Shutterstock
Opinie

Przepraszam, którędy do ciemnej strony wszechświata

Oświecony negatywizm bywa cenny. Utrąca kiepskie teorie, wymusza głębszą refleksję. Przeniesienie go do sfery publicznej może mieć jednak dewastujące konsekwencje dla nauki. A to właśnie robi Sabine Hossenfelder.

Sabine Hossenfelder jest osobą wielu talentów. To zupełnie niezła fizyczka, zajmująca się wyrafinowanymi działami fizyki teoretycznej. Od lat prowadzi popularnego naukowego bloga. Ma swój kanał na YouTube „Science without the gobbledygook” (Nauka bez żargonu). Na tymże YouTube znaleźć można video klipy z napisanymi przez nią piosenkami i coverami. Jej eseje ukazywały się w pismach „The New York Times”, „Scientific American”, „Quanta”, „Forbes” – żeby wymienić tylko niektóre prestiżowe tytuły. Napisała też książkę pod znaczącym tytułem „Zagubione w matematyce. Fizyka w pułapce piękna” (w Polsce wydane przez Copernicus Center Press), która przyniosła jej niejaką sławę.

Książka ta jest elementem vendetty, jaką Sabine ogłosiła przeciwko współczesnej fizyce cząstek elementarnych. Jej tezą jest konstatacja, że fizyka fundamentalna zajmuje się jałowymi akademickimi spekulacjami, podpartymi bezmyślnie zastosowanymi modelami matematycznymi niemającymi nic wspólnego z rzeczywistością. Według niej cała społeczność fizyków cząstek elementarnych tworzy towarzystwo wzajemnej adoracji, kręcące się bezmyślnie w kółko, jak pies za swoim ogonem.

Elementarna uczciwość intelektualna

Rzeczywiście, współczesna fizyka wysokich energii od wielu lat znajduje się w pogłębiającym się kryzysie. Z jednej strony tkwimy w paradygmacie teoretycznym, zwanym Modelem Standardowym Fizyki Cząstek Elementarnych. Wypracowano go jakieś 50 lat temu, a zgodność z obserwacjami potwierdzono ostatecznie w 2012 r. wraz z odkryciem cząstki Higgsa.

Model Standardowy, choć zgodny ze wszystkimi dotychczas przeprowadzonymi obserwacjami, ma jednak – znane od lat – poważne problemy z wewnętrzną spójnością. Fizycy starają się je rozwiązać robiąc to, co umieją najlepiej: proponując alternatywy, dodając na przykład do modelu standardowego niezaobserwowane dotychczas nowe cząstki. Tak powstałe teorie muszą zgadzać się ze wszystkimi dotychczasowymi obserwacjami, ale też przewidywać nowe, dające się zaobserwować zjawiska.

Żadnego z tych przewidywanych zjawisk nie udało się potwierdzić, ale strategia prób i błędów, z braku lepszego pomysłu, nie jest wcale taka głupia. Tak postępowano od lat, odnosząc fenomenalne sukcesy. W słynnym liście z grudnia 1930 r., uważanym za świadectwo odkrycia neutrino szwajcarski fizyk Wolfgang Pauli pisze do uczestników konferencji poświęconej – jak to podówczas nazywano – radioaktywności, czyli fizyce cząstek elementarnych:

„Radioaktywne Panie, radioaktywni Panowie!

[…] wpadłem na desperacki środek mający ocalić […] prawo zachowania energii. Mianowicie, możliwość istnienia w jądrach elektrycznie neutralnych cząstek, które chcę nazwać neutronami, które mają spin ½ i przestrzegają zasady wykluczania […]. Ciągłe widmo beta stałoby się wtedy zrozumiałe przy założeniu, że w rozpadzie beta oprócz elektronu emitowane jest neutrino, tak że suma energii neutrino i elektronu jest stała...

Zgadzam się, że moje remedium może wydawać się niewiarygodne […]. Ale wygrać może tylko ten, kto się odważy, a trudną sytuację, ze względu na ciągłą strukturę widma beta, rozjaśnia uwaga mojego czcigodnego poprzednika, pana Debye’a, który powiedział mi niedawno w Brukseli: »Och, dobrze jest lepiej w ogóle o tym nie myśleć, podobnie jak o nowych podatkach«. Od teraz każde rozwiązanie tej kwestii musi być przedyskutowane. Tak więc, drodzy radioaktywni, patrzcie i oceniajcie”.

Do problemów Modelu Standardowego usiłuje się też podejść na poziomie bardziej fundamentalnym, konstruując wyrafinowane teorie, takie jak supersymetria, supergrawitacja, teoria superstrun itd. Choć za pomocą żadnej z nich dotychczas nie udało się odtworzyć obserwowanych w laboratoriach efektów, są one interesującymi próbami badania obszarów nieznanych i niedostępnych.

Jest zresztą druga strona medalu. Obserwacje kosmologicznie dowodzą niezbicie, że wszechświat wypełniony jest czarną materią i czarną energią. Wiele wskazuje na to, że ta pierwsza, a szczególnie ta druga zbudowane są z jakichś obiektów fundamentalnych i to fizyka cząstek elementarnych powinna potrafić ich istnienie wyjaśnić.

Podsumowując: fizyka cząstek elementarnych mierzy się w istocie z dwoma kryzysami. Z jednej strony, mimo wieloletnich prób, zdaje się impotentna w próbach rozwiązania problemów istniejących teorii. Z drugiej – jest bezradna wobec napływających z kosmosu wyzwań.

Nie jest więc dobrze i warto zastanowić się, co można zrobić. Ale warto przy tym zachować elementarną uczciwość intelektualną. Nauka, a badania podstawowe w szczególności, są bowiem naszym wspólnym dobrem, tym, co kształtuje naszą przyszłość.

Sugestia fundamentalnego przeformułowania

I w tym miejscu dosiadając białego konia, na scenę wjeżdża znana blogerka, doktor Sabine Hossenfelder, cała na biało i rzecze (cytaty pochodzą z The Guardian):

„Wyobraź sobie, że idziesz na konferencję zoologiczną. Pierwszy prelegent opowiada o swoim modelu 3D dwunastonogiego purpurowego pająka, który żyje w Arktyce. Przyznaje, że nie ma dowodów na jego istnienie, ale jest to hipoteza możliwa do sprawdzenia i przekonuje, że należy wysłać misję w celu przeszukania Arktyki w poszukiwaniu pająków. Drugi mówca ma model latającej dżdżownicy, ale lata ona tylko w jaskiniach. Na to też nie ma dowodów, ale prosi o przeszukanie jaskiń na świecie. Trzeci ma model ośmiornicy na Marsie. To da się przetestować – podkreśla”.

Przepraszam zoologów – słodko dodaje Sabine – ale – i tu jej głos przemienia się grzmot – wyobraźcie sobie, że właśnie tym, ZA PIENIĄDZE PODATNIKÓW, zajmują się fizycy cząstek elementarnych!

Rzeczywiście, fizycy cząstek elementarnych chcą rozwiązać istniejące problemy trapiące Model Standardowy, jak i zrozumieć istnienie „ciemnej strony wszechświata”. Desperacko rzucają się na każdą zaobserwowaną anomalię (jak dotychczas wszystkie one znikały przy dokładniejszej analizie) mając nadzieję, że wreszcie natura odsłoniła jakąś swoją tajemnicę.

Jak pisze Sabine, robią to w dobrej wierze, bo „większość ludzi pracujących w tej dziedzinie […] autentycznie wierzy, że wymyślanie cząstek jest dobrą procedurą, bo tego się nauczyli i to robią wszyscy ich koledzy”. Można tego nie uważać za dobrą strategię, ale nie powinno się w tej dyskusji, szczególnie na poziomie popularnym, w opiniotwórczej gazecie iść na skróty i używać argumentów wątpliwych. Hossenfelder pisze:

„W przeszłości przewidywania dotyczące nowych cząstek były poprawne tylko wtedy, gdy ich dodanie rozwiązywało problem z istniejącymi teoriami. Na przykład, obecnie akceptowana teoria cząstek elementarnych – Model Standardowy – nie wymaga nowych cząstek; działa dobrze tak, jak jest. Z drugiej strony, bozon Higgsa był potrzebny, by rozwiązać pewien problem. Antycząstki, które przewidział Paul Dirac, były również potrzebne do rozwiązania problemu, podobnie jak neutrina, które przewidział Wolfgang Pauli. Współczesne nowe cząstki nie rozwiązują żadnych problemów”.

To nieprawda. Jak już pisałem, Model Standardowy nie jest teorią kompletną. Jest przedmiotem debaty, czy wymaga po prostu nowych cząstek, czy kompletnego przeformułowania. Ale stwierdzenie, że nie ma w nim problemów do rozwiązania, jest po prostu nieprawdą. A to, że dodając cząstki, nie udaje nam się problemów tych rozwiązać, może wskazywać na to, że mamy do czynienia z czymś bardziej fundamentalnym niż dotychczas sądziliśmy.

Dewastujące konsekwencje negatywizmu

To, co pisze Sabine Hossenfelder, można by skwitować wzruszeniem ramion, gdyby nie fakt, że – jak się wydaje z pełną premedytacją – stara się ona uderzać w fundamenty publicznego zaufania do nauki. Dlaczego mamy wydawać miliardy euro na badania podstawowe w fizyce cząstek elementarnych, jeśli w efekcie dostajemy niesprawdzalne teorie o latających trzygłowych dżdżownicach? Fizycy cząstek elementarnych są głupi i żerują na publicznych pieniądzach – głosi Hossenfelder. A ludzie dostają kolejny argument, by nie wierzyć nauce, czy to w sprawie szczepionek, czy zmian klimatycznych.

W naszym środowisku naukowym, do którego Sabine Hossenfelder przez jakiś czas należała, znana była ona ze swojego negatywizmu. Z dobrym skutkiem i widocznym upodobaniem wytykała słabe strony badanych teorii. To było często niezwykle owocne podejście, bo wymuszało dodatkową refleksję i pozwalało na lepsze zrozumienie tego, co robiliśmy.

Obawiam się jednak, że przeniesienie tego negatywizmu na sferę publicznej debaty o nauce może mieć dewastujące konsekwencje. W „blogowej nauce” liczą się emocje, nie ma miejsca na niuanse, jedni są źli, drudzy dobrzy, a często wystarczą sami źli, bo to oni skutecznie podnoszą ciśnienie. Rzucasz kamyczkiem, a powstaje fala tsunami niszcząca wszystko na swojej drodze.

Wracając do Pauliego. W ostatnim zdaniu swojego listu skierowanego do radioaktywnych dam i dżentelmenów pisze on: „Niestety nie mogę pojawić się [na konferencji] w Tubingen osobiście, ponieważ jestem niezbędny tutaj w Zurychu z powodu balu w nocy z 6/7 grudnia”. Nie napinajmy się więc aż tak, chodźmy na bal. Co Sabinie też polecam.

Bardzo dziękuję profesorowi Staszkowi Mrówczyńskiemu, za opowiedzenie mi o liście Pauliego.

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną