duminică, 3 aprilie 2011

Principiul antropic, teoria unificată a fizicii, inteligibilitatea Universului ( II )


        Înainte de a continua cu partea a doua a editorialului despre fizică, o precizare: bănuiesc că sunt mulţi cei care strâmbă din nas la decizia mea de a publica articole despre fizică, deoarece mă cunosc şi ştiu că nu sunt decât un simplu amator. Este foarte adevărat că sunt doar un amator, dar ceea ce public este în primul rând o recenzie tradusă din germană a cărţii lui Stephen Hawking „ O mai scurtă istorie a timpului” ( ca atare ideile din articole îi aparţin în proporţie de 100% unui fizician notoriu), iar în al doilea rând le public pentru că am fost personal entuziasmat de asemănările frapante dintre „dumnezeul” lui SH, cel puţin din această carte, şi cel biblic.

      Pentru mine este tot mai evident că Dumnezeu a scris două cărţi, cea a revelaţiei biblice şi cea a ştiinţei, chiar dacă aparent între ele nu există nici-un concordanţă. Şi în ambele s-a folosit de creierele limitate ale oamenilor( savanţi în diferite ramuri ştiinţifice pe de-o parte, sau profeţi şi apostoli, pe de altă parte) pentru ca să comunice ceva omenirii despărţite de El în Eden. Un adevărat credincios al secolului 21 va încerca să armonizeze ştiinţa( fiul risipitor din parabolă) cu religia ( fiul arogant din aceeaşi parabolă), căutând să descopere umil punctele de convergenţă posibile.
     Uluitor de asemănătoare mai sunt iarăşi reacţiile pe care le poate determina contactul bigoţilor cu ştiinţa( dispreţ, ridiculizare, atotsuficienţă religioasă, etc) şi a ateilor/ agnosticilor cu revelaţia biblică( batjocură, infatuare "ştiinţifică", etc). În realitate, nici unii, nici alţii, nu au dreptate. Deja mult hulita ştiinţă „ pe nedrept numită astfel” aduce azi argumente mult mai inteligente şi mai puternice în sprijinul existenţei unui Dumnezeu creator decât religia. Aşa că îi dau cuvântul de unde rămăsesem acum câteva zile:

     Un posibil răspuns îl aduce principiul antropic, care se lasă rezumat în următoarea frază:  „Vedem universul aşa cum este, pentru că existăm.” Există două versiuni ale lui, principiul antropic slab şi principiul antropic tare.
   După principiul antropic slab, condiţiile necesare dezvoltării de viaţă inteligentă într-un univers mare sau infinit pot fi îndeplinite doar în anumite regiuni limitate în timp şi spaţiu. De aceea nu ar trebui deloc ca să surprindă fiinţele inteligente din aceste regiuni ale universului dacă constată că segmentul universului lor corespunde condiţiilor necesare vieţii. E asemănător unui om foarte bogat de la periferia unui mare oraş, şi care nu vede nici-un fel de sărăcie în acel oraş, deoarece el trăieşte într-o zonă rezidenţială de lux.
   Alţii merg totuşi mult mai departe şi propun versiunea principiului antropic tare.  Potrivit acestuia, ori există diferite regiuni ale universului diferite, ori există multiuniversuri diferite, fiecare cu propriul sistem de legi naturale/fizice. În majoritatea acestor universuri nu există însă condiţiile necesare dezvoltării vieţii inteligente şi complexe. Doar în foarte puţine universuri lucrul acesta este posibil şi ne întrebăm: „ De ce este universul aşa cum îl vedem noi?” În aceste împrejurări, răspunsul este simplu: „ Dacă ar fi altfel, noi nu am fi existat!”
     Numai puţini savanţi pun sub semnul întrebării valabilitatea principiului antropic slab, dar există o suită de obiecţii invocate contra principiului antropic tare ca explicaţie a stării universului, cum ar fi aceasta: „ În ce sens putem spune că există aceste multiuniversuri? Dacă ele există într-adevăr separate unele de altele, atunci evenimentele dintr-unul din acestea nu pot avea consecinţe observabile pentru universul nostru.”
    Dacă dimpotrivă există doar diferite regiuni în acelaşi univers, atunci ar trebui să fie valabile aceleaşi legi naturale, pentru că altfel nu ne-am putea mişca de la o regiune la alta. În acest caz, unica diferenţă între regiuni ar fi starea lor iniţială, şi astfel principiul antropic tare ar deveni slab.
Aşa cum am spus, principiul antropic dă răspunsul la întrebarea „ de ce s-au desfăşurat dimensiunile teoriei stringurilor”. Doar două dimensiuni în spaţiu şi timp par a face foarte improbabilă apariţia vieţii inteligente în univers.
   Probleme ar exista şi la mai mult de 3 dimensiuni ale spaţio-timpului. Forţa gravitaţională dintre două corpuri ar scădea foarte repede odată cu depărtarea dintre ele, ceea ce în cazul universului nostru nu se întâmplă. În trei dimensiuni gravitaţia se micşorează la un sfert din puterea iniţială odată cu dublarea distanţei. În patru dimensiuni s-ar reduce la o optime, în cinci dimensiuni la o şaisprezecime şamd. Aceasta ar avea ca urmare că orbitele planetelor, de exemplu a Terrei în jurul soarelui, ar deveni instabile. Cea mai mică deviere de la o orbită circulară( produsă de exemplu de gravitaţia altor planete) ar face astfel încât Terra să se mişte în spirală tot mai aproape sau tot mai departe de soare! Acest lucru ar însemna că noi ori am îngheţa ori ne-am topi literalmente...În plus, soarele s-ar dezintegra în milioane de bucăţele sau s-ar precipita într-o gaură neagră. În orice caz, el nu ar mai fi un izvor de căldură şi lumină pentru oameni!
    În acelaşi fel în care se comportă forţele gravitaţiei, se comportă în mod uimitor şi forţele electromagnetice, care îi permit electronului să se mişte circular în jurul nucleului atomului. Electronul ori s-ar îndepărta de nucleu de pe orbita sa, ori s-ar prăbuşi în nucleu. Oricum ar fi, nu am mai avea de-a face cu atomii aşa cum îi cunoaştem azi. Din toate acestea pare să reiasă convingător că viaţa în forma cunoscută de noi poate să apară numai în acele regiuni ale universului în care sunt desfăşurate exact trei dimensiuni ale spaţiului şi una de timp!

     O altă problemă constă în aceea că există cel puţin cinci teorii ale stringurilor diferite!!! Precum şi milioane de posibilităţi de a desfăşura dimensiunile din aceste teorii... O perioadă de timp s-a stagnat în cunoaştere relativ la acest subiect, însă în 1994 savanţii au descoperit ceva ce se numeşte dualitate: diferite teorii ale stringurilor şi diferite moduri de a desfăşura dimensiunile spaţio-timpului ar putea conduce la aceleaşi rezultate în patru dimeniuni. Există în mod evident o anume „democraţie”  în împărăţia supergravitonilor, stringurilor şi a p-branelor. Par că se înţeleg bine între ele, în sensul că nu pare ca una să spună despre alta că este mai puţin importantă decât ea...Se dă de aceea impresia ca şi când ar fi aproximarea faţă de o fundamentală teorie a totului, care este valabilă în circumstanţe cu totul diferite.
   Ei bine, după această posibilă teorie de bază universală se caută până acum în van. Şi eu cred că această unică formulare a teoriei totului ( sau M) poate chiar nu există , aşa cum nu există posibilitatea ca aritmetica să fie formulată printr-o singură axiomă. Mult mai degrabă compilaţia mai multor formulări ar trebui să fie privită ca teorie unificată M , chiar dacă ea nu se lasă exprimată printr-un singur sistem de postulate. Dar chiar şi asta ar fi mai mult decât ceea ce natura permite.
   Dar...poate exista o astfel de teorie unificată( M ) a fizicii? Sau doar vânăm o fantomă? Există trei posibilităţi de răspuns:
1.      Există o teorie M completă despre univers pe care într-o zi o vom găsi, dacă suntem destul de abili.
2.      Nu există nici-o definitivă teorie a universului, ci doar o suită infinită de deducţii teoretice care lasă descris universul din când în când, dar niciodată nu vor fi exacte.
3.      Nu există nici-o teorie a universului. Evenimentele nu pot fi prevăzute exact, ci doar apar arbitrariu  şi întâmplător.

              Unii ar dori să adopte cea de-a treia posibilitate, deoarece un sistem complet de legi ar limita libertatea lui Dumnezeu de a-şi schimba părerea şi acţiona în consecinţă. Dar nu ar putea Dumnezeu, dacă este atotputernic, să renunţe la libertatea Sa, dacă ar dori acest lucru? Aceasta aduce aminte de un paradox mai vechi: poate Dumnezeu să facă o piatră aşa de grea pe care să nu o poată ridica? Gândul că Dumnezeu ar putea să-şi schimbe părerea este un exemplu pentru concluzia la care a ajuns Augustin – şi anume că Dumnezeu ar exista în afara timpului. Timpul este doar un atribut al universului, pe care El l-a creat. Probabil că El a ştiut dinainte ce avea să se întâmple în univers, atunci când a început creaţia.
     Cu dezvoltarea cunoştinţelor despre mecanica cuantică am ajuns să ştim că evenimentele nu se lasă prevăzute cu cea mai mare acurateţe. Dacă dorim, putem atribui acest element arbitrariu intervenţiei divine, dar aceasta ar fi o formă extrem de ciudată de intervenţie: cărui scop i-ar servi? În timpurile moderne, savanţii au exclus această a treia posibilitate...
     A doua posibilitate – aceea că există un infinit număr de teorii din ce în ce mai precise – se lasă confirmată de toate experimentele pe care le-am făcut până acum. Studiul particulelor care interacţionează mereu cu energii tot mai mari ar putea realmente să dezvăluie noi straturi în compoziţia materiei, care sunt şi mai fundamentale decât quarcii şi electronii pe care în prezent îi considerăm ca particule elementare.
    Ce s-ar întâmpla dacă am găsi într-o zi o teorie definitivă despre univers? Desigur , până nu am corobora datele teoretice ale ei cu rezultate empirice care să poată fi prezise de dinainte, nu am şti dacă ea este corectă. Dar dacă rezultatele ar corespunde cu aşteptările care decurg din teorie, atunci am şti că este corectă. Cu aceasta s-ar încheia un capitol lung şi glorios al istoriei ştiinţei în sforţarea omului de a înţelege universul. Dar nu numai pentru savanţi ar fi o victorie. Chiar şi amatorii ar căpăta o cu totul nouă concepţie despre legile care guvernează universul.
      În timpul lui Newton cel iniţiat nu putea decât să scruteze orizontul larg al cunoaşterii umane. De atunci însă dezvoltarea ştiinţei s-a accelerat atât de repede, că nimeni nu mai este în stare să ţină pasul cu ea. Deoarece teoriile se schimbă ameţitor de repede ca să poată corespunde cu noi observaţii , ele nu mai pot deloc a fi simplificate la nivelul de înţelegere profan. Trebuie deja să fii un specialist, şi chiar atunci poţi  să speri  că înţelegi doar un mic segment al spectrului atât de vast al teoriilor ştiinţifice. Iar ritmul progreselor în ştiinţă este atât de mare încât esenţa a ceea ce înveţi pe băncile facultăţii se învecheşte într-o perioadă extrem de scurtă. Numai extrem de puţini oameni par să ţină pasul cu transformările cunoştinţelor noastre despre univers, iar asta dacă îşi dedică întregul lor timp şi se concentrează asupra unui segment relativ scurt de cunoaştere. Toţi ceilalţi au doar o vagă impresie despre progresele care sunt obţinute şi de emoţia pe care acestea le provoacă în rândurile savanţilor.
   Acum 70 de ani, doar câţiva oameni înţeleseseră teoria relativităţii lui Einstein. Astăzi zeci de mii de absolvenţi universitari o pot reda perfect şi multe alte milioane de oameni sunt în temă cu ea în linii generale. Legile după care se comportă materia – în afară de anumite condiţii extreme – ne sunt deja cunoscute. Cunoaştem mai ales legile elementare care guvernează procesele chimice şi biologice. Dar asta nu înseamnă nici pe departe că în acele sectoare toate problemele ar fi fost deja rezolvate. Oricum ar fi, am avut foarte puţin succes să prevedem comportamentul omului prin ecuaţii matematice...
    Chiar dacă am găsi însă răspunsul la provocarea imensă a fizicii actuale după o teorie a totului, ea ar fi doar un sistem de legi redate prin ecuaţii întortochiate. Cine dă însă ecuaţiilor suflarea de viaţă şi creează un univers pe care ele să îl poată descrie? Metoda obişnuită matematică după care ştiinţa este construită nu poate răspunde la întrebarea „ de ce trebuie să existe un univers?” De ce trebuie să se supună universul la întreaga contrarietate a existenţei? Este teoria totului aşa de imperativă încât explică existenţa noastră? Sau universul are nevoie de un Creator care intervine cumva în evenimentele sale? Dacă da, cine L-a creat pe acesta?
   În cazul fericit în care vom găsi în viitor mult dorita teorie unificată a fizicii , vom putea atunci să înţelegem de ce existăm şi de ce există universul. Dacă am găsi răspunsul la aceste transcendentale întrebări pentru fiinţa umană, acesta ar fi triumful definitiv al raţiunii umane – pentru că atunci am cunoaşte mintea lui Dumnezeu. 








7 comentarii:

  1. Ce părere aveţi? Va ajunge omul să obţină vreodată teoria unificată a fizicii? După cum vedeţi, Stephen Hawking, compară acest lucru cu a intra în mintea lui Dumnezeu.

    RăspundețiȘtergere
  2. Parerea mea e ca omul va obtine teoria unificata a fizicii intr-un timp nedefinit inca, deoarece asta e directia inspre care se indreapta omenirea ....intrebare e CUM vor evolua lucrurile peste 10 - 15 ani pt. ca suntem inversunati de aproape....de autodistrugere!

    RăspundețiȘtergere
  3. Bine ai venit, Belghir! Eşti optimist într-un fel şi pesimist într-altul.
    Dar ce te face să crezi că omul va reuşi să pună în ecuaţie tot ceea ce se întâmplă în univers? Mergi pe mâna ştiinţei până în pânzele albe? Se pare că nu, din moment ce te temi că lumea poate fi distrusă tocmai cu ajutorul tehnologiei ultramoderne.

    RăspundețiȘtergere
  4. Salutare din nou.. :) ! Trebuie sa spun ca te contrazic si merg pe mana stiintei pana in "panzele albe"! Problema e ca omul in momentul de fata are tendinta (din nefericire) de a face lucruri rele pt. "putere" (cuvant care e PROST inteles de oameni)! Ce vreau sa spun e ...uite un exemplu mai concret care imi vine in minte : Rusi/Americani/Japonezi/Chinezi toate natiunile astea, cele mai puternice din lume, investesc lunar sume care depasesc P.I.B.-ul multor tari, pentru cercetare in domeniul militar si le tin secrete (ca o masura de precautie fata de ei insis defapt). DACA ar anula conceputul de a face rau altuia pt. a avea mai multa "putere" si ar "arunca" cu sumele alea, aberant de mari, NUMAI in domeniul "cercetarii albe" (adica sa lucreze toti, impreuna, plecand de la ideea de a descoperii lucruri de pe urma carora am avea TOTI de castigat)...acum probabil ca eram CU TOTII muuult mai "avansati" si am fi avut NUMAI de castigat! ...

    RăspundețiȘtergere
  5. De acord cu tine. Dar o problemă totuşi există, după cum chiar tu spui: lăcomia omului de putere.
    Atâta timp cât există egoismul înnăscut în fiinţa umană, după părerea mea ştiinţa este neputincioasă la rezolvarea adevăratei probleme umane: moartea! Şi nici nu se întrevede la orizont vreme frumoasă...
    În plus, mai e ceva. Atâta timp cât omul va fi limitat de condiţia sa de muritor păcătos, ştiinţa nu poate face altceva decât să-i dea omului iluzii.

    RăspundețiȘtergere
  6. Da....acum sunt si eu de acord cu tine. In schimb TREBUIE sa spun ca imi dai impresia acum, ca tu esti persoana pesimista :)... stii cum e cu speranta ... speranta moare ultima ! :) numai bine!

    RăspundețiȘtergere
  7. Bine, în ceea ce priveşte omul, am un pesimism care nu va dispărea niciodată :-). În ceea ce-L priveşte pe Dumnezeu, singurul care poate rezolva cu adevărat problema morţii şi nu numai, am încredere totală!

    RăspundețiȘtergere