Rogera Penrose metodologia fizyki

Po ukazaniu się pracy: "The Road to Reality: A Complete Guide to the Laws of the Universe" (2004) napisanej przez wybitnego angielskiego fizyka i matematyka Rogera Penrose,wielu sądziło ,że sędziwy uczony[ miał 73 lata w momencie ukazania się publikacji] na tym zamknął warsztat pisarski.

Sir Roger Penrose,2005 fot:wikipedia

Do tych "wielu " nie mogę zaliczyć polskich fizyków, gdyż ci zignorowali książkę Penrosea,w tych oto słowach: „dla fizyków to - banalna wiedza, a dla nie- fizyków, to wiedza niedostępna.

Byli i tacy ,którzy gdy zobaczyli okładkę i wydawcę „Drogi do rzeczywistości”, to błędnie orzekli [bez kartkowania książki]: „to popularno-naukowa pozycja”.

Oczywiście, gdyby książka nie miała komercyjnego tytułu i była wydana przez poważne wydawnictwo naukowe w dwóch woluminach, stałaby się podręcznikiem akademickim współczesnej fizyki ,napisanym na światowym poziomie, z pożytkiem dla studentów.

Jednak nie mogłaby to być oficyna wydawnicza od wielu lat posługująca się nazwą: Państwowe Wydawnictwo Naukowe ( PWN) ,gdyż obecnie trudni się ona literaturą dla małych dzieci,podręcznikami szkolnymi, lub uporczywie oferuje kolejne wydania podręczników akademickich napisanych w latach 70-tych ubiegłego wieku

Wracając do twórczości naukowej Penrose,rok 2016-ty zadał kłam określeniu jego "Drogi do rzeczywistości" jako ostatniej pracy,ponieważ fizyk ten pod koniec wspomnianego roku, opublikował kolejne dzieło [1],którego polskie tłumaczenie właśnie wchodzi do księgarń, dzięki wspaniałemu krakowskiemu wydawnictwu naukowemu Copernicus Center Prees [1].

fot : Copernicus Center Prees

Książka sprawia wrażenie jakby powstała z „Drogi do rzeczywistości”, przez mechaniczne wycięcie tekstu matematycznego,ale to jest mylne wrazenie. Matematyki jest oczywiście znacznie mniej niż w "Drodze do rzeczywistości",jednak w to miejsce jest znacznie więcej metodologii i filozofii fizyki.

Osią merytoryczną jej treści jest problem:

czy we współczesnej fizyce odgrywają rolę moda,wiara i fantazja i jakie jest znaczenie tych składników umysłowości w rozwoju nauki?

Odpowiedź autora jest twierdząca w odniesieniu do kwestii:”czy odgrywają rolę”,natomiast odpowiedź na pytanie :jakie jest ich znaczenie jest podwójna,dualna.

Dowodem ulegania modzie przez fizyków jest - według Penrose- pojawienie się i historia rozwoju teorii strun. Idąc śladem L.Smolina w jego książce „Kłopoty z fizyką”-Penrose podkreśla jedyne znaczenie tej teorii dla rozwoju matematyki,ale jednocześnie[w przeciwieństwie do Smolina] podnosi problem szkodliwości teorii strun dla fizyki.

Penrose nie akcentuje [w postaci zarzutu] braku związku teorii strun z doświadczeniem[chociaż go widzi],lecz atak przypuszcza na ideę wielowymiarowości przestrzeni,która jest osnową teorii strun.

Źródłem ataku nie jest ontologia bytu i nasze doświadczenie przestrzeni fizycznej o n=3 wymiarach,lecz poważny problem matematyczny fizyki teoretycznej,jaki się pojawia nieusuwalnie w każdej teorii posługującej się wielowymiarową przestrzenią.Autor ten problem nazywa swobodą funkcjonalną pól[ nie mylić ze stopniami swobody pola].

W rozdziałach 1.0,1.10,1.11[str.120-158] pokazuje matematycznie,że teoria strun 25 wymiarowa,jest niespójna  i  w konsekwencji niestabilna[w przypadku trudności w lekturze tych stron radzę najpierw zajrzeć do dodatku matematycznego,str.726-735] i zabieg jej twórców by ukryć 16 lub 21 wymiarów w przestrzeni o skali Plancka,czyni ją absolutnie nie weryfikowalną eksperymentalnie.

Zakończę kwestię mody na teorię strun przywołaniem autora:

”Teoria ta trzymała jednak długo fizykę fundamentalną za gardło,blokując jej rozwój,i sądzę,że powstrzymała rozwój innych programów badawczych ,które mogły mieć większa szansę na odniesienie sukcesu.”[ str.167]

Druga część książki poświęcona jest przykładowi obecności w fizyce dogmatu oraz wiary w prawdę absolutną.Przykład ten salonowych „kwantowców” zaskoczy ,a może nawet zaszokuje.

Roger Penrose nie przeczy , że struktura matematyczna mechaniki kwantowej jest doskonała,”zaś głęboka zgodność między jej matematyką i zjawiskami fizycznymi jest równie oszałamiająca ,co zaskakująca”.[str.226]

Jednak totalnie nie zgadza się z : „ dogłębną wiarą fizyków,że wszystkie zjawiska przyrodnicze muszą się mieścić w tych ramach”[to znaczy -mechaniki kwantowej-przypis mój].Jego zdaniem obiekty i zjawiska makroskopowe mają ścisłąlokalizację przestrzenną i czasową oraz podlegają jednoznacznym relacjom przyczynowym.

Penrose dowodzi przekonująco istnienia kresu „wiary kwantowej” ,przedstawiając nowe analizy :splątania kwantowego, efektów EPR[str.313-323],oraz redukcji stanu kwantowego[str.351-369]. W rozdziale 2.13 stawia „kropkę nad i „ [komentując macierz gestości oraz dekoherencję środowiskową ] tak :

”Typowe spotykane w literaturze opisy tej procedury koncentrują się na matematyce, zaś niewiele uwagi przykłada się spójności statusu ontologicznego występujących w niej obiektów”.

I dodaje bardzo kategorycznie :”potrzebna jest nowa fizyka, a nie tylko sprytna matematyka,której zadaniem jest przykrywanie pęknięć ontologicznych !”[str.253].

Jeżeli chodzi o poziom fantazji w fizyce, to ostatnia część książki obudziła we mnie sporo wątpliwości. Po pierwsze ,autor okazał się w niej zdecydowanym redukcjonistą. Zlikwidował astronomię , zastępując ją „fizyką wszechświata” ,chociaż-o dziwo!- pozostawił kosmologię nietkniętą.

Aktualnie nie mogę tego terminu [fizyka wszechświata] akceptować , ani go nie pochwalam. Mogę się zgodzić na fizykę Układu Słonecznego,wykonujemy wszak eksperymenty badawcze na Księżycu , a pomiary na planetach wykonują ziemskie automaty.Fizyki wszechświata jeszcze nie ma,lub jeśli jest, to ma postać fantazyjnych interpretacji danych obserwacyjnych.

Po drugie,w tej części książki autor dokonał pojęciowej wolty.Tytułowe słowa „moda”oraz”wiara” miały dwoiste znaczenia: każde z osobna pozytywno-negatywne. Natomiast słowo „fantazja” ma na stronicach369-559 tylko jedno dla autora znaczenie:dodatnie. Dlatego , że przedmiot poznania ,czyli wszechświat jest [według autora] nieskończenie fantastyczny,osobliwy.

Jest w tym miejscu jakiś „kiks”.Na wymienionych stronicach autor kilkakrotnie pisze ,że modele kosmologiczne są fenemenalnie fantastyczne, by na koniec nieoczekiwanie dla mnie stwierdzić , że to wszechświat jest „nieskończenie fantastyczny”. Czy w tym miejscu Penrose nie myli modelu z obiektem modelowanym?

Wszechświat , o którym pisze Penrose w III części swej niezwykłej książki,a który obserwujemy z coraz większą precyzją i subtelnością nie jest dla mnie coraz bardziej fantazyjny, lecz coraz bardziej zagadkowy,tajemniczy i niepojęty.

„

Literatura

[1] R.Penrose,Moda,wiara i fantazja w nowej fizyce wszechświata,Kraków,Copernicus Center Prees, 2017,str.815,cena 99.90zł