Pierwsza połowa lat dziewięćdziesiątych XX wieku, to okres w fizyce, kiedy tylko życiowe niedojdy, prawdziwe łamagi intelektualne lub chodzące ściemy, nie ogłaszały w internecie wciąż nowych przyczynków z zakresu teorii superstrun.“Pierwsza rewolucja” Greena- Schwarza z roku 1984 wywołała lawinę rachunkowych pomysłów, z których wykluwały się obiekty lub raczej stwory, wobec których średniowieczne “bestiarum” mogło być uznane za dzieło przedszkolaków stawiających pierwsze kroczki w świecie imaginacji niekontrolowanej.Bez mała kilka setek utytułowanych facetów(facetki raczej trzymają się twardego gruntu dotykalnej rzeczywistości) za pomocą wymyślanych na poczekaniu tricków matematycznych ,konstruowało bez opamiętania rozliczne typy strun, określało ich nieprawdopodobne właściwości, odkrywało lub postulowało relacje między nimi i oddziaływania, tworzyło światy zaludniane “duchami” przy których “różowe jednorożce” – ulubiony, przez salonowych ateistów pod wodzą mtwapy, argument anty teologiczny, to obiekt banalnie hiperrealny.I nie przeoczmy: to wszystko działo się w nauce mającej aspiracje (nie bez podstaw) bycia nauką wzorcową dla innych, zajmujących się realnością fizyczną.R.Penrose przy tej okazji pisze [1] o decydującej roli mody w fizyce. Myślę ,że dziwna to była moda, bo w przeciwieństwie do tej fascynującej panie – wzbudzała uczucie przesytu, niestrawności i na koniec odruch odrzucenia produktów i eksponatów.Leonard Susskind ( Stanford University) w swej interesującej książce [2]- niestety nie udostępnionej polskiemu czytelnikowi- napisał, że istniejące pięć niezależnych i różnych teorii strun zawiera (i operuje nimi) 10E500 szczegółowych modeli obiektów fizycznych włącznie z odrębnymi przestrzeniami i systemami zwanymi “ wszechświatami”, a jest to autor godny zaufania, gdyż jego wkład w tę historię nie jest bagatelny.I z tą prawdziwą “otchłanią chaosu” zrobił w roku 1995 generalny porządek, Edward Witten z Institute for Advanced Study (Princetown), przedstawiając podczas wykładu na University of Southern California teorię ,nazwaną przez niego- M-Teorią [3].Pojawienie się tej najbardziej ogólnej teorii wszystkiego co można pomyśleć, że istnieje w sensie leibnizowskim(“ dlaczego istnieje raczej coś , aniżeli nic ?”),zostało przez historyków nazwane :” drugą rewolucją strunową”.Edwardowi Wittenowi, jego sylwetce duchowej stylowi pracy, talentom, twórczemu dorobkowi, R.Penrose poświęca dwie stronice tekstu w swoim niezwykłym podręczniku fizyki, najwybitniejszej publikacji tego rodzaju na przełomie wieków. Gdy jednocześnie, w tej samej książce żadnemu innemu fizykowi nie poświęca nawet kilku zdań na przestrzeni 1112 stron !Na czym polegał ów porządek i ład dokonany przez Edwarda Wittena (i jego późniejszych współpracowników) w chorobliwie imaginacyjnych światach opisywanych podobno liczbą 10E500 modeli, przynależnych do 5 rozległych i różniących się między sobą teorii superstrun ?Spróbuję ująć odpowiedź w punktach.Po pierwsze – Witten wykrywa istotny błąd w dotychczasowych przybliżonych rachunkach: dynamika obiektów teorii superstrun opisywana jest przez wszystkie 5 teorii równaniami, w których występuje 9 wymiarów przestrzennych, gdy tymczasem powinno ich być 10 ! Błąd jest rachunkowy, elementarny i ewidentny, a polega na świadomym odrzuceniu jednego członu w tzw. obliczeniach perturbacyjnych (zaburzeniowych),uznanego –zbyt pospieszenie – za nie ważący.Po uwzględnieniu tego członu, powstaje 11 wymiarowa M-teoria.Po drugie – w M-teorii fundamentalnym pojęciem (i operacją) jest dualność. Na temat dualności pisałem w jednym z dawnych postów[5].Przypomnę w tym miejscu ,że dualizm teorii fizyki polega na występowaniu dwóch różnych systemów matematycznych(układów równań z aksjomatami),pozornie opisujących różne obiekty lub procesy, ale które w rzeczywistości opisują jeden i ten sam obiekt fizyczny. Badania nad 5 teoriami superstrun w latach 1990-1995 przez różnych autorów ( A.Strominger,A.Sen,R.Minasian,M.J.Duff,M.Hull,S.Townsed) pokazały ,że występują rozmaite dualności pomiędzy równaniami z różnych teorii ,co oznacza identyczność pozornie różnych obiektów fizycznych (strun)opisywanych przez te teorie. Zasługą Wittena było udowodnienie dualności wszystkich 5 teorii superstrun i wykazanie że są one specjalnymi przypadkami jednej ogólniejszej, nakrywającej tamte, M-teorii.Po trzecie – M-teoria nie jest właściwie teorią strun, lecz obiektów zwanymi : p- brany, gdzie p może być dowolną liczbą ze zbiory 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9.0-brana, to punkt, który w zakreśla linię świata w czasoprzestrzeni. 1-brana, to struna jednowymiarowa. Kiedy struna porusza się w przestrzeni, to może zakreślić płaszczyznę, obiekt dwuwymiarowy czyli 2-branę. Taka wstęga ,zwana 2-braną może podczas ruchu zakreślić obiekt trójwymiarowy czyli 3-branę itd. Przestrzeń, w której mogę się poruszać p-brany ma zawsze p+1 wymiarów ,ale trzeba pamiętać że p + 1 nie może przekraczać liczby wymiarów przestrzennych w czasoprzestrzeni M-teorii, czyli 10.Joseph Polchinsky wprowadził do teorii superstrun D-brany [6] (wykorzystując idee matematyka niemieckiego Dirchleta), które znalazły ważne zastosowanie w strunowej teorii czarnych dziur [7].Równania dynamiki p-bran, pozwoliły E.Wittenowi wspólnie z P.Horavą na śmiałą wizję kosmologiczną. Możliwe ,że nasz wszechświat jest 10-braną, z którą równolegle istnieje też 10-brana ale zawierająca “ciemną materię”. Obydwie 10-brany (wszechświaty) są połączone 11-wymiarową czasoprzestrzenią, a kontakt między nimi jest możliwy tylko za pośrednictwem grawitacji[8].Kiedyś (nie pamiętam kiedy to było, a nie chcę mi się uruchomić “gugli”) w miesięczniku Wiedza i Życie, świetny fizyk polski Jerzy Kowalski-Glikman, postawił tezę, że ów paradoksalny świat strun i ich wielbicieli, narodził się i rozwija tak gwałtownie za sprawą pędu w człowieku do mitów i mitologii. Coś jest na rzeczy w tym.Mit religijny lub poetyczny jest realizacją tajemnych pragnień powrotu człowiek do jedni z bytem, którą to jednię przerywa umysł wykraczając poza byt. Wszyscy wielcy metafizycy, jak np. Tales Miletu, Demokryt, Parmenides, Plotyn poszukiwali drogi do prawdy ostatecznej o Jednym.Mit o M-teorii, jako tej idei, która myśli całość ,wyraża owe pragnienie jej twórców osiągnięcia ostatecznego poznania bytu. Jednak skoro go realizują przez naukę, to tkwi potężna sprzeczność pomiędzy celem, a drogą i narzędziem do osiągnięcia celu.Nauka jest fenomenem czasowym, historycznym. Jej aksjomaty, założenia ,twierdzenia i wszelkie sądy o rzeczywistości mają piętno czasowości.Za 500,1000 lat, M-teoria będzie wzbudzała takie same reakcje intelektualne jak dzisiaj u nas wzbudzają tezy fizyki z wieków XV lub XVI. Prawda niezmienna, ostateczna o tym, co jest, i jak jest, to sprawa religii, a nie nauki. Literatura[1] R.Penrose , Droga do rzeczywistości,Warszawa,2007,s.978-981[2] L. Susskind, The cosmic landscape: string theory and the illusion of intelligent design ,Little, Brown, 2005.[3] E.Witten,Five-branes and M theory on an orbifold. Nucl.Phys.,B463,s.383-397,1996.[4] E.Witten,Duality,Spacetime and Quantum Mechanics,Physics Today, vol. 50, nr 5,1997 s. 28-33,[5] http://autodafe.salon24.pl/39046[6] J.Polchinsky, TASI Lectures on D-branes, arXiv:hep-th/9611050. [7] J.Polchinsky, String Theory I, II , Cambridge,1998[8]E.Witten,P.Horava, Non BPS D9-branes in the Early Universe,Prog.Theor.Phys. ,112,2004,s.653
No modern scientist comes close to Einstein's moral as well as scientific stature (John Horgan)
Nowości od blogera
Inne tematy w dziale Kultura
