31 sierpnia 2010

Kosmoszaman

Polityka Nauka

Karol Jałochowski 20 czerwca 2010

Stephen Hawking: tropiciel osobliwości

Irytujący ekscentryk, ale i wybitny kosmolog, bulwersuje świat ostatnimi wypowiedziami na temat kosmitów i podróży w czasie.

Podróże w czasie uważano niegdyś za naukową herezję. Zwykłem unikać tego tematu, żeby nie uznano mnie za dziwaka. Ale dziś nie jestem już tak ostrożny. Dziś bardziej przypominam ludzi, którzy zbudowali Stonehenge. Mam obsesję na punkcie czasu. Gdybym miał wehikuł czasu, odwiedziłbym Marilyn Monroe w szczycie jej kariery i wpadł do Galileusza, kiedy kierował swój teleskop w stronę nieba. Być może wybrałbym się nawet na kraniec Wszechświata, żeby się dowiedzieć, jak kończy się ta cała kosmiczna historia” – to słowa Stephena Hawkinga sprzed paru zaledwie tygodni. W krótkim artykule przekonuje, że wprawdzie podróże w przeszłość nie są możliwe, ale w przyszłość – owszem. W następnym przestrzega przed inwazją obcych z kosmosu. Brytyjski fizyk znowu poruszył cały świat. No – może niecały. Dla fizyków to żadne nowiny. W zasadzie to w ogóle nie są nowiny. To cały – wielki i mały – Hawking.

Hawking początek

Urodził się w 1942 r., czyli 300 lat po śmierci Galileusza. Dla wielu symbolizuje niezłomność woli: będąc jeszcze studentem dowiedział się, że pozostały mu zaledwie 2 lata życia. Mimo iż jego ciało wkrótce odmówiło posłuszeństwa, przeżyje kilkadziesiąt lat, biorąc nadzwyczaj aktywny udział w życiu środowiska naukowego. Hawking to symbol potęgi rozumu, który – uwięziony w ziemskiej powłoce – sięgać będzie, gdzie żaden teleskop nie sięga. To także wcielona metafora intelektualnego zuchwalstwa: w swojej „Krótkiej historii czasu” wieszczył przecież rychłe poznanie teorii wszystkiego (czterech oddziaływań fizycznych), która zainicjować miała dyskusję nad porzuconymi przed laty przez filozofów pytaniami o to, dlaczego istnieje Wszechświat i dlaczego my istniejemy.

„Gdy znajdziemy na nie odpowiedzi, będzie to ostateczny triumf ludzkiej inteligencji, poznamy wtedy myśli Boga” – pisał, co podchwytywały media, kreując go na wzór cnót, samotnego geniusza równego Einsteinowi i Newtonowi.

Aby Hawking stał się „tym” Hawkingiem, potrzebna była kosmiczna wręcz koincydencja – pojawienie się kilku osób, które wierzyły w niego bardziej niż on sam. Mały Stephen obdarzony został bowiem nieprzeciętnymi zdolnościami analitycznymi i równie dobrą pamięcią, co oznaczało, że do 21 roku życia nie musiał w zasadzie fatygować się prowadzeniem zeszytów czy lekturą podręczników. Pierwsze etapy edukacji pokonuje więc Stephen głównie dzięki stanowczej postawie ojca, Franka, życzliwego ludziom ekscentryka, specjalisty w dziedzinie chorób tropikalnych. Być może to po nim właśnie syn odziedziczył pewną dezynwolturę, która okazała się cechą wielce przydatną w Oksfordzie, gdzie ciężka praca uważana jest za wyznacznik przeciętniactwa. Stygmatu tego Stephen unika, przepracowawszy w ciągu 3 lat studiów, jak obliczył, całe 1000 godzin, co dawało mniej więcej godzinę dziennie. „Hawking staczał się po równi pochyłej beztroski, odnajdując miałką satysfakcję w łatwych zwycięstwach” – pisali Michael White i John Gribbin w biografii „Stephen Hawking. A Life in Science”.

Nagły zwrot akcji nastąpił w 1963 r., tuż po podjęciu studiów doktoranckich w Cambridge, kiedy Hawking namawiany przez matkę zaniepokojoną niezbornością jego ruchów decyduje się wykonać badania, których wynik okazuje się miażdżący: stwardnienie zanikowe boczne, postępujący paraliż i dwa lata życia. Jak potem wspominał fizyk, reakcją była depresja, alkohol i duże dawki Wagnera. Fizyk Dennis Sciama widząc, co się dzieje z doktorantem, podsuwa mu nowe, wyginające umysł projekty do przemyśleń. Przede wszystkim zaś na horyzoncie zdarzeń pojawia się Jane Wilde, młoda studentka lingwistyki. „Chciałam znaleźć jakiś cel mojego istnienia i przypuszczam, że dostrzegłam go w idei opieki nad Stephenem. Ale przede wszystkim kochaliśmy się” – wspominała potem w dokumencie BBC „Master of The Universe”. I pomaga. Jest z nim przez kolejne 20 chudych lat. Rodzi i wychowuje trójkę dzieci.

W 1980 r., po objęciu katedry Lucasa – stanowiska, które niegdyś piastował Newton – Hawking przyznawał Dennisowi Overbye z magazynu „Omni”: „Myślę, że teraz jestem szczęśliwszy niż wtedy. Przed chorobą byłem bardzo znudzony życiem. Sporo piłem. To była raczej bezcelowa egzystencja”. Jane zmieniła wszystko – wespół ze Sciamą, którego rolę w fizyce brytyjskiej można porównać do roli Johna Wheelera w amerykańskiej, a obie chyba tylko do funkcji, którą pełnił Platon w akademii ateńskiej.

W połowie lat 60. Sciama skupia wokół siebie najlepiej chyba wówczas rokujących brytyjskich studentów astrofizyki – Hawkinga, Martina Reesa i Brandona Cartera. Cała grupa wspólnie dojeżdża do Londynu na spotkania z pewnym młodym, piekielnie wręcz uzdolnionym matematykiem badającym osobliwości czasoprzestrzeni – Rogerem Penrose’em. Penrose jako jeden z niewielu wówczas ludzi (a może jedyny) dogłębnie rozumiał ogólną teorię względności Einsteina. Hawking zaś myślał komplementarnie – szukając odbić równań w fizycznej rzeczywistości, intuicyjnie operując obrazami (co miało mu umożliwić pracę, kiedy nie mógł już sięgnąć po ołówek). Zaiskrzyło.

W ciągu kilku kolejnych lat Penrose i Hawking dowodzą, że czarne dziury – czyli masywne obiekty generujące tak niewyobrażalnie intensywną siłę grawitacji, że ulega jej nie tylko materia, ale nawet światło – nie są wynaturzeniem Wszechświata, a gatunkiem pospolitym. Penrose i Hawking czynią to wszystko na wiele lat przed przemawiającymi na korzyść ich teorii obserwacjami doświadczalnymi. Potwierdzają także przypuszczenia, że cały kosmos, a z nim czas, miał początek w wielkiej osobliwości (czyli w tym, co przypuszczalnie tkwi w sercu każdej czarnej dziury) – w Wielkim Wybuchu. Co zaczęło się jako ezoteryczne analizy matematyczne, miało się okazać największym wkładem w najbardziej ekscytujący temat naukowy dekady. „Pierwszy raz w życiu zacząłem pracować naprawdę ciężko i, ku mojemu zaskoczeniu, całkiem mi się to spodobało” – po latach mówił Hawking White’owi i Gribbinowi.

Hawking supergwiazda

Brian Greene z Oksfordu pisze w „Strukturze kosmosu”, że dziś kosmologia jest dla fizyków teoretycznych tym, czym Nowy Jork był dla Franka Sinatry, czyli idealnym miejscem do sprawdzania możliwości.

Nadeszły lata 70. Mimo postępów choroby, która zmusiła Hawkinga do korzystania z kuli, a potem wózka, fizyk proponuje kolejne teorie – tym razem znacznie bardziej dyskusyjne niż poprzednie. W 1973 r. Jacob Bekenstein, młody fizyk z Princeton University, sugeruje, że czarne dziury mają dobrze zdefiniowaną entropię (miarę nieuporządkowania układu). To zdawało się nie przystawać do opisu zjawisk tak egzotycznych jak osobliwości czasoprzestrzeni (co Overbye porównał do odkrycia pod maską Ferrari silnika parowego ze starej lokomotywy). Hawking określa wynik Bekensteina mianem absurdalnego, co, zważywszy na wysoką pozycję pierwszego, wpędza drugiego w niejakie zakłopotanie i stawia pod znakiem zapytania dalszy przebieg kariery naukowej. Szczęśliwie Hawking zmienia zdanie i wspólnie z Amerykaninem (do czego potem zdarzało mu się przyznawać z niejakim oporem) stwierdza wkrótce, że czarna dziura wcale nie musi być czarna – że emituje promieniowanie, którego intensywność zależy od jej rozmiarów.

Nowa teoria wzbudza wielkie kontrowersje (nic dziwnego: początkowo sam jej autor nie dowierza własnym rachunkom, dopiero Rees uświadomił mu wagę odkrycia). Hawking twierdzi bowiem, że we wnętrzu czarnych dziur bezpowrotnie ginie nie tylko materia, ale informacja na jej temat, co, mówiąc krótko, oznacza, że w prawa fizyki wkrada się element chaosu. Hawking sugeruje nie wprost, że natura uprawia kreatywną księgowość i nie można jej ufać. Do pomyłki fizyk przyzna się dopiero po 30 latach, odgrywając rodzaj szczegółowo relacjonowanego przez media spektaklu.

Z mieszaną reakcją spotyka się także opracowana z Jimem Hartlem z University of California próba rozprawienia się z kłopotliwym pytaniem o początek czasu. Opierając się na pracach Richarda Feynmana i używając pojęcia tzw. czasu urojonego, Hartle i Hawking dowodzą m.in., że z czasem w chwili Wielkiego Wybuchu jest tak jak z pojęciem geograficznej północy na biegunie północnym. Traci sens. Większość fizyków sądzi jednak, że jest to teoria czysto spekulatywna.

Autorytet, którym w latach 80. cieszy się Hawking, podbudowany niezliczonymi nagrodami i nieprawdopodobnym wręcz sukcesem jego pierwszej książki popularnonaukowej oraz skłonnością do występowania w roli wyroczni, sprawia, że kosmolog sam staje supergwiazdą. Szczególnie po 1985 r., kiedy po zabiegu tracheotomii zaczyna się komunikować za pomocą syntetycznego głosu, który brzmi tak, jakby należał do przedstawiciela górującej intelektem rasy cyborgów. Ludzie to kochają. Michael Schermer napisze w miesięczniku „Scientific American”, że Hawking stał się szamanem nauki, twórcą nowych mitów. Zaczął zadawać publicznie pytania, które do tej pory były domeną Kościoła i religii. „Jesteśmy tak mało znaczącymi stworzeniami na niczym niewyróżniającej się planecie, krążącej wokół przeciętnej gwiazdy na zewnętrznych rubieżach jednej ze 100 tysięcy milionów galaktyk. Trudno więc wierzyć w Boga, który troszczyłby się o nas lub choćby zauważał nasze istnienie” – wyjaśnia na antenie BBC, trafiając w odczucia milionów widzów, słuchaczy i czytelników. Ale nie wszystkich.

Ostentacyjny ateizm coraz bardziej doskwiera Jane, pierwszej żonie, osobie głęboko wierzącej. Nie jest to jedyny powód jej zmartwień. Z coraz większym trudem odnajduje się w roli woła roboczego, podczas gdy na oficjalnych spotkaniach mąż często nawet nie przedstawia jej rozmówcom – wyzna w 1989 r. na łamach „Guardiana”.

Związek zaczyna się rozpadać pod koniec lat 80., kiedy pozycja zawodowa i materialna Hawkinga po raz pierwszy gwarantuje bezpieczeństwo finansowe rodzinie, a jemu – stałą opiekę pielęgniarek. Hawking natomiast – istne zwierzę towarzyskie, jak donoszą przyjaciele, i uczestnik niemal każdej ważniejszej konferencji kosmologicznej na świecie – coraz rzadziej bywa w domu. W 1991 r. małżeństwo dobiega końca (drugie, z pielęgniarką Elaine Mason, potrwa od 1995 do 2006 r.). Jane nie była jedynym krytykiem Hawkinga. Sceptycznie nastawieni koledzy (którzy, niestety, nie podają swoich nazwisk) twierdzą, że zajmował się tym samym co inni, tyle że skupiał więcej uwagi. Niemniej jednak Alex Vilenkin z Tufts University pisał w „Many Worlds in One”, że nawet jeśli Hawking zapominał wspomnieć autora omawianej przez niego teorii (przypadek Vilenkina), to sam jego udział w dyskusji dobrze wpływał na jej notowania.

Gorzej, gdy Hawking wchodził w kolizję z mniej uznanym fizykiem, jak wtedy, gdy w „Krótkiej historii czasu” rzucił na Paula Steinhardta z Princeton cień podejrzenia o sugerowanie się wynikami badań Andreia Linde ze Stanfordu i mimo usilnych, popartych dowodami próśb Steinharda nie zmienił dotyczącego go fragmentu w kolejnych wydaniach książki. Kosmolog dopiekł też szacownemu Peterowi Higgsowi, zakładając się o 100 dol., że nazwana od jego nazwiska cząstka elementarna, której poszukiwać ma zbudowany pod Genewą wielki zderzacz hadronów, nie istnieje. W tym wszakże przypadku mógł to być typowy dla Hawkinga żart. Naukowiec zakładał się często i prawie zawsze przegrywał, prowokując przy okazji kolegów do weryfikowania przyjmowanych machinalnie założeń.

Hawking jesień

W wydanym w 2001 r. „Wszechświecie w skorupce orzecha” Hawking przyznaje w charakterystyczny, zaprzeczający samemu sobie, sposób: „Wykonaliśmy ogromny krok naprzód, ale wciąż jesteśmy w drodze i nie widzimy ostatecznego celu”. Na próżno szukać u późnego Hawkinga śmiałych deklaracji młodego Stephena. Dojrzały fizyk pyta: „Czy Wszechświat jest nieskończony, czy tylko bardzo duży? Czy jest wieczny, czy tylko istnieje bardzo długo? W jaki sposób skończony umysł mógłby pojąć nieskończony Wszechświat? Czy takie pytania nie świadczą o naszej pysze?”.

Niedawne wypowiedzi prawie 70-letniego dziś Hawkinga (o podróżach w czasie i kosmitach) stanowią element promocji „Stephen Hawking’s Universe”, nowego serialu popularnonaukowego, któremu patronuje. Próżno szukać w nich pożywki dla naukowych spekulacji.

Kto w takim razie będzie teraz zadawał pytania podobne do tych, jakimi drażnił Hawking, kiedy był młodszy? Rees, Smolin, Green, Susskind, Frank Wilczek, John Barrow czy mistrz teorii strun Ed Witten piszą świetne książki na podobne tematy. Tylko kto będzie zadawał pytania tak, by świat je usłyszał?