| nr. 2 (VII) - kwiecień, maj 1999 [ CP-1250 ] | ( wersja ASCII ) | ( wersja ISO 8859-2 )
Granice nauki Czy zbliża się kres nauki?
ilustr. Aleksander Jasiński
"Cóż za absurdalny pomysł! Skąd mogą przychodzić do głowy tak pesymistyczne myśli. Żyjemy wszak w czasach niesamowitego wręcz rozwoju nauki. Zdecydowana większość znanych naukowych odkryć i wynalazków oraz ich zastosowań miała miejsce w ciągu ostatnich dziesięcioleci. A przecież to dopiero początek tej drogi". - Tak zapewne w pierwszym spontanicznym odruchu zareagowałby niemal każdy, komu by postawiono tytułowe pytanie. Uściślijmy więc najpierw, o jaki zakres nauki tu chodzi. Stawiając to pytanie mam na myśli tzw. czystą naukę podstawową badającą najbardziej fundamentalne prawa natury - prawa rządzące strukturą materii, Wszechświatem i jego losami, podstawami życia biologicznego, czy wreszcie podstawami naszego myślenia i świadomości. Nie zajmuję się natomiast rozległym obszarem nauk stosowanych wdrażających do użytku odkrycia nauk podstawowych - mówiąc potocznie - zajmującymi się nowymi wynalazkami, czy technologiami bazującymi, na poznanych, już podstawowych prawach. Nauki stosowane rozwijać się mogą jeszcze przez czas bardzo, bardzo długi nawet, gdyby badań podstawowych zaprzestano nagle już dziś. Ponadto, z badań podstawowych ograniczę się do nauk fizycznych nie wchodząc w mniej mi znane problemy nauk biologicznych. A więc - wracając do naszego głównego pytania - czy jest do pomyślenia sytuacja, kiedy stwierdzimy, że poznaliśmy już wszystkie najbardziej podstawowe prawa natury, które udało nam się ująć w kilka eleganckich teorii i do których już nic przełomowego dodać się nie da. Można jedynie robić z nich coraz to nowy użytek praktyczny lub dopracowywać szczegóły. Może więc żyjemy akurat w krótkotrwałym i przejściowym okresie wielkich odkryć naukowych, który po jednym lub kilku stuleciach zakończy się. Można by go porównać do podobnego okresu wielkich odkryć geograficznych, który też zakończył się z chwilą poznania w ogólnym zarysie mapy świata. Później już tylko dopracowywano szczegóły . Po wielkich odkrywcach na nowe lądy wtargnęli osadnicy, koloniści a w końcu turyści. Dziś wiemy, że nowej Ameryki już się nie odkryje. No cóż. Koniec nauki głoszono już parokrotnie. Ostatnio pod koniec XIX wieku, kiedy to wydawało się, że znana wówczas klasyczna fizyka zawiera w sobie całą możliwą wiedzę o świecie fizycznym a darwinowska teoria ewolucji domyka wszelkie problemy nauk biologicznych. Krótko potem nastąpiły gigantyczne rewolucje, które wstrząsnęły podstawami ówczesnej nauki. Powstała mechanika kwantowa, teoria względności, odkryto fakt rozszerzania się Wszechświata, wniknięto w głąb materii. W zakresie podstaw biologii rozpoznano ogólny mechanizm dziedziczenia i różnicowania cech osobniczych tkwiący w strukturze DNA. Ten znany dość powszechnie i spektakularny przykład upadku pesymistycznych wróżb powinien niby raz na zawsze zniechęcić do stawiania pytań o kres nauki. A jednak. Pytanie takie stawiają sobie właśnie najwięksi uczeni ostatnich lat., tytani umysłu, którzy wnieśli największy wkład w rozwój badań podstawowych i sami przyczynili się do tak burzliwego ich rozwoju. Ich opinie na ten temat - bardzo różne i często wykluczające się - zebrał i zrelacjonował John Horgan w swej książce "The end of science", przetłumaczonej i wydanej ostatnio również w Polsce. Autor przeprowadził rozmowy z tak znanymi postaciami jak S. Hawking, R. Penrose, R. Feynmann, F. Crick, R. Dawkins, K. Popper, F. Fukuyama i inni. Poglądy rozmówców Horgana różniły się znacznie. Żaden jednak nie uznał postawionego pytania za absurdalne a dyskusji na ten temat za stratę czasu. Warto więc może przyjrzeć się z uwagą niektórym opiniom i zdobyć się na chwilę refleksji nad nimi - co nie musi oznaczać bezkrytycznej akceptacji ich punktu widzenia. Sheldon Glashow - laureat Nobla w dziedzinie cząstek elementarnych i współautor tzw. "standardowego modelu" kwarkowego - twierdzi, że fizyka ostatnio jakby traci tempo a powodem tego wyhamowania są jej własne dotychczasowe sukcesy. "Model standardowy" pozwala ująć w jednolitą całość praw rządzące subatomowym poziomem struktury materii a wszystkie kolejno poznawane fakty empiryczne potwierdzają go coraz lepiej. Trudno będzie - twierdzi Glashow - powtórzyć taki sukces budując model fizyczny wchodzący jeszcze głębiej w strukturę materii. Owszem, "model standardowy" ma swoje słabe miejsce, nie zawiera w sobie jednego z podstawowych oddziaływań - grawitacji. Fizycy wiedzą to doskonale i od ponad dwóch dziesięcioleci usiłują taki ogólniejszy model zbudować. Kandydatką na tę nową, jeszcze bardziej fundamentalną teorię miała być tzw. teoria superstrun. Fizycy teoretycy rzucili się na tę ideę jak zgłodniałe wilki na łanię. I oto po kilkunastu latach entuzjazmu zaczyna ich ogarniać pesymizm. Teoretyczne rezultaty wyglądają niejednoznacznie, zawierają nadmiar możliwości a kryteriów wyboru dostarczyć powinno doświadczenie. Cóż, kiedy możliwości takiej empirycznej weryfikacji przedstawiają się jeszcze gorzej. Okazuje się, że wymagane do takiego eksperymentu koncentracje energii porównywalne są z tymi jakie miały miejsce w chwili kosmicznego Wielkiego Wybuchu, z którego wyłonił się nasz Wszechświat. Czy kiedykolwiek będziemy w stanie dysponować takimi energiami, przy których wybuchy gwiazd supernowych i zderzenia galaktyk to zaledwie dziecinne fajerwerki? A cóż jest warta najlepsza nawet pod względem matematycznym teoria fizyczna bez możliwości empirycznego sprawdzenia. Bez empirii fizyka teoretyczna staje się czymś w rodzaju teologii lub specyficznym podgatunkiem s-f. Zdaniem niektórych fizyków teoria superstrun nie jest już teorią fizyczną. W najlepszym razie jest czystą matematyką. Wielu samych współtwórców tej teorii, w tym np. S. Weinberg, nie ma jednoznacznego poglądu na to czym tak w istocie jest owa superstruna leżąca u podstaw wszystkiego. Nie jest to bowiem ani rodzaj materii ani energii a raczej "rodzaj pratworzywa matematycznego, które generuje materię, energię, przestrzeń i czas lecz które nie posiada żadnego odpowiednika w znanym nam z doświadczenia świecie." Czyż nie brzmi to jak definicja jakiegoś pierwotnego "Absolutu"? Dennis Overbye, jeden z najlepszych popularyzatorów nauki, przedstawia w swej książce żartobliwą metaforę Boga jako kosmicznego muzyka rockowego powołującego do istnienia Wszechświat za pomocą grania na swej dziesięciowymiarowej gitarze superstrunowej. Ciekawe, czy Bóg improwizuje czy gra z nut - pyta autor. Wspominany powyżej S. Weinberg wierzy jednak w sens pracy nad teorią superstrun jako ostateczną teorią fizyczną - tzw. Teorią Wszystkiego - która byłaby "jądrem całej wiedzy fizycznej" i fundamentem dla innych dziedzin wiedzy. Podziwiam głębię tej jego wiary. Od niewyobrażalnych energii, w których manifestować mogłaby się teoria superstrun niewielki tylko krok na przeciwległy kraniec naszej fizycznej rzeczywistości - do skali kosmologicznej. Kosmologia opisująca budowę i ewolucję Wszechświata też ma swój "model standardowy". Według niego obserwowany Wszechświat rozpoczął swą historię kilkanaście miliardów lat temu osobliwym zdarzeniem - tzw. Wielkim Wybuchem, który nadał impuls kosmicznej ekspansji trwającej do tej pory. Nie wiemy obecnie, czy ta ekspansja trwać będzie nieodwracalnie czy też odwróci się kiedyś ku kontrakcji. Wiadomo jednak co trzeba pomierzyć z dostatecznie dużą dokładnością aby na to pytanie odpowiedzieć. Panuje wśród kosmologów dość powszechne i chyba uzasadnione przekonanie, że pomiary takie będą wykonalne w niedalekiej przyszłości i problem ten znajdzie swe rozwiązanie. Cofając się wstecz w dziejach Wszechświata kosmologiczny "model standardowy" daje dość zadowalający opis aż do pierwszych ułamków sekundy od owej osobliwej chwili początkowej. Czy jednak mamy szanse dotrzeć aż do ostatecznych i najpierwotniejszych przyczyn wyłonienia się naszego Wszechświata i opisać warunki wówczas istniejące? W tym miejscu kosmologia styka się z obszarem penetrowanym przez teorię superstrun. Przejmuje więc niejako wszystkie opisane wcześniej bolączki tej teorii i jej niemal teologiczny charakter. W ostatnich kilkunastu latach pojawiło się kilka oryginalnych koncepcji dotyczących tych najwcześniejszych chwil, koncepcji odwołujących się do tzw. kosmologii kwantowej. Teorie te są jednak strasznie spekulatywne i przypominają bardziej powieści s-f pisane językiem równań matematycznych. Wskazują one raczej na pewne potencjalne możliwości niż realnie coś wyjaśniają. Wielu kosmologów pesymistycznie zapatruje się na szanse obserwacyjnego przetestowania tych pomysłów i dopatruje się tu pewnych granic naszych możliwości poznawczych. Howard Georgi - jeden z noblistów w Uniwersytecie Harvarda - stwierdza, że już obecnie powinniśmy uznać kosmologię za naukę w ogólnych swych zrębach zakończoną, podobnie jak standardowy model cząstek elementarnych. i kwarków. Prace z kosmologii kwantowej wraz z jej kanalikami czasoprzestrzennymi, wszechświatami niemowlęcymi i samopowielającymi się uważa on za rodzaj wspaniałego mitu naukowego, tak samo dobrego jak każdy inny mit o stworzeniu. Oponentem jego jest S. Hawking, który zdecydowanie wierzy w sensowność prac nad kosmologią kwantową i cały swój potężny intelekt w nią angażuje. Czy więc faktycznie na horyzoncie pojawiają się pierwsze symptomy końca pewnych dziedzin nauki czy też poglądy takie są jedynie przejawem pewnego zmęczenia intelektualnego niektórych uczonych? Czy analogia z końcem epoki wielkich odkryć geograficznych jest tu właściwa? Oponent mógłby stwierdzić, że co prawda zakończyliśmy odkrywcze podróże geograficzne ale przecież zaczęliśmy podróże w kosmos. Owszem, to prawda. Polecimy zapewne na Marsa i inne planety a jeśli motywacji wystarczy to może i dalej. Może kiedyś znajdziemy w kosmosie "Innych". Może, może... Od końca epoki wielkich odkryć geograficznych do pierwszego lotu na Księżyc mieliśmy dłuższą przerwę w przełomowych podróżach odkrywczych. Może więc objawy kresu naszych możliwości poznawczych w badaniach podstawowych to zapowiedź jedynie dłuższej przerwy, po której jakiś nowy impuls skieruje naukę na całkiem nowe, niewyobrażalne dziś jeszcze tory. Chyba, że pewne ograniczenia tkwią w nas samych, w możliwościach percepcyjnych naszego mózgu, których przeskoczyć nie sposób. Entuzjaści i optymiści wysuwają więc możliwość zbudowania w przyszłości jakichś "superinteligentnych maszyn", które mogłyby rozwiązywać problemy naukowe dla nas nieosiągalne. Jednak jeśli nawet to nastąpi, nie będzie to już 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 zastrzeżone.