TOE - Theory of Everything - Teoria Wszystkiego to nazwa różnych prób fizyków ujednolicenia naszego rozumienia przyrody pod jednym sztandarem. To święty Graal ogromnej części fizyków, poszukiwany już od wielu stuleci. Niektórzy wierzą, że materia jest zbudowana z wibrujących strun, a dodatkowe wymiary przestrzeni istnieją poza trzema już znanymi, zaś przestrzeń i czas przy bliższym przyjrzeniu się nie są gładkie i ciągłe, ale szorstkie i zpikselowane
Dla innych poszukiwanie unifikacji fizyki jest podobne do poszukiwania ogromnego białego wieloryba i jest nieuchwytnym, a może nawet nieistniejącym pościgiem za czymś, co nie istnieje. „Obecnie dążenie do znalezienia Teorii Wszystkiego, moim zdaniem, może być bardzo nieproduktywne" – podkreśla wybitny fizyk teoretyczny prof. Carlo Rovelli z Centrum Fizyki Teoretycznej w Marsylii we Francji.
Pewien znany i świetny fizyk twierdzi:
- „Chaos wśród teorii fizyki, to pochodna chaosu w kulturze i etyce ludzkiej. Fizyka jest dokładnie taka sama ,jak cywilizacja współczesnego człowieka: pozbawiona fundamentów, zawieszona w pustce wiary i przekonań.
- Pomysł poszukiwania i budowy TOE najprawdopodobniej wyrasta z pychy człowieka, która objawia się w zdaniu: wszechświat nie będzie miał żadnych tajemnic, rozum ludzki wszystko pozna i zrozumie.
- Teoria Wszystkiego (TOE), to aporia: coś, co prowadzi do sprzecznych, lub przeciwstawnych rozwiązań. .Poszukiwanie więc i marzenie o aporii największej i ostatecznej , to zadanie i cel nauki współczesnej? W takim więc miejscu jesteśmy?
- Ten smród jaki wydziela TOE pochodzi od teorii strun, bo to jest ten bękart podrzucony przez matematyków fizykom.”
Przeczytałem te wypowiedzi ze zdumieniem i od razu sobie pomyślałem, co wydało mi się oczywiste:
- Nie ma chaosu w myślach teoretycznej fizyki.
- Fizyka nie jest zawieszona w pustce wiary i przekonań.
- Pomysł poszukiwania i budowy TOE nie wyrasta z pychy człowieka, a z dążenia do poszerzania wiedzy o otaczającej nas rzeczywistości.
- Ludzkość nie marzy i nie poszukuje największej i ostatecznej aporii i nie jest celem nauki współczesnej żadna aporia.
- Teoria strun nie wywołuje nigdzie żadnego smrodu i nie ma potrzeby jej zwalczać. Taka wypowiedź jest typowa dla licznych fizyków charakteryzujących się wysokim poziomem pogardy i niechęci do teorii strun. Żadna z teorii strun z M-teorią włącznie nie pretenduje jeszcze do bycia TOE. I walka z nią oraz przypisywanie jej stanowienia TOE jest bezpodstawne. Matematyka jest ważna w teorii strun, natomiast błędem jest traktowanie teorii strun jako wielkiego zbioru równań podrzuconego fizykom przez matematyków. Równania są ważne w fizyce – są jak pociągnięcie pędzla na obrazie. Bez pociągnięć pędzla nie ma żadnego obrazu, a obraz jest czymś więcej niż tylko licznym zbiorem takich pociągnięć. Teoria strun jest po prostu niedokończonym obrazem i nie wiadomo jeszcze czym będzie. Nie jest wcale pewne, że gdy ten obraz zostanie wykończony to objawi nam TOE.
Fizycy mają różny stosunek do teorii strun i prowadzą między sobą „Wojny Strunowe” – są nawet tacy, którzy twierdzą, że matematyka teorii strun jest „krwawym bałaganem”. Do takich należy fizyk i matematyk Peter Woit z Columbia University.
Inni fizycy uważają, że teoria strun z wszystkimi jej trudnościami i brakami, jest obiecującą drogą do jednego z najbardziej długotrwałych i ambitnych celów nauk przyrodniczych: pełnego zrozumienia mikroskopijnych praw natury. W szczególności jest to zdecydowanie obiecujący sposób na pogodzenie grawitacji i mechaniki kwantowej, najważniejszego nierozwiązanego problemu w fizyce fundamentalnej. Aktualnie TS, choć niepełna i frustrująca teoria, ma mieć pewne sukcesy przemawiające nawet na jej korzyść.
Tymczasem aparat matematyczny teorii strun jest wykorzystany dla zrozumienia innych zjawisk fizycznych – czyni tak np. Sean Hartnoll ze Stanford University, aby rzucić światło na egzotyczne materiały będące przedmiotem zainteresowania fizyki materii skondensowanej i zrozumieć zjawiska zachodzące nadprzewodnikach „wysokotemperaturowych”.
Peter Woit znany jako „The Admiral of the String Theory Wars”, odrzucając teorię strun jako TOE uważa, że historia uczy nas, że istnieją szanse na dalszą unifikację, która doprowadzi nas do nowej wiedzy i do nowych miejsc w nauce, które mogą być zupełnie innymi, aniżeli te, które spodziewamy się zobaczyć: „Kiedy znajdowaliśmy podobne rzeczy w przeszłości to często prowadziło do wyjaśnienia tego, czego nie rozumieliśmy wcześniej. I tak samo może być teraz”.
W każdym bądź razie podstawowa idea teorii strun jest niezwykle prosta: zamiast wyobrażać sobie, że cząstki elementarne są naprawdę fundamentalne, wyobraź sobie, że są jednowymiarowymi pętlami lub segmentami linii – strunami. Jest to bardzo atrakcyjne idea. Można jej po prostu kibicować w oczekiwaniu na to do czego ona doprowadzi. Należy przecież pamiętać jak to było z Einsteinem i jego Ogólną Teorią Względności. I przypomnieć sobie ile czasu minęło, zanim OTW została zaakceptowana przez większość społeczności fizyków i Einstein uzyskał międzynarodową sławę. Można też wspomnieć artykuł Suniajewa-Zeldovicza z 1969 r. przewidujący efekt Interakcji materii i promieniowania we wszechświecie gorącego modelu. Miną dziesiątki lat, zanim efekt zostanie wykryty. Prawie 50 lat później efekt Suniajewa-Zeldowicza został wykorzystany do wykrycia znacznej części barionowej materii we Wszechświecie (zespoły: Anna de Graaf - https://arxiv.org/abs/1709.10378v2 oraz Hideki Tanimura - https://arxiv.org/abs/1709.05024).
Teoria strun będzie albo rozwijać się do punktu, w którym jej powiązania z rzeczywistością stają się coraz bardziej oczywiste i konkretne, albo fizycy stracą zainteresowanie nią i pojawią się inne koncepcje.
Generalnie możemy przyjąć, że „teoria strun nie jest jednak teorią. Model standardowy to teoria. Teoria strun jest modelem, ramą, częścią kwantowej teorii pola. Jest to zestaw reguł i sztuczek do konstruowania spójnych stanów kwantowych” – tak słusznie twierdzi noblista David J.Gross.
Badania fal grawitacyjnych mogą mieć kluczowe znaczenie dla tego, czy teoria strun będzie miała szanse na wypełnienie swoich szczytnych celów unifikacji, czy też może trafić do śmietnika odrzuconych pomysłów. Pierwszy obserwowalny dowód na istnienie dodatkowych wymiarów przewidywanych w teorii strun, może być ukryty w falach grawitacyjnych i potwierdzenie ich istnienia może mieć wpływ na los teorii strun.
Prof. Helge Kragh – historyk fizyki z Aarhus University w Danii reprezentuje pogląd, że nawet jeśli uda się nam znaleźć potencjalnych kandydatów na TOE i nasze mózgi będą przygotowane, aby w pełni zrozumieć tę teorię, to nie będziemy w stanie powiedzieć, że to koniec naszej wiedzy. "Nie będziemy mieć możliwości zrozumienia, czy to będzie ostateczna teoria" - podkreśla. „W międzyczasie istniejące teorie - choć są one dalekie od doskonałości - wykonują świetną pracę we wspieraniu innowacji technologicznych, które poprawiają nasze życie”.
Trzeba jednak zadać pytanie: jaki jest sens teorii wszystkiego?
Dążenie do unifikacji jest siłą napędową fizyki, przynajmniej od czasu Newtona. Dla przypadkowych obserwatorów nieba z lat sześćdziesiątych XVII wieku ruch ciał niebieskich był wielką tajemnicą. Dlaczego niektóre gwiazdy pozostają w jednym miejscu w dzień i w nocy, podczas gdy inne poruszają się w ciemności. Newton, który badał ten problem w swoim domu w odległej części Lincolnshire podczas plagi dżumy, miał swój własny pomysł w tej sprawie. Siła, która powoduje, że planety i gwiazdy poruszają się w przestrzeni, jest tą samą siłą, która powoduje upadek obiektów na Ziemi. Jest siłą uniwersalną, istniejącą między dwoma ciałami, która zależy tylko od ich masy i odległości między nimi. Jeśli to zrozumiesz, stanie się jasne, w jaki sposób planety znajdujące się w pobliżu Ziemi poruszają się inaczej na nieboskłonie w zależności od grawitacji Słońca, podczas gdy odległe gwiazdy pozostają nieruchome względem siebie. Hipotezy Newtona umożliwiły zjednoczenie sfer niebieskich i ziemskich, które wcześniej uznawano za niekompatybilne. Jego przejrzysty zestaw uniwersalnych poprawnych równań pozwolił stworzyć szablon dla przyszłych pokoleń fizyków, a także dał inżynierom możliwość obliczenia wszystkich znanych sił i momentów obrotowych, które przyczyniły się do stworzenia maszyn podczas rewolucji przemysłowej.
Przenieśmy się 200 lat do przodu, kiedy James Clerk Maxwell dokonał podobnego rewolucyjnego aktu unifikacji. W latach sześćdziesiątych XIX wieku udowodnił, że elektryczność i magnetyzm są dwoma aspektami tej samej siły - elektromagnetyzmu. W ten sposób unifikujący zbiór równań Maxwella pokazał, że światło jest formą promieniowania elektromagnetycznego i odkrycie to stanowiło początek stulecia energii elektrycznej, w której obecnie żyjemy i w której mamy możliwość cieszyć się wszystkim, od odbiornika radiowego po smartfon. Wystarczy sobie przypomnieć: około 60 lat temu narodziła się technologia półprzewodników, około 40 lat temu pojawiły się mikroprocesory. Dzisiaj nie ma osoby, która nie nosiłaby mikroprocesora ukrytego w kieszeni lub w aktówce, w telefonie komórkowym, w laptopie, czy w tablecie. Wystarczyło tylko czterdzieści lat na fundamentalne odkrycie nowego zjawiska fizycznego - fizyki półprzewodników, aby stać się zupełnie zwyczajnym, znanym i niezbędnym dla wszystkich.
Dzisiejsze próby znalezienia teorii wszystkiego nadal kroczą podobną drogą. Obecnie uważamy, że wszystkie zjawiska fizyczne można wytłumaczyć działaniem czterech podstawowych sił. Grawitacją - siłą przyciągania pomiędzy obiektami, które mają masę, którą opisał Newton i elektromagnetyzmem Maxwella - ddziaływaniem pomiędzy ciałami posiadającymi ładunek elektryczny. Dwie inne siły regulują procesy zachodzące na poziomie subatomowym: silne siły jądrowe utrzymujące razem protony i neutrony w jądrze atomu, natomiast słabe siły jądrowe są odpowiedzialne za rozpad promieniotwórczy. Teoria wszystkiego wskazywałaby, że wszystkie te cztery siły są w rzeczywistości tym samym, ale w ukrytej formie.
Najwięcej problemów z unifikacją stwarza grawitacja. Najlepsze współczesne objaśnienie tej siły daje Ogólna Teoria Względności Einsteina. Ona zastępuje teorię Newtona i wyjaśnia, jak masa zakrzywia przestrzeń i czas jako przejaw grawitacji. Jednakże ogólna teoria względności wymaga gładkiej czasoprzestrzeni, która koliduje z probabilistyczną szorstkością wymaganą dla takich sił kwantowych, jak słabe siły elektryczne i silne siły jądrowe. Rezultatem jest zestaw równań dla zjawisk w bardzo małej skali - takich jak interakcja między cząsteczkami, a także inny zestaw dla bardzo wielkich skal, gdzie dominują gwiazdy i galaktyki.
I co się dzieje kiedy mamy jednocześnie do czynienia ze skalą mikro i makro?
„Istnieje tylko jedna przyroda i dlatego najprawdopodobniej ona formuje jedną całość” – podkreśla prof. Matt Strassler. „Oczywiście, będą powstawać sytuacje, kiedy trzeba będzie wykorzystywać dwa zestawy równań jednocześnie, i wtedy spotkacie się ze sprzecznościami”.
A dlaczego mielibyśmy się tym przejmować? – zapytacie.
Odpowiedź jest elementarnie prosta:
W przeciwieństwie do uniwersalnych praw dynamiki Newtona czy elektromagnetyzmu Maxwella, dalsze próby unifikacji raczej nie zrewolucjonizują naszych technologii w najbliższej przyszłości. Te teorie działają w zwykłych warunkach, a omawiane cztery siły mogą zostać zunifikowane tylko przy jeszcze nieosiągalnych przez nas energiach.
Jeśli w przyszłości ludzie będą w stanie produkować i kontrolować energię na taką skalę, bez wątpienia stworzą obfitość nowych możliwości technologicznych przekraczających wyobraźnię najsławniejszych pisarzy science fiction. Ludzkość wtedy może przekształcić się z cywilizacji planetarnej w cywilizację galaktyczną.
Kwestia połączenia teorii grawitacji z fizyką kwantową pojawiła się jeszcze w czasach Einsteina i zajmowało się tym problemem wielu fizyków teoretycznych i próbowano wielu metod z renormalizacją włącznie. Nic dziwnego, że przez te dziesięciolecia nowe podejścia stają się coraz bardziej i bardziej złożone.
"Nasza fizyka przestaje działać, powiedzmy, w otchłaniach czarnych dziur, w pobliżu osobliwości lub gdzie indziej" - jest to przenośna ekspresja, nie należy jej rozumieć dosłownie.
Nasza fizyka nie przestaje działać – ma po prostu własną dziedzinę zastosowania i to jest wspaniałe. A o odnośnej teorii możemy tylko powiedzieć, ze nie jest pełna.
I w tym sensie mamy normalny postęp, a nauka jest wciąż na dobrej drodze swojego rozwoju od czasów Galileusza - nowe rewolucje naukowe są rewolucją w dobrym tego słowa znaczeniu, a nie w jakimś chaosie. Nie są to rewolucje od razu do podstaw, ale ujawniają nowe drzwi, pokazują nowe możliwości, nie usuwając starych!
I próby zmierzające do znalezienia TOE wpisują się dokładnie w ten algorytm rozwoju nauki na planecie Ziemia.
Człowiek zawsze będzie dążył do zrozumienia otaczającej go rzeczywistości i będzie zdobywał nową wiedzę opisując wszystko w terminach matematyki.
Główny problem istnienia każdej cywilizacji to energia. Jest to podstawowa potrzeba istnienia dla cywilizacji i jej rozwoju. Bez zaspokajania swoich potrzeb energetycznych, nastąpi załamanie się każdej nowoczesnej cywilizacji. Energia będzie potrzebna Homo Intelligens dla swojego istnienia i rozwoju, a w tym dla poszerzanie swojej wiedzy i jej wdrażania. Przecież w każdego typu cywilizacji, nawet w cywilizacji planetarnej, czy galaktycznej, prawdziwy będzie wiersz, który już wielokrotie przytaczałem:
Wiedza, to to, co wiemy,
a także to, czego nie wiemy.
W samej rzeczy, odkrywamy to,
czego nie wiemy poprzez to, co wiemy.
W ten sposób nasza wiedza rośnie.
Czym więcej wiemy,
tym więcej wiemy, czego nie wiemy.
I w ten sposób nasza wiedza nie ma granic.
I kiedyś zostanie stworzona przez nas TOE, oczywiście w terminach matematyki. Będzie to specyficzna teoria, charakterystyczna dla danego etapu rozwoju ludzkości w ramach określonego typu cywilizacji. Będzie wykładana na wyższych uczelniach dla studentów. Przecież sto lat temu było zaledwie kilka osób, które pojmowały narodziny nowej kwantowej fizyki. Dzisiaj jest ich przynajmniej milion – wszyscy byli studentami odpowiednich wyższych uczelni. I prawdopodobnie wiele wcześniej niż za sto lat będzie wykładany na wyższych uczelniach dla studentów pierwszy święty Graal fizyki w postaci bieżącego wariantu TOE, który pojawi się na określonym etapie rozwoju ziemskiej cywilizacji.
Każda TOE będzie się rozwijała wraz z nowymi etapami rozwoju ludzkości związanymi z możliwością dysponowania przez nas odpowiednimi zasobami energii.
I tu kilka słów o drugim świętym Graala fizyki.
Drugi święty Graal fizyki i niespełnione od kilkudziesięciu już lat marzenie ludzkości to fuzja jądrowa, która będzie prawdziwie skutecznym i trwałym rozwiązaniem światowego kryzysu energetycznego. To także jedno z najważniejszych marzeń miłośników science-fiction na całym świecie.
To marzenie w najczystszej rewelacyjnej postaci jest bliższe urzeczywistnienia, niż kiedykolwiek wcześniej!
Laserowa fuzja wodorowo-borowa nie uwalnia żadnych neutronów w swojej podstawowej reakcji - innymi słowy, nie jest radioaktywna. Nie wymaga radioaktywnego paliwa i nie wytwarza odpadów radioaktywnych. W odróżnieniu od większości innych metod generowania energii, nie są potrzebne wymienniki ciepła, ani też turbiny parowe - fuzja wodorowo-borowa uwalnia energię prawie bezpośrednio w postaci elektryczności. Nie potrzeba skomplikowanych konstrukcji reaktorów fuzyjnych, takich jak tokamaki lub stellaratory. Nowy, sferyczny, ekologicznie czysty prototyp reaktora rozpocznie produkcję taniej energii elektrycznej prawdopodobnie już pod koniec lat dwudziestych naszego wieku:
- Podgrzanie wodoru i boru odbywa się przy pomocą laserów, a plazma osiąga temperaturę nawet trzech miliardów stopni Celsjusza i gęstość 100 tysięcy razy większą od tej powstającej w reaktorze deuterowo-trytowym,
- 1 kilodżulowy laser zwiększa pole magnetyczne do 4500-10000 Tesli przez ponad jedną nanosekundę. Około 100 razy silniejsze niż potężne magnesy nadprzewodzące,
- drugi laser powoduje reakcję łańcuchową fuzji jądrowej,
- przeprowadzone eksperymenty laboratoryjne wykazują, że wydajność syntezy jądrowej wzrasta o ponad miliard razy w stosunki do metod klasycznych,
- produkcja energii według proponowanego systemem byłaby czterokrotnie tańsza od energii z węgla i bez emisji dwutlenku węgla.
„The revolution in electricity starts here - Truly clean fusion energy on a new level” - Kliknij, czytaj i poznaj szczegóły związane z drugim świętym Graalem fizyki!
Jesteśmy świadkami rodzenia się technologii, która będzie powszechna prawdopodobnie jeszcze w pierwszej połowie tego wieku!
Appendix 1.
Dotyczy drugiego świętego Graala fizyki.
Dla wszystkich malkontentów, wątpiących i pesymistów:
„Ponad 30 krajów bierze udział w projekcie ITER, aby zbudować największy na świecie TOKAMAK, magnetyczne urządzenie fuzyjne zaprojektowane, aby udowodnić, że fuzja jest źródłem energii na dużą skalę i wolnym od emisji dwutlenku węgla, opartą na tej samej zasadzie, która zasila Słońce i gwiazdy” – podaje China Daily z 2017-07-05.
Należy jednać uwzględnić i tę informację:
"Kiedy ITER zacznie działać pod koniec przyszłej dekady, jego całkowity koszt prawdopodobnie przekroczy 20 miliardów dolarów. To duży skok od wysokości około 12 miliardów dolarów, które według szacunków ITER miałby kosztować w 2006 roku, kiedy Chiny, Unia Europejska, Indie, Japonia, Rosja, Korea Południowa i Stany Zjednoczone zgodziły się zbudować maszynę".
Należy raczej mieć nadzieję, że spełnią się zapowiedzi głównego autora laserowej fuzji wodorowo borowej – prof. Heinrich Hora z University of New South Wales w Sydney, który twierdzi, że „reakcja 12 mg paliwa boru może wytworzyć ponad 1 GJ = 277 kWh rnergii elektrycznej otwierając drogę "absolutnie czystemu reaktorowi mocy, który wytwarza tanią energię. I dodaje: Myślę, że to stawia nasze podejście przed wszystkimi innymi technologiami energii termojądrowej". Mówi też:
"Z punktu widzenia inżynierii, nasze podejście będzie o wiele prostszym projektem, ponieważ paliwa i odpady są bezpieczne, reaktor nie będzie potrzebował wymiennika ciepła i generatora turbin parowych, a lasery, których potrzebujemy, można wykupić z półki".
"Teraz, w ciągu ośmiu do dziesięciu lat, spodziewam się, że reaktory na małą skalę będą produkowane z obecnych technologii."
„W przypadku dużych ośrodków nasze reaktory mogłyby zastąpić obecne wytwarzanie energii" - powiedział, dodając, że potrzeba około 500 000 USD na kapitał startowy, kolejne 20 milionów w ciągu dwóch lat i „jeśli wszystko rozwijać się będzie zgodnie z oczekiwaniami" - kolejne 100 milionów na kompletny projekt reaktorów. Są to śmiesznie małe nakłady finansowe w porównaniu do wydatkowanych na dotychczasowe poszukiwania tego świętego Graala fizyki.
Reakcja fuzji H-11B jest aneutroniczna - nie wymaga działania neutronów ani ich wytwarzania. Żadne z wejść reaktora nie jest radioaktywne. Produktem "odpadowym" jest hel, również nieradioaktywny. Ani produkty wejściowe, ani wyjściowe nie są toksyczne.
"Wydajność" to prędkość zastosowana do cząstek alfa - szybko poruszających się jąder helu. Istnieje kilka sposobów na wyodrębnienie prędkości jako energii, z których większość jest bardzo skuteczna w przekształcaniu tej prędkości w energię - w trójfazowy prąd zmienny za pomocą technologii transmisji HVDC. Jeśli reaktor pracowałby z jednym strzałem laserowym na sekundę, średni prąd DC wynosi 780 Amper przy 1,4 MV. – podaje prof. Hora.
Pesymiści też mogą mieć nadzieję, że przynajmniej ten drugi święty Graal fizyki został już prawdopodobnie odnaleziony. Niektorzy optymiści już nazywają laserow fuzję wodorowo-borową świętym Graalem świętych Graalów fizyki.
Appendix 2.
Dotyczy pierwszego świętego Graala fizyki.
Dla wszystkich mających w pogardzie teorie strun z M-teorią włącznie.
Fizycy poznali ideę dodatkowych wymiarów, zanim pojawiła się teoria strun, choć takie spekulacje szybko zostały zapomniane lub zignorowane. Naturalne jest pytanie, co by się stało, gdyby istniały różne wymiary przestrzeni? W końcu fakt, że widzimy tylko trzy wymiary przestrzenne, niekoniecznie oznacza, że tylko trzy istnieją, a ogólna teoria względności Einsteina nie traktuje trójwymiarowego Wszechświata preferencyjnie. Wszechświat może zawierać wiele niewidocznych składników. Gdyby te wymiary były zwinięte do bardzo małej skali to nie miałyby żadnego wpływu na wszystko, co widzimy lub doświadczamy. Gdyby te wymiary były ogromne to zgodnie z teorią strun, to tylko grawitacja byłaby na nie wrażliwa.
Rzeczą niezwykłą w teorii strun z punktu widzenia socjologii i historii nauki, jest to, że ona stanowi jeden z nielicznych przypadków, w których fizyka została powstrzymana przez brak odpowiedniej matematyki. W przeszłości fizycy zwykle brali znaną matematykę z półki. Einstein wykorzystał dziewiętnastowieczną geometrię nieeuklidesową, a pionierzy teorii kwantów wykorzystali teorię grup i równania różniczkowe, które zostały opracowane na długo przedtem. Ale teoria strun stwarza problemy matematyczne, które póki co uniemożliwiają jej rozwój.
Prawdopodobnie istnieje tylko jedna wersja teorii strun, zdolna do osiągnięcia unifikacji w spójny sposób, choć ma ona wiele różnych reprezentacji matematycznych. Co więcej, pomimo ogromnego wysiłku nie znaleziono żadnej innej "TOE" zdolnej do zjednoczenia wszystkich sił podstawowych. Jak dotąd w grze pozostaje jedynie "teoria strun”. Być może nie istnieje żadna inna możliwa droga, która w przyszłości może doprowadzić nas do unifikacja czterech fundamentalnych sił przyrody.
I jeszcze pytanie:
Czy falsyfikacjonizm jest panującą filozofią nauki?
- Filozof nauki prof. Massimo Piglucci uważa, że popperowska falsyfikowalność jest niewystarczająca jako separator nauki i „nienauki”,
- Pragnę polecić książkę znanego austriackiego filozofa fizyki, a także fizyka teoretycznego p,t. „String Theory and the Scientific Method”. W książce jest także o teorii Thomasa Bayesa! Richard Dawid o sobie - kliknij.
- Współcześnie falsyfakcjonizm Poppera jest już zastępowany przez teorie potwierdzające Bayesa. Struktura Bayesowska jest znacznie bardziej elastyczna niż teoria Poppera - twierdzi Stephan Hartmann filozof w LMU w Monachium i autor „Bayesian Philosophy of Science”. Bayesianizm pozwala na to, że współczesne teorie naukowe zwykle roszczą sobie prawa wykraczające daleko poza to, co można bezpośrednio zaobserwować - nikt nigdy nie widział atomu - i dlatego dzisiejsze teorie często opierają się falsyfikowalnej i niefalsyfikowalnej dychotomii.
Jednak profesorowie George Ellis i Joe Silk ostrzegają przed tym, co uważają za niepokojący nowy trend w fizyce teoretycznej: akceptacja przez niektórych w tej dziedzinie, że teoria, jeśli jest elegancka i objaśniająca zagadnienie, nie musi być testowana eksperymentalnie. I twierdzą, że aby być naukową, teoria musi być falsyfikowalna – jest to idea oparta na wielowiekowej tradycji.
„Jak widać, fizyka teoretyczna może stać się ziemią niczyją między matematyką, fizyką i filozofią, która nie spełnia dokładnie wymagań falsyfikowalności" - konkludują Ellis i Silk. I twierdzą, że stawką jest wiarygodność nauki. Gdyby fizycy teoretyczni zaczęli odchodzić od idei uzasadnionej teorii naukowej, mogliby naruszyć publiczną wiarygodność nauki, co może mieć katastrofalne konsekwencje. Jednak dodają: „Fizycy, filozofowie i matematycy powinni wymyślić nową narrację dla metody naukowej, która poradzi sobie z zakresem współczesnej fizyki".
Należy podkreślić, że Karl Popper dostrzegał wartość w myśleniu, które motywuje dziś teoretyków strun. Popper nazywał spekulacyjne „teorie”, które nie dawały sprawdzalnych prognoz "metafizyką", ale uważał, że taka działalność jest warta zachodu, ponieważ takie teorie mogą stać się testowalnymi w przyszłości. Dotyczyło to teorii atomowej, której obawiało się wielu XIX-wiecznych fizyków, że nigdy nie zostanie potwierdzona empirycznie. "Popper nie był naiwnym Popperianem" – twierdzi prof. Helge Kragh i dodaje: "Jeśli teoria nie jest falsyfikowalna, nie należy z niej rezygnować. Musimy poczekać."
Kiedy zbliżamy się do praktycznych granic naszej zdolności do badania podstawowych zasad natury, umysły teoretyków wędrowały daleko poza najmniejsze obserwowalne odległości i najwyższe możliwe energie. Wiele wskazuje, że prawdziwie fundamentalne składniki wszechświata leżą w skali odległości 10 milionów miliardów razy mniejszej od rozdzielczej mocy LHC. Jest to domena natury, którą stara się opisać teoria strun, prawdopodobny kandydat na TOE
Problem utrudnia fizykom dążenie do jednoczesnego zrozumienia wszechświata w kosmicznej skali: żaden teleskop nigdy nie zdoła spojrzeć poza kosmiczny horyzont naszego wszechświata i rzucić okiem na to co się za nim kryje.
Jednak zawsze fizycy będą dążyć do tworzenia TOE, która na danym etapie rozwoju wiedzy będzie obejmowała coraz większy obszar w kierunku mikro i makro.
