László Ervin Kozmikus kapcsolatok

mindig, amikor a kutatók ismétlődő eltérésekkel és ellentmondásokkal találkoznak, nehezen adják
fel megalapozott elméleteiket. Már annyi kivétel és kiegészítés társul a fő elméletekhez, hogy ezek
lassan elhomályosulnak, és végül senki sem tudja pontosan, mit jelentenek valójában. Szélsőséges
esetben a belőlük levonható következtetések már sokkal bonyolultabbak, mint amit a józan ész és a
türelem elvisel.
Éppen ez történt, amikor a geocentrikus világ elméletét felváltotta a heliocentrikus elmélet. Hosszú
időn át uralkodott az a nézet, amely szerint a Nap és a bolygók tökéletes körpályán keringenek a
Föld körül olyan módon, hogy forgó kristálygömbökön függnek. De ez később csak úgy
maradhatott összhangban a megfigyelésekkel, ha feltételezték, hogy a gömbökön belül újabb
gömbök és a körökön belül újabb körök helyezkednek el. Végül aztán ezeknek az ,,epiciklusok"—nak
a száma annyira megnőtt, kiszámításuk annyira bonyolulttá vált, hogy hitelét vesztette az
alapelképzelés. Kopernikusz — aki erősen hitte, hogy a természet szereti az egyszerűséget — ekkor
előállt a heliocentrikus elmélettel, és ezt az egyszerübb, bár forradalmi elképzelést számos
csillagász elfogadta. Einstein forradalmi gondolata a századforduló körül hasonló tényezőkből
eredt a fizikai jelenségek Newton klasszikus mechanikája szerinti értelmezése olyan bonyolulttá
vált, hogy az Einstein egyenletei által bevezetett rendet és egyszerűséget — bár elképeszn'inek tűnt — a
fizikusok nagy megkönnyebbüléssel üdvözölték.
Hasonló folyamat zajlik napjainkban számos tudományágban. Egyetlen elmélet sem ússza meg
cáfolat nélkül: láttuk már, hogy a század folyamán még a kvantumfizikában és a kozmológiában is
eltérésekbe ütköztek a kutatók. Ennek eredményeként a fizikusok új nemzedéke lázasan keres új
megközelítéseket és új fogalmakat. Sokasodnak a szabálytalanságok a biológiában is, ami egyre
nagyobb nyomással nehezedik nemcsak a klasszikus darwini elméletre, hanem ennek neodanvinista
változataira is. A tudat birodalmát persze sohasem értette meg tökéletesen a tudomány, de időnként
akadtak kutatók, akik úgy vélték, hogy az alapvető fogalmak tökéletes megértése felé haladnak.
Ezek az illúziók mára már szertefoszlottak: olyan ellentmondások, felfedezések láttak napvilágot az
emberi értelem és tapasztalat terén, amelyeket nem lehet többé figyelmen kívül hagyni pusztán
azzal az indokolással, hogy ezek csak képzelgések, és nem tartoznak a tudomány vizsgálódási
körébe.
Napjainkra szétzilálódott az a magabiztosság, hogy már felfedeztük a természet világának alapveő
vonásait; a 19. század végének önelégültsége korunkban szinte teljesen elünt. Mind több társaság
és szövetség alakul a tudományos megfigyelésekben előforduló rendellenességek vizsgálatára, és
ezek a tudomány építményének széleiről lassan a középpont felé haladnak. A tudomány forradalmi
változások küszöbén áll.
A most kezdődő tudományos forradalom gyorsabban zajlik le, mint a kopernikuszi forradalom, és
szélesebb lesz, mint amit Einstein indított el. Az jellemzi, hogy igen sokoldalú tényeket olvaszt
össze egy erősen egységesített, egyszerű — még ha elvontnak is látszó — elméletben. A tudományban
ugyanis nem úgy old meg valaki egy rejtélyt és válaszol egy kérdésre, hogy egyszerüen új
feltételeket fércei össze egy már elfogadott fogalomhoz. Ehelyett a kritikus pontnál, ahol a
szabálytalanságok már annyira felgyülemlenek, hogy a tudományos közösség nem t'irheti tovább
őket, ugrás történik egy új, alapvető feltétel —egy új alapminta felé. Egy ilyen mintaeltolódás
mélyebb (vagy mondhatjuk így: magasabb) szinten foglalja egységes elméleti keretbe az adott
területen elért megállapításokat.
Ahogyan a Newton és Kopernikusz által kidolgozott elméleti keret megnyitotta az utat az éggömb
és a földgömb egységes szemlélete előtt, és ahogy a 20. század nem egyensúlyi
termodinamikájának alapvető fogalmai utat törtek a fizikai és a fizikai—kémiai rendszereknek a
biológiai, sőt a pszichológiai és a szociológiai rendszerekkel való egyesítése felé, ugyanígy a
jelenkori forradalom az elméletalkotás új szintjére lép. Olyan értelmezést keres, amely egységesebb
és teljesebb, mint amire a klasszikus tudományágak töredékes megközelítései és fogalmai épülnek.
A tudomány története folyamán a jelentős haladás mindig együtt járt azzal, hogy a kutatók
mélyebben és szélesebb körben nyertek betekintést a természet tapasztalati valóságába. Ez jellemző
Galilei, Newton, Kopernikusz és Kepler felfedezéseire éppúgy, mint Einstein, Bohr, Jung, Guth,
Hawking és Pribram elméleteire. Az előttünk álló forradalom folytatja a múltból eredő
kezdeményezéseketr elmélyíti és kiszélesíti a tudományos kutatás alapjait.
Az elmúlt évszázadok folyamán a tudományos kutatás következetesen mind mélyebbre hatolt.
Először Démokritosz láthatatlan ,,atomját" fedezte fel újból Dalton és Lavoisier a légnem'i anyag
alapvető alkotórészeként. Amikor aztán Dalton atomjáról kiderült, hogy hasítható, az alapokat
egészen Rutherford atomjáig mélyítették: eszerint az atom még parányibb atommagból és körülötte
keringő elektronokból áll. A kutatók még mélyebbre hatoltak ebben a században a Planck—féle
állandóval, majd a kvarkok, ,,húrok" és a több mint kétszáz elemi részecske felfedezésével: ezekre
mind a nagy energiájú kísérletekben derült fény. És az a mező, amelybe ezek az egyre kisebb és
elvontabb létezők be vannak ágyazva — az úgynevezett ,,nullaponti mező", amelyről később még szó
lesz —, a klasszikus mechanika közömbös euklideszi teréből lassanként átváltozott egy örvénylő,
rejtett energiával töltött kvantumvákummá.
És innen hogyan további7 Az új tudományos forradalom még korai szakaszában van; egy teljes és
hibátlan elméleti keret ma még csak reményteli óhaj. lsmen'ink azonban olyan jelzéseket, amelyek
szerint ennek az óhajnak vannak reális kilátásai. Ezeket a jelzéseket vesszük most sorra.
Egységesíte's a fizikában

Az előttünk álló szemléletváltozásnak az a legbiztosabb jele, hogy a különböző
tudományágakban erőteljes kutatás folyik egy egységesebb elmélet irányában. Ez az elmélet sokféle
jelzőt kapott már: rendszeres, holisztikus, integrált vagy egyszerűen általános. Sok kutató jobban
szereti az egyesített jelzőt. Az új fizika legkevésbé vitatott területéhez tartoznak a ,,nagy egyesített
elméletek" (GUT: grand unified theories). .
Az egységesítésnek — bár nem a ,,nagy egyesítésnek" —közismert a célja a fizikai tudományok
történetében. Minden nagyobb elmélet egységesítette a tudományos közvélemény által ismert
tényeket. Ez történt a Galilei által felvázolt mechanikában és a Newton által egyetemessé formált
Galilei—féle elmélet esetében; de ez történt Maxwell elektrodinamikájával és Boltzmann
termodinamikájával is. Századunk elején Einstein indította el azt a dönő áttörést, amely a 19.
századi fizika zavarossá vált világképét egységesítette. Ez volt a speciális relativitáselmélet érdeme,
mert a klasszikus fizika által felvetett kérdéseket következetesen és elegánsan oldotta meg, de még
inkább az általános relativitáselméleté, amelyben átfogóan és váratlanul találkozott a geometria és a
mechanika. Tér és anyag a geometria, illetve mechanika segítségével új és szerves egységre lépett.
A gravitáció korábbi mechanikus erőhatása a geometria egyik elemévé vált: ettől kezdve a tér
görbületének tekintették. A tér geometriáját viszont az anyag eloszlásának tulajdonították. Bár
továbbra is hasznos dolog volt a térre és az anyagra úgy gondolni, mint különálló valóságokra, a
fizikusok lassan rájöttek, hogy ezek elválaszthatatlan, egységes egészet alkotnak.
Minthogy Einstein nem volt megelégedve a geometria és a mechanika egységesítésével, újabb
lépésen töprengett, amellyel az anyag valamennyi ismert részecskéjét összekapcsolhatná a téridő
összes ismert erőivel egy egységesített mezőelmélet időtlen mátrixán belül. A nagy tudós azonban a
négy kölcsönhatás (egyetemes erő) közül csak kettőt vett számításba — a gravitációt és az
elektromágnességet —, így tehát figyelmen kívül hagyta az elemi részecskék gyenge és erős
kölcsönhatását. Hogy végül kudarcot vallott, inkább a természet egyetemes erőire vonatkozó téves
feltételezésén, nem pedig a vállalkozás megvalósít—hatatlanságán múlott. Amikor a mai fizikusok
nagy egyesített elméleteket állítanak fel, már figyelembe veszik mind a négy egyetemes er'it
azoknak a részecskéknek a sokaságával együtt, amelyek létezésére csak századunk második felében
derült fény.
A nagy egységes elméletek fogalmi keretet kínálnak ahhoz, hogy a fizikusok egyesíthessék a
legújabb kísérletek során megismert részecskéket azokkal az erőkkel, amelyek ezeknek a
részecskéknek a kölcsönhatásait szabályozzák. Az egységesítés mind szükségesebbé válik, mert az
elemi részecskék hihetetlenül ,,elszaporodtak", és kiderült, hogy már mindennek nevezheők, csak
,,elemi"—nek nem.
A RÉSZECSKÉK EGYSÉGESíTÉSE — Az l920—as években csupán három elemi részecske volt
ismert: a foton, az elektron és a proton. Ekkor Ernest Rutherford angol fizikus vetette fel azt a
gondolatot, hogy az atommagban jelen kell lennie egy további részecskének is — a neutronnak.