„Jak nauka odcyfrowuje Wszechświat?” absolutnie nie było spotkaniem tylko dla matematyków i fizyków! „Ludzką twarz” matematyki i fizyki pokazali nam dr hab. Michał Eckstein i dr Tomasz Miller, którzy tak naprawdę odczarowali te dwie dziedziny nauki. Dowiedzieliśmy się, że można udowodnić matematycznie, że nie wszystko da się w matematyce udowodnić, że znamy tylko 5% wszechświata, i że fizyka się nie kończy. Za nami kolejne spotkanie z cyklu „Wielkich pytań w nauce” zorganizowanego przez Wyższą Szkołę Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie.

Ciekawość świata jako praźródło nauki, sztuki i filozofii…

Ludzkość zadaje sobie wielkie pytania już od zarania dziejów. Już pierwotni ludzie siedzieli na kamieniu, patrzyli w górę i zastanawiali się, co to są te dziwne świecące obiekty, dlaczego niektóre z nich się ruszają, a inne stoją, co to wszystko znaczy, jak to wszystko opisać i gdzie my się w tym wszystkim znajdujemy? – tak swój wykład rozpoczął dr hab. Michał Eckstein.

Swoim wystąpieniem dr hab. Michał Eckstein przeprowadził uczestników przez matematykę od jej początków w Starożytnej Grecji, przez przewrót kopernikański, empirię Galileusza i chaos deterministyczny, po czasy współczesne. Zaznaczył, że przewrót kopernikański był niebywałą rewolucją, zarówno w sposobie myślenia, jak i z punktu widzenia metody naukowej. Przeniesienie Ziemi z centrum, gdzieś na obrzeża, odwróciło postrzeganie świata do góry nogami. Gdyby Kopernik zrobił to w dzisiejszych czasach mówiłoby się, że zmienił tylko układ współrzędnych na wygodniejszy.

Matematyka jest językiem wszechświata, językiem uniwersalnym, ale bardzo specyficznym…To co naprawdę wyróżnia matematykę na tle innych języków, to zdolność przewidywania nowych zjawisk – podkreślił.

Naukowiec zadał także „Wielkie pytania w nauce”:

  • Dlaczego matematyka działa w świecie?
  • Jak istnieją obiekty matematyczne?
  • Czy wszechświat jest matematyczny?
  • Gdzie leżą granice metod naukowych?

Dziwna matematyzowalność świata

Fundamentalne prawa fizyki powinny wyglądać dla każdego tak samo. Bez względu na to, czy uprawiamy fizykę na ziemi, czy gdzieś w połowie drogi między Marsem a Jowiszem, czy na drugim końcu galaktyki. Jakbyśmy chcieli zapisać te fundamentalne prawa fizyki, to one matematycznie powinny wyglądać tak samo – mówił dr Tomasz Miller.

Dr Miller skupił się na zdolności matematyki do opisywania świata i jak to jest, że matematyka jest aż tak skuteczna. Przekonywał uczestników, że matematyka działa aż za dobrze, i że w matematyce jest coś więcej. Jako spektakularne przykłady tego działania przytoczył ogólną teorię względności Alberta Einsteina i mechanikę kwantową.

Mówił o tym, że Einstein do końca życia nie mógł lub nie chciał uwierzyć w „efekty uboczne”, które „wyskoczyły” z równań ogólnej teorii względności, czyli czarne dziury i fale grawitacyjne, które tak naprawdę zostały wykryte dopiero w 2015 roku.

Wielokrotnie w historii mechaniki kwantowej dochodziło do sytuacji, w której jej struktura matematyczna okazywała się w pewnym sensie mądrzejsza od jej twórców. Takim przykładem jej „efektu ubocznego” jest odkrycie antymaterii, której nikt nie zamawiał. Świat faktycznie okazał się tak dziwny, jak przedstawia to mechanika kwantowa – powiedział.

Podkreślił, że równania Einsteina i twórców mechaniki kwantowej zawierały w sobie znacznie więcej, niż miały, były rozbiciem banku i trafieniem na coś znacznie większego. Wyraził także nadzieję, że ani ogólna teoria względności, ani mechanika kwantowa, to nie są jeszcze nasze ostatnie słowa, że ciągle szukamy lepszych modeli i lepszej matematyki.

Swoje wystąpienie zakończył cytatem Eugene Wignera: „Stosowność języka matematyki do formułowania praw fizyki jest cudownym darem, którego ani nie rozumiemy, ani nań nie zasługujemy.”

Zawieszenie niewiary

Po wystąpieniach przyszedł czas na pytania od publiczności. Tę niezwykle ciekawą dyskusję moderował red. „Tygodnika Powszechnego” Wojciech Bonowicz. Nasi goście przyznali, że matematycy i fizycy zrezygnowali z obliczanie końca świata; że w matematyce nie chodzi o rozwiązywanie równań, a o udowadnianie twierdzeń; że świat jest poznawalny matematycznie, a my znamy tylko 5% wszechświata; i że matematycy szukając właściwych rozwiązań, przez większość czasu błądzą i ponoszą porażki. Mówili o sztucznej inteligencji w świecie matematyczno-fizycznym. Zdradzili, że gdy oglądają filmy i seriale, które zawierają elementy matematyki i fizyki, starają się zawiesić niewiarę. Choć dr Miller przyznał, że jeśli na ekranie pojawia się tablica zapisana jakimiś równaniami, to on musi zatrzymać film i sprawdzić, czy to co tam jest zapisane się zgadza, czy nie. Dzięki naszym gościom uczestnicy spotkania mieli okazję zobaczyć, że matematyka i fizyka mają „ludzką twarz” i mogą być niezwykle fascynujące. 

Spotkanie zakończyło wielkie pytanie: Czy nauka odpowie kiedyś, dlaczego istnieje cokolwiek?