A fizika törvényei mögött egy lenyűgöző matematikai minta húzódik meg – ez nem kérdés. Az ok azonban annál inkább – mindennek ugyanis két oka is lehet: a minta vagy alapvető információt árul el az univerzumról, vagy pusztán az emberiség információfeldolgozási módját tükrözi. Mindezt Andrei Constantin és az Oxfordi Egyetem kutatói vetették fel, miután párhuzamot vontak a fizikai egyenletekben használt szimbólumok eloszlása és a Zipf-törvényként ismert nyelvi jelenség között – írja a New Scientist.

A Zipf-törvény szerint egy nyelvben a leggyakrabban használt szó körülbelül kétszer olyan gyakran fordul elő, mint a második leggyakoribb szó, és háromszor olyan gyakran, mint a harmadik, és így tovább. Például az angol nyelvben a “the” névelő a szövegek nagyjából 7 százalékát teszi ki, míg az “of” 3,5 százalékot. Ez a mintázat azonban érdekes módon nemcsak a nyelvben, hanem számos más jelenségben is megfigyelhető, például a jövedelemeloszlásban vagy a városi lakosság eloszlásában.

Constantin és csapata most pedig hasonló mintázatot talált a fizikában használt szimbólumok és matematikai műveletek esetében. Három különböző forrásból származó egyenleteket vizsgáltak meg: The Feynman Lectures on Physics című műből származókat, a Wikipédián található elnevezett egyenleteket, valamint egy, a korai univerzum inflációjával kapcsolatos egyenletkészletet. Meglepetésükre hiába a három igencsak különböző forrás, az egyenletek szimbólumai és operátorai ugyanazt a mintát követték, mint a Zipf-törvény. Ezzel szemben a véletlenszerűen generált egyenletek már nem mutatták ezt a mintát.

Érdekes tehát, hogy ez a minta jelen van ebben az esetben is, de mégis mit jelenthet ez a titokzatos matematikai szabályszerűség? Eddy Keming Chen, a San Diego-i Kaliforniai Egyetem kutatója úgy véli, hogy ez a minta akár a valóság természetéről is árulkodhat. A fizikai egyenletek ugyanis rendkívül pontosak az univerzum viselkedésének előrejelzésében, és az általuk követett minta talán betekintést nyújt az univerzum alapvető működésébe. Chen szerint tehát az ok az lehet, hogy a természet talán a legegyszerűbb matematikai eszközöket alkalmazza, amelyeket mi is fel tudunk ismerni.

Ezzel szögesen ellentétes oldalt képvisel Deaglan Bartlett, a Sorbonne Egyetem kutatója – szerinte ugyanis ez a mintázat pusztán annak köszönhető, hogy a fizikusok arra törekednek, hogy a lehető legérthetőbben és leghatékonyabban fejezzék ki gondolataikat. Szerinte, hasonlóan a nyelvhez, a fizikusok fent említett törekvése oda vezet, hogy az összetett gondolatokat a lehető legkevesebb szimbólummal próbálják közvetíteni, és így olyan operátorokat használnak, amelyek bizonyítottan hatékonyak.

Chen szerint mindkét megközelítésnek lehet némi igazságtartalma, hiszen az emberi kognitív preferenciák befolyásolhatják a fizika törvényeinek a megfogalmazását. Végső soron azonban bármelyik magyarázat is állja meg a helyét végül, a felfedezés akár a gépi tanulás terén is hasznos lehet, ami segítheti a fizika új törvényeinek a felkutatását és egyben hatékonyabbá teheti a valósághű egyenletek keresését.

(Kép: Pixabay/Elchinator)