Olvastam és ismertettem egyszer már könyvet elméleti fizikáról, konkrétan a húrelméletről, talán azért is ajánlotta az Amazon Sabine Hossenfelder Lost in Math (Elveszve a matekban; New York, Basic Books, 2018) című könyvét. Nem gondoltam, hogy sokat fogok érteni belőle, de vannak kihívások, amik elől nem ugrik el az ember. És Hossenfelder amúgy nagyon jól ír, a könyv koncepciója pedig kifejezetten olvasóbarát. Szerzőnk részecskefizikus, akit egyre jobban nyomaszt, hogy tudományterülete mennyire elszakad a valóságtól (erről majd később), ezért aztán fogja magát, körbeutazza a világot, hogy elbeszélgessen az elméleti fizika kortárs nagyágyúival. Ezekből az interjúkból és a szerző hozzájuk fűzött kommentárjaiból áll össze a könyv, amit kifejezetten szórakoztatóan fűszereznek az interjúalanyok és a környezet leírásai. Mert ahogy Hossenfelder jó adag öniróniával megjegyzi, a fizikusok is emberek – ő alapvetően a tévedéseikre, illetve a tévedéseikhez való ragaszkodásra céloz –, akik hol kioktatnak, hol hízelegnek, saját könyvükből idézve pöffeszkednek vagy éppen két szörfözés között grilleznek. De miért is lenne válságban az elméleti fizika, ha naponta olvashatunk újabb elméletekről a húrelmélet, a szuperszimmetria vagy a multiverzum témakörében?
Talán leírni is felesleges, de a természettudományok alapja az elmélet és a kísérletek (vagy megfigyelések) kölcsönhatása. A tapasztalt jelenségeket próbálják leírni az elméletek, évszázadok óta a matematika formalizált nyelvén, amik aztán jóslatokat tesznek más jelenségekre. Ha ezeket a kísérletek visszaigazolják, akkor az elmélet leírja a valóságot és további jóslatokat várunk tőle. Ha nem igazolják vissza, akkor módosítani kell az elméletet, vagy paradigmaváltással új elméletet kell alkotni. És éppen ez az alapprobléma manapság a részecskefizikában. Hogy nincsenek kísérleti eredmények. Az elméletek – amiket szerény fizikai ismereteimből kifolyólag meg sem próbálok ismertetni, amikor Hossenfelder mindenféle egyenlet nélkül elmagyarázza őket, érteni vélem, de visszaadásukra nem vállalkozom – ugyanis egy ideje nem rukkoltak elő olyan jóslatokkal, amiket kísérletek igazoltak volna. Az utolsó nagy felfedezés a Higgs bozon megtalálása volt. Miután a 20. század közepén megjósolták létezését, ötven év múlva a CERN nagy hadron ütköztetője kimutatta: egyes számítások szerint kb. három milliárd dollár elköltése után. Azóta azonban a hadron ütköztető nem talált meg egyetlen olyan részecskét sem, amit az elméletek feltételeznek.
Természetesen lehet várni a következő, nagyobb energiájú kísérleti körökre, sőt Kína esetleg épít majd egy még nagyobb ütköztetőt (100 km hosszú lesz). De ezekre a legjobb esetben is évtizedeket kell várni. Addig a fizikusok módosítják az elméleteket, olyan részecskéket jósolnak meg, amiket a jelenlegi technikával még nem lehet látni. És éppen ez a gond. Ha a kísérletek nem döntik el egy elméletről, hogy leírja-e a valóságot vagy sem, akkor honnan tudják a fizikusok, hogy milyen irányban dolgozzanak tovább? Egy ideje az elméleteket éppen ezért nem a kísérleti alátámasztottságuk alapján értékelik – hiszen ilyennel egyik sem dicsekedhet –, hanem matematikai szempontok szerint. Ezek lennének a természetesség és a szimmetria, amiket összefoglalóan maguk a fizikusok is szépségnek vagy eleganciának neveznek. Rögtön hozzáteszik persze, hogy nem a szavak hétköznapi értelmében, de éppen ez gyanús Hossenfeldernek. Hogy ezeknek a kifejezéseknek mégsincs közük a természethez, a valósághoz, hanem csupán matematikai leírásai az emberi elme vágyainak. Egy egyszerű, logikus, rendezett világegyetem utáni vágynak. Ez a vágy azonban rossz tanácsadó is lehet. Kepler elméletét a kortárs csillagászok nem azért utálták, mert nem felelt meg a megfigyeléseknek, hanem, mert csúnya volt. A tökéletes körpályához képest az ellipszis ugyanis ronda.
Hossenfelder nem alkot alternatív elméletet a világ leírására, ezt az eléggé rosszmájú szaktárs recenzensei rendre szóvá is teszik. De nem is ígér ilyet, csupán arra hívja fel a figyelmet, hogy az elméleti fizika bekötött szemmel rohan a zsákutcába. Ennek oka pedig nem egyszerűen a kísérletek drágasága. Abból csak az következne, hogy nem tudunk továbblépni. Hanem a tudomány szociológiai szerkezete. Egyre több a fizikus, mert – micsoda paradoxon – a fizika olcsó tudomány lett. Ha nincs kísérlet, tényleg csak egy karosszék kell, ahol elméleteket lehet gyártani. A tudományos intézeteknek azonban eredményeket kell felmutatni, azaz egyre több tanulmány születik. A finanszírozás rohanó korunkban egyre rövidebb távú, és kötelezően eredményorientált. Mitől eredményes egy tanulmány, ami jelenleg kísérletileg igazolhatatlan? Ha sokan idézik. Mit csinál tehát a sok fizikus? Bőszen idézi egymást, ezzel még inkább egy-egy irányba terelve az elméleti kutatást. Tökéletes módszer a zsákutcára, ahol mindenki bátorítóan veregeti egymás vállát, hogy ha ennyien és ilyen régóta mondjuk ugyanazt, akkor biztos igazunk van. Picit vagyok csak rosszindulatú, hogy a fizika teológiája címet adtam ismertetőmnek . Mert mit gondoljunk olyan tudományról, ami magát a világ alapvető magyarázatának szentelte, de amelyik egy ideje önnön kinyilatkoztatásaira épít egyre magasabbra nyúló, egyre cizelláltabb, az egyszerű halandókat lenyűgöző, de szépségét csak egyre speciálisabb szaktudással értelmezni engedő katedrálist magának?
P. S.: Amúgy jubileum van, ez a kétszázötvenedik könyvismertetőm. Folytassam?
