivelsen. Dette spørsmålet førte meg til flere spørsmål.

Er det mulig å avsløre naturens skjønnhet uten å oversette at skjønnhet inn vilkårene for menneskelige sanser? Er det mulig å formidle hva naturen ser ut uten konstruere et bilde? Etter at jeg grunnet på disse spørsmålene, innså jeg at for oss å vikle vår intuisjon rundt den naturlige verden må vi finne en måte å fortelle at riket til våre sanser. Bokstavelig talt, hvis vi vil vite hva naturen ser ut så må vi konstruere et bilde. Som Steven Strogatz veltalende sier det, "uten direkte visualisering vi er dynamisk blind." (Strogatz, "de neste femti årene, 'side. 123.)

For å utforske dette punktet antar at jeg tok et digitalt bilde av hva vi kalt 'The Fountain of Buckskin Gulch, "og deretter presenterte digital informasjon av det bildet, den rå sekvens av enere og nuller, til noen. Ville det uoversatt informasjonen hjelpe dem til å se fontenen? Dette er mer enn bare et spørsmål om leksikon, semantikk, eller syntaks - det er et spørsmål om tilkobling. Med andre ord, hvis jeg prøvde å presentere en fasett av naturens skjønnhet til noen uten å oversette denne informasjonen inn i en skjerm som kan bli direkte opplevd av minst én av sansene, så hvordan kunne jeg noen gang forvente at mottakeren av denne informasjonen til fullt ut forstå at skjønnhet?

Einstein adressert dette problemet mer poetisk da han sa: "Kunnskap finnes i to former - livløse, lagret i bøker, og levende i bevisstheten av menn. Den andre formen ... er det viktig ett. "Vi kan bare oppnå dette andre skjemaet når vi utvider rekkevidden av intuisjon vår inn i dypet av naturens hemmeligheter. Men for å gjøre dette trenger vi en konseptuell portal som kan avsløre en rikere kart.

Dette realisering fremhever et grunnleggende problem i tilnærmingen tatt av moderne fysikk. For de siste tiårene, har teoretikere og matematikere jobbet med å bygge et rammeverk av natur som er i stand til matematisk kombinere beskrivelser av generell relativitetsteori og kvantemekanikken under samme rubrikk. (Vi vil diskutere disse teoriene i detalj senere.) Men deres innsats har vært fokusert på organisering Naturens data inn i en selv-konsekvent montering - som enere og nuller i et digitalt bilde. Problemet er at denne induktiv tilnærming ikke oppmuntre, enn si krever, oppdagelsen av en konseptuell portal. Selv om fysikere var én dag til å konkludere med at deres forsamling var matematisk riktig, ville det ikke faktisk øke vår evne til å virkelig forstå naturen med mindre den ble oversatt til en slags bilde. Derfor, siden det er egentlig det bildet som vi er ute etter, kanskje det er på tide for oss å vurdere hvorvidt vår innsats vil blottlegge mer frukt under en annen tilnærming. Nærmere bestemt, for å maksimere våre sjanser til å fullføre våre mål intuitivt gripe Nature komplette form, kanskje vi bør følge ledelsen av unge Einstein og gå tilbake til en deduktiv konseptuell tilnærming. Kanskje det er på tide for oss å plassere vårt fokus på å bygge et rikere kart av fysisk virkelighet. Hvis vi ikke gjør det, så alle naturens omstendelige ordninger kan meget vel alltid forbli gjemt i obskure matematikk og ugjennomtrengelige sekvenser av data. [2]

Mens jeg satt ved fontenen omgitt av melodiske purls og dans skygger, lød disse tankene gjennom hodet mitt. Det ble plutselig klart for meg at det vi trenger er et nytt bilde av Nature - en stand som viser sine dypeste symmetrier og skjønnhet. Vi trenger et kart som kan presentere våre sanser til hva som ligger utenfor deres erfaringer. Vi trenger en innsikt som forvandler vår intuisjon og åpne øynene våre for en fantastisk enkelhet som forårsakes av den verden vi kjenner, og en verden av forvirrende mysterier. Det må forene alt rundt oss og få orden på det hele. Men hvordan oppnår vi et slikt kart? Hvordan løfte vi at slør av uvitenhet?

La oss begynne vår søken etter svaret på det spørsmålet ved å undersøke historien til kartet vi har nå.