Nauka w Polsce: Wszyscy pewnie Pana o to pytają, ale... jak to jest dostać nagrodę Nobla?

Prof. David Gross: To wspaniałe uczucie. Zwłaszcza jeśli przez wiele lat ludzie powtarzają: "W przyszłym roku na pewno wygrasz". To pewnego rodzaju ulga, nie musieć wreszcie tego słuchać. Poza tym to samo w sobie jest wielką frajdą.

NwP: Co było najważniejszym powodem wyróżnienia Pana nagrodą Nobla?

DG: Nasza praca prowadziła do lepszego zrozumienia jednej z podstawowych sił natury. Z tego punktu widzenia była istotna. Jednak szwedzka akademia jest bardzo ostrożna w ocenianiu teorii. Zabiera im dużo czasu, żeby się przekonać, że natura zgadza się z teoretykami.

NwP: Jakie jest najważniejsze zagadnienie, nad którym pracuje Pan obecnie?

DG: Teraz pracuję nad teorią strun. Jestem zwolennikiem podejścia zmierzającego do wyjścia poza te teorie fizyczne, które były opracowywane od lat 70., jak chromodynamika kwantowa. Teoria strun stara się połączyć wszystkie siły natury w spójny model. Daje szansę na pogodzenie sprzeczności między dotychczasowymi teoriami dotyczącymi mechaniki kwantowej, teorii względności czy grawitacji. To złożony proces. Teoria strun ma wiele aspektów, a ja nad wieloma z nich pracuję. Przez ostatni rok miałem na to zdecydowanie mniej czasu. To jedna z wad zdobycia nagrody Nobla. Są więc chyba pewne zalety czekania na nią przez 30 lat.

NwP: Mówił Pan podczas wykładu, że pojęcia czasu i przestrzeni wymagają zmiany. Czy wyobraża Pan sobie już inny sposób opisywania i rozumienia świata?

DG: Zaczynamy do tego dochodzić. Pewne rozwiązania istniejące w teorii strun początkowo mogły być opisywane przy użyciu zwykłego pojęcia czasoprzestrzeni. Jednak jeśli bierze się pod uwagę grawitację, rozumianą jako siłę dynamiczną, okazuje się, że czas i przestrzeń również są dynamiczne. Nie istnieją tak po prostu, nie są bezwładne. Jeśli gdzieś znajduje się gwiazda, wokół niej powstają zakłócenia czasu i przestrzeni. Czasoprzestrzeń jest więc dynamicznym obiektem, który reaguje na energię i masę. Nauczyliśmy się, że pewne rozwiązania mogą być opisywane przez zupełnie inną teorię, która jest matematycznym odpowiednikiem czasoprzestrzeni, jednak nie bierze w ogóle pod uwagę przestrzeni, tylko czas. Wynika z tego, że nie ma również żadnych zmian i ruchów przestrzeni, ponieważ jej nie ma. Co z kolei prowadzi do wniosku, że możemy dokonywać obliczeń na temat wielu zjawisk, bez użycia tego pojęcia. Dlatego możemy sobie wyobrazić, że przestrzeń pojawia się tylko jako uproszczenie, przybliżające pewne zjawiska, w świecie, w którym tak naprawdę jej nie ma.

Z czasem jednak jest większy problem. Ja sam wciąż nie potrafię sobie wyobrazić, jak moglibyśmy stworzyć sobie spójny obraz świata, w którym nie będzie pojęcia czasu. To trudne, bo czas jest specjalny. Fizyka to nauka o czasie. Nie wiedzielibyśmy gdzie zacząć, gdybyśmy nie mieli czasu. Czym byłoby przewidywanie przyszłych zdarzeń, gdyby nie było przeszłości ani przyszłości. Ja jednak jestem zdania, że to możliwe, podobnie jak w wypadku przestrzeni. Trudno wytłumaczyć, w jaki sposób można się obejść bez pojęcia przestrzeni. To bardzo nowe podejście, ale stosowane od jakiegoś czasu w teorii strun.

Natomiast Einstein już sto lat temu pokazał nam, że przestrzeń i czas są połączone, nierozdzielne. W związku z tym, jeśli przestrzeń nie jest naprawdę fundamentalnym pojęciem to czas nie może nim być również. Wiemy zatem, że nasze pojęcie czasu musi się zmienić, ale nie dość, że nie możemy tego udowodnić, to nie umiemy tego nawet zobaczyć. Czas jest pod wieloma względami tajemniczy, inaczej niż przestrzeń, można go obserwować tylko w jednym kierunku, nie można poruszać się w czasie wstecz. Czas jest tylko jeden, podczas gdy wymiarów przestrzeni jest wiele, co najmniej trzy, ale przypuszczamy, że może sześć albo siedem, kto wie... To kolejne interesujące zagadnienie.

NwP: W jaki sposób fizyka i jej nowoczesne osiągnięcia przynoszą pożytek zwykłym ludziom, którzy nie potrafią zrozumieć skomplikowanych teorii?

DG: Na przykład technologia pozwalająca na działanie telefonów komórkowych jest oparta na dziedzinie fizyki, która została opracowana 70 lat temu - mechanice kwantowej, i która bardzo głęboko zmieniła nasze myślenie o świecie. Jest skomplikowana, ale stanowi podstawę współczesnej technologii. Badania podstawowe mają na nas ogromny wpływ, obojętne czy je rozumiemy, czy nie. Ale, moim zdaniem, fizyka nie jest taka trudna do zrozumienia, to tylko zależy od tego, jak się ją tłumaczy. Problemem jest to, że w szkołach często nauki ścisłe nie są dobrze wykładane.

NwP: A jaką Pan widzi w tym rolę dla popularnych mediów?

DG: Myślę, że to bardzo ważne. Niestety, w Stanach Zjednoczonych jest z tym coraz gorzej. Coraz mniej gazet zamieszcza artykuły popularnonaukowe. Wydawcy tych gazet zapewne uważają, że czytelników to nie interesuje. Moim zdaniem to raczej po prostu ci wydawcy nie są tym zainteresowani. Kiedy daję otwarty wykład, moi słuchacze są bardzo zainteresowani wieloma zagadnieniami: jaki jest wszechświat, z czego jest zbudowany, skąd się wziął. Media powinny pomagać zdobywać tę wiedzę. Z drugiej strony dobrym źródłem wiedzy jest internet. Jeśli się wie gdzie szukać, można dowiedzieć się wszystkiego o wszystkim.

NwP: Jakie, Pana zdaniem, są najważniejsze problemy współczesnego świata i jakie wyzwania przed nami stoją?

DG: To szerokie zagadnienie. Wiele problemów i wyzwań jest powodowanych przez technologię, która bardzo szybko zmienia świat. Zwiększona szybkość komunikacji, ułatwiony dostęp do informacji, komputery, telefony komórkowe. To wszystko sprawia, że świat robi się bardzo mały, a ludzie blisko ze sobą powiązani. To rodzi zagrożenia, ale ma także wiele wspaniałych skutków. Również dla nauki. Kiedy współczesny naukowiec odkrywa coś, co posuwa wiedzę do przodu, umieszcza swoje odkrycie w internecie i w jednej chwili wszyscy na świecie mają do tego dostęp. Podobnie jest z inną pracą. Można przygotować coś w domu i natychmiast przesłać przez sieć do najdalszego zakątka świata. To jest dobre, ale prowadzi również do wielu zmian, a zmiany mogą krzywdzić ludzi i powodować wiele problemów. Ja jednak jestem optymistą.

NwP: Czy jest Pan już blisko rozwiązania problemów, nad którymi Pan pracuje?

DG: To bardzo trudno przewidzieć. Ludzie ciągle coś odkrywają. Albo wykonują doświadczenia, które dają nową wiedzę, albo mają po prostu nowe pomysły. Jak można przewidzieć, kiedy ktoś coś wymyśli? Ja porównuję naukę do wspinaczki na górę we mgle. Nie wiadomo dokładnie dokąd się idzie, nic nie widać i można łatwo skręcić w złą stronę i nawet spaść na dół. Nie wiadomo też dokładnie jak wysoka jest góra i jak długo trzeba będzie iść, żeby znaleźć się na szczycie. Moje doświadczenie i doświadczenie fizyki w ogóle, kiedy popatrzymy wstecz na to, o czym wiemy, że już było, wskazuje, że kiedy już sformułuje się precyzyjnie pytania i znajdzie sposób jak się z tymi pytaniami zmierzyć, to zazwyczaj znajduje się odpowiedzi, prędzej niż mogłoby się wydawać.

NwP: Ten proces przyspiesza jeszcze dzięki globalizacji, o której Pan mówił.

DG: O tak. Nauka bardzo przyspieszyła dzięki komunikacji i nowoczesnej technologii. Jest jednak tego jedna wada. Kiedy wszyscy są połączeni, poruszają się razem, jak w tłumie. Dlatego nie tworzą się, jak w przeszłości, izolowane grupy naukowców, które co prawda cierpią z powodu izolacji, ale mogą także wypracować różne sposoby myślenia, które mogą się okazać przydatne. W dzisiejszych czasach moda i kultura masowa sprawiają, że cały świat jest z grubsza taki sam. W nauce również tak się dzieje. Może się zdarzyć, że dominujący w środowisku np. fizyków pogląd, będzie błędny, a poszczególni ludzie, mający inne zdanie, nie będą w stanie mu się przeciwstawić. Izolacja czasami pomaga, daje bezpieczne środowisko, w którym nowe idee mogą się rozwijać.

NwP: Kto według Pana otrzyma tegoroczną nagrodę Nobla w dziedzinie fizyki?

DG: Jest wiele możliwości, ale pozwolę sobie na przepowiednię. To oczywiście nic nie znaczy, ale według mnie duże szanse ma grupa eksperymentatorów -astronomów, którzy zaobserwowali na niebie około 20 lat temu mikrofalowe promieniowanie tła - reminiscencję Wielkiego Wybuchy. Wielki Wybuch to była eksplozja, której towarzyszyła ogromna temperatura. Później wszechświat zaczął stygnąć, a gorąca rozproszona dotąd materia, podobnie jak skraplająca się mgła, sformowała się w większe obiekty - atomy i przepuściła światło, którego we wszechświecie było bardzo dużo, odbijającego się w tej niby-mgle. I teraz, 15 miliardów lat później, możemy to światło zobaczyć. Ten eksperyment potwierdza hipotezę Wielkiego Wybuchu. Naukowcy, którzy go przeprowadzili, nazywani są grupą COBE. Jeśli oni dostaną Nobla, będę miał satysfakcję, że trafnie to przewidziałem. Na pewno na to zasługują.

NwP: Jak Pan, jako gość na konferencji Uniwersytetu Warszawskiego, ocenia polską fizykę?

DG: Polska fizyka i matematyka były zawsze doskonałe. Długi czas zależności od Związku Radzieckiego nie pomogły polskiej gospodarce ani nauce. Gospodarcze problemy odbijają się na sukcesach naukowych, ponieważ nowoczesne badania są bardzo kosztowne. Ale porównując do innych krajów Europy Środkowej i Wschodniej, Polska wypada wspaniale. Ma duży potencjał, ponieważ istnieje tu długa tradycja naukowa w dziedzinie matematyki i fizyki, zwłaszcza teoretycznej. W fizyce cząstek polscy naukowcy zawsze byli jednymi z najbardziej aktywnych i najbardziej znaczących.

NwP: Jednym z naszych problemów jest to, że młodzi i zdolni naukowcy wyjeżdżają, aby pracować zagranicą.

DG: Naukowcy łatwo zmieniają miejsce zamieszkania. Głównie dlatego, że społeczność naukowców jest bardzo międzynarodowa, zwłaszcza fizyków. Mamy jeden język, dla mnie szczęśliwie to angielski, to bardzo pomaga. Każdy zna każdego, to wspaniałe. Kiedyś Polacy wyjeżdżali z kraju z powodów politycznych, teraz z powodów ekonomicznych. Ale na przykładzie innych krajów, w których tak się dzieje, widać, że po pewnym czasie ci ludzie wracają. Tak jest teraz z naukowcami z Chin. Oczywiście, ich sytuacja materialna w Chinach jest gorsza niż np. w Stanach Zjednoczonych, ale widzą szansę rozwoju swojego kraju i z myślą o tym wracają. Podobnie, moim zdaniem, będzie z Polakami.

* * *

Prof. David Gross był gościem odbywającej się na przełomie sierpnia i września w Polsce konferencji "Foton - pierwsze sto lat i przyszłość", zorganizowanej przez Uniwersytet Warszawski w stulecie sformułowania przez Alberta Einsteina hipotezy istnienia cząstek światła.

Obecnie prof. Gross, pracuje nad rozwinięciem teorii strun, która zakłada, że cząstki elementarne nie są kulami, a jakby maleńkimi pętlami z giętkich i rozciągliwych strun. Teoria ta zaczęła się rodzić już w latach 60., jednak prace nad nią zarzucono, kiedy w latach 70. powstała chromodynamika kwantowa - rozwijająca tradycyjną mechanikę kwantową - którą wtedy uważano za teorię wystarczającą do opisania zachowania cząstek. W połowie lat 80. powrócono jednak do teorii strun i uważana jest ona za bardzo obiecującą. Niektórzy naukowcy przypuszczają, że może ona stać się poszukiwaną od zawsze "teorią wszystkiego", opisującą w sposób spójny wszystkie zjawiska, które można zaobserwować we wszechświecie.

PAP - Nauka w Polsce, Urszula Jabłońska

19 września 2005

we