Spis treści

Karta redakcyjna

Wstęp

CZĘŚĆ I. PRZYPADKI Z PRZESZŁOŚCI

1. Początki nowoczesnej nauki

2. Wiktoriańska teoria wszystkiego

3. Elektrodynamika jako światopogląd

4. Kosmologie racjonalistyczne

5. Kosmologia i kontrowersja

6. Powstanie i upadek programu bootstrapu

CZĘŚĆ II. OBECNA SYTUACJA

7. Zmieniające się stałe przyrody

8. Nowe modele cyklicznego wszechświata

9. Antropiczna nauka

10. Scenariusz wieloświata

11. Teoria strun i grawitacja kwantowa

12. Astrobiologia i eschatologia fizyczna

13. Podsumowanie: ostateczne teorie i zmiany epistemiczne

Bibliografia

Przypisy

Tytuł oryginalny:
HIGHER SPECULATIONS. GRAND THEORIES AND FAILED REVOLUTIONS IN PHYSICS AND COSMOLOGY

Adiustacja i korekta: MIROSŁAW RUSZKIEWICZ

Projekt okładki: MARIUSZ BANACHOWICZ

Projekt typograficzny: MIROSŁAW KRZYSZKOWSKI

Skład: MELES-DESIGN

© Copyright by Copernicus Center Press, 2016
© H. Kragh 2011

ISBN 978-83-7886-155-3

Publikacja dofinansowana w ramach grantu The Limits of Scientific Explanation przyznanego przez John Templeton Foundation

Wydanie I

Kraków 2016

Copernicus Center Press Sp. z o.o.
pl. Szczepański 8, 31-011 Kraków
tel./fax (+48 12) 430 63 00
e-mail: marketing@ccpress.pl
Księgarnia internetowa: http://www.ccpress.pl

Konwersja: eLitera s.c.

Wstęp

Od momentu narodzin nowoczesnej nauki podczas tak zwanej rewolucji naukowej marzeniem filozofów przyrody pozostawało wyjaśnienie świata zjawisk fizycznych w ramach pojedynczego systemu teoretycznego, który byłby całkowicie niezależny lub zależał jedynie w minimalnym stopniu od warunkowych danych empirycznych. Taki system mógłby stanowić doskonałe połączenie wszystkich częściowych teorii w spójną i matematycznie zwartą strukturę. Jak widać, marzenie fizyków teoretyków w XXI wieku zasadniczo niczym się nie różni od ideału, do którego dążyli siedemnastowieczni filozofowie przyrody pokroju Kartezjusza i Newtona. Choć idea ta nadal znajduje się w sferze marzeń i najprawdopodobniej na zawsze w niej pozostanie, doprowadziła do ogromnego postępu w zrozumieniu przyrody na jej najbardziej podstawowym poziomie. Fizycy nie tylko odkryli sekrety natury na najniższym poziomie rzeczywistości, zbliżając się do tajemniczej skali Plancka w zakresie długości 10–35 m, ale również powiązali go z największymi dostępnymi skalami, czyli ze wszechświatem (a być może wieloświatem) jako całością. W ten sposób mikrofizyka i kosmofizyka zostały zunifikowane niemalże całkowicie.

Przedmiotem niniejszej książki jest pewna klasa teorii fizycznych, których cechą wspólną jest to, że stanowią ambitne próby opisu całej przyrody lub znacznej jej części w zunifikowanej formie. Wiele z tych teorii wzbudzało bądź nadal wzbudza kontrowersje, szczególnie ze względu na fakt, że dość problematyczną kwestią jest ich związek z empiryczną rzeczywistością. Delikatnie rzecz ujmując, nie są one w prosty sposób weryfikowalne. Innym powodem, dla którego teorie tego rodzaju wydają się kontrowersyjne, jest ich redukcyjny charakter. Pośrednio lub bezpośrednio pretendują do obejmowania całej wiedzy z zakresu innych nauk i zasadniczo czynią je zbędnymi. Niektóre z bardziej abstrakcyjnych teorii są prawdopodobnie bliższe filozoficznym poglądom na świat przebranym w szaty języka fizyki matematycznej. Wszystkie one są spekulatywne, oczywiście w różnym stopniu, i zazwyczaj opierają się na praktycznie nieograniczonych ekstrapolacjach współczesnej wiedzy naukowej. Co więcej, stosują tę wiedzę na podstawowym poziomie. Podczas gdy niektóre z koncepcji, które tutaj opisuję, są ograniczone do stosunkowo niewielkiego obszaru przyrody, inne, bardziej ambitne teorie skonstruowano jako pogląd na cały świat fizyczny, aspirując tym samym do udzielenia ostatecznych odpowiedzi. Z założenia zostały pomyślane jako „teorie wszystkiego”, używając współczesnego określenia, które dobrze brzmi, lecz niewiele wyjaśnia.

Spekulacje zawsze stanowiły nieodłączną część nauk fizycznych, niekiedy ukrywając się pod mniej dwuznacznym określeniem „hipotez”. Rzeczywiście, ciężko jest wyobrazić sobie fizykę fundamentalną bez pewnej dozy spekulacji. Wszyscy naukowcy zgodnie twierdzą, że spekulacje zajmują uzasadnione miejsce w budowaniu teorii fizycznych. Nie zgadzają się już natomiast co do kwestii, jak bardzo teoria może być spekulatywna, a mimo to można ją nadal traktować jako naukową. Czysto spekulatywne teorie bez jakiegokolwiek odniesienia do rzeczywistości empirycznej można odrzucić, natomiast gdzie wyznaczyć granicę między metafizyką i fizyką? Sam termin „spekulacja” jest niejednoznaczny i często wykorzystuje się go w znacząco odmiennych kontekstach. Przykładowo to, co naukowcy w przeszłości określali mianem fizyki spekulatywnej, nie zawsze niosło tak negatywne skojarzenia, jakie termin ten posiada obecnie.

Niniejsza książka nie jest kolejną pracą na temat fascynujących zagadek współczesnej fizyki kwantowej i kosmologii, który to gatunek jest reprezentowany przez wiele bardziej lub mniej popularnych pozycji różnej jakości. W przeciwieństwie do innych publikacji bierze ona pod uwagę historyczną perspektywę i dąży do wyjaśnienia teraźniejszości poprzez porównanie jej z przeszłością oraz – w niektórych przypadkach – wyjaśnienia przeszłości poprzez odniesienie jej do teraźniejszości. Pomimo oryginalności wielowymiarowych teorii strun, argumentów antropicznych, scenariuszy wieloświata oraz spekulacji dotyczących życia w przyszłości, wszystkie te współczesne koncepcje są częścią tradycji historycznej o korzeniach sięgających daleko w przeszłość. Podczas gdy wielkie spekulacje z przeszłości, takie jak na przykład wirowa teoria atomu lub teoria fundamentalna Eddingtona, mogą być analizowane za pomocą uznanych metod z zakresu historii nauki, takie podejście nie sprawdza się w przypadku współczesnych teorii, których status nadal pozostaje nierozstrzygnięty i które stanowią pole do dyskusji dla naukowców i filozofów. Tego typu badania historyczne współczesnej nauki napotykają problemy natury metodologicznej, jednak te trudności nie uniemożliwiają użycia historycznego podejścia, a jedynie je ograniczają. Historycy nie mają dostępu do przyszłości, lecz mogą patrzeć w przeszłość. A skądinąd przeszłość łączy się z teraźniejszością.

W książce Wielkie spekulacje będziemy się zajmować kilkoma tematami i problemami, które są wspólne dla większości analiz przypadków składających się na to dzieło. Tematy te są fundamentalne w zakresie, w jakim odnoszą się do samego sedna nauki, czyli do pytania, czym ona jest i co oddziela ją od nie-nauki i pseudonauki. Jest to problem zasadniczo należący do zakresu filozofii nauki i stanowi zagadnienie szeroko badane przez filozofów. Jednak podejście prezentowane w tej książce nie jest ani filozoficzne, ani systematyczne. Nie zamierzam podejmować zawiłych dyskusji filozoficznych dotyczących charakteru nauki i właściwych dla niej metod lub odmiennych sposobów rozumienia unifikacji, nie wspominając już dyskusji dotyczącej pojmowania harmonii i jej braku w naukach. Moją intencją jest przedstawienie i wyjaśnienie tego tematu za pomocą historycznych przykładów oraz omówienie go z wykorzystaniem słów i czynów naukowców zaangażowanych w określony rodzaj fundamentalnej i epistemicznie ambitnej nauki.

Ze względu na swoją naturę ten rodzaj nauki zbliża się do granicy między nauką i filozofią lub między fizyką i metafizyką. Choć często nie jest to wyraźnie zaznaczane, praktycznie zawsze dotyczy on zagadnień filozoficznych, takich jak rola, jaką odgrywają rozważania nieempiryczne (począwszy od spójności, a skończywszy na estetyce) w ocenie teorii naukowych. Pierwszą i najważniejszą z tych kwestii jest pytanie, czy można stosować ustalone standardy nauki – które zasadniczo oznaczają empiryczną sprawdzalność – do obszarów fizyki teoretycznej i kosmologii usiłujących zrozumieć całą przyrodę? Jeśli nie, to czy można odwołać się do alternatywnych strategii epistemicznych, czyli nowego paradygmatu w nauce? Tego rodzaju pytania są znane filozofom, którzy przez długi czas podważali dominującą pozycję empirycznej weryfikowalności w odniesieniu do innych form oceny, lecz dopiero niedawno to pytanie pojawiło się z większym nasileniem w naukach fizycznych. Głośne wołanie o zmiany epistemiczne lub nowy paradygmat coraz częściej dochodzi z obszarów fizyki teoretycznej i kosmologii. Choć nieco podobne propozycje były wyrażane w przeszłości, odnoszę wrażenie, że coś nowego i potencjalnie niepokojącego – ale również ekscytującego – zachodzi w obszarach współczesnej fizyki fundamentalnej. Jak pokazuje niniejsze opracowanie, postulat zmiany paradygmatu w takich obszarach jak teoria strun czy fizyka wieloświata spotyka się z oporem znacznej części środowiska naukowego. Bez wątpienia jeszcze większa część społeczności naukowej ignoruje nowe żądania lub nawet nie jest ich świadoma. To, czego jesteśmy świadkami i o czym częściowo traktuje ta książka, to nie tylko nowe i zadziwiające teorie fizyczne, ale też szereg powiązanych kontrowersji, które przez pewien czas wzbudzały gorące dyskusje w społeczności fizyków i kosmologów.

Niniejsza książka składa się z 12 odrębnych rozdziałów, z których każdy może być traktowany jako analiza przypadku dotycząca teorii lub epizodu w historii nauk fizycznych. Części te są zasadniczo ułożone w porządku chronologicznym, od pierwszej połowy XVII wieku do chwili obecnej. Punkt ciężkości stanowi XX wiek. We wszystkich rozdziałach podejmowana jest kwestia ważnych z historycznego punktu widzenia prób rozszerzenia i ujednolicenia wiedzy fizycznej lub podważenia ortodoksyjnych pojęć fizyki. Podczas gdy niektóre z przypadków ograniczają się do tradycyjnych dziedzin fizyki, inne dotyczą albo wszechświata w całości, albo wzajemnych związków między mikrofizyką i kosmologią. Nie próbowałem rozważać wszystkich podstawowych teorii tego rodzaju, lecz skupiłem się na przedstawieniu analizy przypadków, które moim zdaniem są interesujące, pouczające i istotne dla tematu tej książki. Zdaję sobie sprawę, że pominąłem kilka z fundamentalnych koncepcji, choćby zunifikowane teorie lat międzywojennych, opierające się na ogólnej teorii względności. Również niektóre z wybranych przeze mnie przypadków (na przykład wirowa teoria atomu) mogą wydawać się osobliwe i wzbudzać zainteresowanie jedynie ograniczonej liczby współczesnych czytelników. Mimo to wierzę, że gdy o nich przeczytają, uświadomią sobie, iż w rzeczywistości są one ciekawe i stanowią coś więcej niż tylko osobliwy epizod w annałach nauki. Czytelnicy mogą zdać sobie sprawę, że wiele problemów i wyzwań, które stoją przed nowoczesną fizyką fundamentalną, jest zaskakująco podobnych do napotkanych przez fizyków w przeszłości.

Książkę rozpoczyna rozdział wstępny, w którym pokrótce zajmuję się trzema systemami filozofii przyrody wczesnego okresu. Są to: mechanistyczna koncepcja przyrody Kartezjusza, teoria materii Boškovicia opierająca się na idei dynamicznych atomów punktowych oraz romantyczna wersja filozofii naturalnej pochodząca z początku XIX wieku. Te trzy systemy były całkowicie odrębne pod względem zakresu i szczegółów, jednak łącznie mogą służyć do wprowadzenia niektórych tematów pojawiających się w następnych rozdziałach. Na przykład bardzo ambitne teorie Kartezjusza i Boškovicia dążyły do udzielenia ostatecznych odpowiedzi i są wczesnymi próbami skonstruowania teorii wszystkiego.

Pierwszym opracowanym przeze mnie przykładem teorii należących do kategorii wielkich spekulacji jest wirowa teoria atomów – ambitna i wspaniale pomyślana próba ustanowienia formalnych ram dla całej fizyki, która powstała w epoce wiktoriańskiej. Podstawową ideę teoretyków wirów, czyli przedstawienie atomów i innych struktur dyskretnych jako dynamicznych konfiguracji wszechobecnego ośrodka ciągłego, można również odnaleźć w tak zwanej elektromagnetycznej wizji świata z początku XX wieku, która jest tematem rozdziału 3. To medium utożsamiano z eterem elektromagnetycznym, a dyskretnymi strukturami były elektrony, które miały stanowić budulec całej materii i wszystkich pól. Teorie związane z tym systemem lub światopoglądem były nie mniej ambitne i zunifikowane niż teorie wirowe. Co więcej, te dwa rodzaje teorii łączył fakt, że były matematycznie skomplikowane, a ich powiązanie z problemami fizyki było zaledwie marginalne. Pomimo matematycznej doskonałości i pojęciowej atrakcyjności koncepcje te w bardzo niewielkim zakresie odzwierciedlały dane empiryczne. Niektóre z cech charakterystycznych tych dwóch przypadków pojawią się też w teoriach omawianych w kolejnych rozdziałach, takich jak teoria superstrun.

Tematem rozdziałów 4 i 5 jest kosmologia sprzed 1970 roku i jej związki z mikrofizyką. Fakt, że istnieje takie znaczące naukowo połączenie skali mikro i makro, jest w zasadzie odkryciem XX wieku. Najbardziej radykalna (oraz najbardziej osobliwa) współczesna próba stworzenia fizyki fundamentalnej na nowej podstawie epistemicznej, a mianowicie teoria Eddingtona z 1930 roku, została dość szczegółowo opisana w rozdziale 4 wraz z niemal równie radykalną „fizyką świata” Milne’a. Charakter tych teorii „kosmofizycznych” i kontrowersji, które w ich wyniku narosły, jest wysoce pouczający i stanowi coś więcej niż tylko historyczną ciekawostkę. Rozdział 5 poświęcony jest do pewnego stopnia powiązanej polemice, tym razem dotyczącej teorii kosmologicznej, która wzbudziła wiele antagonizmów ze względu na swój niezwykły charakter. Teoria stanu stacjonarnego wszechświata była powszechnie postrzegana jako prowokująca i spekulatywna, ale w rzeczywistości była niewiele bardziej abstrakcyjna niż inne współczesne jej koncepcje wszechświata opierające się na równaniach kosmologicznych ogólnej teorii względności. To, co sprawia, że ten przypadek jest interesujący, to między innymi fakt, iż wywołał otwartą dyskusję na temat podstaw nauki i definiujących ją cech, w której oprócz naukowców brali udział również filozofowie. Bez względu na to, jak istotne były te dyskusje, nie miały praktycznie żadnego wpływu na rezultat kosmologicznej kontrowersji: została ona rozstrzygnięta przez obserwacje, a nie argumenty natury filozoficznej.

Przypadek teorii macierzy S lub teorii bootstrapu dla oddziaływań silnych, będący przedmiotem rozdziału 6, należy mniej więcej do tego samego okresu co model stanu stacjonarnego, ale poza tym te dwa przypadki mają z sobą niewiele wspólnego. Koncepcja hadronów (takich jak protony i neutrony) i ich oddziaływań, lansowana w szczególności przez Geoffreya Chewa, nie była zunifikowaną teorią sił fizycznych, ani też nie odnosiła się do wszechświata. Była to ambitna próba stworzenia nowych ram fizyki cząstek, opartych wyłącznie na pojęciu samouzgodnienia, pochodzącym od właściwości wielkości matematycznej znanej jako macierz S. Pod tym względem program bootstrapu zawierał w sobie niektóre z cech późniejszej teorii strun, która z historycznego punktu widzenia była spadkobiercą hadronowego modelu bootstrapu. Jak zostanie to wyjaśnione, choć zasadniczo fizyka bootstrapu ograniczała się do świata hadronów, stwierdzono też kilka prób rozciągnięcia jej na szerzej pojmowaną filozofię przyrody.

Drugą część książki stanowią głównie osiągnięcia dokonane po roku 1980 i w tej części nie dołożyłem żadnych starań, by chronologicznie uporządkować analizy przypadków. Wszystkie one należą do epoki współczesnej. Tematem rozdziału 7 nie jest konkretna teoria lub ramy teoretyczne, lecz koncepcja stałych przyrody i rozmaitych hipotez, które dopuszczają zmianę tych wielkości w czasie. Pomysł ten, który na pierwszy rzut oka może wydawać się paradoksalny, a nawet nonsensowny, jest interesujący sam w sobie i tworzy jeszcze jeden pomost między mikrofizyką i kosmologią. Jest to również kontrowersyjna koncepcja, zwłaszcza dlatego, że dopuszcza zmienną prędkość światła – hipotezę, która została skrytykowana za naruszenie ustalonych norm naukowych. Chociaż pomysł ze zmieniającymi się stałymi jak dotąd nie otrzymał solidnego wsparcia w postaci dowodów doświadczalnych, wciąż jest żywy i nie został bezwarunkowo wykluczony przez eksperymenty. Znajduje się w zasobach, z których kosmologowie niekiedy czerpią swoje pomysły. W następnym rozdziale analizowana jest klasa modeli kosmologicznych, mających do niedawna wątpliwą reputację i często określanych jako spekulacje powodowane potrzebami duchowymi, a nie faktami naukowymi. Modele cykliczne lub oscylacyjne doświadczyły jednak niezwykłego odrodzenia i są dziś poważnie brane pod uwagę przez istotną część środowiska kosmologicznego. Niektóre z tych modeli, a zwłaszcza tak zwana nowa teoria cykliczna, opierają się na pojęciach teorii superstrun i znajdują swoje miejsce jako alternatywa dla standardowego modelu inflacyjnego wszechświata. W tej sytuacji, podobnie jak w niektórych innych opisywanych przeze mnie przypadkach, kluczową kwestią są standardy, według których dany model należy oceniać. Gdzie zachodzi równowaga między teoretyczną podstawą i empiryczną sprawdzalnością?

Jeśli cykliczne modele wszechświata potraktujemy jako kontrowersyjne, to tym bardziej charakter taki ma zasada antropiczna, która narodziła się w 1970 roku. Bardzo wiele napisano o tej głośnej koncepcji, związanych z nią pojęciach lub sposobie rozumowania, ale bardzo mało o jej kontekście historycznym i wczesnych zastosowaniach. Rozdział 9 przedstawia historię i podsumowanie rozważań dotyczących zasady antropicznej z naciskiem na jej rozwój i problematyczny status jako narzędzia nauki. Czy „słaba” wersja zasady antropicznej ma prawdziwie predykcyjny i wyjaśniający potencjał? Czy ta koncepcja należy w ogóle do zakresu nauki, czy też jest de facto zagadnieniem filozoficznym i dlatego musi być traktowana jako nienaukowa? Tego typu pytania formułowano i dyskutowano w latach siedemdziesiątych, kiedy zasada ta została wprowadzona w nowoczesnej formie, i nadal się je zadaje oraz nad nimi debatuje. Ponad 30 lat dyskusji doprowadziło jedynie do większej polaryzacji wśród fizyków i kosmologów w zakresie naukowego uznania zasady antropicznej. Niestety nie możemy sprawdzić, jak historycy nauk fizycznych będą w przyszłości postrzegać zasadę antropiczną. Czy potraktują ją jako wielką i fascynującą pomyłkę, czy też uznają za początek nowej rewolucji naukowej? Dziś historyk fizyki może jedynie opisać, skąd ta zasada się wyłoniła, i dokonać próby oceny, jaki jest jej obecny status. Z definicji przyszłość znajduje się poza zasięgiem analizy historycznej.

Aktualny status zasady antropicznej jest ściśle związany z koncepcjami wielu światów, które w zakresie, w jakim znajdują swoje uzasadnienie w teorii strun, utworzyły triadę kontrowersyjnych pomysłów w postaci „wieloświata krajobrazu”. W rozdziale 10 prezentuję i omawiam współczesną kosmologię wieloświata i jej odniesienie do wcześniejszych koncepcji wielu światów. Oprócz zasady antropicznej i teorii strun pojęcie wieloświata jest również związane ze scenariuszem inflacyjnym wczesnego wszechświata, który pochodzi z 1980 roku i jest powszechnie akceptowany przez kosmologów. W ciągu ostatnich kilkunastu lat narosło wiele kontrowersji dotyczących naukowego charakteru idei wieloświata oraz zmiany stylu uprawiania fizyki, jaki zdaje się ona reprezentować. Jest to sposób radykalnie różny od tradycyjnego w tym sensie, że osłabia lub reinterpretuje walory metodologiczne, takie jak potencjał wyjaśniający i predykcyjny. Spore grono przeciwników koncepcji wieloświata skłonne jest uznać rozumowanie antropiczne dotyczące wieloświata wyłącznie za interesującą spekulację. Mają oni skłonność do postrzegania wieloświata jako ściśle związanego z filozofią lub fantastyką naukową, a nie z nauką. Trwająca debata na ten temat jest niezwykle pouczająca, między innymi dlatego, że zwraca uwagę na niełatwe relacje między fizyką i filozofią w dziedzinie kosmologii, w ten sposób serwując nam powtórkę z historii. Podobieństwo obecnej debaty do tej rozgrywającej się w latach trzydziestych jest kształcące, dlatego wrócę do tego problemu w kolejnych rozdziałach.

Mimo że współczesna teoria strun jest częścią kontrowersji narosłych wokół teorii wieloświata, stanowi w oczywisty sposób o wiele szersze zagadnienie. Jest to temat sam w sobie niezwykle interesujący, który rzeczywiście można określić mianem wielkiej spekulacji. Klasa teorii, które w ciągu 40 lat doprowadziły do ukształtowania współczesnej teorii superstrun i M-teorii, jest głównym tematem rozdziału 11. Po krótkim omówieniu historycznego rozwoju fizyki wielowymiarowej i koncepcji strun koncentruję się na problemach fizyki strun i jej aspiracji do miana kandydata do teorii ostatecznej (nawet jeśli niekoniecznie teorii wszystkiego). W jaki sposób fizycy uzasadniają teorię, która pomimo dekad intensywnych wysiłków nadal nie daje się połączyć ze światem eksperymentów? Czy fizycy strun działają w ramach nowych standardów fizyki, takich jak zastąpienie empirycznej oceny teorii badaniem jej matematycznej spójności? Pomimo pewnej retoryki dotyczącej traktowania teorii strun jako „nowego paradygmatu” fizyki, okazuje się, że zerwanie z tradycyjną fizyką cząstek nie jest próbą dokonania faktycznej rewolucji. Większość fizyków strun nie dąży do stworzenia nowej nauki, lecz raczej do realizacji dawnej wizji nauki podstawowej. Choć teoria strun jest najbardziej znaną teorią grawitacji kwantowej, nie stanowi jedynego kandydata na teorię unifikacji, a według niektórych ekspertów nie może być nawet traktowana jako najbardziej obiecująca. Rozdział ten zawiera krótką uwagę na temat alternatywnej teorii, znanej jako pętlowa grawitacja kwantowa, która łączy mechanikę kwantową i ogólną teorię względności. Podczas gdy pętlowa grawitacja kwantowa nie zyskała dużego rozgłosu wśród opinii publicznej, teoria strun jest wysoce dyskusyjna zarówno w gronie fizyków, jak i na arenie publicznej. Większa część rozdziału poświęcona jest tym szeroko omawianym kontrowersjom.

Ostatnia analiza przypadku dotyczy nowego zagadnienia z długą historią, a mianowicie miejsca i znaczenia zaawansowanych form życia we wszechświecie. Jest to temat ze wspaniałą przeszłością i być może równie wspaniałą przyszłością, jednak w tym momencie jest chyba zbyt wcześnie, aby móc to z całą pewnością stwierdzić. Astrobiologia to nowa i ekscytująca dyscyplina naukowa, choć swymi korzeniami sięga daleko wstecz w czasie. Mimo że rozdział 12 zawiera wzmiankę o poszukiwaniu istot pozaziemskich (projekt SETI) w obrębie Drogi Mlecznej, dotyczy on przede wszystkim spekulatywnych scenariuszy istnienia form życia w dalekiej przyszłości. Ta gałąź współczesnej fizyki kosmologicznej, opierająca się na ekstrapolacji w nieznane, jest czasami nazywana „eschatologią fizyczną”. Pod wieloma względami stanowi ona fascynującą dziedzinę nauki teoretycznej, choć dzieli z antropiczną teorią wieloświata status dyscypliny badawczej, która jest poważnie kwestionowana. Niektóre koncepcje i stwierdzenia współczesnych eschatologów fizycznych są rzeczywiście fantastyczne i trudne do pogodzenia z tym, co tradycyjnie określa się mianem nauki. Eschatologia jest pojęciem czysto teologicznym i dlatego można pokusić się o postrzeganie jej bardziej jako nieortodoksyjnej teologii aniżeli fizyki. Tego typu wielkie spekulacje wydają się jednak akceptowane jako nauka – a nawet „szanowana nauka” – w sensie intelektualnym i socjologicznym, przynajmniej przez część środowiska naukowego. Nic zatem dziwnego, że niektórzy komentatorzy mówią o postmodernistycznej lub ironicznej nauce.

Sama nazwa „eschatologia fizyczna” może przypominać nam o wymiarze religijnym, za którego część jest niejednokrotnie uważana, nie tylko w tej dziedzinie nauki spekulatywnej, ale także w innych gałęziach, takich jak teoria strun i kosmologia wieloświata. Mimo że poruszam temat związków z religią oraz pewnych dyskusji, które te związki zainicjowały, nie zajmuję się konsekwentnie wymiarami religijnymi ani nie nadaję im wyższego priorytetu, niż posiadają w dyskusjach naukowych. Jeśli chodzi o publikacje naukowe, wymiary te są analizowane jedynie w bardzo ograniczonym zakresie. W każdym razie poważne historyczne badanie relacji między myślą religijną i nowoczesnymi pojęciami, takimi jak wieloświat i eschatologia fizyczna, wymagałoby napisania odrębnej książki.

W ostatniej część książki – rozdziale 13 – podsumowuję niektóre z głównych punktów poprzednich rozdziałów i dodaję kilka dalszych uwag. Dokonuję przeglądu koncepcji teorii wszystkiego w świetle przykładów historycznych, a także ponownie poddaję analizie żądania radykalnych zmian epistemicznych w obszarach współczesnej kosmofizyki i kosmologii teoretycznej.

Część materiałów prezentowanych w tej książce pochodzi z wcześniejszych publikacji w formie artykułów, książek lub rozdziałów w pracach zbiorowych. Przykładowo już wcześniej zajmowałem się wirową teorią atomów (rozdział 2), kosmofizyką Eddingtona i Milne’a (rozdział 4) oraz teorią stanu stacjonarnego wszechświata (rozdział 5). W ostatnim czasie opublikowałem artykuły dotyczące kosmologii ze zmienną prędkością światła (rozdział 7), cyklicznych modeli kosmologicznych (rozdział 8) oraz kosmologii wieloświata (rozdział 10). Mimo że korzystałem z tych oraz innych publikacji, materiał w tej książce został przedstawiony w nowym kontekście oraz jest rozszerzony o najświeższe odkrycia i odniesienia do najnowszej literatury. Książka powstała na podstawie zaplanowanego projektu badawczego na Wydziale Badań Naukowych Uniwersytetu w Aarhus, dotyczącego zmian epistemicznych w różnych dziedzinach współczesnej nauki. Dyskusje, jakie przeprowadziłem w tym zakresie z moim współpracownikiem Matthiasem Heymannem, przyczyniły się do przekonania mnie, że książka dotycząca wielkich spekulacji w fizyce i kosmologii może być wartościowym przedsięwzięciem. Jestem wdzięczny Brandonowi Carterowi za przekazanie mi informacji o jego roli na wczesnym etapie kształtowania zasady antropicznej, a także Hubertowi Goennerowi za krytyczne i pomocne komentarze dotyczące niektórych części rękopisu.

Helge Kragh

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki