Pitanje hoće li teorijska fizika ikada dosegnuti svoj krajnji cilj — potpuni skup zakona koji objašnjava sve fizičke pojave u svemiru — izaziva burne rasprave među znanstvenicima, filozofima pa čak i među laicima koje fascinira ideja o “teoriji svega”. Neki smatraju da bi taj trenutak mogao doći već do kraja ovog stoljeća, dok drugi upozoravaju da bi takvo razmišljanje moglo biti previše optimistično. Historija nauke nas, naime, uči da smo se mnogo puta zanosili mišlju da smo nadomak konačnog odgovora, a onda bi novo otkriće potpuno promijenilo igru.
Kada smo mislili da znamo sve
Na prijelazu iz 19. u 20. stoljeće mnogi su vjerovali da je fizika završena priča. Smatralo se da je dovoljno poznavati zakone mehanike i elektromagnetizma te izračunati nekoliko koeficijenata elastičnosti i vodljivosti. Svijet je izgledao kao stroj čije ponašanje možemo predvidjeti do najsitnijeg detalja.
Međutim, pojavom kvantne mehanike i otkrićem atoma ta je iluzija nestala. Još zanimljivije, krajem 1920-ih jedan od velikana kvantne teorije, Max Born, govorio je kako će “cijela fizika biti završena u nekoliko mjeseci”. Nekoliko mjeseci se, naravno, pretvorilo u više od stoljeća, a mi smo i dalje daleko od potpune slike svemira.
Kad jedno rješenje stvori deset novih pitanja
Jednadžba Paula Diraca, koja je revolucionarno objasnila ponašanje elektrona i uvela koncept antimaterije, ubrzo je pokazala svoje granice. Proton i neutron nisu se uklapali u tu sliku, a njihova unutrašnja struktura otkrila je postojanje kvarkova — još dubljih gradivnih čestica. Svaki “konačni odgovor” otvarao je nova pitanja, gotovo kao da svemir skriva sloj po sloj svojih tajni i uvijek nas tjera da kopamo dublje.
Fizičari danas postižu nevjerojatne rezultate, od predviđanja ponašanja subatomskih čestica do proučavanja crnih rupa. Ipak, i da dođemo do “teorije svega”, to ne bi značilo da možemo opisati sve složene sisteme. Primjerice, jednadžbe koje savršeno objašnjavaju elektron mogu se tačno riješiti samo u jednostavnim slučajevima, poput vodikovog atoma. Za složenije atome, molekule ili biološke sisteme koristimo aproksimacije, a kada je riječ o trilijunima čestica, poput ljudskog tijela, jedino nam preostaju statistički pristupi.
Što bi značila potpuna teorija fizike?
Kada znanstvenici govore o “potpunoj teoriji”, najčešće misle na dva elementa:
-
Osnovne zakone — matematički izražene jednadžbama koje upravljaju ponašanjem čestica i sila.
-
Početne i granične uvjete — specifične parametre koji određuju u kakvom se stanju svemir nalazi u određenom trenutku.
Zanimljivo je da mnogi fizičari smatraju da su zakoni temelj, dok su uvjeti više domena filozofije ili religije. Ipak, početni uvjeti nisu proizvoljni. Kada bi masa protona bila samo malo drugačija ili gravitacija slabija, svemir ne bi mogao stvoriti zvijezde ni planete. Drugim riječima, život kakav poznajemo ne bi postojao.
Ovdje na scenu stupa antropsko načelo: svemir ima upravo takve parametre jer u suprotnom ne bismo bili ovdje da ih posmatramo. Prema nekim interpretacijama, postoji beskonačno mnogo svemira s različitim zakonima, a mi smo završili u onom koji podržava život. To je zanimljivo objašnjenje, ali više nalikuje filozofiji nego fizici.
Nerazjašnjene misterije
I pored ogromnog napretka, mnoga pitanja ostaju bez odgovora:
-
Zašto svemir na velikim razmjerama izgleda tako homogeno, iako je u manjem mjerilu pun galaksija, klastera i praznina?
-
Šta su zapravo tamna materija i tamna energija, koje čine više od 95% svemira, a mi ih još nismo direktno otkrili?
-
Je li naš svemir jedini, ili je dio “multiverzuma”?
-
Možemo li ikada pomiriti kvantnu mehaniku s općom teorijom relativnosti u jednu dosljednu teoriju gravitacije?
Odgovori na ova pitanja mogli bi nam pokazati da “kraj fizike” nije ni blizu, nego da se pred nama otvara potpuno novo poglavlje.
Jedna mala anegdota
Jedan poznati profesor fizike ispričao je studentima kako ga je na predavanju jedan mladić upitao: “Profesore, kad završimo s teorijskom fizikom, što ćemo onda istraživati?” Profesor se nasmijao i rekao: “Sine, teorijska fizika je kao luk – svaki put kad oguliš jedan sloj, iza njega se pojavi novi, i još ti suze oči dok guliš.” Studenti su se smijali, ali pouka je bila jasna – kraj istraživanja ne postoji, jer svemir uvijek ima spremno novo iznenađenje.
Zaključak
Kraj teorijske fizike, barem u smislu da smo sve objasnili i više nema misterija, vjerovatno nije blizu. Čak i ako pronađemo jedinstvenu teoriju, ona će otvoriti nova pitanja i možda nas uputiti na još dublje razine stvarnosti. Put prema razumijevanju svemira jedna je od najvećih avantura čovječanstva – intelektualna potraga koja istovremeno hrani našu radoznalost, ali i podsjeća na vlastitu ograničenost.
Možda je baš ta kombinacija – beskrajna potraga i spoznaja da nikad nećemo sve znati – ono što fiziku čini tako fascinantnom.
