Wielka metafizyczna opowieść nauki (cz. XI)

Phillip E. Johnson

 

Wielka metafizyczna opowieść

 

nauki (cz. XI)

 

 

To, czy kiedykolwiek osiągnięta zostanie teoria unifikacji, stanowi przedmiot dyskusji. Jedną i być może nieprzezwyciężalną przeszkodą jest skrajna trudność związana z przeprowadzaniem eksperymentów, mających testować wyniki prac teoretyków. Zgodnie z tym, co pisze David Lindley w swej książce, The End of Physics: The Myth of a Unified Theory, tworzone w ramach fizyki cząstek elementarnych konstrukcje matematyczne są aż tak odległe od możliwych do wyobrażenia eksperymentalnych testów, że staje się ona raczej czymś jakby mitologią, a nie nauką. Gdyby wybudowano Supercollider [Superconducting Supercollider (SSC), czyli Nadprzewodzący Superakcelerator – uwaga tłumacza], który miał stanąć w Teksasie, to być może udałoby się znaleźć w nim słynną cząstkę Higgsa, co mogłoby dostarczyć dalszego potwierdzenia dla teorii oddziaływań elektrosłabych i potwierdzić, że fizycy idą ogólnie we właściwym kierunku. Odwołano jednak realizację projektu Superakceleratora, ale i tak eksperymenty potrzebne do przetestowania projektu unifikacji, które mianoby przeprowadzić w kolejnych etapach, wymagałyby takich poziomów energii, które nie mogłyby zostać wyprodukowane na Ziemi, zwłaszcza za cenę, jaką społeczeństwo skłonne byłoby zapłacić. [1]

 

W konsekwencji przedstawiona ostateczna teoria nie mogłaby zostać potwierdzona eksperymentalnie, ale jedynie przez zgodę wśród teoretyków, co nadałoby tej teorii charakter raczej filozoficzny niż naukowy. Ale zapał podsycany przez dawne sukcesy przezwycięża w umysłach teoretyków takie praktyczne przeszkody i w ten sposób książki popularnonaukowe, takie jak Hawkinga i innych liczących się uczonych, prowadzą do przekonania, że projekt wielkiej unifikacji może zostać zrealizowany – być może nawet jeszcze za życia ich autorów, którzy będą mogli cieszyć się z tego sukcesu.

 

Nadzwyczajne metafizyczne znaczenie teorii unifikacji czterech sił obrazują określenia, jakie nadali jej fizycy: „święty Graal fizyki”, „ostateczna teoria”, a szczególnie „teoria wszystkiego”. Te romantyczne tytuły nie są uzasadnione żadnym spodziewanym namacalnym dokonaniem mającym wypłynąć z samej teorii, skoro nawet po udanej teorii unifikacji nikt nie spodziewa się, by powiedziała ona coś konkretnego na temat takich tajemnic, jak te, w jaki sposób formują się galaktyki i gromady galaktyk, w jaki sposób pojawiło się życie i dlaczego ludzie zachowują się tak, a nie inaczej. Ogrom wyobrażeń związanych z teorią unifikacji pochodzi w pełni z zajmowanego przez nią miejsca w filozofii naturalistycznej, którą zakładają naukowcy w swej pracy.

 

Jeśli przyroda jest faktycznie w pełni zamkniętym systemem fizycznych przyczyn i skutków, to wtedy wszystko, co wydarzyło się w całej historii kosmosu, musiało być zdeterminowane (lub przynajmniej dozwolone) przez warunki, które istniały na początku. Jeśli na początku nie istniało nic poza prawami i cząstkami i jeśli w późniejszym czasie nie wkroczyło do Wszechświata nic fundamentalnie nowego, wtedy pełne rozumienie warunków, jakie panowały na początku, stanowi w zasadzie klucz do pełnego rozumienia tego, co nastąpiło potem. Dlatego teorię unifikacji można nazwać pierwszym rozdziałem wielkiej metafizycznej opowieści nauki, a zbiór praw opisywanych przez tę teorię jest naukowym ekwiwalentem stwórcy. Oto dlaczego religijny język przenika książki dotyczące tej teorii i dlaczego Hawking uważa, że osiągnięcie pełnego rozumienia podanego przez tę teorię, byłoby poznaniem myśli Boga – w sensie poznania wszystkiego, co można poznać.

 

Aby jednak być rzeczywiście jak Bóg, teoria musiałyby dotyczyć całej nieskończonej historii wszechświata, a tymczasem istnienie osobliwości na samym początku sugeruje istnienie takiego czasu, gdy prawa opisywane przez tę teorię nie istniały. Największy wkład Hawkinga w to, co można nazwać religijną unifikacją fizyki, było zaproponowanie teorii pozwalającej uwolnić się od tej niezręcznej osobliwości, której istnienie ustalili przede wszystkim on i Penrose.

 

Hawking zasugerował, że osobliwość Wielkiego Wybuchu może wskazywać jedynie, że w najwcześniejszym momencie pole grawitacyjne było tak silne, że ogólna teoria względności nie stosowała się do tej sytuacji, a naukowcy mogą jedynie użyć „kwantowej teorii grawitacji” (jeśli taka zostanie kiedykolwiek odkryta), by zrozumieć, co działo się na samym początku. Kwantowa teoria grawitacji pociągałaby wykorzystanie matematycznego pojęcia „czasu urojonego” używanego przy rozwiązywania pewnych problemów w mechanice kwantowej. W czasie urojonym, wyjaśnia Hawking, „znika (...) wszelka różnica między czasem a przestrzenią.” [2] Zgodnie z tym, teoretycy mogą pozbyć się kłopotliwej osobliwości z początku czasu przez pozbycie się potrzeby jakiegokolwiek początku. Oto jak Hawking o tym pisze:

[...] w kwantowej teorii otwiera się nowa możliwość: czasoprzestrzeń może nie mieć żadnych brzegów, a więc nie ma potrzeby, by określać zachowanie Wszechświata na brzegu. Nie ma żadnych osobliwości, w których załamują się prawa nauki, ani żadnych brzegów czasoprzestrzeni, wymagających odwołania się do pomocy Boga lub do jakiegoś zbioru nowych praw wyznaczających warunki brzegowe dla czasoprzestrzeni. Można powiedzieć: „warunkiem brzegowym dla Wszechświata jest brak brzegów”. Taki Wszechświat byłby całkowicie wystarczalny i nic z zewnątrz nie mogłoby nań wpływać. Nie mógłby być ani stworzony, ani zniszczony. Mógłby tylko BYĆ. [3]

Hawking przyznaje bez skrępowania, że ta koncepcja czasoprzestrzeni bez brzegów jest „tylko propozycją: nie można jej wywieść z jakichś innych zasad.” [4] Dalej twierdzi, że taka sugestia mogłaby być zaproponowana z powodów estetycznych czy metafizycznych, ale testem jej naukowości jest to, czy pozwala ona na wyprowadzenie przewidywań, które mogą zostać zweryfikowane przez obserwację.

 

Oczywiście, w chwili obecnej hipoteza czasoprzestrzeni bez brzegów nie pozwala na wyprowadzenie z niej takich przewidywań. Jest tak nie tylko dlatego, że teoria unifikacji teorii względności i fizyki kwantowej nie została jeszcze opracowana, ale także dlatego, że każdy model, który opisywałby całość Wszechświata, byłby matematycznie zbyt skomplikowany, by pozwolić na dokładne przewidywania. Z tego powodu teoretycy musieliby uprościć założenia oraz przybliżenia i – jak przyznaje Hawking – „nawet wtedy formułowanie na podstawie teorii jakichś przewidywań pozostaje bardzo trudnym problemem.” [5] Można byłoby się nigdy nie dowiedzieć, czy jakiś hipotetyczny sukces przewidywania nie był jedynie wynikiem jakiegoś szczególnego uproszczenia, przyjętego przez teoretyka. David Lindley wydaje się mieć rację: bez możliwości eksperymentalnego sprawdzenia fizyka teoretyczna może być postawiona na równi z mitem.

 

Dlatego też koncepcję czasoprzestrzeni nie posiadającej brzegów właściwie należałoby uznać za element wielkiej metafizycznej opowieści nauki, a nie za teorię naukową. Jednak gdy metafizyczne historie snują naukowej sławy fizycy, to przyjmują one charakter teorii głoszonych przez znawców i mogą wywrzeć głębokie konsekwencje na sposób myślenia ludzi, którzy nie odróżniają „opowieści snutych przez naukowców” od „teorii naukowych.”

 

Paul Davies, inny wybitny fizyk matematyczny, wyjaśnia wagę koncepcji Hawkinga o czasoprzestrzeni bez brzegów w książce The Mind of God [Umysł Boga] w rozdziale zatytułowanym: „Can the Universe Create Itself?” [Czy Wszechświat może stworzyć sam siebie?] Davies szczerze stwierdza na początku: „To konkretne wyjaśnienie może być całkowicie błędne,” ale natychmiast dodaje, że poprawność jakiegokolwiek wyjaśnienia nie jest ważna. Jak pisze Davies, „Chodzi przede wszystkim o to, czy jakieś nadprzyrodzone działania były konieczne, by Wszechświat zaistniał. Jeśli uda się skonstruować przekonującą teorię naukową, która będzie potrafiła wyjaśnić pochodzenie całego fizycznego Wszechświata, wtedy przynajmniej dowiemy się, czy naukowe wyjaśnienie jest możliwe, czy obecna teoria jest prawdziwa, czy nie.” [6]

 

Ale nietestowalna metafizyczna opowieść, która nie daje żadnych przewidywań, nie jest teorią naukową, a spekulacje tego typu nie mogą udowodnić, że istnieje prawdziwe naturalistyczne wyjaśnienie początku Wszechświata. Wypowiedź Daviesa sprowadza się do stwierdzenia, że nawet mit może być wystarczający, by dodać otuchy naukowym naturalistom, by nie musieli się martwić nadprzyrodzonym czynnikiem.

 

Naukowcy i filozofowie nauki często powtarzają, że Bóg znajduje się poza nauką, ale takie stwierdzenia stanowią poważne nieporozumienie. Właściwszym byłoby powiedzenie, że naukowcy, którzy rozmyślają o wielkim obrazie, mają obsesję Boga i naturalne jest to, że powinni ją mieć. Celem naukowców badających historię Wszechświata – tych, którzy próbują śledzić historię kosmosu od Wielkiego Wybuchu, a nawet wcześniej, do dnia dzisiejszego – jest dostarczenie pełnego naturalistycznego obrazu rzeczywistości. Przedsięwzięcie to charakteryzuje się determinacją, by usunąć Boga z rzeczywistości, ponieważ w samej definicji naturalizmu zawarte jest wykluczenie czynników nadprzyrodzonych. Fizycy cząstek elementarnych i kosmologowie skłonni są być na swój sposób ludźmi religijnymi, ale ich religią jest często sama nauka, stąd też jedyną historią stworzenia, jaką zaakceptują, jest ta, w której wszystkie elementy rzeczywistości są w zasadzie dostępne naukowym badaniom. Jakaś wyimaginowana historia, która ukazuje Wszechświat jako wieczny, jest więc lepsza niż teoria naukowa wymagająca niewygodnej osobliwości początkowej i z tego powodu ta pierwsza, mimo swego wyimaginowanego charakteru może osiągnąć status wiedzy naukowej.

 

W końcowych wersach Wprowadzenia do Krótkiej historii czasu astronom Carl Sagan zwraca czytelnikowi uwagę, że centralnym punktem tej książki jest usunięcie Boga z historii kosmosu, choć Sagan przedstawia tę konkluzję tak, jakby była raczej nieoczekiwanym wnioskiem z eksperymentu, niż świadomym zamierzeniem autora:

Słowo Bóg często pojawia się na tych stronicach. Hawking usiłuje znaleźć odpowiedź na słynne pytania Einsteina, czy Bóg miał swobodę w tworzeniu Wszechświata. Próbuje, jak sam stwierdza wprost, zrozumieć umysł Boży. To sprawia, że konkluzja – przynajmniej obecna – jest tym bardziej zaskakująca: Wszechświat nie ma granic w przestrzeni, nie ma początku i końca w czasie, nie ma też w nim nic do zrobienia dla Stwórcy. [7]

(c.d.n.)

---