Túl sokat tudunk? | Frank Wilczek: Alapelvek

Marosán György |

A könyv születésének okát a – fizikai Nobel-díjjal jutalmazott – Frank Wilczek egy különös megjegyzése világítja meg: „Kisgyerekes szülők találkozhatnak olykor a soha véget nem érő ’miért’ kérdések bosszantó élményével.” Ez az életérzés akkor alakult ki benne, amikor unokája életének első hónapjait kísérte végig: „Láttam, ahogy kezeit tanulmányozza tágra nyílt szemmel, és kezdi felismerni, hogy ő maga irányítja őket.”

Ez az élmény ébresztette rá: e tekintetben a tudósok is olyan lények, akik évtizedek múltával sem cseperednek fel. Ha bármi szokatlannal találkoznak, az a miértek véget nem érő sorozatát váltja ki belőlük. Ugyanakkor a választ keresve a tudósok előtt egy másfajta valóság modellje bomlik ki, ami alapvetően eltér a hétköznapi emberek által megszokottól. Eszerint „a világ kevés alapvető építőkockából épül fel, amelyek szigorú, ám különös és ismeretlen szabályokat követnek”. Így, óriási sikerei ellenére a tudomány ellentmondásos eredményre, – a szerző megfogalmazásával – „az ártatlanság elvesztésére” vezetett. „Már soha nem fogjuk újra úgy érteni a természetet, ahogyan a régi görögök. Túl sokat tudunk.”

Ezzel arra utal, hogy a magyarázatok egyre kevésbé írhatók le mindennapjaink szemléletes fogalmainak segítségével. Azért, hogy mégis megkönnyítse az érdeklődők eligazodását az elmúlt évszázad során született ismeretek dzsungelében, a szerző összegyűjtötte a fizikusok kísérleti és elméleti munkájának legfontosabb megállapításait. Az eredmény: egy rövid úti könyvhöz hasonló mű született. Az ilyen turisztikai tájékoztatók – mint már sokan megtapasztaltuk – megadják valamelyik megtekintésre érdemes város vagy látványosság felfedezéséhez szükséges alapvető információkat, de olyan módon, hogy nem térnek ki a látnivalók részletes bemutatására. A legtöbb tudományos ismeretterjesztő mű többnyire ettől eltérő utat követ: a felfedezések történetét és a jelenségek leírását élményszerűen közreadva vezetik el az olvasót valamely új elmélet bemutatásához és értelmezéséhez. Frank Wilczek viszont ezektől eltérő utat választott.

A szándékát pontosan tükrözi a könyv címe, még inkább az alcíme: A fizika 10 kulcsa a valósághoz. Ez már előre vetíti, hogy az olvasó tulajdonképpen egy a világegyetem múltjában, jelenében és jövőjében való tájékozódást segítő „kozmikus és mikrofizikai utazási könyvet” tarthat a kezében. S az eligazodást megkönnyítendő – ahogyan az efféle műtől elvárható – jól áttekinthető szerkezetben csoportosította az univerzum és az elemi részecskék világában való tájékozódáshoz szükséges, alapvető információkat. Az első rész, a Mi az, ami van? címet viseli, és összefoglalja a lét alkotóelemeinek a fizika legutolsó eredményeit tükröző felismeréseit. A Kezdet és Vég című második rész pedig a világegyetem „életpályájának” meghatározó szakaszait formáló részecskék, hatások és törvények naprakész összegzését nyújtja.

Ez a struktúra jól tükrözi a könyv megkülönböztető versenyelőnyét: mindarról szó esik, ami világunk létrejöttét és változását befolyásolja, és – amennyire ez a mikrovilágban lehetséges – ezeket pontos fogalmakkal rajzolja föl. Ugyanakkor nem vállalkozik az elméletek részletes kifejtésére. Igaz, ez azzal jár, hogyha valaki ennek az egyetlen könyvnek az elolvasásával szeretné letudni a világegyetem működésének megértését, az biztosan csalódni fog.

A kötet – a legtöbb ismeretterjesztő műhöz és a témák sokaságához mérten – viszonylag vékony, ám rövid hivatkozási lista kapcsolódik hozzá. Ugyanakkor viszont a világegyetem működésének megértéséhez nélkülözhetetlen fogalmakat érthetően, logikus rendben és világos magyarázatokkal ellátva mutatja be. És még valami teszi különösen érdekessé az írást, de ez már a holnapokra vonatkozik. Az előttünk álló évtizedben – éppen a Mi az, ami van? és a Kezdet és Vég problémái köré csoportosítható tudományterületen – világnézetünket alapvetően befolyásoló új eredmények születése várható. Ez azt jelenti, hogy a tudomány világ-értelmező szerepében a kopernikuszi, majd darwini fordulattal, valamint a kvantum-elmélet születésével összemérhető minőségi ugrás előtt állunk.

Az Alapelvek által összefoglalt ismeretek tehát abban is segíthetnek, hogy képesek legyünk követni a világról alkotott képünk szintáttörés jellegű módosulását. Azt, hogy most éppen hol tartunk a bennünk és a felettünk levő világ megismerésében, érzékletesen (és ahol lehet, számokkal) mutatja be a szerző. Világunk szintjeinek méreteit – első közelítésben – azzal jellemezi: a világegyetemben fentről lefelé haladva az ember nagyon kicsi, alulról felfelé tekintve viszont nagyon nagyok vagyunk. Bár egy végtelennek tűnő univerzumban létezünk, de – mint fogalmaz – bennünk is „egy egész univerzum lakik”. Az emberre a megszokott hétköznapi látószögünkből tekint, és olyannak mutatja be, mint akiben „bőven van hely – akár felfelé, akár lefelé skálázunk”.

Ez a különös megállapítás rögtön felfogható, ha végiggondoljuk, hogy mostanra mindennapjaink részévé vált az atomi és a kozmikus szintek szemügyre vétele – éppen a tudomány fejlődésének eredményeként. Wilczek ennek szemléletes példájaként mutatja be, ahogyan Gaussban – minden idők egyik legnagyobb matematikusában – a 19. század elején felvetődött az ókor óta elfogadott euklidészi geometria ellenőrzésének igénye. „Megmérte három egymástól távoli német menedékház által alkotott háromszög szögeinek összegét” és mérési hibahatáron belüli egyezést tapasztalt. Ez sokáig pusztán a tudomány számára volt érdekes eredmény, mígnem a 21. században a Globális Helymeghatározó Rendszer (GPS) működésének alapjává vált. Amikor tehát meg akarjuk állapítani helyzetünket a világban, egyetlen gombnyomására több tucat mesterséges hold „vágja haptákba magát”, helyezi működésbe atomóráját, és szinte méteres pontossággal mutatja meg, az adott pillanatban hol tartózkodunk bolygónkon.

• Olvass bele!

Frank Wilczek könyve tehát naprakész és pontos leírást ad arról, hogy világunkról a tudomány miféle képet rajzol, kezdve a legapróbb építőelemektől egészen a kozmosz távoli szerkezetéig. Ám ennek során elkerülhetetlenül szembesült a problémával: az átlagemberek számára egyre nehezebben érthetők a valóság olyan modelljei, melyeket a tudósok alkottak. És ebben nem vétkes sem a tudós, sem az átlagember. A valóság objektív szerkezetéből következik, hogy a mikrovilág fogalmai nem írhatók le szemléletes hétköznapi nyelven. Amikor tehát az atomok alkotórészeit – az elektronokat vagy a protonokat – hol részecskének, hol viszont hullámoknak nevezzük, ezek a fogalmak nem tükrözik pontosan a dolgok valóságos minőségét. Ezért érdemel dicséretet a könyv fordítója, Gerner József, aki a magyar átlagolvasó számára érthető és élvezhető szöveget alkotott.

Ez a fogalmi bizonytalanság azért problémás, mert ahhoz szoktunk: a valóság megértéséhez úgy jutunk el, hogy az abban lezajló folyamatokat már ismert fogalmaink segítségével írjuk le. Azonban ahogy a lét egyre mélyebb szféráiba hatoltunk le, a fogalmak egyre kevésbé szemléletesek, és a jelenségek leírására használt fogalmi apparátus is egyre nehezebben érthető a hétköznapi ember számára. A könyv érdekes példával érzékelteti a fogalmi bizonytalanság előidézte elkerülhetetlen zavarokat. A „kezdet kezdetével” kapcsolatban feltett kérdésre (ti. Mit csinált Isten, mielőtt megteremtette a világot?) Szent Ágoston olyan választ talált magának, hogy a világ teremtése előtt nem voltak órák, nem volt idő, és nem létezett az „előtt” sem. Ez nagyon hasonló ahhoz – jegyzi meg a szerző – ahogyan a modern kozmológia viszonyul ehhez a kérdéshez: „Az univerzum keletkezését semmi nem előzte meg, mert ebben a kontextusban az időnek – annak a dolognak, amit az óra mér – nincsen értelme.”

Az elmúlt évtizedben tucatnyi ismeretterjesztő mű született, amelyekben alkotóik – többségükben világhírű, sokszor Nobel-díjas tudósok – a saját, egyedi életútjuk felismeréseit tárták az olvasók elé. Az így megrajzolt képek – tükrözve a szerzők egyedi megközelítését – gyakran erősen eltérőek. Az Alapelvek ezzel szemben – felülről pillantva a fizika tudományára – olyan, naprakész fogalmi hálót vázol fel, amelynek segítségével könnyebben megérthetjük más könyvek fogalomrendszerét is. Ebben az értelemben a szerző a létezés – hétköznapoktól távol eső, legalsó és legfelső – szféráinak megismerésére törekvő, hasznos, mondhatni hézagpótló művet kínál, nem szaktudósok számára. Segítségével, könnyebben eligazodhatunk a legkisebb és leghatalmasabb dolgok világában, és pontosabb képet alkothatunk fizikai világunk működéséről.

Frank Wilczek: Alapelvek.
A fizika tíz kulcsa a valósághoz
Fordította: Gerner József
Typotex Kiadó, Budapest, 2024
216 oldal, teljes bolti ár 4900 Ft,
online ár a kiadónál 4410 Ft
ISBN 978 963 493 3199

* * * * * *

A könyv kiadói fülszövege

„Ami a világból mindörökre felfoghatatlan, az éppen megérthető volta” – írta Albert Einstein 1936-ban. Ugyanez a csodálat és optimizmus hatja át a Nobel-díjas elméleti fizikus Frank Wilczek lebilincselő könyvét is. A relativitáselmélet és a kvantummechanika új távlatokat nyitott számunkra, ám az általuk feltárt valóság felfoghatatlan léptékei és hihetetlennek tűnő működési elvei mind kevésbé összeegyeztethetők az érzékeinken keresztül megismert világ otthonos képével.
Ám Wilczek szerint ennek korántsem kell így lennie. Könyvében nem a kutatások szövevényes frontvonalaira kalauzol bennünket, hanem a modern fizika egészét egyben láttatva fókuszál rá azokra az alapgondolatokra, amelyek révén a tudomány világképe értelmet nyer és áttekinthetővé válik. Lényegre törő magyarázatai közelebb hozzák az anyag, az energia, a tér és az idő természetére vonatkozó legfontosabb tudományos felismeréseket, miközben egy csodálatosan tágas és sokszínű univerzum képe bontakozik ki előttünk.
A könyv megjelenése nyomán a szerző tudomány-népszerűsítő munkásságáért elnyerte a rangos Templeton-díjat.