Prof. Jonas Grigas
Visi norime teisingai suprasti pasaulį. Kaip fizika gali priartinti mus prie tikro fundamentalaus pasaulio supratimo? Fizika stengiasi objektyviai nustatyti faktus. Nepaisant to, ji, kaip ir kitos mokslo disciplinos, grumiasi dėl tiesos.
Fizika, atrodo, yra viena iš žmogaus gyvenimo sričių, kur tiesa yra aiški. Fizikos dėsniai objektyviai aprašo tikrovę. Jie pagrįsti matematiniu tikslumu ir eksperimentiniais įrodymais. Jie duoda atsakymus, ne painiavą. Nėra jūsų ir mano fizikos, bet yra vienintelė fizika visiems ir visur. Fizika kartais atrodo nesuprantama, bet ji nepriklauso nuo išankstinių nusistatymų. Pasaulyje, kuriame tie patys debatai sukasi ratu, fizika įneša autentišką naujumą į gyvenimą ir kresteli mus iš rutinos, į kurią kartais įkrentame.
Fizika yra pagrindas tiesos paieškai. Jeigu jūs seksite reiškinių paaiškinimus kituose moksluose, jūs galiausiai grįšite prie fizikos. Fizikos sėkmė ir jos vaidmuo pagrindžiant kitus mokslus palaiko natūralistinę arba fizikinę pasaulėžiūrą, kad visi reiškiniai turi fizikinį paaiškinimą, kad nėra pasekmių be priežasčių ir kad nematerialiems reiškiniams, kaip siela, nėra vietos moksle. Fizika nediktuoja, kaip mums gyventi ar spręsti moralines dilemas, bet ji nustato foną, kuriame mes sprendžiame šiuos klausimus.
Netgi jei fizika daugeliui žmonių atrodo ieškanti tiesos gryniausia prasme, taip ne visada mano patys fizikai. Jie kartais atrodo paveikti kolektyvinio apgaviko sindromo. Nors jie gali manyti, kad stengiasi nustatyti tiesą, visada lieka abejonių. Šios abejonės ryškiausios fundamentinėje fizikoje. Daugelis abejoja, ar Didysis Hadronų Greitintuvas Ženevoje atskleis naujų reiškinių, iš kurių būtų iš išvesti nauji dėsniai. Jie abejoja, ar modernios teorijos, kaip stygų teorija, gali būti kada nors patikrintos. Kai kas mano, kad teorijos pernelyg matematinės arba matematiškai nerūpestingai suformuluotos. Tiesa gali būti apgaulinga net geriausiose teorijose. Kvantinė fizika yra geriausiai patikinta teorija, tačiau ir jos interpretacija yra paslaptinga.
Kai kurie plačiau mąstantys fizikai mano, kad fizika nuėjo klaidingu keliu, o jų kolegos akli tai pastebėti. Priešingai nei kitose gyvenimo srityse, tiesa, su kuria susiduria fizikai, kyla iš sąžiningumo, iš visiško nuoširdumo apie mūsų ribotumą, kai susiduriame su tikrove. Tik pripažindami šiuos ribotumus galime juos įveikti.
Nuogąstavimai dėl fizikos pažangos ne nauji. Nuostabu, kad mes, žmonės, iš viso galime suprasti tikrovę. Seniai fizikai svyravo tarp pasitikėjimo savimi ir skepticizmo, periodiškai nusivildami dėl gilios gamtos sandaros supratimo ir sumenkindami fiziką iki žinių gabaliukų paieškos. Amžininkų spaudžiamas paaiškinti, kaip veikia gravitacija, Izaokas Niutonas atsakė: „Aš nedarau hipotezių“. Nilsas Boras, komentuodamas kvantinę fiziką, rašė: „Mūsų tikslas nėra įsiskverbti į daiktų esmę, kurių prasmės mes nežinome, bet greičiau sukurti koncepcijas, kurios leistų mums suprantamai kalbėti apie gamtos reiškinius“. Tačiau vis dėlto Niutonas padarė hipotezių apie gravitaciją, o Boras kitą kartą pastebėjo, kad kvantinė fizika atspindi tikrovę. Visumoje, šie didieji fizikai atidėjo į šalį didžiuosius klausimus, kodėl pasaulis yra būtent toks.
Niutonas nepaaiškino gravitacijos, bet ją paaiškino Einšteino bendroji reliatyvumo teorija. Prie kvantinės fizikos interpretacijos vėl grįžtama atsiradus praktinėms idėjoms, kaip kvantiniam šifravimui. Fizika atspindi tiesą, nes dalelės, kurių tiesiogiai nematome, bet numanome teoriškai – tokios kaip atomai ar elementariosios dalelės, arba erdvė ir laikas – realiai egzistuoja. Teorijos teisingos, nes jos atspindi realybę, nors ir netobulai. Bet konkurencija tarp realizmo ir antirealizmo tęsiasi.
Ši konkurencija naudinga fizikai. Antirealistas Ernstas Machas įkvėpė Einšteiną pamąstyti, kaip mes žinome, ką žinome – ar manome, kad žinome. Kai kurie tikrovės reiškiniai yra reliatyvūs stebėtojui, kiti yra bendri visiems stebėtojams. Du žmonės, judantys skirtingu greičiu, gali skirtingai įvertinti atstumą tarp objektų ar įvykio trukmę. Bet erdvėlaikinis atstumas yra tas pats abiems atvejams – invariantas. Invariantai apibūdina objektyvią tiesą.
Šių dienų fizikai susiduria su daugeliu netikėtų pažinimo ribų. Nesvarbu, kaip interpretuosite kvantinę fiziką, kai kurie kvantinio pasaulio dalykai yra anapus mūsų. Pavyzdžiui, jei paleisite fotoną į pusiau pasidabruotą veidrodį, jis gali praeiti arba atsispindėti nuo jo, ir jūs negalite numatyti rezultato. Rezultatas yra atsitiktinis. Jo priežastys yra paslėptos.
Kvantinė fizika manipuliuoja dalelėmis. Bet daugelis fizikų mano, kad tie patys dėsniai tinka ne tik dalelėms, bet visiems kūnams, įskaitant žmones. Kvantinės fizikos dviprasmybę išspręsti gali tik mūsų sąmoningas suvokimas. Niekada nematome fotonų, darančių du tarpusavyje prieštaringus veiksmus vienu metu.
Filosofas Ričardas Healey iš Arizonos universiteto mano kad kvantinė fizika atspindi ne pasaulį, bet sąsają tarp pasaulio ir žmonių. Ji parodo tikimybes reiškinių, kurie gali atsitikti. Healey nemano, kad kvantinė teorija aprašo fizinę tikrovę.
Priešingame kvantinei teorijai poliuje yra vadinamoji alternatyvių tikrovių teorija. Daugybė pasaulių, arba lygiagretės visatos, yra pasekmė kosmologinių teorijų: tie patys procesai, kurie sukūrė mūsų visatą, turėtų sukurti ir kitas. Didesnių už trimatę matmenų lygiagretės visatos turėtų egzistuoti anapus mūsų suvokimo. Šios visatos gali būti šalia mūsų visatos. Todėl nėra vienintelės tikslios tikrovės.
Lygiagretes visatas numatančios teorijos yra visiškai realios – lygtyse nėra jokių nuo stebėtojo priklausančių dydžių. Jos sako, kad mūsų tikrovės vaizdas yra stipriai filtruotas. Jei mes nematome fotono darant du priešingus veiksmus vienu metu, tai nereiškia, kad fotonas jų nedaro. Panašiai kosmologijoje, mūsų egzistavimas sukuria mūsų stebėjimų šališkumą. Mes gyvename visatoje, kuri tinkama žmonių gyvybei, todėl mūsų kosmoso matavimai gali nebūti vienareikšmiai.
Lygiagretės visatos nekeičia mūsų patiriamos tiesos. Jei jūs kenčiate šioje visatoje, maža vilties, kad jūsų kopija klesti kitur. Bet šie kiti pasauliai yra pražūtingi platesnei tiesos paieškai. Kadangi kitos visatos yra nematomos, jos reiškia neįveikiamą mūsų pažinimo ribą. Jei šios visatos yra visiškai nepanašios į mūsiškę, mūsų empirinės žinios yra ne ribotos, bet klaidingos. Fizikos dėsniai rizikuoja pakliūti į anarchiją – jie nesako, kad vienas dalykas (fotonas) atsitinka tikimiau nei kitas, kadangi gali atsitikti abu, ir kurį pamatome yra akla sėkmė. Skirtumas tarp fakto ir fikcijos yra tik padėties reikalas.
Net kai kurie tvirtai nustatyti fundamentinės fizikos aspektai yra stebėtinai subtilūs. Fizikai kalba apie daleles ir laukus – lokalizuotus medžiagos krislelius ir vientisas, panašias į skystį esybes, tokias kaip elektrinis ir magnetinis laukai. Tačiau teorijos rodo, kad tokios esybės neegzistuoja. Kvantinės fizikos suvienijimas su reliatyvumo teorija atmeta daleles.
Panašai yra su laukais. Šiuolaikinės kvantinės teorijos atsikratė elektrinių ir magnetinių laukų su jų jėgų linijomis ir pakeitė juos sunkiai interpretuojamomis matematinėmis abstrakcijomis. Fizikai mato alternatyvias tikrovės struktūras, bet tos struktūros nėra laukai. Kol kas jie aprašo pasaulį dalelėmis ir laukais, suprasdami, kad ateityje jų išvengs.
Prieštaringa yra stygų teorija ir jos keisti padariniai tiesai. Ji remiasi dvejopumais: skirtingomis matematinėmis išraiškomis, kurios duoda tuos pačius numatymus stebėtojui, ir rodančiomis, kad yra alternatyvūs būdai aprašyti tikrovę. Bet jeigu skirtingos matematinės lygtys yra ekvivalentiškos, kaip žinoti, kurios atspindi tikrovę?
Stygų teorijos kritikai sako, kad jokiu instrumentu jos negalima patikrinti. Ši kritika tinka ir šios teorijos konkurentams. Esančiose teorijose nėra daug plyšių, pro kuriuos galėtume į tikrovę pažvelgti giliau. Trūkstant eksperimentinių įrodymų, fizikai turi kurti teorijas matematiškai. Teorijos stengiasi būti gražios ir elegantiškos, manoma, kad tokios atspindi tiesą, nors ir jos gali pasirodyti klaidingos.
Kuo giliau fizikai neria į tikrovę, tuo labiau atrodo, kad tikrovė išgaruoja. Jeigu skirtingi daiktai yra tos pačios esminės medžiagos apraiška, jų skirtingumas turėtų būti jų elgesio, o ne vidinės prigimties