Fizyka teoretyczna to poszukiwanie ostatecznej odpowiedzi na pytanie „dlaczego”. Stara się zjednoczyć podstawowe siły natury w jedną, elegancką strukturę. Jednak według laureata Nagrody Nobla Davida Grossa główną przeszkodą w rozwiązaniu tej ogromnej naukowej zagadki może nie być złożoność matematyki czy ograniczenia technologii, ale bardzo kruche przetrwanie rasy ludzkiej.
Od kwarków do Modelu Standardowego
Podróż Davida Grossa do samego serca materii rozpoczęła się od książki podpisanej przez Alberta Einsteina. Ta wczesna fascynacja doprowadziła go do jednego z najważniejszych przełomów we współczesnej fizyce: odkrycia swobody asymptotycznej.
Na początku lat siedemdziesiątych fizycy byli zaintrygowani zachowaniem kwarków, maleńkich cząstek tworzących protony i neutrony. Tradycyjna logika podpowiadała, że w miarę zbliżania się cząstek ich interakcja powinna się zwiększać, ale eksperymenty wykazały coś przeciwnego. Gross wraz z Frankiem Wilczkiem i H. Davidem Politzerem udowodnili, że siła oddziaływania między kwarkami faktycznie słabnie, gdy zbliżają się do siebie i wzmacnia się, gdy się od siebie oddalają.
Odkrycie to stało się kamieniem węgielnym w konstrukcji Modelu Standardowego – ram teoretycznych opisujących trzy z czterech podstawowych sił:
– Silne oddziaływanie nuklearne
– Słabe oddziaływanie nuklearne
– Elektromagnetyzm
Brakujące ogniwo: grawitacja i skala Plancka
Pomimo niesamowitego sukcesu Model Standardowy nie jest kompletny. Nie uwzględnia grawitacji – siły rządzącej przestrzenią w skali makro. Aby zjednoczyć grawitację z pozostałymi trzema siłami, fizycy zwracają się ku teorii strun.
Problemem jest skala zadania. Aby przetestować te teorie, naukowcy muszą zbadać skalę Plancka – obszar tak nieskończenie mały (1,6 $ razy 10^{-35}$ metrów), że nasze rozumienie „przestrzeni” i „czasu” może już nie działać tak, jak jesteśmy przyzwyczajeni.
„Przestrzeń to obraz świata, który budujemy jako dzieci, aby zdobyć zabawkę lub jedzenie” – zauważa Gross. „Być może jest to błędne wyjaśnienie; może to być jedynie przybliżona koncepcja”.
Udowodnienie tych teorii wymaga poziomów energii znacznie przekraczających nasze obecne możliwości technologiczne, tak jak XIX-wieczni naukowcy musieli „odgadnąć” istnienie atomów na długo, zanim mogli je zobaczyć.
Zagrożenie egzystencjalne: okno na 35 lat?
Podczas gdy społeczność naukowa pracuje nad stworzeniem „Teorii wszystkiego”, Gross jest coraz bardziej zajęty znacznie bardziej palącym problemem: przetrwaniem ludzkości.
Przedstawia otrzeźwiającą matematyczną ocenę ryzyka konfliktu nuklearnego. Opierając się na obecnym klimacie geopolitycznym, charakteryzującym się upadkiem traktatów o kontroli zbrojeń i powstaniem potęg nuklearnych, Gross szacuje roczne prawdopodobieństwo wojny nuklearnej na 2%.
Stosując obliczenia podobne do „okresu półtrwania” materiału radioaktywnego, to 2% ryzyko sugeruje, że oczekiwane okno przetrwania ludzkości wynosi tylko około 35 lat.
Czynniki zwiększające ryzyko:
- Niestabilność geopolityczna: Przejście od świata dwubiegunowego (dwa mocarstwa) do świata wielobiegunowego, w którym uczestniczy dziewięć potęg nuklearnych, znacznie utrudnia dyplomację.
- Czynnik AI: Integracja sztucznej inteligencji z nuklearnymi systemami dowodzenia i kontroli wprowadza ryzyko „halucynacji” i hiperszybkiego podejmowania decyzji, które mogą wyeliminować błędy ludzkie.
- Erozja norm: Zniknięcie traktatów o kontroli zbrojeń strategicznych wprawiło świat w nowy, nieprzewidywalny wyścig zbrojeń.
Paradoks Fermiego i „Wielki Filtr”
Obawy Grossa podnoszą głębokie pytanie w astronomii znane jako Paradoks Fermiego: jeśli wszechświat jest tak ogromny, dlaczego nie otrzymaliśmy jeszcze sygnałów od innych inteligentnych cywilizacji?
Gross daje ponurą odpowiedź: być może zaawansowane cywilizacje osiągają poziom zaawansowania technologicznego, na którym nieuchronnie ulegają samozniszczeniu. Z tego punktu widzenia „Wielki Filtr” – bariera uniemożliwiająca przedostanie się życia międzygwiezdnego – to tendencja inteligentnych gatunków do tworzenia broni masowego rażenia, zanim osiągną długoterminową stabilność.
Wniosek
Próba ujednolicenia praw fizyki to wyścig o zrozumienie początków wszechświata, ale David Gross ostrzega, że ludzkość może nie dotrzeć do mety. Przetrwanie naszego gatunku może w mniejszym stopniu zależeć od naszej zdolności do rozwiązywania równań, a bardziej od naszej zdolności do kontrolowania technologii, które tworzymy.
