Topics:

Ο Άφαντος κύριος Higgs

Σίγουρα σήμαινε κάτι η ανακάλυψή του; “Ειδικοί” παραδέχθηκαν, πως το σωματίδιο που οι επιστήμονες μέχρι σήμερα πίστευαν ότι έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην δημιουργία του σύμπαντος,  δεν υπάρχει. Οι “επιστήμονες” δήλωσαν, ότι είναι ένα βήμα πιο...

Ο Άφαντος κύριος Higgs

Σίγουρα σήμαινε κάτι η ανακάλυψή του;

“Ειδικοί” παραδέχθηκαν, πως το σωματίδιο που οι επιστήμονες μέχρι σήμερα πίστευαν ότι έπαιξε καθοριστικό ρόλο στην δημιουργία του σύμπαντος,  δεν υπάρχει.

Οι “επιστήμονες” δήλωσαν, ότι είναι ένα βήμα πιο κοντά στο να εντοπίσουν το άπιαστο μποζόνιο του Higgs, ή αλλιώς «σωματίδιο του Θεού», ένα μικρό, αλλά θεμελιώδες στοιχείο για την κατασκευή της ζωής όπως την ξέρουμε. Η ελπίδα όμως άρχισε να χάνεται, αφού εξαφανίστηκαν τα σήματα εκείνα που οι “επιστήμονες” θεωρούσαν πως θα τους οδηγούσαν σε αυτό.

Εκπρόσωποι του ερευνητικού κέντρου CERN, ανακοίνωσαν την τοποθέτησή τους, στο επιστημονικό συνέδριο της Βομβάης. Η επιστημονική κοινότητα από την άλλη, τόνισε ότι εάν αποδειχθεί ότι το μποζόνιο του Higgs, ήταν μία οφθαλμαπάτη τότε θα ανοιγόταν ένα νέος δρόμος για ένα νέο επιστημονικό πεδίο που ονόμασαν «νέα φυσική» και σκοπό θα είχε να δώσει απάντηση σε ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια του σύμπαντος. Σύμφωνα με τους επιστήμονες του ερευνητικού κέντρου, που είχαν δηλώσει ότι έχουν αρχίσει να περιορίζουν τον χώρο στον οποίο θα ήταν δυνατό να εντοπιστεί το σωματίδιο, στρέφονται στην άποψη ότι ίσως η ανυπαρξία του τελικά σηματοδοτήσει την έναρξη για τον κλάδο της «νέας φυσικής».

Το όλο ζήτημα του πειράματος ήταν να εντοπίσουν το συγκεκριμένο σωματίδιο, μιας και αυτό αποτελούσε την απλούστερη εξήγηση για το πώς σχηματίστηκε το σύμπαν. Με το να επαναλαμβάνουν «big bang» σε απειροελάχιστη κλίμακα ήλπιζαν να βρουν μια λύση. Εάν τελικά ισχύει ότι δεν υπάρχει το σωματίδιο, τότε πρέπει να κατευθυνθούν σε κάποια άλλη θεωρία για την δημιουργία του κόσμου.

Αναζήτησε το άρθρο: Ο Ίων Ανακάλυψε το DOG particle!

Το Καθιερωμένο Μοντέλο (SM) της σωματιδιακής φυσικής απαίτησε την ύπαρξή του και η απαίτηση ικανοποιήθηκε. Αν χρειάστηκαν σαράντα χρόνια και περισσότερα από 16 δισεκατομμύρια δολάρια για να ανακαλύψουν το πράγμα, οι φυσικοί θα μπορούσαν με ικανοποίηση να παρατηρήσουν ότι το κοινό πήρε αυτό ακριβώς για το οποίο πλήρωσε, το πρώτο βήμα, φυσικά, ήταν να απαιτήσει από το κοινό να πληρώσει περισσότερα. Οι φωτογραφίες του Peter Higgs που κοιτάζει τρυφερά στο διάστημα, “ses yeux perdus”, μετέδωσαν την εντύπωση κατάλληλης πνευματικής ικανοποίησης.

Η ανακάλυψη του Higgs ανακοινώθηκε, η ιστορία του Higgs αναφέρθηκε και μετά επικράτησε σιωπή.

Οι φυσικοί προσπάθησαν, φυσικά, να διατηρήσουν την εντύπωση ότι είχαν ανακαλύψει κάτι ανεκτίμητης αξίας. Ήταν παιχνίδι προπαγάνδας. Γράφοντας στο The Daily Beast, ο Sean Carroll προέβλεψε ότι το μποζόνιο Higgs θα ήταν «επανάσταση στην φυσική» και επειδή αυτό λένε πάντα οι φυσικοί, τότε τουλάχιστον δεν κουράζονται ποτέ να το λένε.

Ο Lawrence Krauss, γράφοντας και στο The Daily Beast, έδωσε τον καλύτερό του εαυτό. Πριν από πολλά χρόνια, ο Leon Lederman είχε ορίσει το μποζόνιο Higgs ως το σωματίδιο του Θεού. Κανείς δεν μπορεί σήμερα να θυμηθεί γιατί. Το σωματίδιο του Θεού; «Τίποτα δεν θα μπορούσε να απέχει περισσότερο από την αλήθεια», παρατήρησε ο Krauss. Σε αυτό, φυσικά, είχε απόλυτο δίκιο: Τίποτα δεν μπορούσε να απέχει περισσότερο από την αλήθεια.

Στο τέλος, ο Krauss, όπως και ο Carroll πριν από αυτόν, δεν μπορούσε να κάνει τίποτα καλύτερο από μια έκκληση για την “επανάσταση” της Φυσικής. Η δήθεν ανακάλυψη του μποζονίου Χιγκς «επικυρώνει μια άνευ προηγουμένου επανάσταση στην κατανόησή μας για την θεμελιώδη φυσική…» Οι αναγνώστες του The Daily Beast είναι πάντα στην ευχάριστη θέση να υποστηρίζουν αυτήν την επανάσταση, ανεξάρτητα από το πόσο επαναστατικοί είναι. Ωστόσο, το Καθιερωμένο Μοντέλο ολοκληρώθηκε στις αρχές της δεκαετίας του 1970, η επανάσταση που μετέφερε ξεκίνησε στα τέλη της δεκαετίας του 1920, συνθήκες που θα μπορούσαν να υποδηλώνουν την σταδιακή εμφάνιση μιας νηφάλιας διαμορφωμένης συναίνεσης περισσότερο από οτιδήποτε άλλο -την τέλεια αλήθεια, όπως συμβαίνει.

Αν η επανάσταση είναι είτε μακριά, είτε πολύ παλιά, υπάρχει πάντα ο Θεός. Η “ανακάλυψη” του μποζονίου Higgs δεν επιβεβαιώνει την ύπαρξή του, υποστήριξε ο Krauss, επομένως πρέπει να κάνει τα πάντα για να μειώσει την συνάφειά του. Κι έτσι γίνεται. «Το μποζόνιο του Χιγκς, φέρνει την επιστήμη πιο κοντά στην απαλλαγή από την ανάγκη για υπερφυσικές αηδίες μέχρι την αρχή του σύμπαντος και ίσως ακόμη και πριν από την αρχή, αν υπήρχε πριν» έγραψε.

Σχετικά με αυτή την δήλωση, καθώς δείχνει ένα “πριν από μια αρχή” ή μια “αρχή πριν από ένα πριν” το μόνο που μπορεί να πει κανείς είναι ότι ο Krauss έχει καλύψει τις θέσεις του.

Το Καθιερωμένο Μοντέλο (SM) της σωματιδιακής φυσικής δημιουργήθηκε για να επιβάλει τάξη σε στοιχειώδη σωματίδια που κατά την δεκαετία του 1960 φαινόταν να πολλαπλασιάζονται αναλογικά με την διαθέσιμη χρηματοδότηση για τον προσδιορισμό τους. Αν υπήρχαν πάρα πολλά σωματίδια πριν από την έλευση του SM, παρέμειναν πάρα πολλά σωματίδια μετά την εμφάνισή του -αρκετός λόγος για να αναρωτηθούμε αν κάποιο από αυτά ήταν πραγματικά στοιχειώδες.

Όποια και αν είναι η τελική τους φύση, τα στοιχειώδη σωματίδια σήμερα χωρίζονται σε φερμιόνια, αδρόνια και μποζόνια. Τα φερμιόνια έρχονται σε δώδεκα γεύσεις διατεταγμένες σε δύο οικογένειες λεπτονίων και κουάρκ. Τα κουάρκ σχηματίζουν μια δική τους τριπλή οικογενειακή δομή: Πάνω ή κάτω, γοητευμένα ή παράξενα, στην κορυφή ή περιπλανώμενα στο κάτω μέρος. Αυτά τα δώδεκα σωματίδια δημιουργούν δώδεκα αντι-σωματίδια.

Τα μποζόνια αποτελούνται από το φωτόνιο, το γλουόνιο και τα ηλεκτροαδύναμα μποζόνια, των οποίων το μποζόνιο Higgs ήταν μέχρι τώρα βασιλιάς. Και τα αδρόνια είναι οργανωμένα ως οικογένειες δεσμευμένων κουάρκ και εμφανίζονται είτε ως βαρυόνια, τα οποία αποτελούνται από τρία κουάρκ, είτε ως μεσόνια στα οποία τα κουάρκ συμβιώνουν φιλικά με τα αντι-κουάρκ.

Το SM έχει πολλές αρετές: Η απλότητα δεν είναι ανάμεσά τους.

Το SM είναι ταυτόχρονα ένα σχήμα ταξινόμησης και ένα σύστημα εξήγησης, το οποίο περιλαμβάνει την κβαντική ηλεκτροδυναμική και τις θεωρίες των αδύναμων και ισχυρών πυρηνικών δυνάμεων. Αυτές οι θεωρίες δεν είναι σε καμία περίπτωση ίδιες, αλλά εκφράζονται στην κοινή γλώσσα της κβαντικής θεωρίας πεδίων και είναι η κβαντική θεωρία πεδίου που το SM χρησιμεύει για να το κάνει σπουδαίο.

Η κβαντομηχανική δημιουργήθηκε την δεκαετία του 1920 για να εξηγήσει πειραματικά αποτελέσματα που αψηφούσαν τις κλασικές εξηγήσεις. Δεδομένης της επιλογής να περάσει μέσα από μία από τις δύο πειραματικές σχισμές, ένα μόνο φωτόνιο κατάφερε με κάποιο τρόπο να περάσει κι από τις δύο. Το φωτόνιο ήταν έτσι ένα κύμα. Άλλα πειράματα είχαν προηγουμένως υποδείξει ότι ήταν ένα σωματίδιο. Η κβαντομηχανική αντιμετώπισε την εμπειρία αψηφώντας την κοινή λογική. Το φωτόνιο ήταν ταυτόχρονα κύμα και σωματίδιο.

Η θεωρία της ειδικής σχετικότητας και η κβαντική μηχανική, όπως κατάλαβαν οι φυσικοί, ήταν προφανώς σε σύγκρουση, ούτε ήταν ποτέ και οι καλύτεροι φίλοι. Η Ειδική Σχετικότητα σχεδίασε μια στενή σύνδεση μεταξύ ενέργειας και μάζας και η κβαντομηχανική ασχολήθηκε επαγγελματικά με την διάλυση των σφιχτών συνδέσεων. Όσον αφορά την θέση και την ορμή ενός σωματιδίου, τον άξονα στον οποίο στράφηκε ο παλιός κόσμος, η κλασική φυσική ήταν απόλυτη. Οι φυσικές ιδιότητες ενός σωματιδίου ήταν προσιτές στην μέτρηση και ήταν προσβάσιμες στην μέτρηση.

Στην κβαντομηχανική είναι αλλιώς. Το 1926, ο Werner Heisenberg υποστήριξε ότι ο φορμαλισμός της κβαντικής μηχανικής θέτει όρια στην μέτρηση. Όσο πιο βέβαιη είναι η θέση ενός σωματιδίου, τόσο λιγότερο βέβαιη είναι η ορμή του. Η μέτρηση και των δύο, με το ίδιο επίπεδο ακρίβειας ήταν αδύνατη και ήταν αδύνατη κατ’ αρχήν  -αρκετός λόγος για να υποθέσουμε ότι η αρχή της αβεβαιότητας ήταν μια αρχή της φύσης κι όχι ένα τεχνούργημα μέτρησης.

Η αρχή της αβεβαιότητας και η ειδική σχετικότητα αποδίδουν σε μια κατά τα άλλα άδεια περιοχή του διαστήματος την δύναμη να παράγει νέα σωματίδια από το κενό. Όσο μεγαλύτερη ήταν η αβεβαιότητα για το κενό, τόσο περισσότερο έβραζε και αφού σε μικρές αποστάσεις, έβραζε πολύ, ήταν σε μικρές αποστάσεις που έβραζε με το πιο παραγωγικό αποτέλεσμα.

Οποιαδήποτε εκδοχή της κβαντικής μηχανικής που ενσωματώνει την ειδική σχετικότητα θα ήταν αναγκαστικά μια θεωρία πολλών σωματιδίων. Ενδεχομένως ήταν παντού.

Και γι’ αυτό χρειαζόταν ένα πεδίο. Ήταν αυτό που παρείχε ο Paul Dirac.

Η ημερομηνία είναι το 1927.

Η κβαντομηχανική έσπασε την διάκριση μεταξύ σωματιδίων και κυμάτων, η κβαντική θεωρία πεδίου την διάκριση μεταξύ σωματιδίων και πεδίων. Ένα πεδίο είναι κάτι σαν τον άνεμο: Είναι παντού στο διάστημα και πουθενά συγκεκριμένα. Μέσα στο εύρος του, τα σωματίδια εμφανίζονται ως εστιασμένοι κυματισμοί, κάποιου είδους κόμβοι, κάποια προσωρινή αλλά μετρήσιμη σύσφιξη των πραγμάτων.

Οι κβαντικές θεωρίες πεδίου δεν είχαν σε καμία περίπτωση άμεση επιτυχία, γιατί, δεν ήταν σε καμία περίπτωση συνεπείς με τον εαυτό τους. Όποτε εφαρμόστηκαν, εμφανίζονταν άπειρα μεγέθη, ζοφερά, λαμπερά, αμετάκλητα. Απαιτήθηκαν νέες μαθηματικές τεχνικές για την αφαίρεσή τους και παρόλο που λειτούργησαν, οι φυσικοί δεν ήξεραν γιατί δούλευαν και τις χρησιμοποιούσαν με την άβολη αίσθηση ότι για κάθε καλό λόγο, έκαναν πολύ κακό.

Η κβαντική ηλεκτροδυναμική ολοκληρώθηκε στα τέλη της δεκαετίας του 1940 από τους Richard Feynman, Julian Schwinger και Sin-Itiro Tomonaga. Οι θεωρητικοί υπολογισμοί του μαγνητικού μονοπόλου του ηλεκτρονίου συμφώνησαν με τα πειράματα σε ένα μέρος στο δισεκατομμύριο. Είναι μια συμφωνία που δικαίως μπορεί να χαρακτηριστεί παράξενη. Έχοντας αμαρτήσει με τόσο καλό αποτέλεσμα στην δεκαετία του 1940, οι φυσικοί συνέχισαν να αμαρτάνουν και στην συνέχεια. Στην δεκαετία του 1950, οι Chen Yang και Robert Mills πρότειναν μια τολμηρή γενίκευση της κβαντικής ηλεκτροδυναμικής και στην δεκαετία του 1960, ο Steven Weinberg, ο Sheldon Glashow και ο Abdus Salaam πήραν τις εξισώσεις Yang-Mills κι έτρεξαν σαν τον άνεμο. Σταμάτησαν όταν είχαν στα χέρια τους μια θεωρία για την αδύναμη πυρηνική δύναμη.

Και περισσότερα -πολύ περισσότερα. Η ιδέα ότι υπάρχει μια μορφή ενότητας κάτω από την ποικιλομορφία της εμπειρίας είναι αυτή που έχει ζωοποιήσει την φαντασία των φυσικών από τον 17ο αιώνα. Είναι μια ισχυρή αλλά όχι προφανής ιδέα. Ένα από τα επιτεύγματα του SM είναι η απόδειξη ότι στις υψηλές ενέργειες, η ασθενής και η ηλεκτρομαγνητική δύναμη είναι ίδια. Τα μποζόνια W (W + & W –) και Z είναι τα οχήματα με τα οποία διαμεσολαβείται η ασθενής πυρηνική δύναμη. Περιγράφονται όμορφα με βάση μια θεωρία που καθιερώνει την υποκείμενη συμμετρία τους. Θεωρητικές σκέψεις πρότειναν -απαίτησαν- ότι όπως το φωτόνιο αυτά τα σωματίδια δεν πρέπει να έχουν μάζα.

Τα μποζόνια W και Z ήταν τεράστια: ήταν απλά τεράστια. Στο έργο που τους χάρισε το βραβείο Νόμπελ, οι Weinberg, Salaam και Glashow υποστήριξαν ότι η συμμετρία που ελέγχει αυτά τα μποζόνια πρέπει να έχει σπάσει: Πρέπει επομένως να έχει σπάσει. Ο μηχανισμός Higgs είναι αυτός που ευθύνεται για το σπάσιμο της συμμετρίας και έτσι εξηγεί την μάζα τους.

Παρέμεινε η ισχυρή δύναμη και οι αλληλεπιδράσεις της. Αν και θεωρητικά απαιτούνταν κουάρκ, ήταν αδύνατο να παρατηρηθούν στο πείραμα. Μόλις οι David Gross, David Politzer και Frank Wilczek πρότειναν την θεωρία τους για τον περιορισμό των κουάρκ, οι φυσικοί μπόρεσαν να επιβεβαιώσουν ότι αυτό που δεν μπορούσε να παρατηρηθεί, δεν πρέπει να παρατηρηθεί, επειδή δεν μπορούσε να παρατηρηθεί. Αν και ο Weinberg, ο Glashow και ο Salaam είχαν επιδείξει μια μορφή ενότητας μεταξύ της ηλεκτρομαγνητικής και της ασθενούς δύναμης, η ισχυρή δύναμη παρέμεινε σαν τον Αχιλλέα, προκλητικό στην απομόνωσή της.

Το SM φιλοξενεί τρεις δυνάμεις και εκφράζει τρεις θεωρίες. Είναι προφανώς ελλιπής. Δεν περικλείει την δύναμη της βαρύτητας. Αυτό που κάνει, και το κάνει πολύ καλά, αλλά αν αύριο θα χρειαζόταν ανακαίνιση, κανένας φυσικός δεν θ’ ανησυχούσε πολύ. Οι θεωρίες έρχονται και παρέρχονται. Η κβαντική θεωρία πεδίου είναι κατά τα άλλα, ένας τρόπος σκέψης, αναντικατάστατος. Μεταξύ των σωματιδιακών φυσικών, η πεποίθηση είναι σχεδόν καθολική ότι η κβαντική θεωρία πεδίου είναι η δομή που επιλέγει η φύση για να διευθύνει τις υποθέσεις της.

«Απολύτως όλα τα φαινόμενα, είναι σε αντίθεση, με οποιαδήποτε από τις εναλλακτικές έννοιες που έχουν προταθεί» έγραψε ο Πτολεμαίος.

Και αυτό εγείρει ένα ερώτημα τουλάχιστον εξίσου δύσκολο με οποιοδήποτε που τίθεται από την ίδια την σωματιδιακή φυσική. Πώς ακριβώς θα πρέπει να κατανοηθούν οι ισχυρισμοί αυτού του είδους και, αν κατανοηθούν, να αξιολογηθούν; Δεν έχει νόημα να αποδέχονται τους φυσικούς των σωματιδίων. Είναι μόνο ο λόγος τους και …δεν είμαστε βέβαιοι ότι θα πάρουμε.

Υπάρχει σε κάθε άνθρωπο κάτι σαν μια κατάσταση κενού, ένα χαμηλότερο ενεργειακό επίπεδο στο οποίο γίνονται αυθόρμητα οι φυσικές κρίσεις, μια ζώνη άνεσης. Οι εξελικτικοί ψυχολόγοι συχνά περιγράφουν αυτή την κατάσταση κενού ως λαϊκή φυσική. Θα προτιμούσα να δω τον Die Völker να αφήνεται στο lederhosen, αλλά η ιδέα είναι χρήσιμη γιατί είναι αναπόφευκτη. Κανείς, φυσικά, δεν προτείνει από απόσταση ότι το SM είναι πολύ αξιοθαύμαστο επειδή είναι gemütlich. Οι δημοφιλείς εξηγήσεις είναι ξεκάθαρα παράλογες. «Εδώ είναι το μυστικό του μηχανισμού Higgs. Όταν σπάτε αυθόρμητα μια συμμετρία μετρητή, το επίδοξο μποζόνιο Nambu-Goldstone «τρώγεται» από τα μποζόνια μετρητή!» παρατήρησε ο Sean Carroll στο Discover. Η μεταφορά με την οποία ένα μποζόνιο τρώει ένα άλλο, αν και χρησιμοποιείται ευρέως, δεν σημαίνει τίποτα απολύτως.

Αυτό που απαιτείται από την κβαντική θεωρία πεδίου δεν είναι η μετάφρασή της στην κοινή λογική. Οι φυσικές επιστήμες βρίσκονται σε υποχώρηση από την κοινή λογική από τον 17ο αιώνα. Ωστόσο, υπάρχει μια διάκριση τόσο σημαντική στις επιστήμες όσο και στις στρατιωτικές υποθέσεις. Είναι η διάκριση ανάμεσα σε μια υποχώρηση και μια αποτυχία. Εάν η θεωρία SM και η κβαντική θεωρία πεδίου έχουν αξίωση για την πνευματική μας πίστη, πρέπει να υπάρχει κάποιο σχέδιο με το οποίο οι ιδέες που ενσωματώνουν να μπορούν ν’ ανακτηθούν με τρόπο που να έχει απλό, πειστικό και διαισθητικό νόημα. Δεν αρκεί από αυτή την άποψη να πούμε ότι ορισμένες ιδέες λειτουργούν επειδή οι προβλέψεις που τις καθιστούν δυνατές είναι ακριβείς. Αυτό είναι αυτονόητο. Το ερώτημα είναι γιατί συμβαίνει αυτό;

Είναι στα μαθηματικά και όχι στην θεωρητική φυσική που οι κρίσεις αυτού του είδους γίνονται και στην συνέχεια εκτελούνται. Σε όλο το ευρύ φάσμα των επιχειρημάτων που προσφέρονται, αξιολογούνται, αγκαλιάζονται, αναβάλλονται, καθυστέρησαν ή ηττήθηκαν, μόνο μέσα στα μαθηματικά τα επιχειρήματα αποκτούν την δύναμη να εξαναγκάσουν σε πίστη, επειδή φαίνεται να δίνουν την συγκατάθεση. Και μόνο μέσω των μαθηματικών οι ισχυρές ιδέες μιας εξωγήινης επιστήμης όπως η θεωρητική φυσική, μπορούν να επιστραφούν βήμα-βήμα στην συνηθισμένη ανθρώπινη δύναμη για να συλλάβει πράγματα χωρίς μεσολάβηση κι έτσι να κατανοήσει τα πράγματα αμέσως.

Οι κβαντικές θεωρίες πεδίου εκφράζονται φυσικά με μαθηματική γλώσσα. Τι άλλο υπάρχει εκεί; Αλλά είναι άλλο πράγμα να χρησιμοποιείς μια γλώσσα και άλλο να αποδέχεσαι την πειθαρχία της. Η Νευτώνεια μηχανική έχει διατυπωθεί στον 20ο αιώνα με ανακριβείς μαθηματικές λεπτομέρειες. Αν ο Νεύτωνας δεν καταλάβαινε ούτε μια λέξη από αυτήν, είναι απόδειξη ότι η φυσική και τα μαθηματικά έχουν διαφορετικούς στόχους. Αυτό που δίνει παύση στην περίπτωση της κβαντικής θεωρίας πεδίου είναι απλώς το περίεργο γεγονός ότι όταν η κβαντική θεωρία πεδίου εκφράζεται με όρους αρχαίων περιορισμών της μαθηματικής αυστηρότητας, το αποτέλεσμα προκαλεί σύγχυση.

Μέχρι την δεκαετία του 1960, οι φυσικοί των σωματιδίων αποδέχονταν την διαίρεση των πραγμάτων σε σωματίδια και πεδία. Ποιο ήρθε πρώτο; Σε μια σειρά από υπέροχες διαλέξεις που παραδόθηκαν κατά την διάρκεια της δεκαετίας του 1970, ο Richard Feynman ήταν κατηγορηματικός. “Το φωτόνιο; Είναι ένα σωματίδιο. Πάρτε τον λόγο μου γι’ αυτό” είπε. Οι επιταχυντές σωματιδίων, τελικά, ασχολούνται με τα επιταχυνόμενα σωματίδια.

Η αντίθετη άποψη είναι εξίσου πειστική. «Δεδομένου ότι η ακτινοβολία αποτελείται μόνο από πεδία, θα ήταν εκπληκτικό αν η ύλη ήταν φτιαγμένη από σωματίδια. Γιατί να είναι φτιαγμένο το σύμπαν από δύο τόσο διαφορετικά δομικά στοιχεία;» παρατήρησε ο φυσικός Αρτ Χόμπσον.  Τα σωματίδια μπορούν να φροντίσουν τον εαυτό τους. «Τα σωματίδια είναι επιφαινόμενα που προκύπτουν από πραγματικά πεδία».

Αυτή είναι μια άποψη που υποστηρίζει ο Steven Weinberg: Είναι η άποψη της πλειοψηφίας. «Στην ώριμη μορφή της, η ιδέα της θεωρίας του κβαντικού πεδίου είναι ότι τα κβαντικά πεδία είναι τα βασικά συστατικά του σύμπαντος και τα σωματίδια είναι απλώς δέσμες ενέργειας και ορμής των πεδίων» γράφει ο Weinberg.

Η φύση προφανώς απεχθάνεται τον δυϊσμό. «Η κβαντική θεωρία πεδίου οδήγησε σε μια πιο ενοποιημένη άποψη της φύσης από την παλιά δυϊστική ερμηνεία όσον αφορά τόσο τα πεδία όσο και τα σωματίδια».

Αυτό που είναι περίεργο για την σιγουριά με την οποία εκφράζονται αυτές οι απόψεις είναι απλώς το γεγονός ότι έχουν αψηφήσει τις καλύτερες προσπάθειες των μαθηματικών να τις κατανοήσουν καλά. Ορισμένες δυσκολίες είναι πολύ μακροχρόνιες, τόσο που οι θεωρητικοί φυσικοί αισθάνονται ελεύθεροι να τις αγνοήσουν. Ένα θεώρημα που δημοσιεύτηκε από τον Rudolf Haag πριν από περισσότερα από εξήντα χρόνια και γενικεύτηκε αμέσως από τους AS Wightman και D. Hall, έδειξε ότι “στον βαθμό που, είτε ελεύθερα, είτε αλληλεπιδρώντα πεδία, περιπλανώνται στο διάστημα, δεν υπάρχει ένας χώρος στον οποίο μπορούν να επεκταθούν. Ανάμεσά τους πρέπει να γίνει επιλογή.” Κανείς δεν ξέρει πώς πρέπει να γίνει η επιλογή;

Οι μαθηματικοί έχουν προσπαθήσει να δημιουργήσουν κάτι σαν μια αξιωματική κβαντική θεωρία πεδίου από τα τέλη της δεκαετίας του 1940. Οι θεωρίες τους, όπου ήταν επιτυχείς, δεν ήταν ολοκληρωμένες και όπου ήταν ολοκληρωμένες, δεν είχαν επιτυχία. Οι μαθηματικοί δεν μπόρεσαν να συλλάβουν ξεκάθαρα την ιδέα του ίδιου του κβαντικού πεδίου. Η οντολογία της αξιωματικής κβαντικής θεωρίας πεδίου είναι πολύ διαφορετική. Περιλαμβάνει ένα αξιωματικά καθορισμένο δίχτυ ή μια συλλογή αφηρημένων αντικειμένων γνωστών ως άλγεβρες τελεστών κι αυτά περιέχουν τις απαραίτητες πληροφορίες σχετικά με τα παρατηρήσιμα στοιχεία μιας δεδομένης θεωρίας.

Οι λεπτομέρειες είναι ενδιαφέρουσες, αλλά όχι σχετικές. Η αξιωματική κβαντική θεωρία πεδίου και η κβαντική θεωρία πεδίου χωρίζονται στην ερμηνεία της πραγματικότητας.

«Τα κβαντικά θεμέλια είναι ακόμη άστατα, με επιβλαβείς επιπτώσεις στην επιστήμη και την κοινωνία». παρατηρεί ο Χόμπσον

Αυτό είναι μισό ψέμα. Η κβαντική φυσική δεν ενοχλεί κανέναν άνθρωπο. Αν μισό λάθος, τότε μισό αληθινό.

Κανείς δεν ξέρει γιατί οι μαθηματικοί δεν μπόρεσαν να λύσουν ούτε τα πιο απλά ερωτήματα σχετικά με την κβαντική θεωρία πεδίων: Τι αφορούν; Και με αυτό το ερώτημα, ένα άλλο, πιο επίμονο, και, μάλιστα, πιο θεμελιώδες. Γιατί οι μέθοδοι της κβαντικής θεωρίας πεδίου είναι τόσο εκπληκτικά επιτυχημένες;

Ερωτήσεις αυτού του είδους διακλαδίζονται μέσω της σωματιδιακής φυσικής. Τα πειράματα που σχεδιάστηκαν για να επιβεβαιώσουν την θεωρία της ηλεκτροασθενούς ενοποίησης ήταν δεσμευμένα σε μια κατάσταση πραγμάτων σε έναν επιταχυντή σωματιδίων. Αυτή η κατάσταση πραγμάτων με την σειρά της ερμηνεύτηκε ότι αντανακλά την ίδια κατάσταση πραγμάτων του πρώιμου σύμπαντος. Κάτι πολύ νέο στην ιστορία της φυσικής σκέψης εμπλέκεται. Είναι κάτι για το οποίο εξακολουθούν να λείπουν τα απολύτως κατάλληλα πρότυπα αξιολόγησης.

Ο κύριος στόχος των πειραμάτων που επιβεβαίωναν την ηλεκτροασθενή συμμετρία ήταν να ανακαλύψουν συνθήκες υπό τις οποίες αυτή η συμμετρία ήταν εμφανής και όχι λανθάνουσα. Το συμπέρασμα του πειράματος ήταν ότι αυτές οι συνθήκες, αν υπήρχαν στον επιταχυντή, υπήρχαν και στο πρώιμο σύμπαν. Εάν το πρώιμο σύμπαν είναι μη ανακτήσιμο, οι επιταχυντές σωματιδίων αντιπροσωπεύουν μια εξαιρετική ανωμαλία στις συνήθεις συνθήκες της ύλης. Στον κόσμο όπως τον βρίσκουμε, δεν υπάρχει τίποτα σαν την ηλεκτροαδύναμη συμμετρία. Αν αυτά τα πειράματα είναι εξιδανικεύσεις, τι είναι εξιδανικεύσεις;

Ποια είναι, λοιπόν, η σχέση μεταξύ αυτών των πειραμάτων και της ίδιας της εμπειρίας;

Υπάρχουν μόνο δύο πιθανές απαντήσεις. Είτε η σύνδεση είναι μεταφυσική, είτε δεν υπάρχει καθόλου.

Φυσικοί όπως ο Lawrence Krauss προσφέρουν μια μεταφυσική εξήγηση. «Οι ιδιότητες της ύλης και οι δυνάμεις που διέπουν την ύπαρξή μας, προέρχονται από την αλληλεπίδραση μεταξύ των πεδίων.»

Υπάρχει σε αυτό το απόσπασμα μια τριπλή συνεύρεση μεταξύ του πεδίου Higgs, των ιδιοτήτων της ύλης και των δυνάμεων που διέπουν την ύπαρξή μας. Το συμπέρασμα είναι ότι πρέπει να ακολουθεί ένα συμπέρασμα: Δεδομένου του SM, ακολουθούν οι ιδιότητες της ύλης και οι δυνάμεις που διέπουν την ύπαρξή μας.

Δεν υπάρχει, φυσικά, κανένας τρόπος για να δοκιμαστεί αυτό το συμπέρασμα πειραματικά. Ποιο πιθανό πείραμα θα μπορούσε να συντονίσει την ύλη σε μια εξαιρετικά ανώμαλη κατάσταση μέσα σε έναν επιταχυντή σωματιδίων και τα συνηθισμένα γεγονότα της ζωής;

Εάν κανένα πείραμα δεν μπορεί να κάνει ό,τι δεν μπορεί να γίνει, μένουν μόνο πρότυπα συνέπειας και συνοχής κι αφού κανείς δεν έχει αποδώσει ποτέ ένα σαφές νόημα στην συνοχή, μένει μόνο η συνέπεια.

Αλλά η συνέπεια είναι ένας ασθενής περιορισμός. Είναι αδύναμο, με την έννοια ότι οι συνεπείς θεωρίες δεν χρειάζεται να ικανοποιούνται σε ένα μόνο μοντέλο ή σύμπαν. Το συμπέρασμα που προκύπτει από αυτές τις παρατηρήσεις είναι αναπόφευκτο. Δεν υπάρχει τέτοιο πράγμα όπως ο κόσμος, ή το σύμπαν στο οποίο το SM δείχνει κατηγορηματικά. Και έτσι δεν μπορούν να υπάρξουν μεγάλα και γενικά συμπεράσματα για το τι αποκαλύπτει η μελέτη του κόσμου, του σύμπαντος ή της Φύσης για την ύπαρξη του Θεού.

Η κατάλληλη εικόνα για την φυσική του 20ου αιώνα είναι ο Πύργος της Βαβέλ του Bregel.

Ότι το πράγμα είναι ασυνάρτητο, το βλέπουν όλοι. Αυτό που σπάνια παρατηρείται είναι ότι παραμένει όρθιο.

Αυτό είναι το μεγάλο του επίτευγμα.

@David Berlinski / evolutionnews-org. / 2012