Autor tekstu: Sean M. Carroll

Tłumaczenie: Ziemowit Ciuraj

Posiadać możliwość wierzenia w coś oczywiście nie jest tym samym, co mieć dobre powody, by to czynić. To prowadzi nas do drugiej możliwej drogi, którą naukowe rozumowanie mogłoby nas poprowadzić ku wierze w Boga: gdybyśmy na podstawie konstruowania rozmaitych modeli wszechświata doszli do wniosku, że hipoteza Boga w najbardziej oszczędny sposób wnosi wkład w wyjaśnienie niektórych cech, które znajdujemy wśród obserwowanych fenomenów. Jak wspomniano, ten rodzaj rozumowania jest spadkobiercą dobrze znanego argumentu z projektu. Kilka wieków temu, na przykład, całkiem rozsądnie byłoby obserwować złożoność i subtelność widoczną w mechanizmach żywych stworzeń i dochodzić do konkluzji, że takie wyrafinowanie żadnym sposobem nie mogło powstać przez przypadek, lecz przeciwnie, musi zostać przypisane planowi Stwórcy. Nadejście Darwinowskiej teorii ewolucji obwieszczającej dziedziczność wespół z modyfikacjami organizmów i selekcją naturalną, dostarczył mechanizmu poprzez który takie wyraźnie nieprawdopodobne konfiguracje mogły były powstawać poprzez niezliczone stopniowe zmiany.

Rzeczywiście, współczesna nauka dostarczyła wiarygodnych wytłumaczeń pochodzenia wszystkich złożonych fenomenów, które napotykamy w naturze (przy założeniu odpowiednich warunków początkowych, jak to zostało powiedziane). Niemniej jednak, te wyjaśnienia polegają na szczegółach praw fizycznych, jak w podanych przykładach ogólnej teorii względności czy modelu standardowym fizyki cząsteczkowej. W szczególności, kiedy uważnie rozważymy poszczególne prawa, które odkryliśmy, znajdujemy je będącymi specyficznymi realizacjami możliwych bardziej ogólnych struktur. Na przykład, w fizyce cząsteczkowej mamy różne rodzaje cząsteczek (fermiony, bozony cechowania, hipotetyczny bozon Higgsa), jak też specyficzne symetrie ich wzajemnych oddziaływań, i poszczególne wartości parametrów rządzących ich zachowaniem. Zakładając, że wszechświat jest zrobiony z fermionów i bozonów z poszczególnymi rodzajami oddziaływań, nasza najlepsza obecna wiedza nie wyjaśnia nam, dlaczego znajdujemy te konkretne cząsteczki, które znajdujemy, lub właśnie te a nie inne symetrie, albo konkretne parametry raczej niż jakieś inne ich zestawienie. Czy można by sobie wyobrazić, że w tej szczególnej realizacji cząsteczek i sił naszego wszechświata jest możliwe wychwycenie odcisków palców świadomego bóstwa raczej, niż przypadkowego wyboru z nieskończonej liczby możliwości?

Cóż, tak, można by to sobie z pewnością wyobrazić. Faktycznie, wysunięto argument, że cząsteczki i oddziaływanie, które obserwujemy nie są bynajmniej wybrane przypadkowo; są one natomiast precyzyjnie dostrojone tak, by umożliwić istnienie życia ludzkiego (albo, przynajmniej, złożonych struktur takiego rodzaju, który uważamy za konieczny dla inteligentnego życia).

Aby argument ten był silny, musimy wierzyć, że zarówno prawa fizyki są precyzyjnie dostrojone pozwalając na istnienie życia (to jest, że złożoność wymagana dla uformowania się życia nie jest cechą powszechnie występującą i w ogólnym przypadku byłaby nieobecna przy innych konfiguracjach cząsteczek i stałych sprzężonych), i że nie ma alternatywnych prostszych wyjaśnień tego dostrojenia. Będę argumentował, że nasze aktualne zrozumienie zagadnienia nie gwarantuje poprawności żadnego z tych stanowisk, jakkolwiek obie kwestie pozostają otwarte; w żadnym z tych przypadków nie ma silnych przesłanek do przywoływania istnienia Boga.

Zajmijmy się najpierw dostrojeniem naszych obserwowanych praw natury. Z pewnością prawdą jest, że świat, który obserwujemy jest zależny od poszczególnych stałych fizycznych i wrażliwy na ich wartości: na przykład, sił elektromagnetycznych i jądrowych. Gdyby oddziaływania silne posiadały nieznacznie odmienną wartość, równowaga, która charakteryzuje stabilne jądra byłaby zachwiana i układ okresowy pierwiastków zmieniłby się dramatycznie ^{[ 7 ]}. Moglibyśmy sobie wyobrazić (tak przebiega argumentacja) wartości, dla których wodór byłby jedynym stabilnym pierwiastkiem albo takie, dla których nie powstałby w ogóle węgiel w cyklu życiowym gwiazd. I w jednym, i w drugim przypadku istnienie życia takiego, jakie znamy byłoby trudne lub niemożliwe.

Są wszak dwie poważne dziury w tym argumencie, przynajmniej na aktualnym poziomie znajomości rzeczy; doprawdy, nie wiemy, jak by wyglądał wszechświat gdyby parametry modelu standardowego były inne ani nie wiemy, jakie są niezbędne warunki dla uformowania się inteligentnego życia. (Obydwa te zarzuty są do dyskusji i z pewnością są naukowcy, którzy się nie zgadzają; jednak są to stanowiska co najmniej konserwatywne).

Aby docenić trudność rzetelnego określenia wyglądu wszechświata przy innych wartościach stałych fizycznych, wyobraźmy sobie próbę ustalenia, jak miałby wyglądać nasz dzisiejszy wszechświat, gdybyśmy mieli do dyspozycji prawa fizyki subatomowej, ale nie mieli żadnej bezpośredniej empirycznej wiedzy jak cząsteczki łączyły by się ze sobą w większe struktury. Natychmiast pojawia się fundamentalna trudność, bowiem chromodynamika kwantowa (teoria kwarków i gluonów, które są źródłem silnych oddziaływań jądrowych) jest silnie sprzężoną teorią, tak, że nasze najbardziej bezpośrednie i wiarygodne techniki ( w tym teoria perturbacji w pewnym małym parametrze, takim, jak stała struktury subtelnej w elektromagnetyzmie) są bezwartościowe. Bylibyśmy prawdopodobnie w stanie dojść do konkluzji, że kwarki i gluony były połączone w cząsteczki złożone, i nawet moglibyśmy sobie wyobrazić ustalenie, że najlżejszymi prawie-stabilnymi przykładami byłyby protony i neutrony (i ich antycząstki). Ciężko by to było osiągnąć bez wkładu eksperymentalnego, ale mogło by to być możliwe. Rzetelne określenie, jakie dokładnie typy stabilnych jąder byłyby w stanie tworzyć protony i neutrony byłoby jednak zasadniczo niemożliwe. W ogóle nie mielibyśmy szansy dokładnie przewidzieć obecnego rozpowszechnienia ciężkich jąder we wszechświecie, jako że te są formowane w gwiazdach i supernowych, których ewolucji tak naprawdę nie rozumiemy nawet mając do dyspozycji znaczny materiał obserwacyjny. Co nas najbardziej wprawia w zakłopotanie — nigdy byśmy nie przewidzieli znaczącej nadwyżki materii nad antymaterią, ponieważ proces, w którym do tego doszło, pozostaje dla nas całkowitą tajemnicą (są liczne rozsądne modele, ale żaden nie został powszechnie zaakceptowany ^{[ 8 ]}). Zatem przewidzielibyśmy świat, w którym prawie nie ma w ogóle jąder atomowych, z nukleonami i antynukleonami, które dawno temu anihilowały nie pozostawiając niczego prócz bezwładnego gazu fotonów i neutrin. Innymi słowy, wszechświat totalnie niegościnny dla istnienia inteligentnego życia, jakie znamy. Oczywiście, być może życie radykalnie rożne od tego, z którym jesteśmy zaznajomieni pomimo to mogłoby istnieć. Tak, jak jestem sceptyczny co do zdolności fizyków do dokładnego przewidzenia uogólnionych cech wszechświata, w którym prawa natury są odmienne, bez porównania bardziej jestem sceptyczny odnośnie zdolności biologów (czy kogokolwiek innego) do opisania warunków, przy których inteligencja mogłaby lub nie mogłaby powstać. (Automaty komórkowe, proste dyskretne systemy spopularyzowane przez Wolframa i innych  ^{[ 9 ]}, dostarczają znakomitych przykładów, jak ogromna złożoność może powstać z zasadniczo bardzo prostych zachowań.) Z tego powodu wygłaszane opinie, jakoby prawa natury, które obserwujemy są jakimś sposobem subtelnie dopasowane aby umożliwić istnienie życia, wydają się dalece przedwczesne.

Ale faktycznie jest lepszy powód dla bycia sceptycznym wobec twierdzenia o dostrojeniu; nie podlega dyskusji fakt, że jest wiele cech praw natury, które nie wydają się być wcale subtelnie dopasowane, ale wydają się być kompletnie bez związku z istnieniem życia. W kontekście kosmologicznym, najbardziej rzucającym się w oczy przykładem jest sam bezmiar wszechświata; raczej nie wydaje się niezbędne uczynienie tak wielu galaktyk tylko po to, by życie mogło powstać na pojedynczej planecie okrążającej pojedynczą gwiazdę. Jednak dla mnie bardziej trafną obserwacją jest istnienie „generacji" cząstek elementarnych. Całość zwykłej materii we wszechświecie wydaje się być wykonana z dwóch rodzajów kwarków („górnego" i „dolnego") i dwóch typów leptonów (elektronów i neutrin elektronowych), jak również rozmaitych cząstek przenoszących siły. Ale ten wzorzec kwarków i leptonów jest powtarzany trzykrotnie: do kwarków „górnego" i „dolnego" dołączają jeszcze cztery inne rodzaje, tak jak elektronowi i jego neutrinu towarzyszą dwie cząsteczki typu elektronowego i dodatkowo dwa neutrina. Jeśli chodzi o życie, te cząsteczki są kompletnie zbędne. Wszystkie procesy, które obserwujemy każdego dnia w mechanizmach wszechświata zachodziły by dalej w zasadniczo ten sam sposób, gdyby te cząsteczki nie istniały. Dlaczego cegiełki natury objawiają tę bezsensowną duplikację, jeśli prawa przyrody zostały skonstruowane mając na względzie życie?

Oprócz faktu, że stałe fizyczne nie wydają się być dobrane przez żaden inteligentny czynnik, pozostaje bardzo realna możliwość, że parametry, o których myślimy, że są rozdzielne (na przykład parametry określające natężenie sił elektromagnetycznych i jądrowych) dają się tak naprawdę wyliczyć z jednego leżącego u podstaw parametru. Ta spekulacyjna propozycja jest zamierzeniem tak zwanych teorii wielkiej unifikacji, dla których są już pewne pośrednie przesłanki. Innymi słowy, mogłoby się okazać, że stałe fizyczne nie mogłyby mieć żadnych innych wartości. Nie uważam, gdybyśmy odkryli taki stan rzeczy, że to liczyłoby się jako dowód przeciwko istnieniu Boga, tylko dlatego, że nie uważam, by nasze obecne rozumienie tych parametrów liczyło się jako dowód na korzyść Boga.

Ale możliwe, że parametry są właściwie dostrojone; moglibyśmy sobie wyobrazić, że nasze zrozumienie fizyki, biologii i złożoności któregoś dnia wzrośnie w stopniu umożliwiającym stwierdzenie z pełnym przekonaniem, że alternatywne wartości tych parametrów nie umożliwiłyby wyewoluowania inteligentnego życia. Nawet w takim razie, istnienie Boga nie jest żadną miarą jedynym mechanizmem wyjaśniającym ten najwyraźniej nieprawdopodobny stan rzeczy; całkowicie materialistyczny scenariusz dostarcza nam dobrze znana zasada antropiczna. Wyobraź sobie, że to, o czym myślimy jako o „stałych fizycznych" jest zaledwie lokalnym fenomenem, w tym sensie, że są inne rejony wszechświata gdzie przyjmują one zupełnie inne wartości. Jest to godna uwagi możliwość w ramach naszej obecnej koncepcji fizyki cząsteczkowej i kosmologii. Pomysł odmiennych, nieosiągalnych rejonów wszechświata jest w zgodzie z teorią „wiecznej inflacji" w której czasoprzestrzeń w wielkich skalach składa się z niezliczonych odrębnych ekspandujących wszechświatów, połączonych obszarami przestrzeni rozciąganych hiperekspansją przez niewiarygodnie wysokoenergetyczne pole ^{[ 10 ]}. W obrębie każdego z tych osobnych rejonów możemy sobie wyobrazić, że pola materii osadzają się w jednym z wielkiej liczby odrębnych metastabilnych stanów, scharakteryzowanych przez odmienne wartości różnych sprzężonych stałych. (Taki scenariusz jest najzupełniej zgodny z bieżącymi koncepcjami teorii strun ^{[ 11 ]}, chociaż jest ewidentnie w sprzeczności z wcześniej wspomnianą koncepcją, że wszystkie sprzężone stałe mogą być jednoznacznie obliczalne. Prawdą jest że każdy z tych scenariuszy jest możliwy, nie wiemy tylko na tym etapie wystarczająco wiele, by móc z przekonaniem powiedzieć który z nich, jeśli którykolwiek, zmierza we właściwą stronę.)

Zobacz komentarze (31)..

Wyślij mailem..

Wersja do druku    PDF    MS Word

Sean M. Carroll Fizyk teoretyk z California Institute of Technology w Pasadenie. W swoich badaniach zajmuje się teoretycznymi aspektami kosmologii, teorią pola, grawitacją I mechaniką kwantową. Napisał kilka książek popularno-naukowych, m.in. “Stąd do wieczności i z powrotem”, “The Particle at the End of the Universe: How the Hunt for the Higgs Boson Leads Us to the Edge of a New World”. Napisał także podręcznik dla studentów fizyki “Spacetime and Geometry: An Introduction to General Relatvity”, a także nagrał wykłady dla Teching Company “Dark Matter and Dark Energy” i “Mysteries of Time”.  Strona www autora  Liczba tekstów na portalu: 2  Pokaż inne teksty autora  Najnowszy tekst autora: Bozon Higgsa kontra Mózgi Boltzmanna