Rozmowa z astrofizykiem Igorem Nowikowem - ZAPOMNIANA PRZYSZŁOŚĆ

Stanisław Mrówczyński

Fizyka staje się coraz bardziej zmatematyzowana; coraz trudniej uchwycić związek pomiędzy tworami teorii a obiektami fizycznej rzeczywistości. Wielu fizyków, zgodnie z pozytywistyczną szkołą myślenia, redukuje ową rzeczywistość do wyników eksperymentów i neguje sens rozważania relacji pomiędzy myślowymi abstrakcjami a światem fizycznym.

Punkt widzenia pozytywistów jest mi całkowicie obcy. Wierzę w istnienie obiektywnej fizycznej realność i jestem przekonany, że fizyczne teorie właśnie ową realność opisują. Stanowiska takiego nie należy oczywiście utożsamiać z naiwnym materializmem. Świat fizyczny, szczególnie na poziomie kwantowym, okazał się niezwykle bogaty i często nie odpowiada naszym prostym wyobrażeniom. Myślę jednak, że wszelkie elementy niezwykle złożonego matematycznego opisu tego świata mają swoją klarowną fizyczną interpretację i odpowiadają elementom rzeczywistości. Niestety znalezienie poprawnej interpretacji oraz ustalenie właściwych związków okazuje się często zadaniem bardzo trudnym.

Dokonania współczesnej kosmologii niezwykle silnie przemawiają do wyobraźni. Mamy jednak skłonność zapominać, że całą naszą wiedzę o Wszechświecie czerpiemy z bardzo małego dostępnego naszym obserwacjom fragmentu Kosmosu. Czy ten kawałek jest reprezentatywny dla całości?

Z całą pewnością nie jest! Mimo tego jestem przekonany, że ograniczoność pola obserwacji nie przekreśla możności poznania całego Wszechświata. Zadanie nauki polega właśnie na konstruowaniu teorii, które zgodne są z obserwacjami i pozwalają wyjść poza obszar dostępny doświadczeniu. Niektórym się wydaje, że można wymyślić wiele teorii, które zgodnie opiszą obserwowalny fragment, będą się zaś dramatycznie różniły na zewnątrz tego obszaru. Okazuje się, że dzięki wciąż powiększającemu się bogactwu obserwacji, liczba sensownych teorii jest niewielka. Ich ekstrapolacja pozwala więc wedrzeć się na tereny zdawałoby się niedostępne.

W językach słowiańskich słowo Wszechświat podkreśla całościowość, natomiast pochodzące z łaciny angielskie Univers unikalność. Oba te znaczenia uwypuklają metodologiczną trudność kosmologii. Jak odgadnąć prawa opisujące narodziny i ewolucję wszechświatów, skoro tylko ten jeden, unikalny i wszechobecny jest nam dostępny?

Należałoby najpierw oddzielić kwestie języka od istoty problemu. Wśród specjalistów coraz powszechniejszy staje się pogląd, że ten przestrzenno-czasowy obszar, który zwykliśmy nazywać Wszechświatem, jest jedynie częścią większej struktury. Zaczęto rozróżniać “nasz wszechświat” od innych wszechświatów tworzących wspomnianą strukturę. Jestem przekonany o wielości różnorodnych, rządzonych różnymi prawami fizycznymi światów. Przypuszczam, że wszechświaty te oddziałują na siebie; niewykluczone, że połączone są czasowo-przestrzennymi tunelami. Choć więc jesteśmy (przypuszczalnie) uwięzieni w naszym Wszechświecie, niewykluczone, że możemy uzyskać jakąś pośrednią informację o tych innych.

Mechanika kwantowa, choć z niezwykłą dokładnością zgadza się z doświadczeniem, prowadzi do licznych paradoksów. Najbardziej znanym jest tzw. kot Schroedingera, który w pewnych sytuacjach nie jest ani żywy ani martwy, lecz znajduje się w stanie będącym mieszanką życia i śmierci. Jedni fizycy - pozytywiści - traktują paradoksy jako problem pozorny. Twierdzą, że tak długo jak teoria odtwarza wyniki eksperymentów rozważanie sytuacji sprzecznych ze zdrowym rozsądkiem jest bezprzedmiotowe. Inni sądzą, że paradoksy są istotnym problemem, a pojawiają się z powodu wciąż słabego rozumienia mechaniki kwantowej. Wreszcie trzecia grupa uważa, że należy sformułować ogólniejszą, bardziej fundamentalną teorię, która pozwoli przezwyciężyć paradoksy.

Jestem przekonany, że występowanie paradoksów rzeczywiście poważnym problemem. Mój stosunek do nich nie mieści się jednak w podanej przez Pana klasyfikacji i sytuuje się między drugim i trzecim podejściem. Myślę, że niedostatecznie rozumiemy mechanikę kwantową, lecz przypuszczam również, że pełniejsze zrozumienie osiągniemy dopiero, gdy sformułowana zostanie bardziej fundamentalna teoria. Jednocześnie jestem pewien, iż mechanika kwantowa jest teorią poprawną w tym zakresie w jakim ją obecnie stosujemy. Aby wyjaśnić moje stanowisko odwołam się do bliskiego mi przykładu. Ogólna teoria względności nie tylko pokazała ograniczoną stosowalność klasycznej teorii grawitacji, lecz również ujawniła geometryczną naturę newtonowskiego prawa powszechnego ciążeniu. Tak zatem dzięki odkryciu Einsteina zyskaliśmy głębsze zrozumienie zdawałoby się zamkniętej, sformułowanej wszak przed 300 laty, klasycznej grawitacji.

Ogólna teoria względności zdaje się dopuszczać podróże wstecz w czasie, co może naruszać zasadę przyczynowości. Ilustruje to słynny paradoks dziadka. Jeśli wnuczek cofnąłby się w przeszłość i zabił swego dziadka będącego jeszcze dzieckiem, to nie narodziłby się już ojciec wnuczka. Podróżnik w czasie straciłby tedy nie tylko dziadka i ojca, ale i wszelką rację istnienia. Powszechnie odrzuca się występowanie takich absurdalnych sytuacji i w konsekwencji neguje możność podróżowania wstecz w czasie. Pan natomiast dopuszcza takie podróże i twierdzi, że paradoksy nie zachodzą, gdyż teraźniejszość każdego układu fizycznego jest niejako uzgodniona z przyszłością. Innymi słowy skoro wnuczek się narodził to prawa przyrody zabraniają mu zabić dziadka. Czyż Pański postulat uzgodnienia teraźniejszości z przyszłością nie prowadzi do “superdeterminizmu” i nie odbiera nam wolnej woli?

Rzeczywiście jestem przekonany, że wehikuły czasu są możliwe, a co więcej wierzę, że wcześniej czy później zostaną zbudowane. Idea podróży w czasie jest tak piękna i klarowna, że muszą istnieć warunki ją umożliwiające. Co do determinizmu, to w klasycznej jego postaci teraźniejszość jest określona przez przeszłość. Zasada uzgodnienia niczego w istocie nowego nie wprowadza. Ponieważ teraźniejszość determinuje przyszłość, teraźniejszość jest uzgodniona z przyszłością. Chciałbym podkreślić, że proponowany przeze mnie postulat nie wprowadza żadnego nowego prawa fizycznego, lecz bazuje na fundamentalnej i wszechobecnej w fizyce zasadzie najmniejszego działania. Spotykam się z zarzutem, że skoro bieg wszelkich zdarzeń zadany jest z góry, życie jest straszne i nudne zarazem. Jednak cały system świata, w którym żyjemy, jest tak złożony, takie jest bogactwo możliwych dróg ewolucji, że rozwój zdarzeń jest całkowicie nieprzewidywalny. To zaś stwarza subiektywne poczucie wolnej woli, swobodę wyboru, której determinizm zdaje się nas pozbawiać.

Rozmawiał St. Mrówczyński

Igor Nowikow jest wybitnym astrofizykiem, jednym z twórców współczesnej teorii czarnych dziur. Ukończył uniwersytet moskiewski; przez wiele lat pracował w Instytucie im. Liebiediewa, w grupie Jakowa Zeldowicza. Obecnie jest profesorem uniwersytetu w Kopenhadze i dyrektorem tamtejszego Centrum Astrofizyki Teoretycznej. Wydał kilka specjalistycznych monografii oraz książek popularno-naukowych. W Polsce ukazały się nakładem wydawnictwa Prószyński i S-ka “Czarne dziury i Wszechświat” oraz “Rzeka czasu”.

(POLITYKA 31, 1998)