Shënime në Blog

Një Ajnshtajn i ri për të zbuluar fizikën e së ardhmes

Një Ajnshtajn i ri për të zbuluar fizikën e së ardhmes

Nga Jim Al-Khalili/ Po përjetojmë kohë entuziaste në kërkimet e fizikës themelore. Të paktën kjo thuhet sa herë bie fjala për idetë e fundit në fusha si teoria kuantike, fizika e thërrmijave apo kozmologjia. Në fund të fundit, në vitet e fundit kemi konfirmuar bozonin e Higgsit, kemi provuar ekzistencën e valëve gravitacionale të shkaktuara nga shkatërrimi i vrimave të zeza një miliardë vite drite larg Tokës dhe madje kemi parë imazhin e një vrime të zeze në qendër të një galaksie të largët.

Këtyre gjetjeve, shtojini edhe zbulimet e vazhdueshme në teknologjinë e informatikës kuantike, kërkimeve të thërrmijave të lëndës së zezë dhe fluksin e teorive spekulative mbi universet paralele apo mbi atë se çfarë ka ekzistuar përpara big bang-ut, dhe do të keni arsye të mjaftueshme për të menduar se progresi në fizikën themelore po vazhdon me ritëm të qëndrueshëm.

Si fizikan teorik që kam kaluar pjesën më të madhe të karrierës së tij duke punuar dhe menduar për mekanikën kuantike – një ndër shtyllat kryesore të fizikës – ndihem i privilegjuar të vlerësoj disa nga idetë e reja të këtyre kërkimeve. Duke qenë se nuk punoj direkt në fushat më spekulative, e ndjej se duhet të kem një vizion më objektiv mbi vlefshmërinë e tyre.

Që nga Rilindja dhe nisja e shkencës moderne, kemi bërë përparime në të kuptuarit e natyrës duke përdorur të ashtuquajturën “metodë shkencore”, të karakterizuar nga një numër parimesh që na kanë lejuar t’i besojmë gjetjeve që kemi zbuluar falë shkencës dhe t’i konsiderojmë ato superiore ndaj metodave të tjera në kërkim të së vërtetës. Sot shumë njerëz në botë i drejtohen ende fesë, ndonjë ideologjie tjetër apo sistemi besimesh për të gjetur përgjigje mbi të panjohurat e jetës. Por për mua nuk ka asgjë që mund ta zëvendësojë formulimin e hipotezave, verifikimin dhe deduksionin e fakteve mbi realitetin që janë shenja dalluese të metodës shkencore. Kuptimi që kemi marrë përmes shkencës – dhe fizikës në veçanti – për krijimin e botës dhe funksionimin e saj, në këndvështrimin tim nuk është vetëm një prej mënyrave për të gjetur të “vërtetën” rreth realitetit. Është i vetmi kriter i besueshëm që kemi.

Po si ndryshon një teori shkencore nga përdorimi që i bëjmë fjalës “teori” në gjuhën e përditshme?

Kur dikush thotë se ka një teori mbi një mister apo një fenomen të pashpjegueshëm, përgjithësisht nënkupton se po propozon një shpjegim të bazuar mbi besimet dhe vlerat e tij, duke bërë që kjo “teori” të përshtatet me vizionin e tij të botës dhe të simbolizojë për të një shpjegim të kënaqshëm.

Por kjo nuk është shkencë.

Në shkencë, një teori duhet të bëjë parashikime që mund të mbështeten në dritën e provave dhe të dhënave empirike. Një teori duhet të jetë e rrëzueshme dhe mbështetësit e saj duhet të jenë të gatshëm ta braktisin, ose të paktën ta modifikojnë apo ta përmirësojnë, nëse ekspertët tregojnë se është e gabuar. Për më tepër që eksperimentet duhet të jenë të përsëritshme nga të tjerët për të konfirmuar se ajo që thuhet është e drejtë. Dhe kjo listë vazhdon. Nuk do t’ju mërzis me detaje të tjera filofizike. Thelbësisht, ajo që po them është se teoritë shkencore duhet të vihen në provë dhe të kontrollohen.

Deri këtu gjithçka në rregull.

Mendoj se nuk ka shumë shkencëtarë që nuk do të ishin dakord me këto pak pika që parashtrova. Po atëherë ku hyn fizika themelore në këtë kontekst? Problemi, për si e shoh unë, është që disa nga idetë e reja dhe më interesante e më inovative në fizikë kanë tendencën të jenë matematikore dhe abstrakte, ndaj duhet ende të gjejmë mënyra për t’i verifikuar në laborator apo përmes vëzhgimeve matëse.

Me siguri ka shumë libra shkencorë që zbulojnë më shumë rreth këtyre argumenteve ekzotikë. Janë shkruar nga fizikanë të konfirmuar si Carlo Rovelli, Brian Greene dhe Sean Carroll, që shpjegojnë me një gjuhë poetike e të kuptueshme se si po evoluon dija dhe njohuritë tona mbi universin fizik, duke zbuluar edhe disa prej ideve më të fundit mbi natyrën e hapësirës dhe të kohës si në shkallë kozmike ashtu edhe mikroskopike. Shumë prej këtyre teorive na çojnë në punën e fizikanëve të mëdhenj të shekullit XX si Albert Ajnshtajn dhe Stephen Hawking duke na dërguar thuajse në mbretërinë e fantashkencës.

Është pohuar gjithashtu se këto spekulime nuk mund të kualifikohen ende si teori shkencore për sa kohë nuk kemi ende mundësi t’i verifikojmë.

Nëse mendoni se gjykimi im është shumë drastik apo në një farë mënyrë kërkon të deskretitojë këto punë me natyrë spekulative, më lejoni t’ju jap një shembull të kohëve të fundit. Sapo kam përfunduar së lexuari një artikull të një prej fizikanëve më të respektuar dhe influentë të botës, Juan Maldacena. Më shumë se njëzetë vite më parë, Maldacena ka botuar një prej artikujve me faktorin më të lartë të impaktit në fizikë, i cituar thuajse 20 mijë herë në artikuj të tjerë shkencorë. Trajton një ide po aq abstrakte, që mund të vendoset në rreshtin e parë të kërkimeve për të ashtuquajturën “teori të gjithçkaje”. Në aspekte të tjera, një artikull i tij i kohëve që sapo kam lexuar quhet “Humanly Traversable Wormholes”.

Po, është një artikull serioz (megjithëse është shkruar me një stil lozonjar) mbi mundësinë për të udhëtuar përmes një wormhole (pra përmes një tuneli hapësirë-kohë) të ndonjë lloji që me siguri keni parë në filmat e Hollywood-it. Kjo është natyra spekulative e punës në fizikën thelbësore: edhe shkencëtarët më brilantë dhe të respektuar nuk turpërohen të zhvillojnë teori matematikore që mund të verifikohen vetëm në ndonjë univers imagjinar.

Natyrisht këto artikuj spekulativë synojnë një objektiv serioz: në mungësë të të dhënave eksperimentale që do të duhej të na drejtonin, shpesh herë vënë në provë teoritë tona matematikore në skenarë hipotetikë për të parë nëse janë të qëndrueshëm apo jo. Gjithsesi, kjo gjë ka bërë që nga shumë të shtrohet pyetja nëse fizika thelbësore është futur në një rrugë qorre.

Dhe çfarë mund të themi rreth fundit të fizikës? A i jemi afruar më në fund një teorie përfundimtare të gjithçkaje që bashkon gjithë fenomenet fizikë të universit në një kuadër matematikor dhe të kuptueshëm, pra një teori të gravitetit kuantik? A është kjo arsyeja pse shumë fizikanë teorikë mendojnë se ka ardhur koha të argëtohen paksa?

Përgjigja, mesa duket, është jo.

Teoritë thelbësore kandidate për këtë gjë, si teoria e superfijeve apo graviteti kuantik, duhet ende të tregojnë se mund të shkojnë përtej modeleve elegante matematikore dhe të shpjegojnë mënyrën se si natyra sillet në të vërtetë. Dhe kjo gjë është si inkurajuese ashtu edhe irrituese në të njëjtën kohë. Nga njëra anë do të thotë se kemi ende punë për të bërë, gjë që është pozitive, pasi përndryshe duhet të gjenim diçka tjetër për të bërë, ndoshta më pak të pëlqyeshme. Nga ana tjetër është irritues dhe zhgënjyes fakti se kaq shumë vite kërkime fizike nuk kanë arritur ta bindin natyrën të na tregojë sekretet e saj.

Në librin tim të ri “Bota sipas fizikës” përshkruaj dijen tonë mbi universin fizik si një ishull të rrethuar nga një oqean i panjohur. Dalëngadalë që bëjmë progress, ishulli rrit përmasat e tij por megjithatë nuk e dimë nëse oqeani shtrihet në pafundësi apo ndonjë ditë nuk do të ketë më të panjohura sepse do të kemi kuptuar gjithçka që ekziston.

Deri atëherë, ilibri im mund të shihet si një eksplorim bregdetar i ishullit – pra në limitet e asaj që aktualisht dimë – dhe me raste si një vështrim drejt ujit për të parë atë që ende duhet të kuptojmë në mënyrë të drejtë.

Këtu përfshihen koncepte si lënda e errët, një substancë e padukshme që mendohet se lidh bashkë galaksitë. E dimë se ndodhet atje jashtë dhe mund të masim ndikimin e saj gravitacional, por duhet ende të zbulojmë se nga çfarë përbëhet. Pastaj është nocioni  i energjisë së errët, që ka një emër të ngjashëm, por nuk janë e njëjta gjë, pasi është një forcë misterioze që bën të mundur zgjerimin e hapësirës me një ritëm gjithmonë e më të lartë.

Këto mistere janë studiuar duke vëzhguar qiejtë. Nga ana tjetër, po mundohemi ende të kuptojmë në mënyrë të plotë strukturën e lëndës në shkallën më të vogël të saj, ku mbretërojnë sovrane të çuditshme dhe të mrekullueshme rregullat e botës kuantike. Por edhe aty nuk kemi arritur në fund të rrugës. Megjithëse konfirmimi i bozonit të Higgsit në vitin 2012 ishte ngazëllyes, nuk është pasuar nga zbulime të tjera që prisnim.

Ndoshta duhet të fantazojmë ca më shumë në mënyrën si e studiojëm natyrën. Ndoshta duhet të presim të vijë Ajnshtajni tjetër dhe të na tregojë ku kemi gabuar, pikërisht siç bëri Ajnshtajni një shekull më parë kur na paraqiti një imazh të ri të hapësirës dhe të kohës. Ose ndoshta truri njerëzor i ka arritur limitet e kapacitetit të tij dhe duhet t’i drejtohemi për ndihmë inteligjencës artificiale për të hedhur hapin e radhës drejt së vërtetës.

*Jim Al-Khalili është profesor i fizikës teorike dhe komunikimit shkencor në University of Surrey në Britaninë e Madhe. Gjithashtu është anëtar i Shoqërisë Mbretërore dhe ndër shumë çmime është nderuar me “Michael Faraday Prize” dhe “Kelvin Prize”. Artikulli u përkthye në shqip nga Erjon Uka.