Sheldon Cooper rzuca teorię strun

26 czerwca 2014
Blog szalonych naukowców

Kilka tygodni temu zakończył się siódmy już sezon znakomitego sitkomu „The Big Bang Theory„, puszczanego w Polsce pod idiotycznym tytułem „Teoria wielkiego podrywu”. (Wypadałoby się zadumać w tym miejscu nad poziomem osób odpowiedzialnych za tłumaczenia tytułów seriali i filmów i ich wizją tego, jak polskiego widza można przyciągnąć do oglądania przerw reklamowych i co, ich zdaniem, tego widza od odbiorników by odrzucało. Ale to temat na zupełnie inny tekst). Sądzę, że większość czytelników tego bloga zna dobrze ten serial. Tym, którzy TBBT jeszcze nie mieli okazji oglądać, powiem tylko, że akcja rozgrywa się w środowisku naukowców, bohaterami są fizycy pracujący na jednym z czołowych kalifornijskich uniwersytetów (chyba CALTECH-u).

Głównym bohaterem TBBT jest Sheldon Cooper, fantastycznie grany przez Jima Parsona (dwie nagrody EMMY!). Jest on teoretykiem, zajmującym się oczywiście teorią strun – jak twierdzą jej zwolennicy, najbardziej sexy zabawą w mieście – do historii serialu weszła kłótnia Sheldona na temat wyższości teorii strun nad pętlową kwantową grawitacją. Jakież było więc zaskoczenie (radość przeciwników i rozczarowanie zwolenników teorii strun), gdy w jednym z ostatnich odcinków ostatniego sezonu Sheldon ogłosił, że rzuca teorię strun!

Ta decyzja ma oczywiście zabawne konsekwencje fabularne, ale przecież nie o to tu chodzi. Wielką siłą TBBT jest i była wielka precyzja, z jaką mówiono w tym serialu na temat nauki: nawet równania wypisane na tablicy nie tylko miały sens, ale rzeczywiście odpowiadały zagadnieniom, o których rozmawiali bohaterowie. Jeśli Sheldon Cooper rzuca teorię strun, to jest to znak, że teoria ta przestaje już być modna i powoli staje się passé. To bardzo ważny sygnał świadczący o tym, jak bardzo świat zmienił się w ciągu ostatnich kilku lat. Bo sama teoria strun ma się dokładnie tak samo, jak miała się dziesięć lat temu: nie dokonano żadnego przełomowego odkrycia ani też nie została ona w jakiś zdecydowany sposób podważona. Ot, teoria jak teoria.

Teoria strun powstała pod koniec lat 60. ubiegłego wieku, ale prawdziwą popularność zdobyła dopiero w 1984 roku, kiedy postawiono hipotezę, iż może być ona teorią ostateczną, opisującą wszystkie zjawiska fundamentalne zachodzące w mikroświecie. Począwszy od tego momentu, stała się ona najdokładniej badaną teorią fizyczną w historii. Poświęcono jej dziesiątki tysięcy prac, a setki naukowców zawdzięcza swoje kariery badaniem w tej dziedzinie.

Nie chciałbym powiedzieć, że badania te zakończyło się spektakularną klapą – otrzymano bowiem wiele niezwykle ciekawych wyników z dziedziny fizyki matematycznej i sformułowano wielką liczbę ważnych (niestety niezbyt realistycznych) modeli – nie ulega jednak wątpliwości, że obietnica stworzenia w ramach teorii strun zunifikowanej teorii wszystkiego nie została zrealizowana.

W słynnym eseju Weimar Culture, Causality, and Quantum Theory, 1918-1927: Adaptation by German Physicists and Mathematicians to a Hostile Intellectual Environment z 1971 roku Paul Forman argumentuje, że powstanie i kształt mechaniki kwantowej daje się wyjaśnić socjologicznie. Jego zdaniem „po I wojnie światowej niemiecka nauka straciła wiele ze swojego prestiżu; Spengler opublikował właśnie swój niezwykle popularny „Zmierzch zachodu”, a spengerizm był wszechobecny. Duch czasu był zdecydowanie mistyczny i antymechanistyczny. Naukowcy Republiki Weimarskiej – według Formana – stworzyli nieprzyczynową, adetermnistyczną mechanikę kwantową, by wpasować się w mistyczne i antymechanistyczne trendy myślowe, dominujące w społeczeństwie niemieckim, aby w ten sposób odzyskać swój wysoki status społeczny” (J.R. Brown, „Who Rules in Science”, Harvard University Press, 2001, str. 116).

Wydaje się, że podobnie rzecz się miała z teorią strun w ostatnich dwóch dekadach XX w. W tym czasie dominującą wizją rozwoju społecznego był neoliberalizm gospodarczy w połączeniu z zachodnim modelem demokracji. W przekonaniu wielu był to ostateczny model ustroju społeczno-politycznego, sądzono wręcz, szczególnie w obliczu wydarzeń 1989 roku i upadku Muru Berlińskiego, że ostatnia dekada XX w. jest początkiem okresu „końca historii”. W wizję tę znakomicie wplata się teoria fizyczna, która obiecuje być teorią ostateczną, opisującą wszystko, co można wiedzieć na temat fundamentalnych struktur materii i podstawowych praw nimi rządzących, będąca w pewnym sensie „końcem fizyki”.

Na szczęście koniec historii nie nastąpił. Okazało się, że życie społeczno-polityczno-gospodarcze pełne jest wyzwań, wobec których model neoliberalnej demokracji jest kompletnie bezradny.

Podobnie rzecz się ma z teorią strun. Nie udało się wykazać, że jest ona rzeczywiście teorią unifikującą, prowadzącą do przewidywań zgodnych z obserwacjami. Wręcz przeciwnie: wydaje się wysoce prawdopodobne, że pewne podstawowe przewidywania teorii strun w ogóle nie są realizowane w przyrodzie.

Co prawda teoria strun zaowocowała niezwykle płodnymi i potencjalnie użytecznymi polami badań, jak fascynująca hipoteza AdS/CFT. Ale to za mało, by twierdzić, że struny to najlepsza, a wręcz jedyna warta grania zabawa w mieście. Są przecież jeszcze kosmologia z fascynującymi nowymi danymi obserwacyjnymi, problem ciemnej materii i energii… Żadne z nich nie uzyska zapewne statusu porównywalnego z tym, jaki miała teoria strun (czy teoria neoliberalna w ekonomii), ale tym lepiej – w różnorodności siła.

Dobrze więc się stało, że Sheldon rzucił teorię strun…

Jerzy Kowalski-Glikman

Ilustracja: fragmenty z serialu, youtube.com