WSPÓŁCZESNY STAN FIZYKI TEORETYCZNEJ
POWAŻNYM ZAGROŻENIEM CYWILIZACYJNYM
Pomimo to pogląd wyrażony w tytule mojego eseju uważam za prawdziwy. Nie szukam paradoksów, lecz dostrzegam realne zagrożenie, którego naturę spróbuję wyjaśnić.
Cywilizacja współczesna jest zjawiskiem trwającym około 300 lat. Jest czymś radykalnie różnym od poprzednich cywilizacji, które trwały około 10 000 lat i były tworzone przez przedstawicieli gatunku homo sapiens, który, wg znawców tego zagadnienia, istnieje około 100 000 lat. Przytaczam te liczby po to, żeby określić istotną dla naszych rozważań skalę czasu. Mówiąc o współczesnej cywilizacji, mówimy o zjawisku szybkim i krótkim, i to w skali historycznej, a nie geologicznej czy kosmologicznej. Cywilizacja współczesna powstała w wyniku odkryć w dziedzinie fizyki teoretycznej dokonanych przez Newtona, jemu współczesnych i bezpośrednich następców. Samo to stwierdzenie, co do prawdziwości którego nikt chyba nie ma wątpliwości, pokazuje że czynnik czysto duchowy może mieć i rzeczywiście miał kolosalny wpływ na historię ludzkości. Odkrycie metody naukowej w XVII wieku popchnęło ludzkość w tym kierunku, w którym ludzkość po dziś dzień podąża.
Otóż trzeba sobie zdawać sprawę z tego, że odkrycia naukowe XVII wieku nie musiały być dokonane. Przeciwnie, to, że zostały dokonane, jest wynikiem zbiegu okoliczności, z których część ma charakter matematyczny, a więc umiejscowiony poza czasem i przestrzenią. Za początek nowożytnej nauki uważa się powszechnie odkrycie praw ruchu planet przez Keplera. Odkrycie to było możliwe dzięki matematycznemu przypadkowi, jakim jest tzw. ponadcałkowalność problemu Keplera: tylko dla siły malejącej jak kwadrat odległości planety od Słońca ruch planety odbywa się po nieruchomym przecięciu stożkowym. a więc jest czymś dającym się opisać środkami tej matematyki, którą dysponował Kepler. Parafrazując znane powiedzenie Einsteina, można stwierdzić, że dla Keplera (a także dla Newtona) Bóg był szczególnie łaskawy: postawił ich wobec problemu, któremu posiadane przez nich środki mogły sprostać. Ludzkość żyjąca na planecie poruszającej się wokół gwiazdy podwójnej, a takich jest przecież większość, nie ma żadnej szansy utworzenia fizyki teoretycznej. Ta szczególna łaskawość Boga, jaką jest matematyczna prostota problemu Keplera, okazała się podstawowa także w innych przełomowych dla fizyki teoretycznej momentach: dzięki niej można było w latach dwudziestych naszego wieku przekonać się o słuszności zasad mechaniki kwantowej.
Czy jednak Bóg będzie lub musi być zawsze tak szczególnie łaskawy?
Newton i jego następcy stworzyli obraz rzeczywistości fizycznej: świat jest czasoprzestrzenią Galileusza i Newtona, w której poruszają się oddziałujące na odległość ciała materialne; ruch ich jest opisany prawami Newtona. Obraz ten uważano za prawdziwy i ostateczny do końca XIX wieku, mimo, że nawet bardzo pobieżna obserwacja zjawisk chemicznych czy biologicznych prowadzi do pytań, na które bardzo trudno odpowiedzieć w ramach tego obrazu: człowiek ma dwoje oczu, 10 palców, 32 zęby itd.; na każdym kroku widać policzalność, która nie jest wcale charakterystyczna dla fizyki Newtona. Ze współczesnego punktu widzenia trudno jest zrozumieć przekonanie o uniwersalności i ostateczności zasad Newtona. Przekonanie to jednak niewątpliwie istniało, o czym może świadczyć znane powiedzenie Lagrange'a, że Newton był nie tylko największym z uczonych, ale i najszczęśliwszym, bo można raz tylko odkryć zasady rządzące światem, a to udało się Newtonowi.
Przekonanie o uniwersalności i ostateczności zasad Newtona, pomimo swej fałszywości, dawało uczonym XVIII i XIX wieku coś niezwykle cennego, a mianowicie jednolity i spójny ogląd rzeczywistości fizycznej. Ten jednolity i spójny ogląd był źródłem wielkości dziewiętnastowiecznej fizyki teoretycznej, którą np. Einstein dostrzega w swoich Zapiskach autobiograficznych; teorie takie, jak kinetyczna teoria gazów, hydrodynamika Naviera i Stokesa czy teoria sprężystości, to prawdziwe arcydzieła myślenia naukowego opartego na zasadach Newtona.
Na początku XX wieku dokonano dwóch odkryć równie doniosłych, jak te których dokonał Newton: istnienia kwantu działania (Max Planck, r. 1900) oraz wyróżnionej roli prędkości światła (Albert Einstein. r. 1905). Odkrycia te zburzyły Newtonowski obraz rzeczywistości, ale na jego miejsce do dziś (r. 2002) nie powstał nowy. Współczesną (tzn. istniejącą od roku 1900!) fizykę teoretyczną cechuje niespójność postrzegania rzeczywistości. co jest sytuacją niedobrą i brzemienną w niebezpieczne dla dalszego rozwoju skutki. Ta niespójność widzenia jest powszechnie dostrzegana przez adeptów tej sztuki, jaką jest fizyka teoretyczna, a trwająca 100 lat niemożność jej usunięcia jest źródłem frustracji. Wielokrotnie podnoszono ujemne skutki, jakie dla kultury i dobrego samopoczucia ludzi miało porzucenie tradycyjnego obrazu świata, opartego na religii i astronomii Ptolemeusza. Problemowi temu poświęcona jest (wydana przez Znak) piękna książka Lewisa Porzucony obraz. Fizyk do końca XIX wieku mógł uważać, że jest w uprzywilejowanej sytuacji człowieka, który w dalszym ciągu posiada całościowy obraz rzeczywistości, może nie tak barwny jak tradycyjny, ale za to "prawdziwy". Fizyka współczesna nie daje już tego psychicznego komfortu, przeciwnie, w sposób bardzo dotkliwy odsłania ogrom naszej niewiedzy.
Sądzę, że po tych uwagach jestem przygotowany do opisania tego, co uważam za potencjalnie bardzo groźne: scalenie widzenia świata przez fizykę teoretyczną jest życiową koniecznością, a jednocześnie jest zadaniem o bezprecedensowej skali trudności. Ma się wrażenie, że Bóg nie chce już być dalej łaskawy i postawił nas przed niezwykle trudnym wyzwaniem. Wyzwaniu temu musi sprostać społeczność, której morale już zostało nadszarpnięte przez trwający sto lat kryzys. Rozważanie wielkich wydarzeń historycznych takich jak zniknięcie greckiej matematyki, pokazuje, że wydarzenia te stanowią nie dającą się przewidzieć wypadkową twórczych wysiłków ludzi i czynników destrukcyjnych. Niestety, w XXI wieku jest możliwy scenariusz najgorszy, polegający na tym, że żyjący w globalnej wiosce fizycy będą dodawać kolejne epicykle do Modelu Standardowego, a sama idea tego, czym powinna być fizyka teoretyczna, pójdzie w zapomnienie, dokładnie tak jak poszła w zapomnienie matematyka starożytnych Greków. Scenariusz taki byłby prawdziwą katastrofą dla cywilizacji, która samo swoje istnienie zawdzięcza odkryciu przez Newtona metody naukowej, a więc takiej, dla której nauka stanowi istotną część składową tożsamości.
Czasami można spotkać się z poglądem. że nauka jest w
naszych czasach głównym czynnikiem wzrostu gospodarczego, a więc, że jej
postęp będzie niejako automatycznie wymuszony przez potrzeby społeczne. Nie
kwestionując tego poglądu, muszę zauważyć, że nie dotyczy on fizyki
teoretycznej. Prosta obserwacja rzeczywistości pokazuje, że istotnie
spontanicznemu postępowi w dziedzinie informatyki, biologii molekularnej lub
fizyki materiałów nie towarzyszy podobnie spontaniczny postęp w dziedzinie
fizyki teoretycznej. Postęp taki, będąc natury czysto duchowej, może brać
się tylko z duchowych rezerw, a te jak gdyby się wyczerpały.
Pierwotnie tekst ten został wygłoszony przez autora na
wykładzie w Polskiej Akademii Umiejętności w roku 2001 i został później
wydrukowany w w tomie Polska Akademia Umiejętności, Prace Komisji
Zagrożeń Cywilizacyjnych, tom 4, str. 59-62, 2001.
Od ukończenia studiów fizyki w roku 1961 zajmuje się teorią względności, a od dwudziestu lat również możliwością wyprowadzenia z teorii wartości ładunku elementarnego, tzw. stałej alfa (co nie udało się np. wielkiemu P.A.M. Dirac'owi). Jego praca z roku 1963 cytowana była w latach 1996-2002 prawie 40 razy; zaczęto ją cytować po ponad 20 latach, śladem laureata Nagrody Nobla, z fizyki, Gerardusa 't Hoofta, który odkrył, że Andrzej Staruszkiewicz, wyprzedził go był o 20 lat w badaniu teorii grawitacji w trójwymiarowej czasoprzestrzeni, z którą to teorią 't Hooft wiąże duże nadzieje i której poświęcił wiele prac.
Od dekad Andrzej Staruszkiewicz wygrywa wszystkie ankiety studenckie jako najlepszy wykładowca Instytutu Fizyki UJ. (Krzysztof Fiałkowski)
Andrzej Staruszkiewicz był tym, który podczas moich studiów fizyki w latach 1961-1966 nauczył mnie najwięcej. Jest mi niezwykle miło powitać Go teraz jako autora w Zwojach. (Andrzej Kobos)
 |
 |
 |
 |
|
 | ||||