Kapitel 1

Avsnitt 1: Att se problemet.

"Den sanna älskare av kunskap strävar naturligt för sanning, och nöjer sig inte med vanlig åsikt, men svingar med undimmed och outtröttlig passionen tills han griper den grundläggande sakens natur."

Plato

"Titta i naturen, och då kommer du förstå det bättre."

Albert Einstein

"Kanske det vi främst behöver är lite subtil förändring i perspektiv - något som vi alla har missat ..."

Roger Penrose

Vermilion klippor. First Light på Thanksgiving Day.

Morgondagg droppade från knappa grässtrån försiktigt fylla luften med nostalgiska doften av våt jord. I slow motion atmosfären dansade omkring oss, fläktade av stickande doft av närliggande malört till våra näsborrar. Himlen gav motvilligt upp det sista i sitt stjärnor, men det skulle dröja tre timmar för solen att slutföra sitt klättra över höga klipporna som omgav oss. Våra tält var utspillda inom ett litet fält, en som kunde hävda mer än en tum av matjord. Ändå var detta till synes tunn filt mer än tillräckligt för att uppmuntra liv. Små myror sysslade krig. Två vita fjärilar drev oförutsägbart genom osynliga virvlar. När jag hukade sig ner på marken såg jag små gula prickar lösa i fyra-petaled blommor av Violet Sagebrush, inte mer än en centimeter i diameter. Svalka i natten började blekna. Det fanns ingen tid att förlora.

De höga klipporna runt omkring oss var så fokuserade på att slita loss skyline i en taggig nyfikenhet som de inte märke till oss i sina formidabla skuggor. Som vår spänning byggs, kollapsade vi våra tält och noggrant balanserat sextio pounds av leveranser som fyllde alla våra ryggsäckar. Efter band på vår utrustning vi följde en liten stig. Inom några minuter ledde oss till en spricka - en gateway som skulle börja vår resa. Sina proportioner förrådde storheten är skyddade, men våra hjärtan påskyndade med vetskapen om att dessa fyra fot bred tröskeln bevakad en 40 mil labyrint av slingrande rock. Inuti väntade en magisk glimt av naturen oss. Vi stannade en stund och lyssnade på de svaga viskningar som kommer ur munnen på våra spår. Då, med stora ögon, in i sex av oss till världens längsta slot canyon.

Våra skrymmande förpackningar hade förvandlat oss till en enda fil rad klumpiga jättar, knappt kan pressa genom berget väggarna. Förstenade virvlar av orange och rött sköt inåt och sedan utåt, ibland fastkilning våra förpackningar så hårt att vi kunde ge våra vikt vid kanjonväggarna och dingla våra fötter nedan. Leden under oss var sandig och sval vid beröring. De ekon av våra fotspår blev formbart, förändra deras ton och kadens med alla vändningar. Varje sektion gjuten i klang och dämpning av våra rörelser på sitt eget sätt. Desert lack droppade ner sandsten duken som täcker det med oozing inslag av svart, en gåva från bakterierna högt ovanför som tillbringade sina liv solar sig i solen på Canyons kant väntan på nästa regenererande häftigt regn. Forntida berättelser om stora jakter och farofyllda faror lyftes fram på väggarna i form av hällristningar. Förutsäga. Varning. Det här stället var en bortglömd övergångsrit, en portal in i eoner länge sedan, en inkörsport till en annan uppsättning regler.

Här var allt lugnt. Varje steg var full av en obekant blandning av känsla. Det kändes som om vi var inne Naturens timglas. En stadig ström av sand sipprade ner från flisa av himlen ovanför. Varje ljud vred och vände innan de bleknar i bakgrunden kören av ekon.

Eftersom vägen ner, klättrade väggarna högre och högre och den värld vi kände försvann. Det fanns ingen vind, men vi kände i luften att motstå vårt intrång. Det fanns ingen direkt solljus, men vi var omgivna av lysande mönster av orange och rött. Steg efter steg väggarna fortsatte att klättra. Overhead såg vi stora murkna träd som med tvång har inklämd i sidled mellan bergväggar. De var ofrånkomliga omen, inte-så-subtila påminnelser av störtfloder som rutinmässigt ristade denna skönhet. De vittnade om den våldsamma och oförutsägbara makt som etsade denna plats och de höga vägg av vatten som kan vara över oss när som helst.

Detta var ett landskap i evig förändring. Varje footprint var ett första, varje vista orörda. Stenarna luktade barndomsminnen blandas med drömmar om att utforska Mars. Löftet om piercing slöja av naturens djupaste hemligheter hängde gravid i luften, bara väntar på oss för att runda nästa krök.

Skuggor dansade hela dagen, motstånd solens försök att skymta vägen under oss. De djupaste ärren höll komplexiteten i denna sfär dolt för nyfikna orb ovan. Ju mer vi ned, förrådde mer tid oss. Innan vi visste det molnfri glödtråden i blått ovanför bleknat och stjärnorna började återta remsan av himlen. Vi tände vår väg med strålkastare och pressas framåt. När vi kom på en liten sandbank stannade vi till slut och gjorde lägret. Då, som en liten överraskning för de två av oss som var amerikaner, vår självutnämnda ledare, som också var Fälthandbok för våra dinosaurie expeditioner, började att laga mat färdigpackade Turkiet och omedelbar potatis för en festlig Thanksgiving middag.

Den-pound spis utförts perfekt, men det var försvarslösa mot den konstanta perkolerar sand från världen ovanför. Vår kock var övertygad om att man försöker undvika dess oundvikliga pika var en onödig olägenhet. Han sade att en halv kilo av smuts skulle hjälpa till att fylla upp oss och att vi skulle inte ens märka sin närvaro om vi tuggade utan att låta våra tänder touch - ett trick han lärt sig i Madagaskar. Tydligen den teknik som krävs lite träning för att perfekt.

När vi vaknade hade morgonluften en sådan bit till att vi kunde lika gärna ha varit på Mars. Den enda omedelbara tecken på att vi fortfarande på jorden var en enda fläck av malört, som motvilligt var en fördubbling som ett tillfälligt klädstreck. Vi hade draperat våra strumpor under busken sent kvällen innan i hopp om att vädra dem. Det fungerade inte riktigt som vi hade hoppats. Alla våra strumpor var nu frusna och formade som Dr Seuss kringlor. Mia, den yngsta i vår grupp och en utomhus äventyr författare, tog hennes strumpor och knackade dem mot en sten för att böja en del av isen ut. Kollisionen lät som avlyssning av en metall yxa. Det var roligt tills vi insåg att Mr Sandy potatis sannolikt inte låta några frusna strumpor få oss försenade. Vid denna tanke har vi klättrade förgäves att tina dem.

Efter att vi slukat lite färdigförpackade livsmedel vi började bekanta oss med de unika skriken som folk gör när de försöker kila fast fötterna i strumpor förstärks av små, vassa trådar av is. Det var all uppmuntran vi behövde för att få flytta.

Ravinen hade ökat till cirka 50 meter från vägg till vägg. En liten bäck flätad sin väg genom leden, fyller luften med lugnande ekon av gurglande vatten. Overhead, squawked korpen Dockan styr med skratt på jordbor instängda i sin labyrint nedan.

Varven var mer rundade nu, raka presentreklam längre. De öppna ytor fick oss att känna ännu mindre. Vi var som små myror gör vårt sätt mellan två oavkortade ordlistor avstånd bara ett par fingrar ifrån varandra. Trådarna av flätad vatten blev mer och mer koncentrerad i mitten av vårt spår. Den mjuka torra sanden hade blivit hårt packad och fuktig. Sakta allt började vakna. Runt omkring oss att vi kunde känna en djup vibration. Luften fylldes av liv, flytta precis tillräckligt för att prasslet håret på baksidan av våra halsar. När vi gick blev vibrationen hörbara som en svag mullrande ljud. För varje steg växte starkare och prasslande luften utvecklats till en vind. Det blev snabbt klart att källan till all denna uppståndelse låg direkt framför.

Efter avrundning ytterligare en krök stod vi inför en lång korridor av höga berg som övertygande var audition för nästa Indiana Jones film. I fjärran avståndet vårt spår blev stympade av en annan mur av sten. Att trycka på, började benen att tina och detaljerna i förträngningen sakta började att lösa. Kanjonen samman plötsligt till en stor artär (endast 20 meter bred vid denna tidpunkt). Här leden försvann under en fot och en halv iskallt vatten vars cresting ekon resonans hela berget korridorerna för miles. Kliva in i iskalla strömmarna var jag överväldigad den bemärkelsen att jag hade kommit in i en värld som var helt ovetande om eventuella standarder eller tas avvikelser. Sväng höger vid korsningen vi följde det strömmande vattnet. Här var jag helt på sin plats. Vatten virvlar runt mina avtrubbning benen, genljöd som det brottas med stenarna åren. De ekon blev högre och högre stärka sig i denna underjorden lya och sjunga naturens mest dunkel sång. Detta mästerverk var mycket mer levande än något jag hade föreställt mig. Marken var vatten, var himlen rock, och allt kom tillsammans som en bisarr surrealistisk målning pågår. Det var främmande och mystisk.

Vid lunchtid nådde vi en halvtorr Sand Bar med en rock-skulpterad bänk. En stråle av kallt rent vatten, lika tjock som en ström från en trädgårdsslang, sköt ut ur ravinen väggen och välvd över två vittrade platser. Jag tog bort min flock, satte ned och försökte ta det hela i.

"Det vackraste erfarenhet vi kan ha är den mystiska. Det är den grundläggande känsla som står i vaggan för all sann konst och vetenskap. Han som omfattas av denna känsla är en främling, som inte längre kan undra och står försjunken i vördnad, är så gott som död, putsade en ut ljus. "

Albert Einstein [1]

Detta var min första erfarenhet av vandring genom en slits kanjon. Jag hade aldrig tidigare sett naturen på detta sätt. Det var så annorlunda från vad jag hade väntat, att jag hade svårt att föreställa sig hur jag skulle förklara det här främmande värld när jag kom hem. Jag undrade hur jag kunde exakt avbilda sin fulla skönhet av detta hemliga värld till någon som har inget sammanhang med för att jorda denna beskrivning. Denna fråga fick mig att fler frågor.

Är det möjligt att avslöja naturens skönhet utan att översätta att skönhet i fråga om mänskliga sinnen? Är det möjligt att förmedla vad naturen ser ut utan att bygga en bild? Efter att jag funderade på dessa frågor, insåg jag att för att vi ska svepa vår intuition runt naturliga sfären vi måste hitta ett sätt att förhålla det området för våra sinnen. Bokstavligen, om vi vill veta vad naturen ser ut så måste vi konstruera en bild. Som Steven Strogatz vältaligt uttrycker det, "utan direkt visualisering vi är dynamiskt blinda." (Strogatz, "de kommande femtio åren," p. 123.)

För att undersöka denna punkt antar att jag tog en digital bild av vad vi döpt till "The Fountain i Buckskin Gulch" och presenteras sedan den digitala informationen i den bilden, råsekvensen av ettor och nollor, till någon. Skulle det oöversatt information hjälpa dem att se fontänen? Detta är mer än bara en fråga om lexikon, semantik, eller syntax - det är en fråga om anslutning. Med andra ord, om jag försökte presentera en aspekt av naturens skönhet till någon utan att översätta denna information till en display som direkt kan upplevas av minst ett av sinnena, hur kan jag förvänta mig någonsin mottagaren av informationen för att till fullo förstå att skönhet?

Einstein upp denna fråga mer poetiskt när han sade: "Kunskap finns i två former - livlösa, lagrade i böcker, och levande i medvetandet av män. Den andra formen ... är det väsentliga en. "Vi kan bara få denna andra form när vi utöka räckvidden för vår intuition in i djupet av naturens hemligheter. Men för att göra detta behöver vi en konceptuell portal som kan avslöja en rikare karta.

Denna insikt belyser ett grundläggande problem i den strategi som den moderna fysiken. Under de senaste decennierna har teoretiker och matematiker arbetat på att bygga ett ramverk av naturen som kan matematiskt kombinera beskrivningarna av allmän relativitet och kvantmekanik under samma rubrik. (Vi kommer att diskutera dessa teorier i detalj senare.) Men deras ansträngningar har varit inriktade på att organisera Naturens data i en fristående enhet - som de ettor och nollor i en digital bild. Problemet är att denna induktiva metod inte uppmuntrar, än mindre kräver upptäckten av en konceptuell portal. Även om fysiker skulle en dag till slutsatsen att deras församling var matematiskt korrekt, skulle det faktiskt inte ökar vår förmåga att verkligen förstå naturen om det inte översattes till någon slags bild. Eftersom det är verkligen den bild som vi är ute efter, kanske det är dags för oss att överväga om inte våra ansträngningar blotta mer frukt under en annan strategi. Specifikt för att maximera våra möjligheter att fylla i vårt mål att intuitivt greppa Natur fullständiga form, kanske vi bör följa exemplet från unga Einstein och återgå till en deduktiv konceptuell strategi. Kanske är det dags för oss att sätta vårt fokus på att bygga en rikare karta över fysiska verkligheten. Om vi inte gör det, då alla av naturens komplicerade arrangemang kan mycket väl alltid förbli dolda i obskyra matematik och ogenomträngliga sekvenser av data. [2]

När jag satt vid fontänen omgiven av melodiska purls och skuggor dans, ekade dessa tankar genom mitt sinne. Det blev plötsligt klart för mig att det vi behöver är en ny bild av naturen - en som kan skildrar sina djupaste symmetrier och skönhet. Vi behöver en karta som kan introducera våra sinnen vad som ligger bortom deras erfarenheter. Vi behöver en insikt som förvandlar vår intuition och öppna våra ögon för den fantastiska enkelhet som ligger till grund den värld vi känner till och en värld av förbryllande mysterier. Det måste förena allt omkring oss och vettigt av det hela. Men hur uppnår vi en sådan karta? Hur lyfter vi att okunnighetens slöja?

Låt oss börja vårt sökande efter svaret på den frågan genom att undersöka historia kartan vi nu har.