Koniec i nie tylko: upadek nauki . Czy to koniec drogi, czy tylko ślepy zaułek?

Bozon Higgsa? To teoria z lat 60., która obecnie została potwierdzona jedynie eksperymentalnie. Fale grawitacyjne? To koncepcja Alberta Einsteina sprzed stu lat. Takie obserwacje poczynił John Horgan w swojej książce The End of Science.

Książka Horgana nie jest pierwszą i nie jedyną. O „końcu nauki” napisano wiele. Zgodnie z często spotykanymi w nich opiniami, dziś jedynie wyjaśniamy i eksperymentalnie potwierdzamy stare teorie. W naszej epoce nie odkrywamy niczego znaczącego ani innowacyjnego.

Bariery poznania

Przez wiele lat polski przyrodnik i fizyk zastanawiał się nad granicami rozwoju nauki, prof. Michał Tempczyk. W książkach i artykułach publikowanych w prasie naukowej zadaje pytanie – czy w najbliższej przyszłości osiągniemy taką kompletną wiedzę, że dalsza wiedza nie będzie już potrzebna? To nawiązanie między innymi do Horgana, ale Polak wnioskuje nie tyle o końcu nauki, ile o zniszczenie tradycyjnych paradygmatów.

Co ciekawe, idea końca nauki była równie powszechna, jeśli nie bardziej powszechna, pod koniec XIX wieku. Szczególnie charakterystyczne były głosy fizyków, że dalszego rozwoju można było spodziewać się jedynie w postaci poprawiania kolejnych miejsc po przecinku w znanych wielkościach. Zaraz po tych stwierdzeniach przyszedł Einstein i fizyka relatywistyczna, rewolucja w postaci kwantowej hipotezy Plancka i dzieła Nielsa Bohra. Według prof. Tempchika, dzisiejsza sytuacja w zasadzie nie różni się od tej, jaka była pod koniec XX wieku. Wiele paradygmatów funkcjonujących od dziesięcioleci napotyka ograniczenia rozwojowe. Jednocześnie, podobnie jak pod koniec XIX wieku, wiele wyników eksperymentów pojawia się niespodziewanie i nie potrafimy ich do końca wyjaśnić.

Kosmologia szczególnej teorii względności postawiło bariery na ścieżce wiedzy. Ogólne natomiast jest czymś, czego skutków nie potrafimy jeszcze dokładnie oszacować. Zdaniem teoretyków w rozwiązaniu równania Einsteina może kryć się wiele składowych, z których znamy tylko niewielką część, np. fakt, że przestrzeń w pobliżu masy jest zakrzywiona, odchylenie promienia światła przechodzącego w pobliżu Słońca wynosi dwukrotnie większa jak wynika z teorii Newtona, czy fakt wydłużenia czasu w polu grawitacyjnym i fakt, że czasoprzestrzeń jest zakrzywiona przez obiekty o odpowiednich masach.

Nielsa Bohra i Alberta Einsteina

Twierdzenie, że możemy zobaczyć tylko 5% wszechświata, ponieważ reszta to ciemna energia i ciemna masa, jest przez wielu naukowców uważane za żenujące. Dla innych to duże wyzwanie – zarówno dla tych, którzy szukają nowych metod eksperymentalnych, jak i dla teorii.

Problemy, przed którymi stoi współczesna matematyka, stają się tak złożone, że jeśli nie opanujemy specjalnych metod nauczania lub nie opracujemy nowych, łatwiejszych do zrozumienia metateorii, będziemy coraz częściej musieli po prostu wierzyć, że równania matematyczne istnieją i rzeczywiście istnieją. , zanotowany na marginesach księgi w 1637 r., został udowodniony dopiero w 1996 r. na 120 stronach (!), przy użyciu komputerów do operacji logiczno-dedukcyjnych i zweryfikowany na zlecenie Unii Międzynarodowej przez pięciu wybranych matematyków świata. Ich konsensus jest taki, że dowody są prawidłowe. Matematycy coraz częściej twierdzą, że wielkich problemów w ich dziedzinie nie da się rozwiązać bez ogromnej mocy obliczeniowej superkomputerów, które jeszcze nawet nie istnieją.

W kontekście obniżonego nastroju jest to pouczające Historia odkryć Maxa Plancka. Przed wprowadzeniem hipotezy kwantowej próbował połączyć dwie gałęzie: termodynamikę i promieniowanie elektromagnetyczne, wynikające z równań Maxwella. Zrobił to całkiem nieźle. Wzory podane przez Plancka pod koniec XIX wieku dość dobrze wyjaśniają obserwowane rozkłady natężenia promieniowania w zależności od jego długości fali. Jednak w październiku 1900 roku pojawiły się dane eksperymentalne, które nieco różniły się od termodynamiczno-elektromagnetycznej teorii Plancka. Planck nie bronił już swojego tradycjonalistycznego podejścia i wybrał nową teorię, w której miałby się ugruntować istnienie części energii (kwantowej). Był to początek nowej fizyki, choć sam Planck nie pogodził się z konsekwencjami rozpoczętej przez siebie rewolucji.

Modelki są zadowolone, co dalej?

Horgan w swojej książce przeprowadził wywiady z czołowymi osobistościami świata nauki, takimi jak Stephen Hawking, Roger Penrose, Richard Feynman, Francis Crick, Richard Dawkins i Francis Fukuyama. Rozpiętość poglądów wyrażanych w tych rozmowach była duża, ale – co istotne – żaden z rozmówców nie uznał pytania o koniec nauki za bezsensowne.

Są tacy ludzie jak Sheldon Glashow, laureat Nagrody Nobla w dziedzinie cząstek elementarnych i współautor tzw. Model Standardowy Cząstek Elementarnychktórzy nie mówią o końcu uczenia się, ale o uczeniu się jako ofierze własnego sukcesu. Fizykom będzie trudno np. szybko powtórzyć taki sukces jak „uporządkowanie” Modelu. W poszukiwaniu czegoś nowego i ekscytującego fizycy teoretyczni poświęcili się temu hobby teoria strun. Ponieważ jednak jest to praktycznie nieweryfikowalne, po fali entuzjazmu zaczyna ich przytłaczać pesymizm.

Standardowym modelem jest kostka Rubika

Dennis Overbye, znany popularyzator nauki, przedstawia w swojej książce humorystyczną metaforę Boga jako kosmicznego muzyka rockowego tworzącego wszechświat, grając na swojej XNUMX-wymiarowej gitarze superstrunowej. Zastanawiam się, czy Bóg improwizuje, czy gra muzykę – pyta autor.

opis budowy i ewolucji Wszechświata ma również swój własny, co daje w pełni zadowalający opis z dokładnością do pierwszego ułamka sekundy od tego swego rodzaju punkt wyjścia. Czy jednak mamy szansę dotrzeć do ostatecznych i pierwotnych przyczyn powstania naszego Wszechświata i opisać warunki, jakie wtedy istniały? W tym miejscu kosmologia spotyka się z mglistym obszarem, w którym rozbrzmiewa tętniąca życiem sygnatura teorii superstrun. I oczywiście zaczyna także nabierać charakteru „teologicznego”. Na przestrzeni ostatnich kilkunastu lat pojawiło się kilka oryginalnych koncepcji dotyczących najwcześniejszych momentów, koncepcji związanych z tzw kosmologia kwantowa. Teorie te mają jednak wyłącznie charakter spekulacyjny. Wielu kosmologów jest pesymistą co do możliwości eksperymentalnego przetestowania tych pomysłów i widzi pewne ograniczenia naszych zdolności poznawczych.

Według fizyka Howarda Georgi kosmologię powinniśmy już uznać za naukę w jej ogólnych ramach, podobnie jak model standardowy cząstek elementarnych i kwarków. Uważa prace nad kosmologią kwantową, wraz z jej tunelami czasoprzestrzennymi, niemowlęcymi i powstającymi wszechświatami, za coś niezwykłego mit naukowytak dobry, jak każdy inny mit o stworzeniu. Odmienne zdanie mają ci, którzy mocno wierzą w sens pracy nad kosmologią kwantową i wykorzystują do tego cały swój potężny intelekt.

Karawana jedzie dalej.

Być może nastrój „końca nauki” wynika ze zbyt dużych oczekiwań, jakie z nim pokładaliśmy. Współczesny świat domaga się „rewolucji”, „przełomów” i ostatecznych odpowiedzi na najważniejsze pytania. Wierzymy, że nasza nauka jest wystarczająco rozwinięta, by w końcu oczekiwać takich odpowiedzi. Jednak nauka nigdy nie dostarczyła ostatecznej koncepcji. Mimo to przez wieki popychała ludzkość do przodu i nieustannie produkowała nową wiedzę o wszystkim. Korzystaliśmy i cieszymy się praktycznymi efektami jego rozwoju, jeździmy samochodami, latamy samolotami, korzystamy z internetu. Kilka numerów temu pisaliśmy w „MT” o fizyce, która zdaniem niektórych utknęła w martwym punkcie. Możliwe jednak, że jesteśmy nie tyle na „końcu nauki”, ile na końcu impasu. Jeśli tak, to będziesz musiał się trochę cofnąć i po prostu przejść inną ulicą.