| nr. 2 (VII) - kwiecien, maj 1999 [ ASCII ] | ( wersja ISO 8859-2 ) | ( wersja CP-1250 )
Granice nauki Czy zbliza sie kres nauki?
ilustr. Aleksander Jasinski
"Coz za absurdalny pomysl! Skad moga przychodzic do glowy tak pesymistyczne mysli. Zyjemy wszak w czasach niesamowitego wrecz rozwoju nauki. Zdecydowana wiekszosc znanych naukowych odkryc i wynalazkow oraz ich zastosowan miala miejsce w ciagu ostatnich dziesiecioleci. A przeciez to dopiero poczatek tej drogi". - Tak zapewne w pierwszym spontanicznym odruchu zareagowalby niemal kazdy, komu by postawiono tytulowe pytanie. Uscislijmy wiec najpierw, o jaki zakres nauki tu chodzi. Stawiajac to pytanie mam na mysli tzw. czysta nauke podstawowa badajaca najbardziej fundamentalne prawa natury - prawa rzadzace struktura materii, Wszechswiatem i jego losami, podstawami zycia biologicznego, czy wreszcie podstawami naszego myslenia i swiadomosci. Nie zajmuje sie natomiast rozleglym obszarem nauk stosowanych wdrazajacych do uzytku odkrycia nauk podstawowych - mowiac potocznie - zajmujacymi sie nowymi wynalazkami, czy technologiami bazujacymi, na poznanych, juz podstawowych prawach. Nauki stosowane rozwijac sie moga jeszcze przez czas bardzo, bardzo dlugi nawet, gdyby badan podstawowych zaprzestano nagle juz dzis. Ponadto, z badan podstawowych ogranicze sie do nauk fizycznych nie wchodzac w mniej mi znane problemy nauk biologicznych. A wiec - wracajac do naszego glownego pytania - czy jest do pomyslenia sytuacja, kiedy stwierdzimy, ze poznalismy juz wszystkie najbardziej podstawowe prawa natury, ktore udalo nam sie ujac w kilka eleganckich teorii i do ktorych juz nic przelomowego dodac sie nie da. Mozna jedynie robic z nich coraz to nowy uzytek praktyczny lub dopracowywac szczegoly. Moze wiec zyjemy akurat w krotkotrwalym i przejsciowym okresie wielkich odkryc naukowych, ktory po jednym lub kilku stuleciach zakonczy sie. Mozna by go porownac do podobnego okresu wielkich odkryc geograficznych, ktory tez zakonczyl sie z chwila poznania w ogolnym zarysie mapy swiata. Pozniej juz tylko dopracowywano szczegoly . Po wielkich odkrywcach na nowe lady wtargneli osadnicy, kolonisci a w koncu turysci. Dzis wiemy, ze nowej Ameryki juz sie nie odkryje. No coz. Koniec nauki gloszono juz parokrotnie. Ostatnio pod koniec XIX wieku, kiedy to wydawalo sie, ze znana wowczas klasyczna fizyka zawiera w sobie cala mozliwa wiedze o swiecie fizycznym a darwinowska teoria ewolucji domyka wszelkie problemy nauk biologicznych. Krotko potem nastapily gigantyczne rewolucje, ktore wstrzasnely podstawami owczesnej nauki. Powstala mechanika kwantowa, teoria wzglednosci, odkryto fakt rozszerzania sie Wszechswiata, wniknieto w glab materii. W zakresie podstaw biologii rozpoznano ogolny mechanizm dziedziczenia i roznicowania cech osobniczych tkwiacy w strukturze DNA. Ten znany dosc powszechnie i spektakularny przyklad upadku pesymistycznych wrozb powinien niby raz na zawsze zniechecic do stawiania pytan o kres nauki. A jednak. Pytanie takie stawiaja sobie wlasnie najwieksi uczeni ostatnich lat., tytani umyslu, ktorzy wniesli najwiekszy wklad w rozwoj badan podstawowych i sami przyczynili sie do tak burzliwego ich rozwoju. Ich opinie na ten temat - bardzo rozne i czesto wykluczajace sie - zebral i zrelacjonowal John Horgan w swej ksiazce "The end of science", przetlumaczonej i wydanej ostatnio rowniez w Polsce. Autor przeprowadzil rozmowy z tak znanymi postaciami jak S. Hawking, R. Penrose, R. Feynmann, F. Crick, R. Dawkins, K. Popper, F. Fukuyama i inni. Poglady rozmowcow Horgana roznily sie znacznie. Zaden jednak nie uznal postawionego pytania za absurdalne a dyskusji na ten temat za strate czasu. Warto wiec moze przyjrzec sie z uwaga niektorym opiniom i zdobyc sie na chwile refleksji nad nimi - co nie musi oznaczac bezkrytycznej akceptacji ich punktu widzenia. Sheldon Glashow - laureat Nobla w dziedzinie czastek elementarnych i wspolautor tzw. "standardowego modelu" kwarkowego - twierdzi, ze fizyka ostatnio jakby traci tempo a powodem tego wyhamowania sa jej wlasne dotychczasowe sukcesy. "Model standardowy" pozwala ujac w jednolita calosc praw rzadzace subatomowym poziomem struktury materii a wszystkie kolejno poznawane fakty empiryczne potwierdzaja go coraz lepiej. Trudno bedzie - twierdzi Glashow - powtorzyc taki sukces budujac model fizyczny wchodzacy jeszcze glebiej w strukture materii. Owszem, "model standardowy" ma swoje slabe miejsce, nie zawiera w sobie jednego z podstawowych oddzialywan - grawitacji. Fizycy wiedza to doskonale i od ponad dwoch dziesiecioleci usiluja taki ogolniejszy model zbudowac. Kandydatka na te nowa, jeszcze bardziej fundamentalna teorie miala byc tzw. teoria superstrun. Fizycy teoretycy rzucili sie na te idee jak zglodniale wilki na lanie. I oto po kilkunastu latach entuzjazmu zaczyna ich ogarniac pesymizm. Teoretyczne rezultaty wygladaja niejednoznacznie, zawieraja nadmiar mozliwosci a kryteriow wyboru dostarczyc powinno doswiadczenie. Coz, kiedy mozliwosci takiej empirycznej weryfikacji przedstawiaja sie jeszcze gorzej. Okazuje sie, ze wymagane do takiego eksperymentu koncentracje energii porownywalne sa z tymi jakie mialy miejsce w chwili kosmicznego Wielkiego Wybuchu, z ktorego wylonil sie nasz Wszechswiat. Czy kiedykolwiek bedziemy w stanie dysponowac takimi energiami, przy ktorych wybuchy gwiazd supernowych i zderzenia galaktyk to zaledwie dziecinne fajerwerki? A coz jest warta najlepsza nawet pod wzgledem matematycznym teoria fizyczna bez mozliwosci empirycznego sprawdzenia. Bez empirii fizyka teoretyczna staje sie czyms w rodzaju teologii lub specyficznym podgatunkiem s-f. Zdaniem niektorych fizykow teoria superstrun nie jest juz teoria fizyczna. W najlepszym razie jest czysta matematyka. Wielu samych wspoltworcow tej teorii, w tym np. S. Weinberg, nie ma jednoznacznego pogladu na to czym tak w istocie jest owa superstruna lezaca u podstaw wszystkiego. Nie jest to bowiem ani rodzaj materii ani energii a raczej "rodzaj pratworzywa matematycznego, ktore generuje materie, energie, przestrzen i czas lecz ktore nie posiada zadnego odpowiednika w znanym nam z doswiadczenia swiecie." Czyz nie brzmi to jak definicja jakiegos pierwotnego "Absolutu"? Dennis Overbye, jeden z najlepszych popularyzatorow nauki, przedstawia w swej ksiazce zartobliwa metafore Boga jako kosmicznego muzyka rockowego powolujacego do istnienia Wszechswiat za pomoca grania na swej dziesieciowymiarowej gitarze superstrunowej. Ciekawe, czy Bog improwizuje czy gra z nut - pyta autor. Wspominany powyzej S. Weinberg wierzy jednak w sens pracy nad teoria superstrun jako ostateczna teoria fizyczna - tzw. Teoria Wszystkiego - ktora bylaby "jadrem calej wiedzy fizycznej" i fundamentem dla innych dziedzin wiedzy. Podziwiam glebie tej jego wiary. Od niewyobrazalnych energii, w ktorych manifestowac moglaby sie teoria superstrun niewielki tylko krok na przeciwlegly kraniec naszej fizycznej rzeczywistosci - do skali kosmologicznej. Kosmologia opisujaca budowe i ewolucje Wszechswiata tez ma swoj "model standardowy". Wedlug niego obserwowany Wszechswiat rozpoczal swa historie kilkanascie miliardow lat temu osobliwym zdarzeniem - tzw. Wielkim Wybuchem, ktory nadal impuls kosmicznej ekspansji trwajacej do tej pory. Nie wiemy obecnie, czy ta ekspansja trwac bedzie nieodwracalnie czy tez odwroci sie kiedys ku kontrakcji. Wiadomo jednak co trzeba pomierzyc z dostatecznie duza dokladnoscia aby na to pytanie odpowiedziec. Panuje wsrod kosmologow dosc powszechne i chyba uzasadnione przekonanie, ze pomiary takie beda wykonalne w niedalekiej przyszlosci i problem ten znajdzie swe rozwiazanie. Cofajac sie wstecz w dziejach Wszechswiata kosmologiczny "model standardowy" daje dosc zadowalajacy opis az do pierwszych ulamkow sekundy od owej osobliwej chwili poczatkowej. Czy jednak mamy szanse dotrzec az do ostatecznych i najpierwotniejszych przyczyn wylonienia sie naszego Wszechswiata i opisac warunki wowczas istniejace? W tym miejscu kosmologia styka sie z obszarem penetrowanym przez teorie superstrun. Przejmuje wiec niejako wszystkie opisane wczesniej bolaczki tej teorii i jej niemal teologiczny charakter. W ostatnich kilkunastu latach pojawilo sie kilka oryginalnych koncepcji dotyczacych tych najwczesniejszych chwil, koncepcji odwolujacych sie do tzw. kosmologii kwantowej. Teorie te sa jednak strasznie spekulatywne i przypominaja bardziej powiesci s-f pisane jezykiem rownan matematycznych. Wskazuja one raczej na pewne potencjalne mozliwosci niz realnie cos wyjasniaja. Wielu kosmologow pesymistycznie zapatruje sie na szanse obserwacyjnego przetestowania tych pomyslow i dopatruje sie tu pewnych granic naszych mozliwosci poznawczych. Howard Georgi - jeden z noblistow w Uniwersytecie Harvarda - stwierdza, ze juz obecnie powinnismy uznac kosmologie za nauke w ogolnych swych zrebach zakonczona, podobnie jak standardowy model czastek elementarnych. i kwarkow. Prace z kosmologii kwantowej wraz z jej kanalikami czasoprzestrzennymi, wszechswiatami niemowlecymi i samopowielajacymi sie uwaza on za rodzaj wspanialego mitu naukowego, tak samo dobrego jak kazdy inny mit o stworzeniu. Oponentem jego jest S. Hawking, ktory zdecydowanie wierzy w sensownosc prac nad kosmologia kwantowa i caly swoj potezny intelekt w nia angazuje. Czy wiec faktycznie na horyzoncie pojawiaja sie pierwsze symptomy konca pewnych dziedzin nauki czy tez poglady takie sa jedynie przejawem pewnego zmeczenia intelektualnego niektorych uczonych? Czy analogia z koncem epoki wielkich odkryc geograficznych jest tu wlasciwa? Oponent moglby stwierdzic, ze co prawda zakonczylismy odkrywcze podroze geograficzne ale przeciez zaczelismy podroze w kosmos. Owszem, to prawda. Polecimy zapewne na Marsa i inne planety a jesli motywacji wystarczy to moze i dalej. Moze kiedys znajdziemy w kosmosie "Innych". Moze, moze... Od konca epoki wielkich odkryc geograficznych do pierwszego lotu na Ksiezyc mielismy dluzsza przerwe w przelomowych podrozach odkrywczych. Moze wiec objawy kresu naszych mozliwosci poznawczych w badaniach podstawowych to zapowiedz jedynie dluzszej przerwy, po ktorej jakis nowy impuls skieruje nauke na calkiem nowe, niewyobrazalne dzis jeszcze tory. Chyba, ze pewne ograniczenia tkwia w nas samych, w mozliwosciach percepcyjnych naszego mozgu, ktorych przeskoczyc nie sposob. Entuzjasci i optymisci wysuwaja wiec mozliwosc zbudowania w przyszlosci jakichs "superinteligentnych maszyn", ktore moglyby rozwiazywac problemy naukowe dla nas nieosiagalne. Jednak jesli nawet to nastapi, nie bedzie to juz nauka ludzi i dla ludzi. (20. III. 1999)
Jerzy Sikorski { fizjks@iftia.univ.gda.pl }
| 13 |  |
The VALETZ Magazine : http://magazine.valetz.art.pl { redakcja@valetz.art.pl } (c) by The VALETZ Magazine. Wszelkie prawa zastrzezone.