Astronomia plastyczna III (Wstęp)
ASTRONOMIA PLASTYCZNA JAKO TECHNIKA W ASTRONOMII
Jestem przekonany, że za pomocą czysto matematycznych konstrukcji możemy odkryć pojęcia i prawa... będące kluczem do zrozumienia zjawisk przyrody. Doświadczenie może sugerować odpowiednie pojęcia matematyczne, ale z pewnością nie mogą być one z niego wyprowadzone... Uważam więc, że w pewnym sensie prawdą jest, iż czysta myśl może uchwycić rzeczywistość, tak jak marzyli starożytni.
Albert Einstein, cyt. wg: Michio Kaku, Wszechświaty równoległe
Sztuka jest (...) w samej swej istocie komunikatywna i choć tworzona przez jednostkę, adresowana jest do ludzi, ad alterum. Dlatego artyście nie odpowiada, gdy jego twórczość nie ma, czy nie może mieć, dostatecznego odzewu.
Ernest Zavarský, J.S. Bach
Życie ma wtedy tylko sens, gdy człowiek zdolny jest wyznaczać sobie kolejne cele (...). Ma sens nawet wtedy, gdy wytyczony cel będzie zbyt odległy, aby go dosięgnąć. Wtedy pozostaje jeszcze samo dążenie do niego, przybliżanie się do marzeń i ukrytych nadziei. I nie ma znaczenia, że te do końca pozostają zazwyczaj nie spełnione. Człowiek patrzący w przyszłość wierzy zawsze, że idzie naprzód.
Wiktor Żwikiewicz, Zerwane ogniwo
1. ASTRONOMIA PLASTYCZNA - CIERNIOWA DROGA DO ODKRYCIA?
Nauka, poszukiwania naukowe, np. w astronomii, zależą od pewnej dozy szczęścia. Giuseppe Cocconi i Philip Morrison w swym manifeście setiologii, artykule napisanym w początkach ery kosmicznej, w 1959 roku, "Poszukiwanie łączności pozaziemskiej", tak piszą o setioposzukiwanich: "Prawdopodobieństwo sukcesu jest trudne do oszacowania, ale jeśli nigdy nie przystąpimy do działania, szansa na sukces spadnie do zera" (F. Drake, D. Sobel, s. 54).
I tak jest z całą astronomią. W sumie mieliśmy wiele szczęścia, że odkryliśmy pierwsze planety pozasłoneczne. Podobnie jest z astronomią plastyczną.
Carl Sagan w książce "Świat nawiedzany przez demony" rozważa pewną hipotezę. Książka ta jest poświęcona pseudonauce - jest wręcz swoistą encyklopedią metodologii nauki i pseudonauki. Jednak autor poważnie rozważa myśl-możliwość wpływania na wynik gier losowych. Czy warto tym się zajmować? Wygrana jest warta Nobla.
Tę książkę Sagana czytałem wielokrotnie. Jednak tym razem nie potrafiłem, mimo usilnych prób, znaleźć powyższy cytat. Musiałem więc przeczytać książkę jeszcze raz , niemal "słowo w słowo" ponad 300 stron (!). I wreszcie znalazłem: "W czasie gdy piszę te słowa, istnieją trzy twierdzenia w dziedzinie ESP (postrzegania pozazmysłowego), które, w moim przekonaniu, zasługują na poważniejsze badania: 1) twierdzenie, że przez samo myślenie ludzie mogą wpływać (w pewnym stopniu) na generatory liczb losowych w komputerach (...). Wybrałem te przykłady nie dlatego, iż myślę, że twierdzenia te są prawdopodobnie prawdziwe (prawdopodobnie nie są). Jednakże są one przykładami twierdzeń, które mogą być prawdziwe." (C. Sagan, s. 311).
Zadziwiające to wszystko u wyjątkowego sceptyka jakim był Sagan. Oczywiście powyższy przykład to bajka, sympatyczna bajka. Nie istnieje takie wpływanie myśli na materię. Jednak rachunek prawdopodobieństwa jest dziwną dziedziną.
Mój ojciec wygrał kiedyś w toto-lotku piątkę. Gdyby się temu bliżej przyjrzeć, prawdopodobieństwo tego wynosi jeden do kilku tysięcy. Jednak zdarzenie to miało miejsce. I później tak układała mu się gra w toto-lotka, że niemal w każdym losowaniu miał kilka trójek.
Przyznam, że w ciągu kilku lat grania w toto-lotka, tylko raz wylosowałem trójkę. Cóż, cierniowa jest droga do odkryć. Jednak nie sądzę, aby to wszystko było daremne...
Mój ojciec był niewątpliwie człowiekiem, który miał w życiu szczęście. Ojciec był profesorem mikrobiologii i matematyki. Jego imieniem, jako współodkrywcy, nazwano gatunek bakterii Mycobacterium szulgai. Moje skromne badania w ramach astronomii plastycznej są cierniową drogą do ewentualnych odkryć - czymkolwiek one są. Tak. Ale, jak mawiał Albert Einstein - Bóg jest wyrafinowany, ale nie złośliwy...
2. ASTRONOMIA PLASTYCZNA - ODKRYCIA MATEMATYCZNE ASTRONOMII
Symulacje, np. numeryczne, ale nie tylko, pełnią rolę matematyki w stosunku do astronomii. Z kolei astronomia plastyczna to symulacje. Zatem astronomia plastyczna może być matematyką astronomii (do tego wątku symulacji będę powracał w kolejnych notkach).
Tutaj tezą jest informacja, są wyjściowe dane empiryczne, np. takie jak skład chemiczny i mineralny gruntu obiektu kosmicznego (Io - siarka, Mars - tlenki żelaza), promień orbitalny planety, cechy atmosfery (jej brak lub efekt cieplarniany), aktywność geologiczna powierzchni (kaniony, wąwozy, skarpy, wulkany, gejzery lub ich brak) itd. W stosunku do nich tworzy się całą konstrukcję symulacyjną.
A. Einstein powiedział tu wyraźnie, zgodnie z cytatem na wstępie rozdziału, że w naukach przyrodniczych odkryć może dokonać matematyka. Tak było z Newtonem (teoria grawitacji), z Maxwellem (teoria pola elektromagnetycznego), z Planckiem (podstawy teorii kwantów - wzór promieniowania ciała doskonale czarnego), Einsteinem (teoria względności), z Heisenbergiem (fizyka macierzy kwantowych). Tak było z Chandrasekharem (wzór zapadnia gwiazd - tzw. granica Chandrasekhara równa ok. 1,4 MS).
Zatem astronomia plastyczna może dokonać odkryć w astronomii.
Gdzież więc są owe odkrycia?
3. EMPIRYCZNY CEL ASTRONOMII (PLASTYCZNEJ)
Faktem jest, że odkrycie naukowe nie musi mieć aspektu empirycznego. Takim odkryciem byłoby znalezienie śladów egzożycia (życia pozaziemskiego). Jednak kluczem do np. spotkania egzocywilizacji (jako celu astronomii) już byłaby wiedza, że one istnieją. To częściowo wystarczy. Środkiem do tego byłaby właśnie, jak wypowiada się Einstein, matematyka.
Ale i to samo odnosi się do teorii bioastronomii, jaką jest astronomia plastyczna. Przez empiryczne wydarzenie jej kontaktu z odbiorcą, zaistniałby swoisty dowód jej sensowności i prawdziwości.
Idealną formą takiego kontaktu z odbiorcą byłaby publikacja. Twórczość jako taka jest tu najważniejsza, jednak prawdziwym wąskim gardłem odkrycia jest właśnie publikacja, bardziej niż sama twórczość i astronomia plastyczne jako taka. Tutaj więc podstawową rolę odgrywa Internet.
4. ODKRYCIE (INTERNETOWEJ) ASTRONOMII (PLASTYCZNEJ)
Czasem tak bywa, że jeden artykuł opublikowany w Internecie może zapewnić odkrycie. Internet jest dobrym medium realizującym publikację. Wielokrotnie na przykład w trakcie procesu odkrywania bozonu Higgsa, cząstki tworzącej pole Higgsa i nadającej niektórym cząstką elementarnym masę, blogi i wypowiedzi w sieci były wiążące dla historii fizyki w tym obszarze. Podobnie pewną rolę w hipotezie dotyczącej tzw. przekształceń zwierciadlanych w geometrii fizycznej odegrał pewien artykuł. Aleksander Givental z Uniwersytetu Kalifornijskiego w Berkeley zamieścił w 1996 r. tekst właśnie w internetowym archiwum matematycznym. Takich przykładów jest wiele.
W trzech artykułach opublikowanych w Internecie w latach 2002-2003 Grigorij Perelman udowodnił hipotezę Poincarégo. Teksty liczyły w sumie 68 stron. Tu Perelman wykorzystał tzw. przepływ Ricciego i rozwiązał problem osobliwości "w kształcie cygara", którego nie rozwiązał wcześniej matematyk Richard Hamilton (artykuły Perelmana opublikowane zostały w interneowym serwisie arXiv.org (http://arxiv.org/)).
W 2006 r. za wkład "w rozwój geometrii i idei dotyczącej analitycznej i geometrycznej struktury przepływu Ricciego" Grigorijemu Perelmanowi przyznano Medal Fieldsa. Perelman odmówił przyjęcia wyróżnienia.
Odmówił też w 2010 r., za udowodnienie hipotezy Poincarégo, przyjęcia przyznawanej przez Instytut Matematyczny Claya Nagrody Milenijnej. Twierdził, że nie zależy mu na rozgłosie i że podstawowy wkład w udowodnienie hipotezy Poincarégo wniósł według niego wcześniej Richard Hamilton. Na czym jednak polega sformułowane w 1904 r. twierdzenie i hipoteza Henri Poincarégo?
Hipoteza Poincarégo to problem z dziedziny analizy geometrycznej i topologii - ta druga jest działem matematyki, zajmującym się m.in. przekształceniem figur w przestrzeni. Przykładami takich figur są np. sfera, torus, filiżanka itd. Sfera to podstawowy problem i pojęcie hipotezy Poincarégo. Figury te można odpowiednio przekształcać w siebie bez ich rozrywania.
Sama hipoteza Poincarégo mówi, że zwarta przestrzeń trójwymiarowa jest topologicznie równoważna sferze, tak że figury o kształcie pętli, jakie można narysować w przestrzeni można skurczyć i sprowadzić do punktu bez rozrywania pętli lub przestrzeni.
Problem podjął w latach 70. i 80. Richard Hamilton, wykorzystując osobliwość i tzw. przepływ Ricciego. Osobliwość jest terminem znanym w fizyce. Wtedy przestrzeń zbiega się do punktu (przykładem tego zjawiska są czarne dziury, masywne gwiazdy, które uległy zapadnięciu). Przepływ Ricciego jest zbiorem, zestawem równań opisujących jeden z rozajów tzw. przepływu geometrycznego. Po drodze pojawił się problem fizycznej entropii (entropia, pojęcie wprowadzone przez R. Clausiusa, jest miarą chaosu) i omówionej wcześniej osobliwości. To zjawisko wykorzystał potem Perelman do udowodnienia hipotezy Poincarégo.
Hamilton tu w 1983 r. napisał artykuł, w którym przeanalizował jeden ze szczególnych przypadków twierdzenia Poincarégo. Chodziło o tzw. dodatnią krzywiznę Ricciego (termin znany w fizyce). Powstałe tą drogą równania uznane obecnie zostały jako tzw. równania Hamiltona.
Perelman dokończył całą tę sprawę i z pełnym sukcesem udowodnił hipotezę Poincarégo.
Biorąc pod uwagę fakt, że Internet jest doskonałą platformą, środkiem i medium "wystawowym" (zgodnie z cytatem wstępnym z początku tego rozdziału - taka już jest natura sztuki) - co więcej - właśnie prezentacją, tu astronomii plastycznej, może ją i astronomię zrealizować.
5. GEOMETRIA ASTRONOMII PLASTYCZNEJ
Astronomia plastyczna umiejscowiona jest w geometrii. Tutaj problemem jest światło, perspektywa oraz technika.
Sztuka, w tym malarstwo (z ograniczeniem ramą obrazu), ale też muzyka (zastanawiające jest, że długość popularnego utworu muzycznego wynosi dokładnie 2-3 minuty, a nie np. pół czy cztery minuty), jest rozwiązaniem pewnego problemu, podobnego do naukowego i matematycznego (np. tak traktował sztukę matematyk Leon Chwistek, prekursor malarstwa geometrycznego i konstruktywizmu). O wadze warsztatu plastycznego świadczy przykład Edgara Degasa, który, widząc córkę przyjaciela bawiącą się kredkami, spytał czy nie boi się dawać do ręki dziecka takich niebezpiecznych przedmiotów.
Zatem np. astronomia plastyczna ma rangę matematyki, więc może zapewnić odkrycie.
6. (ASTRONOMO)PLASTYCZNY LEPSZY ŚWIAT
Osobiście nie mam licznych i bogatych tak zwanych kontaktów międzynarodowych. Wejście do "lepszego świata" jest rzeczą trudną. Istnieje jednak dziedzina, która może realizować marzenia i odkrycia. Jest nią astronomia.
Andrzej Woszczyk, redaktor naczelny "Uranii - Postępów Astronomii", w jednym z artykułów tego czasopisma napisał, że astronomia jest dziedziną, w której może coś odkryć również nie-astronom.
Technika kredki z kolei może być środkiem, który realizować może astronomię. To czysta i prosta, choć niełatwa technika. Nie jest konieczne tu używanie wody, terpentyny, różnych farb olejnych, podkładów itd. Kredka jest przedłużeniem ręki - i efekt widać od razu. Nadaje się więc doskonale do astronomii plastycznej.
Wielu znanych artystów miało w swoim życiu "kredkowy epizod", np. Henri Matisse, Edgar Degas, Henri Toulouse-Lautrec, David Hockney i Pablo Picasso. Kredka jest zatem "poważną" techniką warsztatową.
Powyższy rysunek autora jako obraz astronomii plastycznej przedstawia powierzchnię, formy życia i przyszłą obecność człowieka na hipotetycznej ziemiopodobnej egzoplanecie (o śr. półosi orbity 1,4 j.a., obiegającej gwiazdę centralną co 596 dni, mimośrodzie 0,004) w układzie gwiazdy HR 810 typu GOV pecul., jasności 5,4 mg., odległej o 50,5 l. ś. (15,5 pc).
Przy wodopoju - hipotetyczna egzoplaneta w układzie gwiazdy HR 810
Wizja przedstawia sterowany komputerowo z bazy centralnej , odpowiednio ustawiony biologicznie i informatycznie system wodopojów z właściwymi dla poszczególnych gatunków zwierząt pożywkami. Zwierzęta tymczasowo przebywają na egzoplanecie w tym miejscu, do czasu przeniesienia ich do odpowiednich dla nich naturalnych siedlisk na powyższej planecie, w których będą już korzystne, optymalne dla nich środowiska.
Materiały źródłowe:
F. Drake, D. Sobel, "Czy jest tam kto? Nauka w poszukiwaniu cywilizacji pozaziemskich", Prószyński i S-ka, Warszawa 1996.
Final Diagnosis - Mediastinal Mycobacterium Szulgai, path.upmc.edu/cases/case124/dx.html, Internet.
Grigorij Perelman - Wikipedia.
J.M. Parramón, "Jak rysować i malować kredkami", Galaktyka, Spółka z o.o., Łódź 1995.
Planete, stacja tv., "Przeklęta hipoteza Poincarégo", 27.11.2013.
G. Sagan, "Świat nawiedzany przez demony. Nauka jako światło w mroku", Zysk i S-ka Wydawnictwo, Poznań.
Shing-Tung Yau, S. Nadis, "Geometria teorii strun. Ukryte wymiary przestrzeni", Prószyński i S-ka, Warszawa 2012.
Teofil Szulga - Wikipedia.
Tagi: hr 810, astronomia plastyczna
