Κυριακή, 28 Ιουνίου 2015

Το βάθος του κόσμου - οι χορδές (με αφορμή δύο βιβλία)


του Χρήστου Λάσκου


Ι. Brian Green, Το κομψό σύμπαν, Μετάφραση: Τάσος Τσιαντούλας, εκδόσεις Ωκεανίδα, σελίδες 632.


[Ο Τζιορντάνο Μπρούνο ισχυρίστηκε πως τα αστέρια είναι ήλιοι]. Τι πιο αλλόκοτο από μια τέτοια ενοποίηση, «ήλιου» και «αστεριών»; Μέχρι τότε όλοι ήξεραν ότι ο «ήλιος» είναι μια μεγάλη μπάλα φωτιάς που δημιουργήθηκε από το Θεό για να ζεστάνει τη Γη, ενώ τα «αστέρια» ήταν τρύπες στην ουράνια σφαίρα από όπου περνούσε το φως του παραδείσου. Η ενοποίηση είναι αυτό που ανατρέπει αίφνης έναν ολόκληρο κόσμο [...] Αν τα αστέρια είναι ήλιοι, τότε το Σύμπαν είναι απίστευτα μεγαλύτερο από ό,τι φανταζόμασταν. Ο παράδεισος δεν μας χαϊδεύει τα μαλλιά.
-Λη Σμόλιν


Ο Μπράιαν Γκριν, συγγραφέας του βιβλίου που είναι η αφορμή για τις σημερινές σκέψεις, είναι ένας από τους πρώτους και σημαντικότερους φυσικούς, που ασχολήθηκαν με το πεδίο της Θεωρίας των Χορδών. Στο Κομψό Σύμπαν (The Elegant Universe) έχουμε μια πολύ βαθειά και εμπεριστατωμένη έκθεση των εξελίξεων στο συγκεκριμένο πεδίο της Φυσικής και έτσι την ευκαιρία να γνωρίσουμε αυτά που βρίσκονται στην αιχμή, πραγματικά, της έρευνας των τριάντα τελευταίων χρόνων.

Δεν είναι λάθος να πούμε πως ο πιο συνεκτικός τρόπος προκειμένου να παρουσιαστεί η ιστορική εξέλιξη της Φυσικής είναι να την περιγράψουμε ως μια διαδικασία όλο και μεγαλύτερης ενοποίησης, που πάει να πει συμπερίληψης όλο και περισσότερων φαινομένων σε μια ενιαία περιγραφή. Με ύστατο στόχο την Μεγάλη Ενοποίηση, που θα εξηγήσει το σύνολο της φυσικής πραγματικότητας με βάση μια μοναδική αρχή, ίσως με μια μοναδική τελική εξίσωση[1]. Αυτήν που ο, μαχητικά άθεος, Χόκινγκ ονομάζει προκλητικά «Εξίσωση του Θεού», στο μέτρο που θα είναι η μαθηματική αποτύπωση της «σκέψης Του».

Η Θεωρία των Χορδών, λοιπόν, είναι η πιο πρόσφατη και φέρελπις υποψήφια να επιτύχει τη Μεγάλη Ενοποίηση, μέσω της οποίας μπορεί, εκτός των άλλων, να αρθεί και η περιβόητη ασυμβατότητα μεταξύ της «συνεχούς» Γενικής Θεωρίας της Σχετικότητας με τη «διακριτή» Κβαντική Μηχανική.

* * *

Η ατομική περιγραφή της ύλης έχει πλέον ζωή μεγαλύτερη από δυόμιση χιλιάδες χρόνια. Αφού πρωτοδιατυπώθηκε από τον Λεύκιππο, αναπτύχθηκε από τον Δημόκριτο και εξελίχθηκε περαιτέρω από τον Επίκουρο[2], αφού διαδόθηκε με την έκδοση του De Rerum Natura από τον Λουκρήτιο, εξαφανίστηκε από το προσκήνιο για σχεδόν 18 αιώνες, μέχρις ότου η επιστημονική ανάπτυξη της Χημείας έδειξε, στις αρχές του 19ου αι., πως η αποδοχή του ατομικού μοντέλου εξηγούσε μια σειρά από ευρήματα, μπροστά στα οποία η αντίληψη περί του συνεχούς χαρακτήρα της ύλης ήταν εντελώς αναποτελεσματική.

Η θεμελιώδης υπόθεση της ατομικής θεωρίας των Αρχαίων Ελλήνων ήταν, ως γνωστόν, πως ο κόσμος συντίθετο από συνδυασμούς άτμητων απειροελάχιστων -εξ ου και αόρατων- συστατικών, των ατόμων. «Όπως ακριβώς ο τεράστιος αριθμός λέξεων σε μια γλώσσα που διαθέτει αλφάβητο, προκύπτει από τις συνδυαστικές δυνατότητες ενός περιορισμένου αριθμού γραμμάτων, έτσι και η τεράστια γκάμα των υλικών αντικειμένων θα μπορούσε να προέρχεται από συνδυασμούς ενός μικρού αριθμού διακριτών, στοιχειωδών δομικών μονάδων».

Αυτή η βασική ιδέα αποδείχτηκε εξαιρετικά παραγωγική στο πλαίσιο της σύγχρονης Φυσικής. Περνώντας από διάφορα στάδια, περίπου στα 1930 είχε διαμορφωθεί η εικόνα, την οποία έχει σήμερα όποιος τελειώνει τη δευτεροβάθμια εκπαίδευση. Το «άτομο» πλέον είναι τμητό, δεν αποτελεί το μικρότερο συστατικό της ύλης, αλλά το ίδιο αποτελείται από έναν πυρήνα -που, επιπλέον, περιέχει πρωτόνια και νετρόνια- και ηλεκτρόνια τα οποία περιφέρονται γύρω από τον πυρήνα σε διάφορες αποστάσεις από αυτόν. Η ομοιότητα με το ηλιακό σύστημα είναι περισσότερο από προφανής, πράγμα που κάνει εξαιρετικά οικείο το συγκεκριμένο μοντέλο.

Το «δυστύχημα» είναι πως το ηλιακό μοντέλο δεν έμελλε να είναι και το τελικό. Γιατί αργότερα -και με πειραματική στήριξη από το 1968- αποδείχτηκε πως τόσο τα πρωτόνια όσο και τα νετρόνια δεν ήταν «έσχατα» σωματίδια, αλλά διέθεταν εσωτερική δομή, στο μέτρο που το καθένα τους αποτελείτο από τρία στοιχειωδέστερα σωματίδια, στα οποία, αντλώντας έμπνευση από το Finegans Wake του Τζέημς Τζόυς, ο θεωρητικός φυσικός Murray Gell-Mann, έδωσε το όνομα κουάρκ.

Στη συνέχεια έμελλε να μάθουμε πως και τα κουάρκ δεν είναι ενός είδους, αλλά έξι. Το πάνω και το κάτω, που συγκροτούν τα πρωτόνια (δύο πάνω κι ένα κάτω) και τα νετρόνια (δύο κάτω κι ένα πάνω), αλλά μαζί και το γοητευτικό, το παράξενο, το κουάρκ κορυφή και το κουάρκ πυθμένας, που ανάθεμά μας αν ξέρουμε γιατί υπάρχουν και τι ρόλος τους έχει ανατεθεί.

Και σαν να μην έφτανε αυτό υπήρχαν και άλλα σωματίδια, όπως το μυόνιο και το ταυ, που είναι ίδια κι απαράλλακτα με το ηλεκτρόνιο, μόνο που έχουν πολύ μεγαλύτερες μάζες από αυτό- π.χ. 207 φορές το μυόνιο. Και, επιπλέον, δεν αποτελούν συστατικά κανενός συνθετότερου αντικειμένου περιφέροντας την μονήρη ύπαρξή τους στον κόσμο για μερικά απειροελάχιστα κλάσματα χρόνου, πριν εξαϋλωθούν και περάσουν δια παντός στην ανυπαρξία.

Στην άλλη πλευρά, του «σχεδόν μηδενικού», από τη δεκαετία του 1950 είναι γνωστό πως υπάρχουν τα νετρίνα, τα οποία είναι τόσο «αμελητέα» -πράγμα που δεν μειώνει, ωστόσο, σε τίποτε την ύπαρξή τους- ώστε να αλληλεπιδρούν σπανιότατα με την υπόλοιπη ύλη. Χαρακτηριστικά, ένα μέσης ενέργειας νετρίνο μπορεί, χωρίς καμιά δυσκολία, να διαπεράσει μόλυβδο πάχους πολλών τρισεκατομμυρίων χιλιομέτρων, χωρίς την παραμικρότερη επίδραση στην πορεία του. Γι' αυτό, άλλωστε, την ώρα που διαβάζετε αυτές τις γραμμές δισεκατομμύρια δισεκατομμυρίων από αυτά τα σωματίδια-φαντάσματα, με προέλευση τις πυρηνικές αντιδράσεις του Ήλιου, σας διαπερνούν, πριν συνεχίσουν το μοναχικό τους ταξίδι στο Σύμπαν, χωρίς να αλληλεπιδρούν καθόλου - αντιμετωπίζοντας το σώμα σας ως απολύτως κενό. 

Αν προσθέσουμε και τα σωματίδια - φορείς των τεσσάρων αλληλεπιδράσεων - γλοιόνια για την ισχυρή, φωτόνια για την ηλεκτρομαγνητική, μποζόνια ασθενούς βαθμίδας για την ασθενή και βαρυτόνια για τη βαρυτική- και χωρίς να παρουσιάσουμε και τα άλλα, έχουμε την εικόνα μιας άγριας ζούγκλας, η οποία αποδιαρθρώνει ολοκληρωτικά την απλή αναπαράσταση που επιδίωκε να προσφέρει το ατομικό μοντέλο.

Και όσο κι αν έχει επιχειρηθεί, στο πλαίσιο του Καθιερωμένου Προτύπου, να μπει μια τάξη σε αυτήν την ζούγκλα τα πράγματα εμφανίζονται σχεδόν απελπιστικά σε ό,τι αφορά την εξήγηση της συγκρότησης του κόσμου. Αναρωτιέται ο Γκριν: «Γιατί υπάρχουν τόσο πολλά στοιχειώδη σωματίδια, αφού, όπως φαίνεται, η μεγάλη πλειονότητα των πραγμάτων στον κόσμο γύρω μας χρειάζεται μόνο ηλεκτρόνια, πάνω και κάτω κουάρκ; Γιατί τα σωματίδια έχουν φαινομενικά τυχαία κατανομή μαζών- γιατί, για παράδειγμα, το ταυ ζυγίζει περίπου 3520 φορές περισσότερο από το ηλεκτρόνια; Γιατί το κουάρκ κορυφή ζυγίζει περίπου 40200 φορές όσο το πάνω κουάρκ; [Γιατί η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι ένα εκατομμύριο δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια δισεκατομμύρια (1042) φορές μεγαλύτερη από τη βαρυτική;] Είναι τόσο παράξενα αυτά τα φαινομενικά τυχαία νούμερα! Προέκυψαν τυχαία, οφείλονται ίσως σε θεϊκή προαίρεση ή μήπως υπάρχει κάποια εύλογη επιστημονική εξήγηση γι' αυτά τα θεμελιώδη γνωρίσματα του σύμπαντος;».

* * *

Το Κομψό Σύμπαν απαντάει σε αυτά τα ερωτήματα. Και η βασική ιδέα, που στηρίζει την απάντηση, είναι πως τα στοιχειώδη σωματίδια δεν θα πρέπει να θεωρούνται ούτε, βάσει της κοινής αντίληψης, ως συμπαγή «σφαιρίδια» ούτε, επιστημονικότερα, ως σημειακά αντικείμενα χωρίς διαστάσεις. Αντίθετα, η εικόνα που θα πρέπει να αξιοποιηθεί είναι αυτή της χορδής. Που σημαίνει πως καθένα από τα στοιχειώδη σωμάτια δεν είναι παρά ένας μικροσκοπικός μονοδιάστατος βρόχος, μια ίνα απείρως λεπτή «που πάλλεται, ταλαντώνεται και χορεύει». Οι διαφορετικές ιδιότητες των σωματίων -μάζες, φορτία, ιδιοπεριστροφές, ...- τότε μπορούν να εξηγηθούν βάσει, απλά και μόνο, των διαφορετικών τρόπων που πάλλεται, ταλαντώνεται ή χορεύει η χορδή. «Αντί να συνιστούν ένα σύνολο χαοτικών πειραματικών δεδομένων, οι σωματιδιακές ιδιότητες στη θεωρία των χορδών είναι η εκδήλωση μιας και μόνης φυσικής ιδιότητας: του τρόπου ταλάντωσης της μουσικής σαν να λέμε- των θεμελιωδών χορδών [...] [Τα] πάντα, κάθε μορφή ύλης και δύναμης, ενοποιούνται εντασσόμενα στην κατηγορία των μικροσκοπικών χορδών που ταλαντώνονται -είναι οι «νότες» που μπορούν να παίξουν οι χορδές». Και όλα αυτά σε μια τόσο μικροσκοπική κλίμακα, που η παρατήρησή της βρίσκεται πολύ μακριά από τις τωρινές τεχνολογικές μας δυνατότητες, της τάξης του μήκους Planck (10-35 m). Ή, παραστατικότερα, αν μεγεθύναμε ένα άτομο στις διαστάσεις του αστρονομικού Σύμπαντος, η χορδή με τα βίας θα έφτανε το ύψος ενός δέντρου.

Καταπληκτική ιδέα, προφανώς.

Που παραμένει τέτοια όσο και αν η βαθύτερη επαφή μαζί της παρουσιάζει αρκετές περιπλοκές. Όπως το γεγονός, πως ο δημιουργικός χορός των χορδών απαιτεί εννέα χωρικές διαστάσεις αντί για τις συνηθισμένες τρεις της δικής μας γεωμετρίας. Ή πως η ύπαρξή τους επιτρέπει στον χώρο να «σχίζεται». Και στις μαύρες τρύπες να εμφανίζονται ως στοιχειώδη σωμάτια. Και το Σύμπαν «ολόκληρο» να θεωρείται πως ξεκίνησε να υπάρχει παγωμένο και άπειρο σε έκταση και όχι τρομερά καυτό και σφιχτά κουλουριασμένο σε ένα μικροσκοπικό ψήγμα χώρου, όπως προτείνει η τρέχουσα εικόνα του Big Bang... Πραγματικά καταπληκτική ιδέα, σε ένα μοναδικό βιβλίο.

---------------------------------------------------------
1. Εξαιρετική και κριτικά περιεκτική περιγραφή αυτής της αναζήτησης γίνεται στο: David Lindley, The End of Physics: The Myth of a Unified Theory, Basic Books, 1993.

2. Ο οποίος Επίκουρος, εισαγάγοντας την φιλοσοφική κατηγορία του κλίναμεν, διατύπωσε την ιδέα πως η συγκρότηση του κόσμου είναι τυχαία στην προέλευσή της, χωρίς καμιά «νομοτέλεια» να την καθορίζει.

Πηγή Αναγνώσεις της "Αυγής"


Η απάτη (;) των χορδών


ΙΙ. LEE SMOLIN, Θεωρία Χορδών: Όλα ή τίποτα; μετάφραση: Κωνσταντίνος Σίμος
εκδόσεις Τραυλός, σελίδες 612.


Φανταστείτε ότι σας χαρίζω μια καρέκλα, εξηγώντας σας ότι προς το παρόν είναι χωρίς πόδια και ότι το κάθισμα, η πλάτη και η θέση για τα χέρια θα έρθουν μάλλον σύντομα. Άραγε, αυτό το κάτι που σας έδωσα μπορεί ακόμα να χαρακτηριστεί ως καρέκλα;
-Γκέραρντ ’τ Χουφτ


Ο Λη Σμόλιν, στην Θεωρία Χορδών, παρουσιάζει μια συντριπτική κριτική της περισσότερο προβεβλημένης (;) φυσικής θεωρίας των τελευταίων 30 χρόνων. Αυτής που υποσχέθηκε να επιλύσει τα χρονίζοντα προβλήματα της βασικής θεώρησής μας για τον κόσμο στηριγμένη σε μια πολύ κομψή και απλή ιδέα: την ιδέα, δηλαδή, πως τα έσχατα συγκροτητικά στοιχεία του Σύμπαντος δεν είναι σωμάτια, αλλά χορδές με συγκεκριμένη έκταση, των οποίων οι παλμοί είναι που δημιουργούν όλες τις ιδιότητες του φυσικού κόσμου[1]. Και η αλήθεια είναι πως το κάνει με εξαιρετικά εμβριθή, αλλά και έντιμο τρόπο. Πράγμα που αποδεικνύεται από το απλό γεγονός πως αφιερώνει το μεγαλύτερο τμήμα του βιβλίου προκειμένου να παρουσιάσει σχεδόν εξαντλητικά την θεωρία που κρίνει.

Η βασική κριτική του Σμόλιν συνίσταται στο γεγονός πως η Θεωρία Χορδών, στη μορφή που ξέρουμε σήμερα, δεν ικανοποιεί τη θεμελιωδέστερη προϋπόθεση μιας αποδεκτής πρότασης, που δεν είναι άλλη από την δυνατότητά της να κάνει σαφείς νέες προβλέψεις. Πράγμα που είναι αναγκαίο προκειμένου η θεωρία να μπορεί να επαληθευτεί ή να διαψευστεί. Πώς θα μπορούσε, όμως, να ικανοποιείται μια τέτοια προϋπόθεση, αναρωτιέται ο Σμόλιν, από μια θεωρία η οποία απαντά σε ένα περίπου άπειρο πλήθος εκδοχών; Όπως σημειώνει, «[α]κόμη κι αν περιοριστούμε σε [εκδοχές] που συμφωνούν με κάποια βασικά γεγονότα που έχουμε παρατηρήσει σχετικά με το Σύμπαν, όπως το αχανές μέγεθός του και η ύπαρξη της σκοτεινής ενέργειας, παραμένουν στα χέρια μας 10 στην 500ή διαφορετικές θεωρίες χορδών –με άλλα λόγια, ο αριθμός 1 ακολουθούμενος από 500 μηδενικά [για να γίνει κατανοητό το μέγεθος σκεφτείτε πως το τρισεκατομμύριο είναι το 1 ακολουθούμενο από μόλις 12 μηδενικά], αριθμός κατά πολύ μεγαλύτερος από το πλήθος όλων των ατόμων στο γνωστό Σύμπαν.

Με τέτοιο αχανές πλήθος θεωριών, δεν είναι εύκολο να εντοπίσουμε πειραματικό αποτέλεσμα που να μην προβλέπεται από κάποια από αυτές. Έτσι, ό,τι κι αν δείξουν τα πειράματα, η θεωρία χορδών δεν μπορεί να διαψευστεί. Αλλά και το αντίστροφο ισχύει πάντα. Κανένα πείραμα δεν θα μπορέσει ποτέ να την επαληθεύσει. Την ίδια στιγμή, ελάχιστα κατανοούμε τις περισσότερες από αυτές τις θεωρίες χορδών. Όσον αφορά τις λίγες θεωρίες που όντως κατανοούμε με κάθε λεπτομέρεια, καθεμιά από αυτές βρίσκεται σε ασυμφωνία με τα τρέχοντα πειραματικά δεδομένα…».

Αυτό που έχουμε, λοιπόν, είναι, αντί για την υπεσχημένη λύση, δύο προβλήματα. Αντιμετωπίζουμε ένα τεράστιο αριθμό θεωριών, που είναι αδύνατο να διαψευστούν, χωρίς όμως και να μπορούμε να τις μελετήσουμε, ενώ οι λίγες ανάμεσά τους, που ξέρουμε πώς να τις μελετήσουμε, γνωρίζουμε ότι είναι εσφαλμένες. Πράγμα που εξηγεί και το αρχικό παράθεμα του ’τ Χουφτ: η Θεωρία Χορδών είναι μια υπέροχη καρέκλα, χωρίς, όμως, πόδια, κάθισμα, πλάτη και στηρίγματα για τα χέρια. Όσο και υπέροχη να είναι η συγκεκριμένη καρέκλα, ο καθείς καταλαβαίνει πως δεν μας βοηθάει να ξαποστάσουμε. Ο κύριος, ωστόσο, λόγος για τον οποίο ο Σμόλιν είναι «έξαλλος» εναντίον της Θεωρίας των Χορδών δεν είναι επιστημονικός. Δεν είναι, δηλαδή, η «αποτυχία» της, που τον κάνει μετωπικά «εχθρό» της. Αυτό που συνιστά casus belli είναι ό,τι ονομάζει ο ίδιος «ιμπεριαλισμό των χορδών». Που σημαίνει πως εδώ και κάποιες δεκαετίες είναι απαγορευμένη ουσιαστικά η καριέρα για τους θεωρητικούς φυσικούς, στο μέτρο που ακολουθούν διαφορετικές προσεγγίσεις από αυτές των χορδών. Όπως επισημαίνει ο Σμόλιν, «τα τελευταία δεκαπέντε χρόνια, τρεις είναι όλοι κι όλοι οι επίκουροι καθηγητές που εργάζονται σε διαφορετικές από τη θεωρία χορδών προσεγγίσεις της κβαντικής βαρύτητας και οι οποίοι προσλήφθηκαν από αμερικανικά πανεπιστήμια, και μάλιστα οι προσλήψεις αυτές έγιναν από μία και μόνο ερευνητική ομάδα». Είναι ενδεικτικό πως στο περίφημο Ινστιτούτο Ανωτέρων Σπουδών του Πρίνστον, πασίγνωστο και λόγω του ό,τι υπήρξε η έδρα του Αϊνστάιν στις ΗΠΑ, η Σχετικότητα θεραπεύεται ελάχιστα, την ίδια στιγμή που όλοι οι σωματιδιακοί φυσικοί, συμπεριλαμβανομένου και του διευθυντή του ιδρύματος, είναι θεωρητικοί των χορδών, με εξαίρεση έναν και μόνο, που προσλήφθηκε πολλές δεκαετίες πριν –όταν δεν υπήρχε καν η θεωρία χορδών!

Τι συμβαίνει, λοιπόν, εδώ; Ο Σμόλιν μας εξηγεί, και με τη βοήθεια των πορισμάτων της ιστορίας και της κοινωνιολογίας της επιστήμης, καθώς και της επιστημολογίας –δείχνοντας μια σαφή προτίμηση προς τον «αναρχικό» Φεγεράμπεντ- πως στην πραγματικότητα το ακαδημαϊκό establishment είναι έτσι στημένο, ώστε να συντηρεί και να αναπαράγει το εκάστοτε στάτους κβο. Και αυτό το κάνει αξιοποιώντας όλους τους πόρους και τις εξουσίες: αξιολογήσεις, προαγωγές, μονιμοποιήσεις, χρηματοδότηση. Φυσικά, υπογραμμίζει, «[η] επιστήμη δεν ήταν ποτέ οργανωμένη με τρόπο φιλικό προς τους οραματιστές και η περίπτωση του άνεργου Αϊνστάιν είναι χαρακτηριστική». Όμως, δεδομένου πως παλιότερα η βάση της ακαδημίας ήταν πολύ στενότερη και πολύ λιγότερο επαγγελματική και οι εξαιρετικοί «ερασιτέχνες» πολύ ευκολότερο να υπάρξουν και να δημιουργήσουν –και λόγω των υλικών όρων, υπό τους οποίους παράγονταν η επιστημονική γνώση- ο Αϊνστάιν θα ήταν πολύ δυσκολότερο να αναδειχτεί και άρα να επιβιώσει επιστημονικά σήμερα. Το νέο καθεστώς, λοιπόν, είναι οι φυσικοί των χορδών και η αποτίναξή του και το άνοιγμα του χώρου για άλλες θεωρητικές οπτικές είναι, πλέον, προϋπόθεση για την επιστημονική εξέλιξη στη Φυσική. Η «ανοχή», κυρίως, απέναντι σε όσους κάνουν επιστήμη με έντονο το φιλοσοφικό άρωμα είναι όρος για την απαιτούμενη μεγάλη μετάβαση στο νέο επιστημονικό Παράδειγμα, που φαίνεται αναγκαίο προκειμένου να προχωρήσουμε πέρα από το σημερινό αδιέξοδο.

Αδιέξοδο; Αυτή είναι, αλήθεια, η κατάσταση στη Φυσική; Ναι, απαντάει, ο Σμόλιν. Αδιέξοδο και μάλιστα πολύ μεγάλο. Και παραθέτει τα πέντε αναπάντητα προβλήματα της Φυσικής σήμερα. Πρόβλημα υπ’ αριθμόν 1: Συνδυασμός της Γενικής Σχετικότητας και της Κβαντομηχανικής σε μια μόνη και ενιαία Θεωρία. Πρόβλημα υπ’ αριθμόν 2: Επίλυση της θεμελιωδών προβλημάτων της Κβαντομηχανικής, είτε με μια εύληπτη ερμηνεία της θεωρίας ως έχει είτε με την επινόηση μιας νέας, ακόμη πιο εύληπτης, θεωρίας, έτσι ώστε όλο αυτό να αρχίσει, πέρα από τους επιτυχείς υπολογισμούς, να βγάζει και κάποιο νόημα. Πρόβλημα υπ’ αριθμόν 3: Προσδιορισμός κατά πόσο τα ποικίλα σωματίδια και δυνάμεις μπορούν να ενοποιηθούν σε μια μόνο εικόνα, η οποία θα τα εξηγεί ως εκδηλώσεις μιας μοναδικής θεμελιώδους οντότητας. Πρόβλημα υπ’ αριθμόν 4: Εξήγηση της ύπαρξης και του μεγέθους των ελεύθερων σταθερών της Φύσης. Πρόβλημα υπ’ αριθμόν 5: Να εξηγηθεί η σκοτεινή μάζα και η σκοτεινή ενέργεια. Ή, εφόσον η ύπαρξή τους δεν επιβεβαιωθεί, να προσδιοριστεί με ποιόν τρόπο και γιατί η ισχύς της βαρύτητας μεταβάλλεται στις μεγάλες κλίμακες.

Ο Σμόλιν μας ξεναγεί στη μεγάλη περιπέτεια της προσπάθειας να απαντηθούν αυτά τα θεμελιώδη προβλήματα με εξαιρετικό τρόπο. Και εντοπίζοντας στην Θεωρία των Χορδών δείχνει πως αυτή υπάρχει πιθανότητα, υπό προϋποθέσεις, να επιλύει το Πρόβλημα 3, αλλά ούτε κατ’ ιδέα προτείνει κάτι για την προσέγγιση των υπολοίπων. Από αυτήν την άποψη, όχι μόνο δεν συνιστά ελπίδα, αλλά μάλλον βρίσκεται πολύ πίσω από άλλα Παραδείγματα, όπως, π.χ εκείνο της Κβαντικής Βαρύτητας Βρόχων, μ’ όλο που οι πόροι που δαπανούνται στις χορδές είναι προκλητικά περισσότεροι.

Η έκθεση του Σμόλιν, μάλιστα, εντοπίζει και το σημείο στο οποίο βρίσκεται το πραγματικό μειονέκτημα των χορδών. Το πρόβλημα, λοιπόν, συνίσταται στο γεγονός πως η Θεωρία Χορδών είναι εξαρτημένη από το υπόβαθρο, πράγμα που σημαίνει πως ο χώρος θεωρείται σταθερή και αυθύπαρκτη οντότητα, «με τα πράγματα να συμβαίνουν εντός του». Ενώ, κατά την άποψή του, η μόνη διέξοδος από το τωρινό αδιέξοδο είναι η διαμόρφωση μιας θεωρίας, που θα είναι ανεξάρτητη από το υπόβαθρο. Θα ακολουθεί, δηλαδή, την θεμελιώδη ιδέα της Γενικής Σχετικότητας πως ο χώρος δεν είναι σταθερή οντότητα, η γεωμετρία του δεν αποτελεί νόμο της Φύσης: το τρίγωνο δεν έχει αναγκαστικά και πάντοτε άθροισμα γωνιών ίσο με 1800 –αυτό συμβαίνει υπό ειδικές συνθήκες. Αντίθετα, ο «νόμος» είναι ότι ο χώρος έχει οποιαδήποτε μορφή, διότι εξελίσσεται με τον χρόνο, υπό την επίδραση της μάζας-ενέργειας και των δυνάμεων.

Επιπλέον, η ανεξαρτησία από το υπόβαθρο σημαίνει «ότι δεν υπάρχει προτιμώμενος χρόνος. Η Γενική Σχετικότητα περιγράφει την ιστορία του κόσμου με τον πιο θεμελιώδη τρόπο, με όρους γεγονότων και σχέσεων μεταξύ γεγονότων. Οι πρωτογενείς σχέσεις έχουν να κάνουν με την αιτιότητα: ένα γεγονός μπορεί να ανήκει στην αλυσίδα αιτίων που οδηγεί σε ένα άλλο γεγονός […] Ο χώρος είναι δευτερογενής έννοια […] Εξαρτάται απολύτως από την έννοια του χρόνου. Μπορούμε να σκεφτούμε όλα τα γεγονότα που λαμβάνουν χώρα την ίδια ακριβώς στιγμή που ένα ρολόι σημαίνει μεσάνυχτα. Τα γεγονότα αυτά απαρτίζουν τον χώρο». Πρωτογενής, άρα, είναι ο χρόνος, που πρέπει απαραιτήτως να διακριθεί από τον χώρο. Ο οποίος συνιστά αναδυόμενη οντότητα, με διακριτό και όχι συνεχή χαρακτήρα, ενώ η πραγματικά θεμελιώδης «υπόσταση» είναι η αιτιότητα. Το βιβλίο του Σμόλιν είναι και μια εξαιρετική καταβύθιση σε βασικά ζητήματα της Οντολογίας. Πραγματικά πολύτιμο.

-------------------------------------------
[1] Για μια αναλυτική έκθεση των εξελίξεων στην Θεωρία Χορδών βλ. Brian Green, Το Κομψό Σύμπαν, που παρουσιάστηκε από τις «Αναγνώσεις» στις 24 Μαΐου 2015.


Παρουσιάστηκε σφάλμα σε αυτό το gadget