Prof. habil. dr. Jonas Grigas
Fizika, skirtingai nuo biologijos ar geologijos, iki šiol nebuvo laikoma istoriniu mokslu. Fizikai didžiavosi, galėdami daugelį reiškinių nuo mikropasaulio dalelių iki visatos elgesio apskaičiuoti iš pirmųjų principų, remdamiesi fundamentaliais dėsniais. Biologijoje ir chemijoje yra kitaip. Atsitiktinumas vaidina svarbų vaidmenį cheminių ir biologinių reiškinių evoliucijoje, todėl šių mokslų atstovai supranta, kad nėra prasmės klausti apie pirmųjų principų kilmę. Tačiau naujausi visatos tyrimai ir multivisatos hipotezė fiziką iš fundamentinio mokslo gali paversti istoriniu.
Svarbiausias biologijos „fundamentalus dėsnis“ yra gyvybės evoliucija natūralios atrankos būdu. Bet jei dėsnis yra fundamentalus makroskopine prasme, jo detalės mikroskopiniu lygmeniu nesuteikia tikrosios esmės paaiškinimo. Pavyzdžiui, kai kurie vabzdžiai, kurie paplito per milijonus metų, yra atsitiktinumo ir laiko produktas. Neįmanoma tikrai žinoti visų jų molekulinio variklio evoliucijos smulkmenų. Todėl biologai priėmė istoriją ir atsitiktinumą kaip integrines fundamentalių dėsnių dalis.
Bet fizika yra kitokia. Beveik viską, kas vyksta Žemėje ir visatoje, galima paaiškinti fundamentaliais dėsniais, tokiais kaip gravitacijos, kvantinės fizikos ir kitais. Pavyzdžiui, galaktikos pavidalą ir struktūrą galima paaiškinti įvairių dalelių judėjimą valdančiu gravitacijos dėsniu. Kodėl vanduo yra H20, o ne H30, galima paaiškinti kvantinės fizikos dėsniais, kurie valdo cheminių ryšių tarp atomų susidarymą.
Bet už šio gražaus fizikos rūmo slypi aklavietė. Problema kyla tada, kai bandome paaiškinti vieną giliausių faktų – labai tiksliai suderintas fundamentalias gamtos konstantas. Jeigu šios konstantos būtų nors truputį kitokios, mums pažįstama visata ir net gyvybė Žemėje neegzistuotų. Pavyzdžiui, gyvybė neegzistuotų, jeigu stipriosios sąveikos jėga, kuri sujungia branduolius, būtų nors keliais procentais mažesnė ar didesnė. Sunku paaiškinti, kodėl Planko konstanta, elektrono masė ar šviesos greitis yra būtent tokie. Išsamiau apie tikslų fundamentalių gamtos konstantų suderinimą ir jų įtaką mūsų pasauliui rašėme knygos „Kiek trunka sekundė“ (Tyto alba, 2013) skyriuje „Kas yra gyvybė“.
Maksas Tegmarkas (Max Tegmark) knygoje „Matematinė visata“ (The Mathematical Universe) pakviečia mus į svaiginančią kelionę po moderniąją fiziką, kuri baigiasi fantastiškoje daugelio visatos burbulų (multivisatos) karalystėje. Multivisata buvo sugalvota daugeliui iškilusių fizikos problemų paaiškinti, bet svarbiausia – fundamentalioms fizikos konstantoms paaiškinti. Multivisatos hipotezė tarsi įmena mįslę, kodėl gamtos konstantos taip tobulai suderintos gyvybei egzistuoti. Anot jos, fundamentalios konstantos mūsų visatoje tokios yra atsitiktinai, o galbūt Kūrėjo valia. Bet egzistuoja begalinis skaičius kitų visatų, kiekvienoje kurių tos konstantos gali būti skirtingos. Mums pažįstama gyvybė galėjo atsirasti tik tame ar tuose visatos burbuluose, kur dėl gryno atsitiktinumo ar Kūrėjo valia konstantos yra būtent tokios, kokių reikia gyvybei atsirasti. Kituose visatos burbuluose konstantos yra kitokios ir gyvybė ten atsirasti negali. Teologai mano, kad tokį visatos burbulą ir gyvybei tinkamą Žemę jame sukūrė Kūrėjas.
Taigi, mūsų visata tiesiog turi tinkamą gamtos konstantų rinkinį, kuris ir leido atsirasti gyvybei. Beje, Indijos vedose rašoma apie kosmoso burbulus (multivisatą), sanskrite vadinamus „andam“. Rašoma, kad kosmose yra daug „andamų“. Vedose galima išskaityti net reliatyvumo idėjas. Nereikėtų painioti mokslo su filosofija, bet kosmologija yra jų jungtis. Multivisatos idėja yra tik hipotezė, ne teorija, nes jos kol kas negalima patvirtinti. Bet Leonardas Suskindas (Leonard Susskind) rašo: „Manau, kad XX amžiaus pradžioje fizikai ir filosofai nostalgiškai prisimins aukso amžių, kuriame siaura provincinė XX amžiaus visatos koncepcija išsiplėtojo į geresnę neįsivaizduojamų matmenų multivisatą.“
Nors multivisatos idėja kol kas yra tik hipotezė ar net mokslinė fantastika, o ne mokslas, bet ji nukelia fiziką į biologijos sritį. Jeigu yra daug visatų, o mūsų visata su išskirtiniu fundamentalių konstantų rinkiniu yra atsitiktinumas, multivisatos argumentas tampa panašus į evoliucijos natūralios atrankos būdu argumentą, kaip biologijos svarbiausią dalį: buvo keletas rūšių su keletu genotipinių bruožų, o mūsiškė žmonių rūšis yra istorinio atsitiktinumo rezultatas. Tai ne tiek paaiškinimas, kiek nepakankamų žinių pripažinimas. Tačiau biologai yra tuo patenkinti, kadangi toks požiūris neprieštarauja jokiam gamtos dėsniui ir yra dalis pasitenkinimą teikiančios teorijos, žinoma, jei evoliuciją galima būtų vadinti teorija.
Postuluodami multivisatą, fizikai taip pat žengia iš fundamentalių dėsnių srities į istorinio atsitiktinumo sritį. Tai esminis poslinkis nuo to, kaip fizika buvo plėtojama iki šiol, ir gana skausmingas smūgis fizikų požiūriui į pasaulį. Galima manyti, kad biologus tai prajuokins. Pradedant XVI ir XVII amžiais, kai biologija tik krapštėsi, sistemindama duomenis ir bandydama rasti prasmę toje maišatyje, fizika oriai žygiavo pirmyn, atrasdama tikslius gamtos reiškinių dėsnius ir bendrybes.
Daugelis mokslų, įskaitant biologiją ir ekonomiką, pavydėjo fizikai. Bet dabar atrodo, kad sėkminga fizikos kelionė, numatant viską iš pirmųjų principų, gali tapti savo pačios sėkmės auka. Gali būti, kad fizikų įspūdingi pasiekimai apšvietė jų pačių ribotumą. Knygoje „Atsitiktinė visata“ (The Accidental Universe) fizikas Alanas Laitmanas (Alan Lightman) rašo: „Stulbinantys pasiekimai kosmologijoje kai kuriuos geriausius pasaulio fizikus įkvėpė manyti, kad mūsų visata yra tik viena iš milžiniško visatų skaičiaus su labai kintančiomis savybėmis, o kai kurie svarbiausi mūsų visatos bruožai yra paprasčiausi atsitiktinumai – atsitiktiniai kosminio žaidimo kauliukais metimai. Ir nėra vilties pagrindines mūsų visatos konstantas paaiškinti esminėmis priežastimis ir dėsniais.“
Kitas fizikos šulas, Stivenas Vainbergas (Steven Weinberg), pripažindamas takoskyrą fizikos istorijoje, rašo: „Esame istorinėje sankryžoje kelio, kuriuo eidami bandome suprasti gamtos dėsnius. Jeigu multivisatos idėja yra teisinga, fizikos pagrindai pasikeis iš esmės.“ Bet blogiausia yra tai, kad multivisatos buvimas galbūt visada liks tik nepatvirtintas postulatas. Tai ypač blogai todėl, kad vienintelis dalykas, kurio mokslininkai nemėgsta labiau už nemalonų atsakymą į klausimą, yra neatsakymas. Fizikos virtimas istoriniu mokslu reikštų, kad daugelis faktų, kurie jaudino iškiliausius protus, gali būti atsitiktinumo pasekmė ir iš esmės nepaaiškinami svarbiausiais dėsniais. Tai nereiškia, kad fizikai turėtų liautis ieškoti fundamentalių dėsnių. Bet gali keistis metodologija. Kol lieka atviras gilus klausimas – kodėl visatos tam tikros statybinės plytos egzistuoja labai siaurose ribose – turėtume sutikti, kad šio fakto tikro priežastinio paaiškinimo nėra.
Ar dėl to fizikai turėtų nusiminti? Nemanau. Biologai žinojo apie atsitiktinumą nuo Darvino laikų, bet tai nesutrukdė jiems padaryti didžių atradimų. Jei dėsnių sistema gali turėti istorinę atsitiktinę prigimtį, tai dar nereiškia, kad toje sistemoje nėra didžių tiesų, laukiančių atradimo. Bet svarbiausia, fizikai galbūt turėtų laikyti atsitiktinumą tokiu pat fundamentaliu dėsniu, kaip ir kiti jų atrastieji. Biologai žino, kad be atsitiktinumo nebūtų buvusios evoliucijos, kad dėl istorinio atsitiktinumo jie gali tirti neįtikėtinai turtingą Žemės gyvybės formų gausą. Jeigu pasitvirtintų, kad pagrindiniai fizikos dėsniai turi atsitiktinę prigimtį, tai nereikštų, kad šių dėsnių veikimas yra mažiau svarbus.
Visata yra tokia keista, kad daug fizikų mano, jog mūsų tikrovė – kosmosas – gali būti sudarytas daugybe būdų: nuo burbulų, atsirandančių dėl visatos plėtros, iki stygų daugelio matmenų M-teorijoje. Šie būdai gali būti sumaišyti milžiniškame tikrovių rinkinyje. Daugelis tikrovių reikštų ir daugelį laikų.
Tačiau daug fizikų tame mato ir absurdo dvelksmą. Juk teorijos, kurios sako, kad viskas galima, bet jų negalima patvirtinti, iš tikrųjų pagal mokslo metodologiją nėra teorijos.
Jei sutiktume, kad multivisatos idėja – teisinga, kiltų klausimas, kodėl iki šiol nepastebėta kitų civilizacijų? Jei kosmosas toks sudėtingas, jei viskas gali atsitikti, o kas gali, tas ir turi atsitikti, ir atsitikti daug daug kartų, tai ir gyvybė turėtų judėti visatoje. Tačiau nėra jokių tvirtų įrodymų, kad kas nors gyvas juda visatoje, kad kas nors iš kosmoso mus lankė ar lanko. Kodėl? Gali būti, kad kelionės tarp multivisatos dalių neįmanomos arba labai sunkios. Gali būti, kad jokia esybė, pasiekusi tokį lygį, kad galėtų keliauti tarp visatos burbulų, to nenori. Gali būti, kad mes esame vieninteliai visatoje, vienintelė gyvybės rūšis. Taip pat gali būti, kad nėra jokios multivisatos. Ir tada fizika netaps istoriniu mokslu.
Kanados Perimeter‘o teorinės fizikos instituto direktorius Neilas Turokas (Neil Turok) mano, kad fizikai visatą laiko sudėtingesne, nei ji iš tikrųjų yra. Mokslininkai šiandien tikrai susiduria su didelėmis paslaptimis, tokiomis kaip nematomos tamsiosios medžiagos prigimtis, kuri, atrodo, užpildo visatą, ir tamsiosios energijos, kuri greitina visatos plėtrą, paaiškinimu. Siekdami paaiškinti tas paslaptis, fizikai sukūrė sudėtingas teorijas, tarp kurių yra daug stygų teorijos variantų, ir supersimetrijos teoriją, pagal kurią kiekviena medžiagos dalelė turėtų turėti savo partnerį – antidalelę. Bet, anot N. Turoko, tų sudėtingų teorijų nereikia. Didysis hadronų greitintuvas Šveicarijoje, 2012 metais padėjęs atrasti Higso bozoną, parodė, kad viskas yra paprasčiau, nei manyta. Tas greitintuvas nieko stulbinančio neatskleidė. N. Turoko nuomone, „gamta yra protingesnė, nei mes randame būdų jai apibūdinti nuosekliais fizikos dėsniais, nenaudodami visokių varpelių ir švilpynių, kuriais žaidžia teoretikai“. Pasak N. Turoko, visatai paaiškinti reikia teorinės revoliucijos, kurią sukels nauji kosminių laivų ir teleskopų duomenys ir tradicinių paradigmų žlugimas. Ji pakeis mūsų požiūrį į visatą. O kol kas atrandame vis naujas galaktikas už milijonų šviesmečių, tačiau negalime įminti žmogaus proto mįslės.
Mokslas sudarytas iš daug klausimų ir mažo skaičiaus atsakymų. Dažnai atsakymai iškelia naujų klausimų. Tik įrodymas yra galutinis atsakymas. Lygiagretės visatos, Kūrėjo buvimas, tamsioji medžiaga ir tamsioji energija yra didieji klausimai. Į juos gali būti daug atsakymų, bet galutinio atsakymo dar nėra.