WSPOLCZESNY STAN FIZYKI TEORETYCZNEJ
POWAZNYM ZAGROZENIEM CYWILIZACYJNYM
Pomimo to poglad wyrazony w tytule mojego eseju uwazam za prawdziwy. Nie szukam paradoksow, lecz dostrzegam realne zagrozenie, ktorego nature sprobuje wyjasnic.
Cywilizacja wspolczesna jest zjawiskiem trwajacym okolo 300 lat. Jest czyms radykalnie roznym od poprzednich cywilizacji, ktore trwaly okolo 10 000 lat i byly tworzone przez przedstawicieli gatunku homo sapiens, ktory, wg znawcow tego zagadnienia, istnieje okolo 100 000 lat. Przytaczam te liczby po to, zeby okreslic istotna dla naszych rozwazan skale czasu. Mowiac o wspolczesnej cywilizacji, mowimy o zjawisku szybkim i krotkim, i to w skali historycznej, a nie geologicznej czy kosmologicznej. Cywilizacja wspolczesna powstala w wyniku odkryc w dziedzinie fizyki teoretycznej dokonanych przez Newtona, jemu wspolczesnych i bezposrednich nastepcow. Samo to stwierdzenie, co do prawdziwosci ktorego nikt chyba nie ma watpliwosci, pokazuje ze czynnik czysto duchowy moze miec i rzeczywiscie mial kolosalny wplyw na historie ludzkosci. Odkrycie metody naukowej w XVII wieku popchnelo ludzkosc w tym kierunku, w ktorym ludzkosc po dzis dzien podaza.
Otoz trzeba sobie zdawac sprawe z tego, ze odkrycia naukowe XVII wieku nie musialy byc dokonane. Przeciwnie, to, ze zostaly dokonane, jest wynikiem zbiegu okolicznosci, z ktorych czesc ma charakter matematyczny, a wiec umiejscowiony poza czasem i przestrzenia. Za poczatek nowozytnej nauki uwaza sie powszechnie odkrycie praw ruchu planet przez Keplera. Odkrycie to bylo mozliwe dzieki matematycznemu przypadkowi, jakim jest tzw. ponadcalkowalnosc problemu Keplera: tylko dla sily malejacej jak kwadrat odleglosci planety od Slonca ruch planety odbywa sie po nieruchomym przecieciu stozkowym. a wiec jest czyms dajacym sie opisac srodkami tej matematyki, ktora dysponowal Kepler. Parafrazujac znane powiedzenie Einsteina, mozna stwierdzic, ze dla Keplera (a takze dla Newtona) Bog byl szczegolnie laskawy: postawil ich wobec problemu, ktoremu posiadane przez nich srodki mogly sprostac. Ludzkosc zyjaca na planecie poruszajacej sie wokol gwiazdy podwojnej, a takich jest przeciez wiekszosc, nie ma zadnej szansy utworzenia fizyki teoretycznej. Ta szczegolna laskawosc Boga, jaka jest matematyczna prostota problemu Keplera, okazala sie podstawowa takze w innych przelomowych dla fizyki teoretycznej momentach: dzieki niej mozna bylo w latach dwudziestych naszego wieku przekonac sie o slusznosci zasad mechaniki kwantowej.
Czy jednak Bog bedzie lub musi byc zawsze tak szczegolnie laskawy?
Newton i jego nastepcy stworzyli obraz rzeczywistosci fizycznej: swiat jest czasoprzestrzenia Galileusza i Newtona, w ktorej poruszaja sie oddzialujace na odleglosc ciala materialne; ruch ich jest opisany prawami Newtona. Obraz ten uwazano za prawdziwy i ostateczny do konca XIX wieku, mimo, ze nawet bardzo pobiezna obserwacja zjawisk chemicznych czy biologicznych prowadzi do pytan, na ktore bardzo trudno odpowiedziec w ramach tego obrazu: czlowiek ma dwoje oczu, 10 palcow, 32 zeby itd; na kazdym kroku widac policzalnosc, ktora nie jest wcale charakterystyczna dla fizyki Newtona. Ze wspolczesnego punktu widzenia trudno jest zrozumiec przekonanie o uniwersalnosci i ostatecznosci zasad Newtona. Przekonanie to jednak niewatpliwie istnialo, o czym moze swiadczyc znane powiedzenie Lagrange'a, ze Newton byl nie tylko najwiekszym z uczonych, ale i najszczesliwszym, bo mozna raz tylko odkryc zasady rzadzace swiatem, a to udalo sie Newtonowi.
Przekonanie o uniwersalnosci i ostatecznosci zasad Newtona, pomimo swej falszywosci, dawalo uczonym XVIII i XIX wieku cos niezwykle cennego, a mianowicie jednolity i spojny oglad rzeczywistosci fizycznej. Ten jednolity i spojny oglad byl zrodlem wielkosci dziewietnastowiecznej fizyki teoretycznej, ktora np. Einstein dostrzega w swoich Zapiskach autobiograficznych; teorie takie, jak kinetyczna teoria gazow, hydrodynamika Naviera i Stokesa czy teoria sprezystosci, to prawdziwe arcydziela myslenia naukowego opartego na zasadach Newtona.
Na poczatku XX wieku dokonano dwoch odkryc rownie donioslych, jak te ktorych dokonal Newton: istnienia kwantu dzialania (Max Planck, r. 1900) oraz wyroznionej roli predkosci swiatla (Albert Einstein. r. 1905). Odkrycia te zburzyly Newtonowski obraz rzeczywistosci, ale na jego miejsce do dzis (r. 2002) nie powstal nowy. Wspolczesna (tzn. istniejaca od roku 1900!) fizyke teoretyczna cechuje niespojnosc postrzegania rzeczywistosci. co jest sytuacja niedobra i brzemienna w niebezpieczne dla dalszego rozwoju skutki. Ta niespojnosc widzenia jest powszechnie dostrzegana przez adeptow tej sztuki, jaka jest fizyka teoretyczna, a trwajaca 100 lat niemoznosc jej usuniecia jest zrodlem frustracji. Wielokrotnie podnoszono ujemne skutki, jakie dla kultury i dobrego samopoczucia ludzi mialo porzucenie tradycyjnego obrazu swiata, opartego na religii i astronomii Ptolemeusza. Problemowi temu poswiecona jest (wydana przez Znak) piekna ksiazka Lewisa Porzucony obraz. Fizyk do konca XIX wieku mogl uwazac, ze jest w uprzywilejowanej sytuacji czlowieka, ktory w dalszym ciagu posiada calosciowy obraz rzeczywistosci, moze nie tak barwny jak tradycyjny, ale za to "prawdziwy". Fizyka wspolczesna nie daje juz tego psychicznego komfortu, przeciwnie, w sposob bardzo dotkliwy odslania ogrom naszej niewiedzy.
Sadze, ze po tych uwagach jestem przygotowany do opisania tego, co uwazam za potencjalnie bardzo grozne: scalenie widzenia swiata przez fizyke teoretyczna jest zyciowa koniecznoscia, a jednoczesnie jest zadaniem o bezprecedensowej skali trudnosci. Ma sie wrazenie, ze Bog nie chce juz byc dalej laskawy i postawil nas przed niezwykle trudnym wyzwaniem. Wyzwaniu temu musi sprostac spolecznosc, ktorej morale juz zostalo nadszarpniete przez trwajacy sto lat kryzys. Rozwazanie wielkich wydarzen historycznych takich jak znikniecie greckiej matematyki, pokazuje, ze wydarzenia te stanowia nie dajaca sie przewidziec wypadkowa tworczych wysilkow ludzi i czynnikow destrukcyjnych. Niestety, w XXI wieku jest mozliwy scenariusz najgorszy, polegajacy na tym, ze zyjacy w globalnej wiosce fizycy beda dodawac kolejne epicykle do Modelu Standardowego, a sama idea tego, czym powinna byc fizyka teoretyczna, pojdzie w zapomnienie, dokladnie tak jak poszla w zapomnienie matematyka starozytnych Grekow. Scenariusz taki bylby prawdziwa katastrofa dla cywilizacji, ktora samo swoje istnienie zawdziecza odkryciu przez Newtona metody naukowej, a wiec takiej, dla ktorej nauka stanowi istotna czesc skladowa tozsamosci.
Czasami mozna spotkac sie z pogladem. ze nauka jest w
naszych czasach glownym czynnikiem wzrostu gospodarczego, a wiec, ze jej
postep bedzie niejako automatycznie wymuszony przez potrzeby spoleczne. Nie
kwestionujac tego pogladu, musze zauwazyc, ze nie dotyczy on fizyki
teoretycznej. Prosta obserwacja rzeczywistosci pokazuje, ze istotnie
spontanicznemu postepowi w dziedzinie informatyki, biologii molekularnej lub
fizyki materialow nie towarzyszy podobnie spontaniczny postep w dziedzinie
fizyki teoretycznej. Postep taki, bedac natury czysto duchowej, moze brac
sie tylko z duchowych rezerw, a te jak gdyby sie wyczerpaly.
Pierwotnie tekst ten zostal wygloszony przez autora na
wykladzie w Polskiej Akademii Umiejetnosci w roku 2001 i zostal pozniej
wydrukowany w w tomie Polska Akademia Umiejetnosci, Prace Komisji
Zagrozen Cywilizacyjnych, tom 4, str. 59-62, 2001.
Od ukonczenia studiow fizyki w roku 1961 zajmuje sie teoria wzglednosci, a od dwudziestu lat rowniez mozliwoscia wyprowadzenia z teorii wartosci ladunku elementarnego, tzw. stalej alpha (co nie udalo sie np. wielkiemu P.A.M. Dirac'owi). Jego praca z roku 1963 cytowana byla w latach 1996-2002 prawie 40 razy; zaczeto ja cytowac po ponad 20 latach, sladem laureata Nagrody Nobla, z fizyki, Gerardusa 't Hoofta, ktory odkryl, ze Andrzej Staruszkiewicz, wyprzedzil go byl o 20 lat w badaniu teorii grawitacji w trojwymiarowej czasoprzestrzeni, z ktora to teoria 't Hooft wiaze duze nadzieje i ktorej poswiecil wiele prac.
Od dekad Andrzej Staruszkiewicz wygrywa wszystkie ankiety studenckie jako najlepszy wykladowca Instytutu Fizyki UJ. (Krzysztof Fialkowski)
Andrzej Staruszkiewicz byl tym, ktory podczas moich studiow fizyki w latach 1961-1966 nauczyl mnie najwiecej. Jest mi niezwykle milo powitac Go teraz jako autora w Zwojach. (Andrzej Kobos)
 |
 |
 |
 |
|
 | ||||