Fizyka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
 Jesteś tutaj:  Wirtualny Wszechświat > Fizyka > Wielkie wykłady - Boska cząstka 
  Indeks
Wielkie wykłady
Dramatis personae
Niewidoczna piłka
nożna

Pierwszy fizyk cząstek
Późną nocą
z Ledermanem

Patrząc w kalejdoskop
Interludium A:
Opowieść o dwóch
miastach

Poszukiwania atomu:
mechanicy

Dalsze poszukiwania
atomu: chemicy
i elektrycy

Nagi atom
Interludium B:
Tańczący mistrzowie
wiedzy tajemnej

Akceleratory: one
rozkwaszają atomy,
nieprawdaż?

Interludium C:
Jak w ciągu weekendu
złamaliśmy parzystość
i odkryliśmy Boga

A–tom!
I wreszcie boska
cząstka

Mikroprzestrzeń,
makroprzestrzeń
i czas przed
początkiem czasu

  Źródło
Leon Lederman,
Dick Teresi

BOSKA CZĄSTKA
Jeśli Wszechświat jest odpowiedzią, jak brzmi pytanie?

Przełożyła Elżbieta
Kołodziej-Józefowicz


  Późną nocą z  Ledermanem, cd.
 
       LEDERMAN:  Nie jest tak źle, jakby się mogło wydawać. Łączy nas więcej, niż nas dzieli. Ale pomimo tego, co mi powiedziałeś, wciąż nie mogę pojąć, że tak prymitywni i  niedouczeni poganie mogli wpaść na trop a-tomu, zwanego przez nas kwarkiem. Jakie eksperymenty przeprowadziliście, by zweryfikować wasze idee? My tu wydajemy miliardy drachm, by sprawdzić każde pojęcie, każdą hipotezę. Jak się to wam udało bez wielkich pieniędzy?
       DEMOKRYT:  Robiliśmy to staroświeckim sposobem. Nie mając Departamentu Energii ani Narodowej Fundacji Nauki, musieliśmy się uciec do Czystego Rozumu.
       LEDERMAN:  Więc po prostu wymyślaliście te wasze teorie?
       DEMOKRYT:  Nie, nawet my, starożytni Grecy, dostrzegaliśmy w  przyrodzie wskazówki, które pozwalały nam kształtować nasze koncepcje. Jak już mówiłem, widzieliśmy, że z  nasion maku zawsze wyrasta mak. Po zimie zawsze przychodzi wiosna. Słońce wschodzi i  zachodzi. Empedokles badał zegary wodne i  wirujące wiaderka. Do pewnych wniosków można po prostu dojść, mając oczy otwarte.
       LEDERMAN:  „Można wiele zobaczyć, jeśli tylko się patrzy” – powiedział kiedyś jeden z  moich współczesnych.
       DEMOKRYT:  Dokładnie! Cóż to za mędrzec, tak grecki w  swej filozofii?
       LEDERMAN:  Miś Yogi.
       DEMOKRYT:  Niewątpliwie jeden z  waszych największych filozofów.
       LEDERMAN:  Można tak powiedzieć. Ale dlaczego tak bardzo nie ufaliście eksperymentowi?
       DEMOKRYT:  Umysł jest lepszy niż zmysły. Zawiera prawdziwą wiedzę. Drugi rodzaj wiedzy to fałszywa wiedza pochodząca ze zmysłów: wzroku, słuchu, węchu, smaku i  dotyku. Pomyśl tylko: napój, dla ciebie słodki, dla mnie może być kwaśny. Kobieta, która tobie zdaje się piękna, wcale mi się nie podoba. Brzydkie dziecko jest śliczne w  oczach swej matki. I jak tu zaufać takim informacjom?
       LEDERMAN:  Uważasz więc, że nie możemy dokonać pomiarów świata zewnętrznego? Że nasze zmysły po prostu fabrykują dane?
       DEMOKRYT:  Nie, nasze zmysły nie tworzą wiedzy z  niczego. Przedmioty wydzielają swoje atomy, dzięki czemu możemy je widzieć lub wyczuwać – jak ten bochen chleba, o  którym ci opowiadałem. Te atomy/obrazy docierają do nas dzięki narządom zmysłów, które stanowią wrota duszy. Ale obrazy ulegają zniekształceniu, gdy przemieszczają się w  powietrzu. Dlatego właśnie odległe przedmioty mogą być zupełnie niewidoczne. Nie można polegać na informacji o  rzeczywistości, dostarczanej nam przez zmysły. Wszystko jest subiektywne.
       LEDERMAN:  Czy według ciebie nie istnieje żadna obiektywna rzeczywistość?
       DEMOKRYT:  Oczywiście, że istnieje, ale nie postrzegamy jej w  adekwatny sposób. Kiedy jesteś chory, wszystko inaczej ci smakuje. Woda, dotykana jedną ręką, może się wydawać ciepła, a  drugą – zimna. Wszystko to zależy od chwilowej konfiguracji atomów składających się na nasze ciało i  ich reakcji na równie przelotne ułożenie atomów w  przedmiotach. Prawda musi leżeć głębiej niż tam, dokąd można sięgnąć zmysłami.
       LEDERMAN:  Mierzony przedmiot i  narzędzie pomiaru – w  tym wypadku nasze ciało – oddziałują na siebie nawzajem, przez co zmienia się natura przedmiotu i  w  ten sposób ulega zakłóceniu sam akt pomiaru.
       DEMOKRYT:  Dziwaczny sposób wyrażania myśli, ale rzeczywiście, zgadzam się z  tym. Do czego zmierzasz?
       LEDERMAN:  No cóż, zamiast nazywać to fałszywą wiedzą, można na całość zagadnienia spojrzeć jako na kwestię nieoznaczoności pomiaru czy wrażenia.
       DEMOKRYT:  Zgoda. Heraklit powiedział: „Zmysły są złymi świadkami”.
       LEDERMAN:  A  czy umysł jest lepszy, nawet jeśli zwiesz go źródłem prawdziwej wiedzy? Umysł, według twojego światopoglądu, jest atrybutem tego, co zwiesz duszą, która z  kolei sama zbudowana jest z  atomów. Czyż te atomy nie pozostają w  nieustannym ruchu i  czy nie oddziałują ze zniekształconymi atomami/obrazami pochodzącymi z  zewnątrz? Czy w  ogóle możliwe jest zupełne oddzielenie wrażenia od myśli?
       DEMOKRYT:  Słuszna uwaga. Jak już kiedyś powiedziałem: „Biedny Umysł, wywodzi się z  nas”. Ze zmysłów. A  jednak Czysty Rozum jest bardziej godny zaufania niż zmysły. Nie mam przekonania do twoich eksperymentów. Te ogromne budynki ze wszystkimi drutami i  maszynami wydają mi się niemalże śmieszne.
       LEDERMAN:  Być może. Ale stanowią one pomnik wzniesiony trudnościom, które nie pozwalają nam zaufać temu, co widzimy, słyszymy i czego dotykamy. Od XVI do XVIII wieku powoli zaczynaliśmy rozumieć twoje uwagi na temat subiektywności pomiaru. Po trochu uczyliśmy się redukować obserwację i  pomiar do obiektywnych aktów, takich jak zapisywanie liczb w  notesie. Nauczyliśmy się rozpatrywać hipotezy, idee, procesy przyrodnicze z  wielu punktów widzenia i  w  wielu laboratoriach, tak długo, aż na drodze powszechnego porozumienia wyłoniło się najlepsze przybliżenie obiektywnej rzeczywistości. Skonstruowaliśmy wspaniałe urządzenia pomagające nam w  prowadzeniu obserwacji, ale nauczyliśmy się też nie ufać całkowicie temu, co nam one ukazują, dopóki nie otrzymamy podobnego rezultatu w  wielu miejscach przy użyciu wielu technik. Wreszcie, wszystkie konkluzje poddajemy próbie czasu. Jeśli po stu latach jakiś młody, żądny sławy pętak wszystko poda w  wątpliwość, to niechże i  tak będzie. Nagradzamy go i  chwalimy. Nauczyliśmy się tłumić zazdrość i  strach, i  kochać gnojka.
       DEMOKRYT:  A  co z  autorytetami? O  moich pracach świat dowiedział się głównie za pośrednictwem Arystotelesa. To mi dopiero autorytet! Wypędzano, więziono i  palono tych, którzy śmieli nie zgadzać się ze starym Arystotelesem. Idea atomu tylko z  najwyższym trudem przetrwała do czasów renesansu.
       LEDERMAN:  Teraz jest znacznie lepiej. Nie idealnie, ale lepiej. Dziś właściwie można określić kaliber naukowca na podstawie tego, jak sceptycznie podchodzi do autorytetów.
       DEMOKRYT:  Na Zeusa, to dobra nowina! Ile płacicie dojrzałym uczonym, którzy nie myją okien i  nie robią eksperymentów?
       LEDERMAN:  Widzę, że masz zamiar ubiegać się o  posadę teoretyka. Nie zatrudniam ich wielu, choć zapewniam bardzo korzystne godziny pracy. Teoretycy nigdy nie planują spotkań na środy, bo by im to spaprało dwa weekendy. Zresztą ty sam nie jesteś tak przeciwny eksperymentom, jak próbujesz mi to wmówić. Czy ci się to podoba, czy nie, robiłeś doświadczenia.
       DEMOKRYT:  Tak?
       LEDERMAN:  Oczywiście, przypomnij sobie swój nóż. Był to eksperyment myślowy, ale jednak eksperyment. Przecinając w  myśli kawałek sera, doszedłeś do teorii atomowej.
       DEMOKRYT:  Tak, ale to wszystko odbyło się w  myśli, dzięki Czystemu Rozumowi.
       LEDERMAN:  A  co byś powiedział, gdybym pokazał ci ten nóż?
       DEMOKRYT:  O  czym ty mówisz?
       LEDERMAN:  Co byś powiedział, gdybym pokazał ci nóż, którym można kroić materię tak długo, aż wreszcie dojdzie się do a-tomu?
       DEMOKRYT:  Znalazłeś nóż do odkrawania atomów? W  tym mieście?
       LEDERMAN [kiwa potakująco głową]: Siedzimy właśnie na jego głównej części.
       DEMOKRYT:  To laboratorium jest twoim nożem?
       LEDERMAN:  Akcelerator cząstek. Pod naszymi nogami cząstki mkną wkoło w  sześciokilometrowej rurze i  zderzają się ze sobą.
       DEMOKRYT:  I  w  ten właśnie sposób siekasz materię, by dostać się do a-tomu?
       LEDERMAN:  Do kwarków i  leptonów.
       DEMOKRYT:  Imponujące. Jesteś pewien, że nie ma niczego mniejszego?
       LEDERMAN:  O  tak, zupełnie pewien... zdaje się... chyba.
       DEMOKRYT:  No, tak, nie jesteś całkowicie przekonany, bo przecież w  przeciwnym wypadku przestałbyś „siekać”.
       LEDERMAN:  Siekanie pozwala nam dowiedzieć się czegoś o  własnościach kwarków i  leptonów, nawet jeśli te cząstki nie składają się z  jakichś jeszcze mniejszych wirujących ludzików.
       DEMOKRYT:  Zapomniałem o  coś zapytać. Skoro wszystkie kwarki są pozbawione rozmiarów, czym się różnią między sobą, pominąwszy ich ładunek elektryczny?
       LEDERMAN:  Mają różne masy.
       DEMOKRYT:  Niektóre są ciężkie, a  inne lekkie?
       LEDERMAN:  Da.
       DEMOKRYT:  Zadziwiające.
       LEDERMAN:  Co? To, że mają różne masy?
       DEMOKRYT:  To, że w  ogóle mają jakąkolwiek masę. Moje atomy nic nie ważą. Nie przeszkadza ci, że twoje kwarki mają masę? Potrafisz to wyjaśnić?
       LEDERMAN:  Tak, bardzo mi to przeszkadza; i  nie, nie potrafię tego wyjaśnić. Ale na taki właśnie stan rzeczy wskazują nasze eksperymenty. Z  bozonami przenoszącymi oddziaływania jest jeszcze gorzej. Rozsądne teorie przewidują, że ich masa powinna wynosić zero, nic, koło, ale...
       DEMOKRYT:  Każdy ciemny naprawiacz garnków w  Tracji znalazłby się w  podobnym kłopocie. Podnosisz kamień, wydaje się ciężki; podnosisz kłąb wełny – lekki. Z  doświadczenia nabytego w  tym świecie wynika, że atomy – albo i  kwarki – mają różne masy. Ale, wiadomo, zmysły są złymi świadkami. Używając Czystego Rozumu, w  ogóle nie widzę powodu, dla którego materia miałaby mieć jakąkolwiek masę. Potrafisz to wyjaśnić? Skąd cząstki mają masę?
       LEDERMAN:  To jest zagadka. Wciąż zmagamy się z  tym problemem. Jeśli pokręcisz się tu jeszcze przez jakiś czas, aż dojdziemy do ósmego rozdziału tej książki, to spróbujemy całą rzecz wyjaśnić. Podejrzewamy, że masa pochodzi od pola.
       DEMOKRYT:  Od pola?
       LEDERMAN:  Teoretycy nazywają je polem Higgsa. Przenika całą przestrzeń, apeiron, zapełnia próżnię, szarpie materię i  czyni ją ciężką.
       DEMOKRYT:  Higgs? Co za Higgs? Dlaczego nikt nie nazwie niczego na moją cześć – demokryton na przykład. Wygląda na to, iż wiecie, że to pole oddziałuje ze wszystkimi cząstkami.
       LEDERMAN:  Przykro mi, teoretyk zawsze nadaje wszystkiemu albo swoje imię, albo innego zaprzyjaźnionego teoretyka.
       DEMOKRYT:  Co to za pole?
       LEDERMAN:  Pole reprezentowane jest przez cząstkę, zwaną bozonem Higgsa.
       DEMOKRYT:  Cząstkę! Już mi się zaczyna podobać ten pomysł. I znaleźliście tę cząstkę w  akceleratorach?
       LEDERMAN:  No, nie.
       DEMOKRYT:  To gdzie ją znaleźliście?
       LEDERMAN:  Jeszcze jej nie znaleźliśmy. Istnieje tylko w  zbiorowej świadomości fizyków. W  czymś jakby na kształt Nieczystego Rozumu.
       DEMOKRYT:  Dlaczego w  nią wierzycie?
       LEDERMAN:  Bo musi istnieć. Kwarki, leptony, cztery znane oddziaływania – nie sposób ich wszystkich zupełnie zrozumieć, o  ile nie założymy działania masywnego pola, które zniekształca to, co widzimy, i  fałszuje rezultaty eksperymentów. Drogą dedukcji dochodzimy do tego, że Higgs musi działać.
       DEMOKRYT:  Jakbym słyszał Greka. Podoba mi się to pole Higgsa. No cóż, na mnie już pora. Słyszałem, że w  XXI wieku jest posezonowa wyprzedaż sandałów. Zanim wyruszę dalej w  przyszłość, chciałbym usłyszeć twoje sugestie, kiedy powinienem się udać i  dokąd, żeby być świadkiem jakichś istotnych wydarzeń na drodze poszukiwań mojego atomu?
       LEDERMAN:  Dwie daty i  dwa miejsca. Proponuję, byś najpierw wrócił tu, do Batawii, w  1995 roku. Potem spróbuj zajrzeć do Waxahachie w  Teksasie około roku 2005.
       DEMOKRYT [parskając]: Och, daj spokój. Wy, fizycy, wszyscy jesteście jednakowi. Myślicie, że uda się wam wszystko uporządkować w  ciągu paru lat. Widziałem się z  lordem Kelvinem w  1900 roku i  z  Murrayem Gell-Mannem w  1972 roku. Obaj zapewniali mnie, że fizyka już się skończyła, że wszystko zostało już wyjaśnione. Obaj kazali mi wracać po sześciu miesiącach, kiedy to miano już rozpracować ostatnie szczegóły.
       LEDERMAN:  Ja niczego podobnego nie twierdzę.
       DEMOKRYT:  Mam nadzieję, że nie. Przemierzam już tę Drogę od dwóch i  pół tysiąca lat. To nie takie proste.
       LEDERMAN:  Wiem. Mówię, abyś wrócił w  1995 i  w  2005 roku, bo możesz być wówczas świadkiem pewnych interesujących wydarzeń.
       DEMOKRYT:  Jakich na przykład?
       LEDERMAN:  Jest sześć kwarków, pamiętasz? Dotąd znaleźliśmy tylko pięć z  nich. Ostatni odkryliśmy tu, w  Fermilabie, w  1977 roku. Musimy znaleźć szósty i  ostatni, a  przy tym najcięższy kwark. Nazywamy go kwarkiem szczytowym – t.
       DEMOKRYT:  Zaczniecie go szukać w  1995 roku?
       LEDERMAN:  Już szukamy, nawet w  tej chwili. Cząstki, które wirują nam pod nogami, są rozcinane i  starannie badane w  poszukiwaniu tego kwarka. Jeszcze go nie mamy, ale na pewno znajdziemy go przed końcem 1995... albo udowodnimy, że nie istnieje.******
       DEMOKRYT:  Możecie to zrobić?
       LEDERMAN:  Tak, nasza maszyna ma dość mocy i  jest wystarczająco precyzyjna. Jeśli go znajdziemy, to wszystko w  porządku. Odkrycie posłuży nam do umocnienia koncepcji, mówiącej, że sześć kwarków i  sześć leptonów to właśnie twoje a-tomy.
       DEMOKRYT:  A  jeśli nie?
       LEDERMAN:  Wówczas wszystko się zawali. Nasze teorie i  cały model standardowy okażą się bezwartościowe. Teoretycy będą skakać z  okien pierwszego piętra i  podcinać sobie żyły nożami do masła.
       DEMOKRYT [śmiejąc się]: Ale będzie śmiesznie! Masz rację, wrócę do Batawii w  1995 roku.
       LEDERMAN:  Muszę cię też ostrzec, że może to oznaczać koniec twojej teorii.
       DEMOKRYT:  Moja teoria przetrwała już wiele, młody człowieku. Jeśli nawet ani kwark, ani lepton nie są moimi a-tomami, to i  tak wcześniej czy później pojawią się one w  jakiejś innej postaci. Zawsze tak było. Ale powiedz mi, dlaczego w  2005 roku i  gdzie jest to Waxahachie?
       LEDERMAN:  W  Teksasie, na pustyni. Tam właśnie budujemy największy w  historii akcelerator cząstek. To będzie największe narzędzie naukowe od czasu piramid. (Nie wiem, kto je projektował, ale moi przodkowie odwalili przy nich kawał dobrej roboty). SSC, nasza nowa maszyna, powinien w  roku 2005 działać już pełną parą – plus minus parę lat w  zależności od tego, kiedy Kongres przyjmie budżet.
       DEMOKRYT:  Co takiego odkryjecie dzięki temu nowemu akceleratorowi?
       LEDERMAN:  Bozon Higgsa. Będziemy mogli dopaść pole i  spróbujemy schwytać cząstkę Higgsa. Mamy nadzieję, że pozwoli nam to wreszcie dowiedzieć się, dlaczego rzeczy mają ciężar i  dlaczego świat sprawia wrażenie tak skomplikowanego, choć obaj doskonale wiemy, iż w  głębi jest naprawdę prosty.
       DEMOKRYT:  Jak grecka świątynia.
       LEDERMAN:  Albo cheder w  Bronxie.
       DEMOKRYT:  Muszę zobaczyć tę maszynę. I  cząstkę też... Bozon Higgsa – niezbyt poetycka nazwa.
       LEDERMAN:  Ja go nazywam Boską Cząstką.
       DEMOKRYT:  Znacznie lepiej. Choć raczej wolałbym przez małe „b”. Ale powiedz mi – jesteś przecież w  tej sprawie ekspertem – jakie zebraliście dotąd materialne dowody świadczące o  istnieniu Higgsa?
       LEDERMAN:  Żadne. Zero. Nic. W  gruncie rzeczy, poza Czystym Rozumem dane, którymi dysponujemy, wystarczą, by przekonać każdego rozsądnego fizyka, że bozony Higgsa nie istnieją.
       DEMOKRYT:  A  jednak nie dajecie za  wygraną?
       LEDERMAN:  Dane, które zdają się przeczyć istnieniu Higgsa, są tylko danymi wstępnymi. Zresztą mamy tu pewne powiedzonko...
       DEMOKRYT:  Tak?
       LEDERMAN:  „Nic nie jest skończone, dopóki się nie skończy”.
       DEMOKRYT:  Miś Yogi?
       LEDERMAN:  Aha.
       DEMOKRYT:  Geniusz.
       
       Na północnym wybrzeżu Morza Egejskiego, w  greckiej prowincji zwanej Tracją, u  ujścia rzeki Nestos leży miasto Abdera. Podobnie jak w  wielu innych miastach w  tej części świata, historia zapisana jest na kamieniach wzgórz, które otaczają dzisiejsze supermarkety, parkingi i  kina. Prawie 2400 lat temu miasto to leżało na uczęszczanym szlaku lądowym łączącym Grecję z  ważnymi koloniami w  Jonii – obecnie zachodniej części Turcji. W  Abderze osiedlali się Jonowie szukający schronienia przed armią Cyrusa Wielkiego.
       Wyobraź sobie, drogi Czytelniku, życie w  Abderze w  V  wieku p.n.e. W  tej ziemi pasterzy kóz zjawisk przyrodniczych nie tłumaczono zazwyczaj w  sposób naukowy. Piorun uderzał, gdy rozgniewany Zeus ciskał błyskawicę ze szczytu Olimpu. Czy żegludze towarzyszyło spokojne, czy wzburzone morze, zależało od zmiennych nastrojów Posejdona. Nie warunki atmosferyczne, lecz zachcianki kapryśnej Ceres – bogini rolnictwa – sprowadzały na ludzi głód lub obfitość. Wyobraźmy sobie zatem, jak wielkiego umysłu było trzeba, by zignorować cały system powszechnie panujących wierzeń i  stworzyć koncepcję zbieżną z  kwarkami i  teorią kwantową. W starożytnej Grecji postęp zależał – zresztą podobnie jest i  teraz – od przypadkowego pojawienia się geniusza, twórczej osoby obdarzonej wyobraźnią. Ale nawet jak na geniusza Demokryt znacznie wyprzedzał swoją epokę.
       Demokryt jest chyba najbardziej znany z  dwóch sentencji, które trafniej wyrażają głęboką intuicję naukową niż jakiekolwiek stwierdzenia innych starożytnych: „Nie istnieje nic oprócz atomów i  przestrzeni, wszystko inne jest opinią” oraz „Wszystko, co istnieje we Wszechświecie, jest dziełem przypadku i  konieczności”. Musimy oczywiście oddać sprawiedliwość poprzednikom Demokryta, docenić ich kolosalne osiągnięcia. Ludzie ci wytyczyli cel misji: u  podstaw chaosu dostępnego naszym zmysłom leży jednorodny porządek, co więcej, jesteśmy w  stanie go pojąć.
       Liczne podróże zapewne przyczyniły się do ukształtowania poglądów Demokryta. „Zwiedziłem więcej lądów niż którykolwiek z  moich współczesnych, prowadząc różnorodne badania; i  zobaczyłem więcej krain, i  wysłuchałem najsławniejszych mędrców”. Studiował astronomię w  Egipcie i  matematykę w  Babilonii. Odwiedzał też Persję. Ale jego atomistyczna teoria wywodziła się z  Grecji, podobnie jak jego poprzednicy: Tales, Empedokles i, oczywiście, Leukippos.
       Lista publikacji Demokryta jest doprawdy imponująca! Katalog aleksandryjski wymieniał ponad 60 prac z  następujących dziedzin: fizyka, kosmologia, astronomia, geografia, fizjologia, medycyna, nauka o  zmysłach, epistemologia, matematyka, magnetyzm, botanika, teoria muzyki i  poezji, lingwistyka, rolnictwo, malarstwo. Prawie żadne z  jego dzieł nie dotrwało w  całości do naszych czasów. Dowiadujemy się o  nim tylko z  zachowanych urywków i  ze świadectw późniejszych historyków. Podobnie jak Newton, Demokryt pisywał także o  magii i  odkryciach alchemicznych. Jakim był człowiekiem?
       Historycy nazywają go Śmiejącym się Filozofem – o  śmiech przyprawiały go szaleństwa ludzkości. Podobnie jak i  większość filozofów greckich, był zapewne bogaty. Wiemy, że nie pochwalał seksu. Seks jest tak przyjemny, mówi Demokryt, że opanowuje całą świadomość. Może w  tym tkwi jego sekret, być może powinniśmy zakazać naszym teoretykom kontaktów seksualnych, aby sprawniej myśleli. (Eksperymentatorzy nie muszą myśleć i  dlatego ich ten zakaz by nie dotyczył). Demokryt cenił przyjaźń, ale źle myślał o  kobietach. Nie chciał mieć dzieci, gdyż trzeba je kształcić i  wychowywać, a  to przeszkadzałoby mu w  uprawianiu filozofii. Podobno żywił niechęć do wszelkiej namiętności i  gwałtu. Trudno w  to uwierzyć, gdyż gwałtowność nie była mu przecież całkiem obca: atomy znajdowały się w  ciągłym, gwałtownym ruchu, a  bez żarliwej pasji trudno byłoby wyznawać takie poglądy. Demokryt pozostał wierny swoim przekonaniom, choć nie przyniosły mu sławy. Arystoteles go cenił, ale Platon chciał zniszczyć wszystkie jego dzieła. W  Abderze Demokryt ustępował sławą swemu współziomkowi, Protagorasowi, który był najwybitniejszym z  sofistów, przedstawicielem szkoły filozoficznej zajmującej się między innymi nauczaniem bogatych młodzieńców retoryki. Gdy Protagoras opuścił Abderę i  dotarł do Aten, przyjęto go tam „entuzjastycznie”. Demokryt natomiast powiedział: „Udałem się do Aten i  nikt mnie nie znał”.
       Demokryt wierzył też w  wiele innych rzeczy, o  których nie było mowy w  naszej mitycznej, sennej dyskusji, skleconej z  paru cytatów z  jego pism, przyprawionych pewną dozą wyobraźni. Pozwoliłem sobie na swobodę przy konstruowaniu jego wypowiedzi, ale tylko tam, gdzie nie dotyczyły one jego podstawowych przekonań. Nie mogłem sobie natomiast odmówić przyjemności przekonania go o  wartości eksperymentów. Jestem pewny, że byłby bardzo zadowolony, widząc swój mityczny nóż urzeczywistniony w  postaci trzewi Fermilabu.
       Prace Demokryta nad próżnią miały rewolucyjny charakter. Wiedział na przykład, że przestrzeń nie ma góry, dołu ani środka. Choć po raz pierwszy zasugerował to Anaksymander, to przecież uznanie takiej prawdy było nie lada osiągnięciem dla człowieka urodzonego na tej planecie w  epoce powszechnie panującego geocentryzmu. Także i  teraz, mimo zdjęć satelitarnych ukazujących przestrzeń kosmiczną, większości ludzi trudno jest pogodzić się z  faktem, że „góra” czy „dół” to pojęcia umowne. Jednym z  bardziej niekonwencjonalnych poglądów Demokryta było przekonanie o  istnieniu niezliczonych światów o  różnych rozmiarach. Światy te rozmieszczone są nieregularnie, w  niektórych obszarach gęściej, w  innych rzadziej. Niektóre się rozwijają, inne chylą ku upadkowi. Tu powstają, ówdzie giną na skutek zderzeń z  innymi światami. W  niektórych z  nich nie istnieje życie i  nie ma wody. Dziwne, a  jednak można porównać tę koncepcję do współczesnych teorii kosmologicznych, związanych z  tak zwanym inflacyjnym modelem Wszechświata, według którego z  już istniejących wszechświatów nieustannie pączkują następne. I  wszystko to znajdujemy u  Śmiejącego się Filozofa, który przemierzał świat ponad dwa tysiące lat temu.
       Paradoks wyrażony w  jego słynnym zdaniu, mówiącym, że wszystko jest „dziełem przypadku i  konieczności”, znajdujemy szczególnie dobitnie wyrażony w  mechanice kwantowej, jednej z  wielkich teorii XX wieku. Poszczególne zderzenia atomów, mówił Demokryt, niosą nieuniknione konsekwencje. Rządzą tym niepodważalne zasady. Jednak to, do których zderzeń dochodzi częściej i  który rodzaj atomów przeważa w  danym miejscu, jest już dziełem przypadku. Wychodząc od takiego stwierdzenia, na drodze logicznego rozumowania możemy sformułować wniosek, że powstanie niemal doskonałego układu Ziemia-Słońce to wynik szczęśliwego trafu. Według współczesnej teorii kwantów, pewność i  powtarzalność wyłaniają się jako zdarzenia będące średnią rozkładu reakcji o  zmiennym prawdopodobieństwie. Z  im większą liczbą losowo przebiegających procesów mamy do czynienia, z  tym większą pewnością możemy przewidywać, co się zdarzy. Sformułowanie Demokryta jest zbieżne z  naszymi poglądami. Nie można w  sposób pewny przewidzieć, jaki los spotka dany atom, ale można dokładnie określić konsekwencje ruchów bardzo wielu atomów, zderzających się przypadkowo w  przestrzeni.
       Nawet jego nieufność wobec świadectwa zmysłów jest dla nas wyjątkowo pouczająca. Demokryt przypomina nam, że narządy zmysłów składają się z  atomów, z  którymi zderzają się atomy pochodzące z  obiektów badanych za pomocą zmysłów. Dlatego też nasza zdolność postrzegania jest ograniczona. Jak się przekonamy, sformułowanie tego problemu przez Demokryta współbrzmi z  kolejnym wielkim odkryciem naszego stulecia: z  zasadą nieoznaczoności Wernera Heisenberga. Akt pomiaru wpływa na zachowanie obserwowanej cząstki. Tak, jest w  tym swego rodzaju poezja.
       Jakie miejsce zajmuje Demokryt w  historii filozofii? Niezbyt wysokie, a  już zupełnie niewysokie w  porównaniu z  pozycją jemu niemal współczesnych: Sokratesa, Arystotelesa i  Platona. Niektórzy historycy traktują teorię atomistyczną Demokryta jako dziwaczny przypis do greckiej myśli filozoficznej. Słychać jednak przynajmniej jeden potężny głos, który należy do doceniającej Demokryta mniejszości. Brytyjski filozof Bertrand Russell twierdził, że od czasów Demokryta filozofia nieprzerwanie się staczała aż do nadejścia renesansu. Demokryt i  jego poprzednicy „podejmowali bezinteresowne próby zrozumienia świata”, pisał Russell. Ich postawa była „pełna wyobraźni i  werwy, przepełniona zachwytem płynącym z  przeżycia przygody. Interesowało ich wszystko – meteory i  zaćmienia, ryby i  wiry powietrzne, religia i  moralność; łączyli w  sobie przenikliwy intelekt z  dziecięcym zapałem”. Nie byli zabobonni, ale autentycznie naukowi, i  nie poddawali się przesądom panującym w  ich epoce.
       Oczywiście Russell, podobnie jak  Demokryt, był matematykiem wysokiej klasy, a  ci faceci zawsze trzymają się razem. Nie ma w  tym nic dziwnego, że matematyk jest przychylnie nastawiony w  stosunku do tak rygorystycznych myślicieli, jak Demokryt, Leukippos czy Empedokles. Russell zwrócił uwagę, że choć Arystoteles i  inni stawiali atomistom zarzut, że nie podali oni przyczyny pierwotnego ruchu atomów, to podejście Demokryta i  Leukipposa było znacznie bardziej naukowe. Ich krytycy zawracali sobie głowę określeniem celu Wszechświata, podczas gdy atomiści wiedzieli, że łańcuch przyczyn musi się od czegoś zacząć i  nie da się określić przyczyny tego pierwszego czegoś. Dlatego uznali, że ruch był po prostu dany. Atomiści zadawali mechanistyczne pytania i  udzielali mechanistycznych odpowiedzi. Gdy pytali „dlaczego”, chodziło im o  przyczynę zjawiska. Kiedy ich następcy – Platon, Arystoteles i  inni – pytali „dlaczego”, poszukiwali celu zjawiska. Niestety, ten kierunek badań, stwierdza Russell, zazwyczaj szybko doprowadza nas do Stwórcy albo przynajmniej Rzemieślnika. Stwórca musi pozostać bez wyjaśnienia, o  ile nie zaproponuje się nad-stwórcy i  tak dalej. Według Russella ten sposób myślenia zaprowadził naukę w  ślepy zaułek, w  którym tkwiła uwięziona przez stulecia.
       Jaka jest nasza obecna pozycja w  porównaniu z  Grecją z  400 roku p.n.e.? Dzisiejszy model standardowy, sprawdzany w  eksperymentach, przypomina spekulatywną teorię Demokryta. Za pomocą dwunastu cząstek materii możemy zbudować wszystko, cokolwiek istniało lub istnieje we Wszechświecie, od rosołu po gwiazdy neutronowe. Nasze a-tomy dzielą się na dwie rodziny: sześć kwarków i  sześć leptonów. Kwarki zwiemy: u – up (górny), d – down (dolny), c – charm (powabny), s – strange (dziwny), b – bottom albo beauty (spodni albo piękny) i  t – top albo truth (wierzchni albo prawdziwy). Do leptonów należą: popularny elektron, neutrino elektronowe, mion, neutrino mionowe oraz taon i  neutrino taonowe. Zauważ jednak, drogi Czytelniku, że użyłem sformułowania „istniało lub istnieje”. Jeśli mamy mówić o  naszym obecnym środowisku – od południowych przedmieść Chicago po krańce Wszechświata – znakomicie poradzimy sobie, mając do dyspozycji mniej cząstek. Z  kwarków potrzebne nam są tylko dwa: górny i  dolny. Można je zestawiać w  różnych kombinacjach, by otrzymać jądra atomów (tych z  tablicy układu okresowego). Z leptonów nie możemy się obyć bez starego dobrego elektronu, który krąży wokół jądra, i  bez neutrina odgrywającego ważną rolę w  wielu reakcjach; ale po co nam mion i  taon? Albo powabne, dziwne i  jeszcze cięższe kwarki? Możemy wyprodukować je w  akceleratorach albo obserwować w  zderzeniach promieni kosmicznych. Ale skąd się one wzięły? Wrócimy jeszcze do tych „dodatkowych” a-tomów.

****** Autor się nie mylił. W  1994 roku, 26 kwietnia zespół uczonych z  Fermilabu doniósł o  odkryciu kwarka t (przyp. red.).
góra strony
poprzedni fragment
  
[1]
  
[2]
  
[3]
  
[4]
  
[5]
  
[6]
  
[7]
  
[8]
  
następny fragment
Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach