Fizyk: nauka jest sztuką, a badacze - artystami

Piękno może być jednym z kryteriów prawdziwości w nauce - powiedział PAP fizyk prof. Grzegorz Wrochna. Badacz zdradza historie eksperymentów, które można nazwać dziełami sztuki, a także opowiada o tym, jak trudne do przyjęcia bywają "brzydkie" teorie.

"Teorie, które tworzą fizycy czy matematycy, to niejednokrotnie dzieła sztuki. Dzieła te można podziwiać, bywają jednocześnie bogate w treści i proste w formie" - powiedział PAP fizyk cząstek, prof. Grzegorz Wrochna, dyrektor Narodowego Centrum Badań Jądrowych w Świerku (NCBJ). "To, że Einstein był artystą, a teoria, którą stworzył była dziełem sztuki - wszyscy wiemy. Mniej wiemy o dziełach sztuki tworzonych przez innych naukowców" - podkreślił.

Wyjaśnił, że jednym z elementów, które łączą naukę ze sztuką jest piękno. "Jest ono jednym z podstawowych kryteriów prawdziwości w nauce. Jeśli naukowiec ma pomysły na kilka wersji teorii i zastanawia się, która z nich ma największe szanse, by opisywać świat, wybierze najpiękniejszą" - zaznaczył Wrochna i przyznaje, że rzeczywiście - doświadczenie uczy, iż teorie, które się sprawdzają, są piękne.

Taką piękną, teorią jest - zdaniem Wrochny - Model Standardowy. Teoria ta wyjaśnia zjawiska zachodzące na poziomie cząstek elementarnych. Powstała dzięki zaobserwowaniu różnych symetrii w świecie cząstek. Symetria złamana jest tu jednak przez mechanizm Higgsa, który nadaje cząstkom masę. "W nauce, podobnie jak i w sztuce - symetria jest piękna, ale jej lekkie złamanie, może być czymś intrygującym, co nadaje pięknu nowy wyraz" - wyjaśnił profesor.

Zaznaczył, że kiedy jednak bliżej przyjrzymy się Modelowi Standardowemu, dostrzeżemy także jego "brzydkie" cechy. "Teoria nie potrafi przewidzieć sama z siebie mas cząstek i w sumie prawie 20 parametrów musimy do niej +włożyć rękami+. Od prawdziwie pięknej teorii oczekiwalibyśmy, że wartości tych parametrów wynikną z samej jej struktury. Dlatego większość fizyków jest przekonana, że za Modelem Standardowym kryje się bardziej ogólna, bardziej symetryczna i jeszcze piękniejsza teoria" - opowiada fizyk.

Jednak - zdaniem Wrochny - dziełem sztuki może być nie tylko teoria, równanie, ale również eksperyment. Za swojego ulubionego artystę-eksperymentatora rozmówca PAP uznaje prof. Raymonda Davisa, laureata Nagrody Nobla z fizyki z 2002 r. Davis badał neutrina - cząstki, które powstają m.in. we wnętrzu Słońca i przelatują przez Ziemię niemal niezauważone. Jednak jedno na wiele miliardów neutrin może oddziałać z materią na Ziemi. Davis wymyślił eksperyment, w którym przyłapał neutrina na gorącym uczynku. Nobliście w 600 tonach chloru udało się odnaleźć 17 atomów argonu, powstałych w reakcji neutrin słonecznych z atomami chloru. "Czyż to nie prawdziwa wirtuozeria?" - pyta rozmówca PAP.

Wyjaśnił, że był to pierwszy dowód eksperymentalny na to, że we wnętrzu Słońca naprawdę zachodzą reakcje jądrowe. "Energia grawitacyjna zgromadzona w Słońcu jest tak olbrzymia, że nawet gdyby w nim nagle ustały reakcje termojądrowe, to jeszcze przez parę tysięcy lat nie zauważylibyśmy tego" - powiedział fizyk i zaznaczył, że gwiazda świeciłaby wtedy samą energią grawitacyjną swoich zapadających się warstw.

"Davis złapał jednak 17 świadków reakcji termojądrowych - neutrina, które weszły w oddziaływanie z chlorem" - mówił dyrektor NCBJ. Przy okazji tego doświadczenia zaobserwowano, że przyłapanych neutrin było ponad dwa razy mniej niż powinno. Doprowadziło to do odkrycia nowego zjawiska - oscylacji neutrin - polegającego na przemianie jednego rodzaju neutrina w inne.

Naukowiec przyznał, że nauka nie zawsze polega na tworzeniu pięknych teorii czy wirtuozerskich eksperymentów. Czasem polega też na znajdowaniu zastosowań dla badań naukowych. "Ale przecież i wśród artystów są tacy, którzy zajmują się sztuką użytkową. W języku angielskim mamy nawet zbieżność terminów: +applied research+ i +applied art+. Wśród badaczy, którzy wynajdują tranzystor albo zajmują się praktycznymi zastosowaniami grafenu, także znajdziemy prawdziwych artystów" - zakończył badacz.

Ludwika Tomala (PAP)