Boskie równanie. W poszukiwaniu teorii wszystkiego ebook

Tego samego autora polecamy:

Wizje

Czyli jak nauka zmieni świat

w XXI wieku

Hiperprzestrzeń

Wszechświaty równoległe, pętle czasowe

i dziesiąty wymiar

Wszechświaty równoległe

Powstanie wszechświata, wyższe wymiary

i przyszłość kosmosu

Fizyka rzeczy niemożliwych

Fazery, pola siłowe, teleportacja

i podróże w czasie

Fizyka przyszłości

Nauka do 2100 roku

Kosmos Einsteina

Jak wizja wielkiego fizyka zmieniła

nasze rozumienie czasu i przestrzeni

Przyszłość umysłu

Dążenie nauki do zrozumienia

i udoskonalenia naszego umysłu

Przyszłość ludzkości

Podbój Marsa, podróże międzygwiezdne,

nieśmiertelność i nasze miejsce poza Ziemią

Tytuł oryginału

THE GOD EQUATION

The Quest for a Theory of Everything

Copyright © 2021 by Michio Kaku

All rights reserved

Projekt okładki: Michael J. Windsor

Ilustracja na okładce: © Eugen Domentean/Shutterstock.com

Opracowanie polskiej wersji okładki: Magdalena Palej

Ilustracje: Mapping Specialists Ltd.

Redaktor prowadzący

Adrian Markowski

Redakcja

Anna Kaniewska

Korekta

Małgorzata Denys

ISBN 978-83-8234-843-9

Warszawa 2021

Wydawca

Prószyński Media Sp. z o.o.

02-697 Warszawa, ul. Rzymowskiego 28

www.proszynski.pl

Ukochanej żonie Shizue i moim córkom,

dr Michelle Kaku i Alyson Kaku

1.

Unifikacja – odwieczne marzenie

Gdy spoglądamy na wspaniałe nocne niebo, otoczeni niezliczonym mnóstwem jasnych gwiazd wypełniających kosmos, ogarnia nas bezgraniczny podziw w obliczu zapierającego dech w piersiach majestatu Wszechświata. W takich chwilach nasze myśli podążają w kierunku najbardziej tajemniczych zagadek istnienia.

Czy Wszechświat powstał zgodnie z jakimś wielkim planem?

Czy możemy nadać jakiś sens kosmosowi, który najwyraźniej nie ma żadnego celu?

Czy nasze istnienie czemuś służy, czy może jednak wszystko to jest pozbawione sensu?

Gdy się nad tym zastanawiam, przypomina mi się wiersz Stephena Crane’a:

Rzekł człowiek do wszechświata:

„Widzisz? Istnieję!”.

„Owszem – odparł wszechświat – jednakże

Ten fakt nie wytwarza we mnie

Poczucia zobowiązania”2.

Starożytni Grecy jedni z pierwszych podjęli poważną próbę znalezienia jakiegoś sensu w chaosie otaczającego nas świata. Filozofowie tacy jak Arystoteles wierzyli, że wszystko da się sprowadzić do mieszanki czterech podstawowych składników: ziemi, powietrza, ognia i wody. W jaki jednak sposób te cztery żywioły przyczyniają się do powstania bogatej złożoności świata?

Greccy filozofowie przedstawili przynajmniej dwie odpowiedzi na to pytanie. Pierwszą zaproponował Demokryt jeszcze przed Arystotelesem. Twierdził mianowicie, że wszystko można sprowadzić do maleńkich, niewidocznych i niezniszczalnych cząstek, które nazwał atomami (od greckiego słowa oznaczającego „niepodzielny”). Krytycy tego poglądu zwracali uwagę na to, że nie da się uzyskać bezpośrednich dowodów na istnienie atomów, ponieważ są one zbyt małe, by je zobaczyć. Demokrytowi udało się jednak przedstawić przekonujące dowody pośrednie.

Weźmy na przykład złoty pierścień. Na przestrzeni lat pierścień noszony na palcu powoli się wyciera. Coś ginie. Każdego dnia kilka maleńkich fragmentów materii oddziela się od złotej powierzchni. A zatem, choć atomy są niewidoczne, o ich istnieniu możemy się przekonać w sposób pośredni, wykonując stosowne pomiary.

Również dzisiaj większość najbardziej skomplikowanych badań naukowych wykonuje się w sposób pośredni. Wiemy już, jaki jest skład Słońca, jak wygląda szczegółowa struktura DNA, ile wynosi wiek Wszechświata, i wszystkiego tego dowiedzieliśmy się właśnie dzięki takim pomiarom. Mamy te informacje, choć nigdy nie dolecieliśmy do gwiazd, nie weszliśmy do wnętrza cząsteczki DNA ani nie widzieliśmy Wielkiego Wybuchu. Rozróżnienie między dowodami bezpośrednimi i pośrednimi nabierze kluczowego znaczenia, gdy będziemy omawiali próby udowodnienia poprawności zunifikowanej teorii pola.

Drugą metodę poszukiwania odpowiedzi na nurtujące nas pytania zawdzięczamy wielkiemu matematykowi Pitagorasowi.

Pitagoras wpadł na pomysł, by zastosować opis matematyczny do zwyczajnych zjawisk, takich jak muzyka. Jak głosi legenda, zwrócił kiedyś uwagę na podobieństwo między dźwiękiem wydobywającym się z szarpniętej struny liry i odgłosami młotka uderzającego w metalowy pręt. Odkrył, że dźwięki rozlegające się po uderzeniu młotka odpowiadają muzycznym drganiom rezonansowym strun o częstotliwościach wyrażających się pewnym określonym stosunkiem. Zatem coś tak pięknego z estetycznego punktu widzenia jak muzyka ma swoje korzenie w matematyce częstotliwości rezonansowych. Doszedł do wniosku, że różnorodność przedmiotów, które widzimy wokół siebie, musi wynikać z takich samych reguł matematycznych.

W starożytnej Grecji zrodziły się zatem przynajmniej dwie wielkie teorie naszego świata: idea, że wszystko składa się z niewidocznych, niezniszczalnych atomów, i koncepcja, że całą różnorodność świata przyrody można wyjaśnić za pomocą matematycznego opisu drgań.

Niestety, wraz z upadkiem cywilizacji klasycznej takie filozoficzne rozważania i debaty zaginęły w mrokach dziejów. Pomysł, że Wszechświat da się opisać za pomocą jakiegoś paradygmatu, został zarzucony na niemal tysiąc lat. Zachodni świat pogrążył się w ciemnościach i miejsce badań naukowych zajęła wiara w przesądy, magię i czary.

Odrodzenie

W XVII stuleciu kilku wielkich uczonych rzuciło wyzwanie panującemu wówczas porządkowi rzeczy i postanowiło zbadać naturę Wszechświata. Natrafili jednak na zdecydowany opór i spotkały ich prześladowania. Johannes Kepler, który jako jeden z pierwszych zastosował matematykę do opisu ruchu planet, był nadwornym matematykiem cesarza Rudolfa II i udało mu się uniknąć przykrych konsekwencji swoich działań być może dzięki temu, że w badaniach nabożnie uwzględniał różne aspekty religijne.

Były zakonnik Giordano Bruno nie miał już takiego szczęścia. W 1600 roku stanął przed sądem i skazano go za herezję na karę śmierci. Został zakneblowany, przepędzony nago przez ulice Rzymu i w końcu spalony na stosie. Jaka była jego największa zbrodnia? Stwierdzenie, że na planetach okrążających inne gwiazdy może istnieć życie.

Niewiele brakowało, by wielkiego Galileusza, ojca nauk doświadczalnych, spotkał taki sam los. Jednak w przeciwieństwie do Bruna, gdy zagrożono mu karą śmierci, wyrzekł się swoich teorii. Niemniej zostawił po sobie wspaniałą spuściznę w postaci skonstruowanego przez siebie teleskopu, najbardziej chyba rewolucyjnego i wywrotowego wynalazku w całej historii nauki. Za pomocą teleskopu każdy mógł się przekonać na własne oczy, że powierzchnia Księżyca jest usiana kraterami, że fazy Wenus świadczą o jej ruchu orbitalnym wokół Słońca albo że Jowisz ma księżyce – wszystko to były poglądy uznawane wówczas za herezje.

Niestety, Galileusz nie uniknął całkowicie kary. Zamknięto go w areszcie domowym i nikogo do niego nie dopuszczano. Ostatecznie osamotniony całkowicie stracił wzrok. (Powiada się, że stało się tak dlatego, iż spojrzał kiedyś przez swój teleskop bezpośrednio na Słońce). Zmarł jako nieszczęśliwy człowiek. Jednak w tym samym roku, w którym odszedł z tego świata, w Anglii narodziło się dziecko, które miało dokończyć teorie Galileusza i Keplera i dać nam wszystkim zunifikowaną teorię nieba.

CIĄG DALSZY DOSTĘPNY W PEŁNEJ, PŁATNEJ WERSJI

PEŁNY SPIS TREŚCI:

Wprowadzenie do teorii ostatecznej

1. Unifikacja – odwieczne marzenie

2. Einstein i jego dążenie do unifikacji

3. Powstanie teorii kwantowej

4. Teoria niemal wszystkiego

5. Ciemny Wszechświat

6. Rozwój teorii strun: nadzieje i problemy

7. W poszukiwaniu sensu we Wszechświecie

Podziękowania

Literatura uzupełniająca