Michio Kaku uważany jest za jednego z najbardziej medialnych fizyków. I choć nie wszyscy się z nim zgadzają, ma jedną, ogromną zaletę: w sposób przystępny i zrozumiały mówi o kwantowych teoriach, jedenastu wymiarach, martwych kosmosach, hiperprzestrzeni, równoległych i urojonych rzeczywistościach i mrówkach (czyli nas, ludziach), które nigdy nie zrozumieją czym jest przebiegająca obok nich autostrada.
Co obecnie najbardziej pana zajmuje?
Kilka spraw. Osobiście pracuję nad czymś, co nazywa się teorią superstrun lub „teorią M”. Jej celem jest odnalezienie równania, być może wcale nie tak długiego, które pozwoli nam, jak mawiał Einstein, „odczytać umysł Boga”.
Niektórzy fizycy spekulowali, że istnieje i piąta siła, która może mieć charakter nieco paranormalny lub nadprzyrodzony, jednakże jak do tej pory nie odnaleziono dowodów na jej istnienie.
Za każdym razem, gdy udało się poznać jedną z tych sił, znacznie zmieniało się oblicze ludzkości. Kiedy Newton odkrył prawo grawitacji, stworzył też i mechanikę, która pociągnęła za sobą odkrycie silnika parowego a ostatecznie rewolucję przemysłową, która była jednym z najważniejszych procesów w dziejach człowieka. Druga z wielkich sił to siła elektromagnetyczna, która przyniosła nam oświetlenie, Internet, komputery, tranzystory, lasery, mikrofale, promienie rentgenowskie i wiele więcej.
W latach 60-tych XIX wieku James Clerk Maxwell, szkocki fizyk, spisał swe równania, które pozwoliły na rozkwit ery elektryczności i informacji, które radykalnie zmieniły historię człowieka. Może trudno w to uwierzyć, ale równania Newtona czy Einsteina mimo swej przełomowości były bardzo krótkie.
Zatem opanowanie dwóch kluczowych sił pozwoliło na wystąpienie dwóch ważnych z punktu naszej cywilizacji rewolucji. Jednak ostatnie dwie siły to nuklearne oddziaływanie silne i słabe, które pozwoliły nam już na poznanie sekretu gwiazd i być może gdzieś w dalekiej przyszłości ludzkość będzie ostatecznie w stanie wykorzystać energię nie tylko gwiazdy, ale i stworzyć na Ziemi odpowiednie reaktory, które będą opierać się na powszechnie dostępnych paliwach i równocześnie nie będą produkować radioaktywnych odpadów.
Mówiąc krótko, odkrycie każdej z tych sił powodowało rozpoczęcie nowej epoki w dziejach ludzkości, jednakże dziś fizyka staje przed najcięższym zadaniem, którym jest unifikacja wszystkich czterech sił w jedną teorię. Pierwsza z nich, grawitacja, reprezentowana jest przez ogólną teorię względności Einsteina, która daje nam Wielki Wybuch, czarne dziury i rozszerzający się Wszechświat.
Druga z teorii, teoria kwantowa, mówi o czymś innym. Pozwala ona nam na unifikację siły elektromagnetycznej oraz oddziaływania silnego i słabego. Opiera się ona na niewielkich porcjach energii nazywanych kwantami oraz o prawdopodobieństwa w przeciwieństwie do pewników wynikających z równań Einsteina. Zatem owe dwie teorie podsumowują nam całą wiedzę o fizycznym Wszechświecie. Każde inne równanie go opisujące wywodzi się ostatecznie z tych dwóch teorii. Problem polega jednak na tym, że są one radykalnie odmienne. Opierają się bowiem o różne założenia i zasady oraz wyliczenia. Praca fizyków polega na połączeniu obydwóch w jedną spójną teorię, jednak czas pokazał, że nie byli tego w stanie zrobić nawet giganci XX wieku.
Dla przykładu, Niels Bohr, jeden z twórców fizyki atomowej oraz teorii kwantowej, podchodził bardzo sceptycznie do prób stworzenia jednolitej teorii pola. Pewnego dnia noblista Wolfgang Pauli prowadził na ten temat wykład i, jak mówi anegdota, Bohr przebywający na tyłach sali wstał i powiedział: „Panie Pauli, tutaj z tyłu zgadzamy się co do tego, że pana teoria jest szalona. Dzieli nas tylko to, czy jest dostatecznie szalona”. Dziś zdajemy sobie sprawę, że jednolita teoria pola musi być dziwaczna, fantastyczna, niezwykła, prowokująca i szalona, ponieważ wszelkie zdrowe alternatywy zostały zbadane i odrzucone.
Dziś mamy również teorię strun, która opiera się na założeniach, że cząsteczki subatomowe, jakie obserwujemy w naturze, są niczym innym jak nutami zawieszonymi na cieniutkiej wibrującej strunie. Jeśli ją poruszyć, wówczas elektron przekształca się w neutrino, a jeśli zrobić to raz jeszcze, wibrująca struna przekształci go w foton lub grawiton. Jeśli jednak szarpniemy struną dostatecznie mocno i często, będzie ona dawać nam kolejne cząsteczki.
Dlatego też niekoniecznie musimy mieć do czynienia w przyrodzie z tysiącami cząsteczek subatomowych, których wyczekujemy w wielkich akceleratorach. Musimy po prostu znaleźć sposób ich tworzenia dzięki odpowiedniej „wibracji”. Gdy owe struny zderzają się, formują się atomy i jądra. W pewnym sensie melodie, jakie można zapisać na danej strunie odpowiadają prawom chemii, zaś fizyka zredukowana jest do praw harmonii, jakie możemy tam umieścić. Wszechświat jest zatem symfonią strun. Czy to jest ów umysł Boga, o którym pisał Einstein? Zgodnie z tym obrazem jest on muzyką pobrzmiewającą w dziesięcio- lub jedenastowymiarowej hiperprzestrzeni. Oczywiście pojawia się pytanie, czy jeśli istnieje symfonia, to gdzieś znajduje się jej kompozytor? To jednak zupełnie inna kwestia…
Co myśli pan o poglądach Sir Martina Reesa dotyczących ryzyka, jakie niesie ze sobą stworzenie na Ziemi czarnych dziur?
Nie czytałem jego książki na ten temat, ale pan Rees odnosi się zapewne do wielu prasowych relacji, w których wyrażano obawy o to, że Ziemia może zostać pochłonięta przez czarną dziurę, którą wytworzą naukowcy. Wszystko zaczęło się od listu skierowanego do redaktora magazynu Scientific American, w którym pytano go, czy akcelerator cząsteczek w Brookhaven może stworzyć taką niszczycielską czarną dziurę. Wkrótce informacja o tym rozeszła się po świecie i żyje do dziś [echa pobrzmiewają w obawach związanych z Wielkim Zderzaczem Hadronów] sprawiając, że fizyków zasypuje się pytaniami na temat dramatycznej przyszłości, jaką możemy sobie zgotować.
W swych pracach pan Rees mówi jednak też o Multiwszechświecie, co jest również tematem mojej pracy pt. „Parallel Worlds” („Światy równoległe”). Nie wszyscy fizycy wierzą już w istnienie jednego Wszechświata. Być może istnieje Multiwszechświat, który przypomina wrzącą wodę. Kiedy ta gotuje się, formują się bąbelki, które gwałtownie się rozszerzają. Jeśli Wszechświat jest taką bańką wśród gotującej się wody, to zjawisko znane nam jako Wielki Wybuch może zachodzić bezustannie.
Idea Multiwszechświata zgodna jest z teorią superstrun w tym względzie, że teoria ta ma miliony rozwiązań, z których każde wydaje się odpowiednie, zatem w pewnym sensie tonie ona w swym bogactwie. Zamiast przewidywania unikalnego Wszechświata rysuje ona nam wizję, gdzie jest on tylko jednym z całej grupy podobnych.
Może to również pomóc nam w odpowiedzi na pytania, jakie stawia koncepcja zasady antropicznej. Nasz Wszechświat zdawał się bowiem wiedzieć, że nadchodzimy. Warunki niezbędne do powstania życia wydają się być bardzo restrykcyjne – organizmy żywe i świadome mogą istnieć jedynie w wąskim zakresie fizycznych parametrów. Dla przykładu, jeśli protony nie byłyby stałe, cały Wszechświat zapadłby się w bezużyteczną masę elektronów i neutrin. Jeśli zaś protony miałyby nieco inną masę, to rozkładałyby się, a wraz z nimi wszystkie nasze molekuły DNA.
W rzeczywistości jednak zdarzyło się wiele zbiegów okoliczności, bardzo szczęśliwych w swej naturze, które sprawiły, że na Ziemi wystąpiło życie. Ono samo, a w szczególności świadomość, wydają się być szczególnie wrażliwe. Wszystko zależy od stabilnej materii, jak protony, które istnieją przez miliardy lat w stabilnym środowisku i tworzą molekuły, które mogą się reprodukować i dawać nowe życie. Wydaje się, że w fizyce bardzo trudno stworzyć taki rodzaj Wszechświata, gdyż należy użerać się z liczbami, przepisami i parametrami, które pozwalają na pojawienie się życia.
Skomentuj
Musisz się zalogować, aby móc dodać komentarz.