Jan Stradowski, "Teoria strun w zupie" (2004)

"Wprost" 31 grudnia 2004, nr 1152; http://www.wprost.pl/ar/?O=71303

Teoria strun w zupie

Tygodnik "Wprost", Nr 1152 (31 grudnia 2004)
>

Ostateczna teoria wszystkiego pozwoli poznać myśli Boga
> Astronomia osiąga kres swych możliwości - oświadczył pod koniec XIX wieku amerykański uczony Simon Newcomb. Ten sam błąd na początku wieku XX popełnił twórca termodynamiki lord Kelvin: w fizyce nie pozostało do odkrycia już nic nowego - można jedynie wykonywać coraz bardziej precyzyjne pomiary! Kilka lat później, wiosną 1905 r. 26-letni "wyrobnik patentowy", jak mówił o sobie Albert Einstein, opublikował kilka artykułów, w tym jeden całkowicie zmieniający naszą wizję świata. "Dla naukowca wyobraźnia jest ważniejsza od wiedzy" - stwierdził pod koniec życia twórca teorii względności. Dziś nikt już nie próbuje na poważnie stawiać tezy o końcu nauki. Wręcz przeciwnie - większość badaczy uważa, że najciekawsze odkrycia są dopiero przed nami. Uczeni przekonują, że będą w stanie odpowiedzieć na najbardziej nurtujące nas pytania.
> Jak powstało życie?
> Od czasów Darwina uczeni uważali, że pierwsza istota żywa mogła się narodzić "w jakimś ciepłym stawie" z prostych związków chemicznych. Liczne eksperymenty potwierdziły, że z ciepłej "pierwotnej zupy", czyli mieszaniny martwych związków chemicznych, samoistnie mogą powstać substancje organiczne, a z nich - twory przypominające istoty żywe. Życie preferuje temperatury dodatnie - ciepłota ludzkiego ciała wynosi ok. 37°C, bo w takiej temperaturze elementy składowe naszych komórek pracują najwydajniej. Z najnowszych odkryć wynika jednak, że w wypadku początków życia bardziej prawdopodobna jest koncepcja "zimnego wychowu". Najstarsze szczątki istot żywych to pochodzące sprzed 3,5 mln lat skamieniałe sinice - jednokomórkowe glony spokrewnione z bakteriami. Ich komórki są jednak tak złożone, że wcześniej musiały występować prostsze organizmy. Mogły to być niedawno odkryte nanobakterie - mikroby, których komórki mają mniej niż 100 nanometrów i są mniejsze niż wiele wirusów! Większość badaczy uważała, że coś tak małego nie może istnieć. Uczeni z Penn State University wykryli nanobakterie na głębokości 3 km pod lodem Grenlandii, gdzie żyją one mimo przeraźliwego zimna, miażdżącego ciśnienia oraz niemal całkowitego braku tlenu i substancji odżywczych. Na młodej Ziemi, nękanej wybuchami gigantycznych wulkanów, zderzeniami z asteroidami i kometami oraz globalnymi zlodowaceniami, panowały bardzo podobne warunki. Skoro życie może w nich przetrwać, to równie dobrze mogło się w nich narodzić - dlatego uczeni mają nadzieję na znalezienie choćby prymitywnych bakterii na pustynnym Marsie czy Tytanie i Europie, mroźnych księżycach Saturna i Jowisza. - Przepisów na życie może być mnóstwo i musimy poznać ich jak najwięcej, aby wiedzieć, czego się spodziewać na innych planetach - komentuje dla "Wprost" prof. Jack Szostak z Howard Hughes Medical Institute, jeden z czołowych badaczy początków życia.
> Jesteśmy sami w kosmosie?
> Życie musi istnieć na innych planetach, skoro powstało na Ziemi - przekonywali starożytni filozofowie, co potwierdzają najnowsze odkrycia. Niezbędne do powstania znanych nam organizmów związki chemiczne można znaleźć w kometach i pyle międzygwiezdnym. Teleskop Spitzera wykrył je nawet w galaktyce odległej od nas o 3,25 mld lat świetlnych. Uczeni z University of New South Wales obliczyli, że aż 20 mld gwiazd w Drodze Mlecznej ogrzewa swym światłem planety, które mogłyby się stać kolebkami życia. Nawet jeśli przyjmiemy bardzo pesymistyczne założenia, liczbę planet zamieszkanych przez istoty inteligentne w naszym kosmicznym sąsiedztwie można szacować w tysiącach. Pytanie tylko - dlaczego jeszcze ich nie spotkaliśmy? W latach 40. ubiegłego stulecia wybitny fizyk Enrico Fermi obliczył, że gdyby faktycznie inteligentne życie było tak powszechne, to przedstawiciele obcej cywilizacji powinni już dawno dotrzeć do Ziemi. Współcześni uczeni sądzą, że kosmici mogliby wysłać w naszym kierunku wiadomość w postaci wiązki fal radiowych czy statku kosmicznego, takiego jak nasze sondy Voyager (każda z nich zawiera złotą płytę z rysunkami i nagraniami stanowiącymi wizytówkę ludzkości). Dotychczas nie natrafiliśmy jednak na żaden wiarygodny ślad istnienia kosmitów - w ramach programu SETI uczeni przez 40 lat bezskutecznie starali się odebrać sztuczny sygnał radiowy pochodzący z innej planety.
> Obce cywilizacje mogą istnieć we wszechświecie, ale prawdopodobnie są od nas zbyt daleko, abyśmy kiedykolwiek mogli się spotkać. Światło z odległych gwiazd dociera do nas po setkach i tysiącach lat, a zgodnie ze współczesną fizyką żaden statek kosmiczny nie jest w stanie poruszać się szybciej. Wygląda na to, że miał rację średniowieczny filozof Wilhelm z Conches, który twierdził, że "nikt z nas nie może się udać do nich i nikt z nich nie może przybyć do nas". Choć w naszej galaktyce może istnieć wiele istot inteligentnych, zapewne nigdy się nie dowiemy, czy czują i myślą tak samo jak my. 
> Czym różnimy się od małp?
> Nie możemy porównać naszej cywilizacji z obcą, ale staramy się przynajmniej zrozumieć różnice między ludźmi a zwierzętami. Wiele cech uważanych do tej pory za ludzkie, takich jak inteligencja, można zaobserwować także u innych ssaków. Genomy szympansa i człowieka są identyczne w 99 proc. Z najnowszych odkryć wynika jednak, że nasze komórki nerwowe pracują wydajniej niż u innych zwierząt, a różnice genetyczne między małpami a człowiekiem dotyczą niemal wyłącznie kory mózgowej. - Udało się nam znaleźć neurony, które decydują o tym, że jesteśmy ludźmi. Odpowiadają one za złożone emocje, takie jak miłość, współczucie, poczucie winy, oraz za naszą zdolność do współpracy i oszustwa - powiedział w rozmowie z "Wprost" prof. John Allman z California Institute of Technology. Komórki kryjące tajemnicę człowieczeństwa to neurony wrzecionowate znajdujące się u ludzi przede wszystkim w przednim zakręcie obręczy i korze czołowo-wyspowej. Prawdopodobnie pierwszy raz pojawiły się w mózgu odkrytego niedawno pierolapiteka, czyli wspólnego przodka małp naczelnych i ludzi. Orangutany mają tylko kilka neuronów wrzecionowatych, a ludzie - kilkaset tysięcy. Dlatego to Homo sapiens wykazuje tak złożone zachowania społeczne, które stały się fundamentem naszej cywilizacji.
> Jak to jednak możliwe, by tak niewiele neuronów wpływało na skomplikowane emocje i umiejętności w mózgu liczącym miliardy komórek? Neurony wrzecionowate mają długie wypustki, dzięki czemu mogą kontrolować duże obszary kory mózgowej i mieć "ostatnie słowo" przy podejmowaniu decyzji. - Są zaangażowane w intuicyjną ocenę sytuacji czy osób w kontekście społecznym. Wysyłają do innych części mózgu komunikat typu: "to mi się podoba" albo "to mi się nie podoba". Dzięki temu wiemy, że kogoś kochamy bez zastanawiania się nad tym albo potrafimy instynktownie wyczuć oszustwo - opisuje prof. Allman. Neurony wrzecionowate są niszczone przez chorobę Alzheimera, dlatego u cierpiących na nią osób następuje zanik uczuć wyższych. 
> Koniec ewolucji człowieka?
> Wielu uczonych zachwyconych złożonością ludzkiego mózgu uważa, że liczący zaledwie 100 tys. lat gatunek Homo sapiens już nie ewoluuje, bo jest swego rodzaju "ukoronowaniem ewolucji". Nic bardziej błędnego - odpowiadają ewolucjoniści. Ewolucja jest procesem, który nie ma żadnego celu poza tworzeniem jak największej rozmaitości istot żywych, a prawa nią rządzące dotyczą także człowieka - nawet w większym stopniu niż innych organizmów. Siłą napędową ewolucji biologicznej jest zmienność genetyczna. Nasze DNA cały czas podlega zmianom i pojawiają się w nim nowe geny. Przykładem może być mutacja, która pozwoliła części Europejczyków przeżyć średniowieczną epidemię czarnej śmierci. Co więcej, ludzie powoli zaczynają sterować zmianami zachodzącymi w ich DNA - próbują stosować terapię genową czy selekcjonować zarodki przed wszczepieniem ich do macicy kobiety korzystającej z zapłodnienia in vitro. Do tego dochodzi globalizacja, wskutek której intensywnie mieszają się geny ludzi z różnych kontynentów. Jeszcze głębiej ingerujemy w drugi ważny mechanizm - selekcję naturalną. Zastąpiliśmy ją selekcją sztuczną, chroniąc przed śmiercią osoby chore i ułomne, co - wbrew pozorom - zwiększa potencjał naszego gatunku. Nawet ciężko chorzy mogą mieć całkowicie sprawny umysł, a to on stał się najważniejszy dla ewolucji człowieka.
> Ludzki mózg gromadzi, przetwarza i przekazuje informacje znacznie sprawniej niż jakikolwiek inny twór natury. Kolejne osiągnięcia cywilizacji - mowa, pismo, druk, fale radiowe, komputery - sprawiły, że informacja oddzieliła się od swego biologicznego nośnika i ewoluuje w szybkim tempie. Zmiana jednej "litery" w naszym kodzie genetycznym zajmuje naturze rok. W tym czasie na całym świecie publikowane są setki tysięcy książek, a informacji pojawiających się w gazetach, zakodowanych w falach radiowych czy magazynowanych w komputerach praktycznie nie sposób policzyć. Dlatego u człowieka najszybciej ewoluuje dziś zasilany informacją umysł. - W naszej świadomości dokonują się istotne zmiany. Ludzkość powoli zaczyna odkrywać swój wspólny początek i równie wspólny cel - zbawienie w Stworzycielu. Stopniowo wszystkie religie, w tym również chrześcijaństwo, rezygnują z przeświadczenia, że ich droga jest jedynie słuszna - uważa ks. prof. Stanisław Obirek, kierownik Katedry Historii i Filozofii Kultury Wyższej Szkoły Filozoficzno-Pedagogicznej Ignatianum w Krakowie. 
> Teoria wszystkiego czy fatamorgana?
> Rozwój nauki i cywilizacji zawdzięczamy ciekawości Homo sapiens, który od tysiącleci zadawał pytanie "dlaczego?" i nie zadowalał się odpowiedzią: "Bóg tak chciał". Uczeni pragnący zrozumieć, jak powstał wszechświat i dlaczego wygląda tak, a nie inaczej, doszli do wniosku, że i to można wytłumaczyć za pomocą prostej teorii - tak prostej, że zrozumieć mógłby ją każdy przeciętny człowiek, a opisujące ją wzory można by umieścić na koszulce podobnie jak logo zespołu rockowego. "Gdy znajdziemy ostateczną teorię wszystkiego, poznamy myśli Boga" - twierdzi prof. Stephen Hawking, znany brytyjski fizyk. Główną kandydatką na teorię wszystkiego od trzech dziesięcioleci jest teoria strun. Według niej, podstawowymi składnikami materii nie są mikroskopijne punkty, takie jak atomy czy kwarki, ale krótkie odcinki supercienkich strun. Ich wibracje i interakcje fizycy obserwują pod postacią cząstek elementarnych i oddziaływań między nimi. Dwadzieścia lat temu dr John Schwarz i dr Michael Green przedstawili taką wersję teorii strun, która obejmowała wszystkie znane fizyce zjawiska i można ją było zawrzeć w jednym wzorze matematycznym. Mimo pracy tysięcy uczonych z całego świata do dziś nie wiadomo jednak, czy jest ona prawdziwa.
> "Teoria strun to fizyka XXI wieku, która przypadkiem została odkryta w wieku XX" - stwierdził kiedyś włoski fizyk Daniele Amati. Wielu uczonych dodaje, że na ostateczne jej potwierdzenie trzeba będzie czekać do następnego stulecia, ponieważ dostępne dziś metody matematyczne są nadal zbyt prymitywne, by sprostać myślom Boga. Jedno jest pewne - ani w tym stuleciu, ani w następnym uczonym bezrobocie nie grozi. 
> Jan Stradowski
> Współpraca: Monika Florek

Sekcje

Narzędzia osobiste

Jan Stradowski, "Teoria strun w zupie" (2004)

Akcje Dokumentu