O teorii strun, sztuce współczesnej i duchowości

Kartki z dziennika

Sobota

„Opowieść wigilijna” w Teatrze Polskim — zaprezentowana w wysoce wizualnym, neo-gotyckim stylu. Jak można wziąć tak wspaniały tekst i przerobić go na coś tak płaskiego i powierzchownego, pozbawionego artyzmu, a jednocześnie rozpaczliwie usiłującego szokować? Coraz poważniej myślę o całkowitym odcięciu się od najnowszych trendów artystycznych ostatnich dziesięciu czy dwudziestu lat — to zupełna strata czasu.

Niedziela

Kiedy przyjrzeć się współczesnemu społeczeństwu z dystansu, coś szczególnie uderza: rozprzężenie i niemal całkowity brak duchowości. Ludzie skupiają się na codziennej gonitwie — przyjemnościach, statusie, pieniądzach — ignorując zupełnie kwestie metafizyczne i egzystencjalne. Nie szukają niczego, co mogłoby pogłębić ich niepokój egzystencjalny albo przynieść odpowiedzi i poczucie sensu.

To szokujące, bo na przestrzeni dziejów jedną z cech definiujących ludzkość była religia z silnym pierwiastkiem duchowym. Każda relacja historyczna szybko wymienia dominującą religię danego okresu. Obecnie religia się cofa, a wraz z nią zanika duchowość — i nie pojawiło się nic, co wypełniłoby tę pustkę.

Duchowość jest kluczowa w ludzkim życiu. Można by przypuszczać, że w obliczu schyłku religii to właśnie sztuka stanie się jej głównym źródłem. Jednak nic podobnego — jest wręcz przeciwnie: sztuka odzwierciedla brak duchowości w naszej kulturze. Doświadczyłem tego właśnie w Teatrze Polskim — pustka i brak ducha.

Środa

Teoria strun spotyka się z liczną krytyką. Ludzie wysuwają różne argumenty i formułują je rozmaicie, ale w gruncie rzeczy sprowadza się to do kilku zasadniczych odczuć. Jedno z nich dotyczy monopolizacji badań nad kwantową grawitacją — inwestuje się w teorię strun tak duże środki, że inne podejścia są niedofinansowane. Zgadzam się z tym zarzutem. Badania nad kwantową grawitacją są zbyt ważne, by stawiać wszystko na jedną kartę, zwłaszcza że obecnie nie posiadamy technologii pozwalającej empirycznie przetestować teorii strun, co czyni ją zdecydowanie bardziej ryzykowną.

Kolejny zarzut wynika z pewnych niedociągnięć lub niepokojących elementów tej teorii. Główna trudność polega na tym, że teoria strun zakłada dodatkowe wymiary przestrzenne, tworzące tzw. rozmaitość Calabi–Yau. Problem w tym, że liczba możliwych kształtów takiej rozmaitości jest ogromna i nie wiadomo, który z nich, o ile w ogóle któryś, odpowiada naszemu Wszechświatowi. Niektóre szacunki mówią nawet o 1050010^{500}10500 możliwych wszechświatach opisywanych przez teorię strun. Dla niektórych taka skala elastyczności jest nie do przyjęcia; oczekują oni teorii bardziej konkretnej, niewymagającej argumentów antropicznych.

Krytykuje się teorię strun także za brak weryfikowalnych przewidywań i wolne postępy. Choć to różne zarzuty, w istocie wyrażają dla mnie to samo odczucie: teoria strun jest po prostu za trudna. Ludzie chcieliby teorii, którą da się łatwo testować, prostej i przejrzystej, a tym samym szybko rozwijanej. To zrozumiałe — też wolałbym mieć natychmiastowe rozwiązania dla problemu kwantowej grawitacji, paradoksu informacji w czarnych dziurach i unifikacji wszystkich oddziaływań. Ale dlaczego miałoby to być proste? Nie ma żadnego powodu, by tak zakładać.

Być może wielkie sukcesy mechaniki kwantowej (MQ) i ogólnej teorii względności (OTW) przyzwyczaiły nas do szybkich i spektakularnych odkryć. Uważam jednak, że kiedy teoria strun wreszcie dojrzeje, a pierwsze kluczowe dowody eksperymentalne się pojawią, fizycy spojrzą na OTW i MQ podobnie, jak Einstein patrzył na szczególną teorię względności, gdy pracował nad ogólną: jak na „dziecinną zabawę”. Jeżeli jesteśmy przyzwyczajeni do efektownych i szybkich postępów, może to wynikać z faktu, że dotychczas zrywaliśmy najniżej wiszące owoce — i być może będziemy musieli przywyknąć do wolniejszego tempa.

Ostatnio w trakcie dyskusji zaproponowałem taki eksperyment myślowy: Einsteinowi — arguably najwybitniejszemu fizykowi w historii — rozwinięcie ogólnej teorii względności zajęło około dekady intensywnej, ukierunkowanej pracy. Załóżmy, że teoria strun jest o rząd wielkości trudniejsza. Zwykła ekstrapolacja wskazuje, że nawet najgenialniejszy fizyk potrzebowałby stulecia, by ją ukończyć. Jeśli jest o dwa rzędy wielkości trudniejsza, mówimy o całym tysiącleciu, co implikuje albo ekstremalnie wolny postęp, albo złożoność przewyższającą ludzkie możliwości pojmowania. Istnieje kilka przyczyn, dla których teoria strun może być znacznie trudniejsza niż OTW czy MQ:

1. Złożoność. Różnica poziomu złożoności jest wyraźna, gdy porówna się rozwój OTW i MQ z teorią strun. W OTW kluczowy wgląd Einsteina doprowadził do zasady równoważności, co pozwoliło opisać czasoprzestrzeń jako geometrię nieeuklidesową zakrzywioną przez materię i energię, a to z kolei wpływa na ich ruch. Matematycznie było to trudne, ale koncepcyjnie dość przejrzyste. Podobnie w MQ fundamentem było odkrycie dualizmu korpuskularno-falowego, które pozwoliło wprowadzić równania falowe dla ruchu cząstek (równanie Schrödingera). Nie było to banalne, lecz nadal względnie nieskomplikowane, gdy zrozumiało się zasadniczy pomysł.
   Z kolei w teorii strun problemy są tak złożone, że bezpośrednie podejście często okazuje się niemożliwe. Dlatego fizycy strun w znacznym stopniu polegają na dualnościach, które pozwalają przekształcać pytania niemożliwe do rozwiązania w bardziej przystępne formy. Bez nich postęp dawno by utknął. Być może kiedyś dualności okażą się zbędne, ale fakt, że są teraz nieodzowne, pokazuje, jak trudna jest to teoria.

2. Sprawdzalność. Znacznie łatwiej jest fizykom teoretycznym, gdy kierują się wynikami eksperymentów. W idealnym świecie dane są dostępne na bieżąco, a błędne idee można szybko odrzucić. OTW i MQ powstawały w środowisku dość przyjaznym — dało się dość regularnie przeprowadzać doświadczenia, które dostarczały wskazówek i potwierdzały bądź obalały hipotezy. Teoria strun jest trudna również dlatego, że dotyczy niezwykle małych skal, których nie potrafimy obecnie przetestować eksperymentalnie. Bez stałej korekty danych empirycznych postęp staje się siłą rzeczy powolny i mozolny.

3. Klarowność koncepcyjna. Zarówno OTW, jak i MQ łamią potoczne wyobrażenia i nadal potrafią zadziwiać swoimi konsekwencjami. Jednak teoria strun wydaje się jeszcze dziwniejsza. W OTW i MQ wciąż mamy do czynienia z (3+1)-wymiarową czasoprzestrzenią, materią i energią. Natomiast w teorii strun czasoprzestrzeń bywa jeszcze bardziej osobliwa, może się wyłaniać z głębszych mechanizmów i nie musi stanowić stałego tła. Dochodzą do tego takie idee, jak dualność AdS/CFT, w której ten sam układ fizyczny może być opisany w dwóch różnych językach matematycznych, z różną liczbą wymiarów — co prowadzi do „holograficznej” perspektywy. W efekcie teoria strun sprawia wrażenie dużo bardziej obcej i nieprzystępnej niż OTW czy MQ.

Czwartek

Teoria strun przyciąga wielu najwybitniejszych fizyków teoretycznych, co widać w ich pomysłowości, biegłości matematycznej i intuicji decydującej o kierunkach badań. Moim zdaniem to silny dowód na to, że teoria strun nie jest wyłącznie „hajpem”, jak czasem głoszą głośni krytycy.

Oczywiście to nie gwarantuje, że teoria strun musi być poprawna — nawet wybitni fizycy mogą się mylić. Jednak gdy grupa naprawdę niezwykłych umysłów poświęca się danej teorii i ciężko nad nią pracuje, mało prawdopodobne, by robili to wyłącznie z powodu modnego trendu. Są wyśmienici w matematyce i logicznym myśleniu, więc trudno uwierzyć, że spędzą kolejną dekadę kariery, kierując się jedynie kaprysem albo innym nieistotnym bodźcem. Coś takiego po prostu się nie zdarza.

Krytycy często pomijają jeszcze jeden istotny fakt: alternatywy. Krytykowanie teorii strun nie ma większego sensu, jeśli nie istnieje lepsza teoria, którą można by ją zastąpić. Pod tym względem przypomina to demokrację: można ją uznawać za nieefektywną czy pełną wad, ale alternatywy — monarchia, dyktatura, komunizm, anarchizm — są zazwyczaj gorsze, więc trzymamy się tego, co mamy. Podobnie rzecz ma się z alternatywami dla teorii strun — pętlową grawitacją kwantową, teorią twistorów czy podejściami opartymi na grupie E8. Nie widać, by były wyraźnie lepsze; w wielu aspektach mogą się nawet okazać słabsze.

Wyobraźmy sobie choćby, że jakiś krytyk wynajduje teorię o większym potencjale i perspektywie szybszych postępów niż teoria strun. Fizyków szybko by to przyciągnęło i porzuciliby teorię strun na rzecz nowego, ekscytującego pomysłu. Zatem jedyny skuteczny sposób na przekonanie fizyków do odejścia od teorii strun nie polega na dziecinnych wyzwiskach czy wyszydzaniu jej wad, lecz na przedstawieniu czegoś, co jest w sposób oczywisty lepsze.

Poniedziałek

Zawsze zadziwia mnie, jak niektóre myśli przychodzą do mnie spontanicznie, a dopiero po dniach, tygodniach czy nawet miesiącach odkrywam ich głębię. Jakby nieświadoma część umysłu była znacznie inteligentniejsza od tej świadomej. Działo się to już wielokrotnie, a nadal potrafi mnie zaskoczyć.

W zeszłym tygodniu sporo rozmyślałem o duchowości, zainspirowany niefortunną wizytą w Teatrze Polskim. Dziś, przeglądając to, co wtedy zapisałem, zauważyłem, że używam słowa „duchowość” w nieco innym znaczeniu, niż to się zazwyczaj przyjmuje. Zwykle kojarzy się je z religią, magią, mistycyzmem, jasnowidzeniem i podobnymi zjawiskami. Ja natomiast rozumiem je dużo szerzej i bardziej ogólnie — jako wszystko to, co jest istotne i wykracza poza naszą biologiczną naturę. A więc kariera, przyjemności, dzieci, sława, władza, pieniądze i wszelkie inne aspekty codziennego życia, motywowane biologią, wypadają z tej definicji. W tej „nowoczesnej” duchowości mieszczą się z kolei wielka sztuka, literatura, nauka i technologia.

Trzeba jednak dodać ważne zastrzeżenie: jeśli naukowiec pracuje nad teorią z chęci zdobycia sławy, awansu lub po prostu sukcesu, nie jest to duchowość, bo ta motywacja wynika z biologii. Natomiast jeśli traktuje on swoją pracę jako sposób na odczytanie umysłu Boga czy odkrycie sekretów metarzeczywistości, to dla mnie jest to duchowość. To samo dotyczy sztuki, literatury i technologii.

Często, gdy pracuję nad moim systemem metafizycznym — starając się odsłonić strukturę i treść metarzeczywistości — mam wrażenie obcowania z czymś świętym. To uczucie duchowe. Bez niego życie wydaje mi się uboższe, jałowe i płytkie.

Wiadomości giełdowy GPW i NewConnect