Laiks abos virzienos

Līdzīgi tam, kā pirms pāris gadsimtiem tika aizsākts darbs pie visu dzīvo būtņu zinātniskas klasifikācijas, viens no 21. gadsimta elementārdaļiņu fizikas uzdevumiem ir atklāt, aprakstīt un klasificēt visas elementārdaļiņas, kas ir fiziskās realitātes pamatā. Pēc Frīmana Daisona domām, šo Darvina cienīgo uzdevumu, vienlaikus padarot elementārdaļiņu pasauli saprotamu vienkāršam izglītotam lasītājam, savā 2008. gadā izdotajā grāmatā “Esības vieglums. Masa, ēteris un spēku unificēšana” (The Lightness of Being. Mass, Ether, and the Unification of Forces) tiecas īstenot Frenks Vilčeks (Frank Wilczek, dz. 1951), kurš kopā ar savu skolotāju Deividu Grosu 2004. gadā saņēma Nobela prēmiju fizikā par 1973. gadā atklāto “asimptotisko brīvību”, kas reabilitēja kvantu lauka teoriju. Poļa un itālietes ģimenē dzimušais Vilčeks savus piedzīvojumus, atklājumus un pārdomas saistībā ar Nobela prēmijas iegūšanu, precīzāk – saistībā ar to, par ko viņam šī balva tika piešķirta, ir aprakstījis aizraujošā grāmatiņā “Fantastiskās reālijas. 49 prāta ceļojumi un brauciens uz Stokholmu” (Fantastic Realities. 49 Mind Journeys and A Trip to Stockholm, 2006). Vilčeks raksta viegli un eleganti; lai tā rakstītu, acīmredzami nepietiktu ar šauru zinātnisku specializāciju, visdrīzāk šī prasme saistīta ar Vilčeka plašo interešu un neizsmeļamās zinātkāres izraisīto ielasīšanos visatšķirīgākajos zinātņu un filozofijas jautājumos. Savās autobiogrāfiskajās piezīmēs viņš norāda, ka viens no viņa zinātnisko interešu dzinējspēkiem ir vēlme iedziļināties Visuma noslēpumos, saskatot tajā jēgu un mērķi, kas pazuda līdz ar jaunībā zaudēto ticību. Un, viņa vārdiem sakot, Vilčeks to joprojām mēģina izdarīt.

Daudzi viņa darbi ir atrodami vietnē www.frankwilczek.com.

A. R.

Frenks Vilčeks: Es tikko atgriezos no konferences par ontoloģijas jautājumiem. Tur bija pilns ar filozofiem. “Konference par ontoloģiju” – tā arī tas pasākums saucās. (Smejas.)

Rīgas Laiks: Jūs tātad devāt savu pienesumu sarunai par to, kas ir.

Vilčeks: Jā. (Smejas.)

RL: Varbūt ar to mēs arī varētu sākt. Jo nav nemaz tik skaidrs – kas ir tas, kas ir?

Vilčeks: Jā, konferencē, piemēram, daudz diskutēja par jautājumu – viļņu funkcijas vai kvantu mehānika ir daļa no realitātes vai nav? Man personiski tās ir ļoti reālas, tās ir mani draugi – es ar tām strādāju dienu dienā un izturos pret tām ļoti nopietni. Es domāju... Kā lai to pasaka? Es uzskatu, ka mums nevajadzētu piemērot pārāk augstu standartu tam, kas ir reāls. Manā izpratnē realitāte ir tas, kas mums noder domāšanā, – ar to pietiek. Es nedomāju, ka ir kāda krasa robežšķirtne starp to, kam piemīt realitāte, un to, kam tās nav.

RL: Tiešām?

Vilčeks: Jā. Jo “realitāte” ir vārds ar diezgan izplūdušām aprisēm, tāpat kā daudzi vārdi. Sakot, ka kaut kas ir vai nav reāls, mēs piezemējam situācijas sarežģītību – piemēram, kad es saku, ka viļņu funkcija ir reāla, man tā ir reāla tādā nozīmē, ka tā palīdz domāt par pasauli. Savā darbā es lietoju vienādojumus, kas liek izturēties pret viļņu funkcijām ļoti nopietni. No otras puses, ne viss, kas saistīts ar viļņu funkciju, ir viegli izmērāms, ne katrs tā aspekts atbilst kādai pieredzei. Proti, viļņu funkcijas gadījumā ir nianses, ko mēs saprotam ar vārdu “realitāte”, taču es esmu visnotaļ gatavs apgalvot, ka tai piemīt kaut kāda realitāte.

RL: Es neteiktu, ka tā ir ļoti reāla man. Vai jūs varētu man to padarīt reālāku?

Vilčeks: Pirmkārt, no viļņu funkcijām izriet sekas, kas ir ļoti reālas. Ja grib izprast, kā darbojas ķīmija un kāpēc dažādu veidu molekulām piemīt tās vai citas īpašības, vienkāršākais un labākais veids, kā nonākt līdz pareizai sapratnei, ir palūkoties uz viļņu funkcijām un elektronu īpašībām.

RL: Kvantu viļņu funkcijas savā ziņā izskaidro ķīmiskos procesus.

Vilčeks: Tās, bez šaubām, izskaidro ķīmijas pamatus. Nonākot pie sarežģītām problēmām, operē ar raupjiem jēdzieniem, kas ir savienojami ar viļņu funkcijām, bet vēl nav matemātiski atvasināti no formulām. Bet uz viļņu funkcijas jēdzienu norāda arī situācijas zināmos eksperimentos. Tātad tas ir jēdziens, kas palīdz labāk izprast pasauli, un man ar to pietiek, lai es to uzskatītu par kaut ko reālu. Es ar to saskāros jau sava darba sākuma posmā. Kad es vēl biju students, kvarks netika uzskatīts par kaut ko reālu. Par to nebija pārliecināts pat Marijs Gells-Manns (Murray Gell-Mann), kurš ieviesa kvarka jēdzienu. Laika gaitā, progresējot zināšanām par stiprajām mijiedarbībām, mēs atklājām, ka kvarki ir ļoti, ļoti reāli. Bet, lai saprastu, kas ir kvarki, ir nedaudz “jāpārregulē” priekšstats par to, kas ir fizisks objekts. Kvarki nav kādas atsevišķas daļiņas, kuras būtu iespējams izolēt un pētīt. Eksperimentos var novērot nevis atsevišķas daļiņas, bet daudzu daļiņu atstātās pēdas.

RL: Nu, pasaulē ir daudz visādu ezoteriķu, kuri runā par realitātēm, ko tikai viņi saprot un pazīst...

Vilčeks: Bet šīs nav nekādas slepenās zināšanas – dati par kvarkiem ir publiski pieejami, katrs ar tiem var iepazīties.

RL: Taisnība, bet ne visi tos spēj saprast. Tas prasa...

Vilčeks: Pacietību. Bet tas neprasa ticību. (Smejas.)

RL: Tas prasa pacietību, laiku, matemātikas zināšanas... Daudz visādu priekšnosacījumu.

Vilčeks: Vai arī jūs varat vienkārši ticēt! Ticēt man un maniem draugiem. (Smejas.)

RL: Diemžēl nekas cits man neatliek. Bet jūs taču neesat redzējis nevienu kvarku, vai ne?

Vilčeks: Esmu gan!

RL: Jūs esat redzējis kvarku?

Vilčeks: Jā! Kvarku kā atsevišķu daļiņu redzēt nevar, bet var redzēt daļiņu kūli kustamies noteiktā virzienā ar zināmu enerģiju un zināmu impulsu, kas precīzi sakrīt ar kvarka enerģiju, impulsu un dažām citām tā īpašībām. Sākumā kvarks bija tāds kā ideālais objekts, kas parādījās tikai mūsu vienādojumos, bet tagad tas gluži burtiski atbilst kaut kam, ko ir iespējams pat nofotografēt.

RL: Bet kvantu viļņu funkcija ir mazāk reāla nekā kvarks. Vai arī es kļūdos?

Vilčeks: Tas nav objektīvs jautājums – kas ir reālāks. Daži viļņu funkcijas aspekti tiešā veidā parādās noteiktās eksperimentālās situācijās, citi ir daudz netiešāki. Un ar kvarkiem ir tieši tāpat. Dažus viļņu funkcijas aspektus var nofotografēt, citus ir ļoti grūti vizualizēt un vēl citi aspekti, kas nav labi pārbaudīti eksperimentos, parādās kā sastāvdaļas – absolūti nepieciešamas un būtiskas sastāvdaļas – teorētiskās struktūrās, kuras mēs varam daudzos punktos pārbaudīt.

RL: Bet bildi, kurā redzamas kvarka atstātās pēdas, jūs tātad varētu man parādīt?

Vilčeks: Man datorā ir daudz šādu attēlu. Vai, piemēram, šī ir mana Nobela lekcija.

RL: Un tajā ir kvarki.

Vilčeks: (Smejas.) Jā, tajā ir kvarki. Jaukas kvarku bildes. Šīs ir kvarku pēdas. (Rāda datora ekrānā.)

RL: Tās dzeltenās?

Vilčeks: Zilās un dzeltenās, jā. Tie ir kvarki un antikvarki. Protams, dabā tas izskatās krietni citādi. Šīs bildes ir krietni apstrādātas...

RL: O, tas ir interesanti! Tātad dabā tas izskatās citādi. Šis nemaz nav kvarks?

Vilčeks: (Smejas.) Nu, tas ir līdzīgi kā... Cilvēka skelets rentgenuzņēmumā arī īsti neizskatās kā tas. Tam ir vajadzīga zināma apstrāde. Vai arī – ja grib redzēt, kāda izskatās DNS molekula, ņem rentgenstaru difrakcijas ainu, kas galīgi nemaz neizskatās pēc DNS. Mūsu acis nav piemērojušās tik mazu objektu redzēšanai. Ir jāoperē ar starpjēdzieniem, lai rekonstruētu patieso ainu. Bet šis attēls atbilst kaut kam ļoti taustāmam! Ja esat kādreiz redzējis attēlu, kurš iegūts ar Vilsona kameru un kurā redzamas lādētu daļiņu atstātās pēdas, tad šis ir līdzīgs.

RL: Bet jūs teicāt “taustāms”, kaut kas, ko var aptaustīt!

Vilčeks: Nu, varat pacelt roku un saņemt kvarku triecienu. (Smejas.) Es neiesaku, bet... Angļu valodā “taustāms” nenozīmē tikai to, kas ir aptaustāms ar rokām, bet arī to, ko var ieraudzīt.

RL: Labi, tagad dosimies iekšā sfērā, kuru jūs apdzīvojat ikdienā un kura man ir pilnīgi sveša, dīvaina pasaule...

Vilčeks: Tā ir dīvaina, jā.

RL: Arī jums tā joprojām ir dīvaina?

Vilčeks: Es esmu pielicis daudz pūļu, lai tā man izskatītos mazāk dīvaina, bet... Kad es domāju par kvantu pasauli, es parasti domāju nevis vārdos, bet vienādojumos.

RL: Vai jūs varētu minēt kādas no jūsu apdzīvotās pasaules dīvainākajām īpašībām?

Vilčeks: Fundamentālākā šīs pasaules dīvainība ir tāda, ka tās likumi ir ļoti, ļoti precīzi, būtībā matemātiski, un tie ir reproducējami, tā ka visi elektroni ir absolūti vienādi savās īpašībās un visi viena veida atomi ir absolūti vienādi savās īpašībās. Mūsu ierastajā pasaulē ir citādi. Piemēram, viena modeļa krēsli nav identiski – ar laiku tie nolietojas, iegūst individuālas iezīmes. Bet kvantu pasaulē objekti ir absolūti identiski. Tas ir viens no tās dīvainajiem aspektiem.

RL: Šī aspekta izpratnē droši vien ir jēga apgalvojumam, ka pasaulē ir tikai viens elektrons.

Vilčeks: Nē! Savulaik Vīlers un Fain­mans spēlējās ar šo ideju, bet... Ideja bija tāda, ka elektronu–antielektronu pārus ir iespējams iegūt no tukša gaisa, ja vien telpā ir pietiekami daudz enerģijas. Līdz ar to var iedomāties vienu elektronu un milzīgu, tukšu telpu, kas sajauc kopā elektronus un antielektronus. Vai arī – kā Fainmana diagrammā – iztēloties elektronu, kas pārvietojas uz priekšu un atpakaļ laikā, radot pozitronus. Tā bija interpretācija, ko šai diagrammai sniedza Vīlers, bet tā īsti neiztur kritiku daudzu iemeslu dēļ. Modernāka šīs idejas forma ir tāda, ka elektroni nav paši fundamentālākie objekti pasaules aprakstā. Fundamentālākais objekts ir tā saucamais elektronu lauks, kas var radīt un iznīcināt elektronus. Elektronu lauka īpašības katrā tā punktā ir vienādas. Un tieši tāpēc, ka visi elektroni, iespējams, nāk no šī viena, viendabīgā, universālā lauka, tiem visiem piemīt absolūti identiskas īpašības.

RL: Pirmā jūsu pieminētā “dīvainība” man neliekas dīvaina, jo tieši to es arī sagaidu no eksaktas zinātnes.

Vilčeks: Bet normālā pasaulē tā nenotiek. Pirms gandrīz simt gadiem, kad Nilss Bors izvirzīja šo domu, tā tika uztverta kā ļoti revolucionāra ideja. Piemēram, ūdeņraža atoms sastāv no protona un elektrona, un, balstoties uz klasisko fiziku, varētu domāt, ka elektrons riņķo apkārt protonam. Bet, ja tas tā būtu, tad laika gaitā elektrons mainītos – vienā brīdī tas atrastos te, citā tur, līdzīgi kā pulksteņa rādītāji –, taču tas nemainās laikā, atoms vienmēr ir un paliek tieši tāds pats. Tas tiešām ir dīvaini.

RL: Vai jūs varētu minēt vēl kādas kvantu pasaules dīvainības?

Vilčeks: Viena slavena dīvainība ir tā, ka savulaik pētnieki, domājot par to, kā uzvedas fiziski objekti, nonāca pie divām abstrakcijām. Viena no tām ir tāda, ka pastāv ļoti sīkas, cietas daļiņas, kas turas kopā un atrodas noteiktā telpas punktā. Otra abstrakcija ir viļņi, kas izplatās telpā. Ja divi viļņi sastopas, tie summējoties rada ainu, ko mēs saucam par interferences ainu. Un izskatās, ka šeit ir runa par divām pilnīgi atšķirīgām lietām. Bet kvantu mehānikas mikropasaules aprakstā elementārdaļiņas nav ne daļiņas, ne viļņi. Zināmos apstākļos tās izskatās kā daļiņas, citos – kā vilnis.

RL: Vārds “izskatās”, šķiet, ietver sevī priekšstatu par novērotāju.

Vilčeks: Jā. Tas, ko redzam, ļoti lielā mērā ir atkarīgs no tā, kā skatāmies. Tā faktiski ir vēl viena kvantu pasaules dīvainība – ka tā ir iespējamības pasaule. Šīs pasaules objektu uzvedība atšķiras atkarībā no tā, vai uz tiem skatās vai neskatās. Novērotāja loma kvantu pasaulē ir daudz lielāka un aktīvāka nekā klasiskās fizikas pasaulē. Nav iespējams pareizi runāt par novēroto sīko objektu īpašībām, precīzi nepasakot, kā tos novēro.

RL: Šī iezīme ir ienākusi arī ikdienas lietojumā, kur tā tiek izmantota relatīvistisku apgalvojumu pamatošanai – ka viss, ko redzam, ir atkarīgs no tā, kā uz to skatāmies. Cik pamatota, jūsuprāt, ir šīs kvantu pasauli raksturojošās iezīmes pārnešana uz cilvēku pasauli vispārīgā nozīmē?

Vilčeks: Ja to dara pareizi, tad tas var paplašināt mūsu sapratni par to, kā pasaule darbojas, vai pat par to, kā tā varētu darboties. Savā ļaunākajā izpausmē tā vienkārši ir kārtējā modes vārda piesaukšana. Fakts, ka iespējamība kvantu mehānikā ir ļoti svarīgs jēdziens, vēl nenozīmē, ka var notikt jebkas. Tā pavisam noteikti neder brīvās gribas pamatošanai.

RL: Bet daži zinātnieki apgalvo, ka...

Vilčeks: Jā, un viņi kļūdās.

RL: Vai jūs varētu paskaidrot, kur viņi kļūdās?

Vilčeks: Pirmkārt... Pats brīvās gribas jēdziens ir iekšēji nesakarīgs. Ja ar to tiek saprasts, ka tajā, ko cilvēki dara, ir nejaušības elements... Ja ir runa par nejaušību, tad tas nav gribas jautājums. Ja tas ir gribas jautājums, tad tur nevajadzētu būt nejaušībai. Brīvība nenozīmē nejaušību. Un no eksperimentālās zinātnes viedokļa nav ne mazākā iemesla domāt, ka procesus, kas nosaka mūsu rīcību, nepārvalda fiziskie procesi mūsu smadzenēs – arī visā pārējā ķermenī, bet jo īpaši smadzenēs. Un šos procesus var aprakstīt ļoti precīzi ar kvantu mehānikas un klasiskās fizikas palīdzību.

RL: Vai kvantu pasaules ietvaros ir jēga runāt par kaut ko tādu kā izvēle?

Vilčeks: Nu... Par to varētu runāt metaforiskā nozīmē, bet man šķiet, ka vārds “izvēle” ietver priekšstatu par kādu domājošu būtni, kas apsver dažādas iespējas un, balstoties uz sarežģītu spriešanas procesu, nosliecas par labu vienai no alternatīvām. Daļiņas to nedara. Viņu uzvedību nosaka – es runāju par vienkāršām daļiņām un vienkāršām situācijām – ļoti precīzi vienādojumi, kurus ir iespējams uzrakstīt. Izvēles jēdzienam te īsti nav vietas. Bet, runājot metaforiski, joka pēc var teikt, ka daļiņa “izvēlas” doties vienā vai otrā virzienā.

RL: Bet tās kustībā ir neprognozējamības elements, vai ne?

Vilčeks: Jā.

RL: Un kas tam ir pamatā?

Vilčeks: Par to ir daudz diskutēts kvantu teorijas interpretācijās. Man pašam vispārliecinošākā liekas tā saucamā “daudzu pasauļu interpretācija”, kas, manuprāt, visprecīzāk saskan ar vienādojumiem un to, kā tie uzvedas. Saskaņā ar šo interpretāciju kvantu mehānikas viļņu funkcija, kas ir pats fundamentālākais objekts pasaules aprakstā, satur daudzu iespējamu vēsturu un notikumu, ko var saukt arī par pasaulēm, aprakstus. Kad jūs veicat mērījumus, kas ir varbūtiski, jūs faktiski noskaidrojat, kurai konkrētai pasaulei jūs piederat. Tā ka ir daudzas, daudzas iespējamas pasaules, kurām ir dažāda parādīšanās varbūtība. Veicot mērījumus, jūs noskaidrojat, kurai no tām jūs piederat.

RL: Daudzas vienādā mērā vienlaikus iespējamas pasaules?

Vilčeks: Jā.

RL: Kuras ir savā ziņā paralēlas šai faktiski notiekošajai pasaulei?

Vilčeks: Jā.

RL: Tātad šajā pašā mūsu sarunas brīdī rodas daudzas iespējamas pasaules?

Vilčeks: Jā, to saka vienādojumi.

RL: Un kur šīs pasaules paliek?

Vilčeks: Nu, tās ir tepat, mums visapkārt. (Smejas.) Kvantu mehānikā ir fenomens, ko sauc par “pārklāšanos” (overlap) – ja viļņu funkcijas ir pārāk atšķirīgas... ja tās viļņu funkciju daļas, kas apraksta dažādus apstākļus, ir ļoti atšķirīgas... Ja tās ir būtiski atšķirīgas, tad tām divām viļņu funkcijas daļām nav nekādas ietekmes – šīs funkcijas ir atrodamas vienādojumos, bet uz tiešo pieredzi tās neatstāj nekādu iespaidu.

RL: Pieņemot, ka realitātes fundamentālākais elements ir kvantu viļņu funkcija, kā tas var būt, ka mēs neizkrītam cauri krēslam?

Vilčeks: Tur nav pretrunas. Kvantu mehānikas viļņu funkcijas īpašības nosaka to, ka objekti nekrīt viens otram cauri. Svarīgākais iemesls tam ir tā saucamais Pauli izslēgšanas princips. Šis princips nosaka, ka divi elektroni nevēlas ieņemt vienu un to pašu kvantu mehānisko stāvokli. Tātad, ja mēģinātu sagrūst elektronus kopā, tie pretosies. Turklāt pastāv arī elektriskā atgrūšanās starp elektroniem – tiem ir vienāds elektriskais lādiņš, tādēļ tie atgrūžas. Tātad ir nosacīts, bet ļoti konkrēts un neproblemātisks apraksts tam, kāpēc objekti ir cieti – kāpēc es nekrītu cauri krēslam. Man liekas, jūs uztrauc tas, ka jūs domājat par viļņu funkciju kā par tādu mistisku objektu...

RL: Kā par vilni.

Vilčeks: Bet tas ir jēdziens. Brīnums ir tāds, ka šis jēdziens atspoguļojas fiziskos objektos un zināmas manipulācijas jēdzienu pasaulē atspoguļojas fiziskās pasaules objektu uzvedībā. Jēdzienu pasaulē var atrast jēdzienus, kas atbilst matērijas īpašībām fiziskajā pasaulē.

RL: Bet tajā pašā laikā jūs neesat jēdziens un jūs nesēžat uz jēdziena.

Vilčeks: Nu, par to es neesmu pārliecināts. (Smejas.) Atšķirība ir apmēram tāda pati kā starp ģeogrāfisku apvidu un šī apvidus karti. Apvidus ir apvidus, un karte ir karte, bet kartē ir lietas, kas atbilst apvidum. Ja grib izplānot ceļu cauri kādam apvidum, vienkāršākais veids ir uzzīmēt šo ceļu kartē un tad pa to doties, paturot prātā, kas kam atbilst fiziskajā pasaulē. Tas ir tas pats. Ir jēdzienu pasaule ar viļņu funkcijām, kas ir kā sava veida karte, un, ja mēs gribam kaut ko saprast, mēs veicam fiziskus eksperimentus, konstruējam molekulas un strādājam tajā jēdzienu pasaulē.

RL: Vai subatomiskā līmenī ir jēga runāt par krēslu un ķermeni kā vienu nepārtrauktu veselumu?

Vilčeks: Jā! Mēs jau iepriekš runājām, ka kvantu mehānikā objektiem ir zināmas daļiņu īpašības un zināmas viļņu īpašības. Daļiņas ir atsevišķi objekti, kas atrodas noteiktā vietā, turpretim viļņi piepilda telpu. Kvantu mehānikas pasaules īstais apraksts nav ne viens, ne otrs, bet tas ir daudz tuvāks viļņiem nekā daļiņām. Kvantu mehānikas objekti piepilda visu tel­pu, un principā, ar mazu varbūtības pakāpi, elektrons var atrasties pilnīgi jebkur. Viļņu funkcijai kā nepārtrauktībai nepiemīt atsevišķība jeb nošķirtība. Un tas pats attiecas uz visu! Līdz ar to visi elektroni tiek aprakstīti kā nepārtrauktības īpašības.

RL: Tātad šīs lielās nepārtrauktības izpratnē krēsls, uz kura jūs sēžat, un jūs pats esat tikai daļas – šajā līmenī starp jums un krēslu nav nozīmīgas atšķirības?

Vilčeks: Nu, es varu smieties, bet krēsls nevar... (Smejas.)

RL: Nē, bet es runāju par to līmeni...

Vilčeks: Kaut kādā līmenī jā. Var aprakstīt gan mani, gan krēslu kā gigantiskus kvarku, elektronu, fotonu un gluonu sakopojumus, kas vienkārši ir dažādos veidos salikti kopā.

RL: Tātad var pieņemt, ka jūs abi esat vienas un tās pašas nepārtrauktības daļas.

Vilčeks: Jā.

RL: Un, ja es pareizi saprotu, šīs nepārtrauktības būtiskākais jēdziens ir enerģija. Tā ir?

Vilčeks: Tas noteikti ir būtisks jēdziens. Ir vairāki būtiski jēdzieni...

RL: Piemēram?

Vilčeks: Viļņu funkcija... impulss... lādiņš... spins... masa...

RL: Masa ir tikpat būtiska kā enerģija?

Vilčeks: Ne tikpat, bet tuvu tam.

RL: Kāds ir īsākais, vienkāršākais veids, kā aprakstīt enerģiju?

Vilčeks: Īsākais un vieglākais ir divas dažādas lietas. (Smejas.) Īsākais ir tāds, ka enerģija ir kvantu mehānikas mainīgais lielums, kas ir savienots ar laiku. Kad viļņu funkcija mainās, tā mainās laikā, un šīs maiņas ātrums laikā ir tā apvērstā enerģija.

RL: Sakiet, vai gaismu arī var uzlūkot par zināmu enerģijas formu?

Vilčeks: Gaismai piemīt enerģija, bet tā nav enerģija. Ja saules gaismu virza uz kādu priekšmetu, tas sasilst, tātad enerģija, ko nes gaisma, pārveidojas enerģijā, kas ir siltums.

RL: Bet gaisma nav viena no realitātes fundamentālajām sastāvdaļām?

Vilčeks: Nē, ir! Fotoni ir. Gaisma ir viena no dziļākas struktūras – elektromagnētiskā lauka – izpausmēm. Mēs jau pieminējām elektronu lauku, kas rada un iznīcina elektronus. Ir arī elektromagnētiskais lauks, kas rada un iznīcina fotonus. Bet fotoni var manifestēties arī kā viļņi parādībā, ko mēs saucam par gaismu. Gaisma, rupji runājot, sastāv no fotoniem. Ir redzamā gaisma, bet šodien mēs zinām, ka arī radioviļņi, infrasarkanie viļņi, mikroviļņi, rentgenstari, gamma stari, ultravioletie stari – tie visi ir formas, kādās manifestējas gaisma.

RL: Ieskaitot radioviļņus?

Vilčeks: Protams, ka ieskaitot radioviļņus. Atšķiras tikai viļņa garums un frekvences augstums, bet principā radioviļņi ir tā pati gaisma.

RL: Vai joprojām ir spēkā patiesība, ka nav nekā ātrāka par gaismu?

Vilčeks: “Nekas” aptver ļoti plašu laukumu... Ir, protams, iespējams domāt par lietām, kas ir ātrākas par gaismu, – piemēram, domas ir ātrākas par gaismu. (Smejas.) Bet tiek uzskatīts – un tas labi saskan ar visu, ko mēs zinām par pasauli –, ka nekāda ietekme ļoti vispārīgā šī vārda nozīmē droši vien nevar kustēties ātrāk par gaismu.

RL: Man tomēr liekas interesanti, ka jūs pieminējāt domas. Vai jūs varētu paskaidrot sīkāk?

Vilčeks: Nu, jā... Tas labi skan, bet reāli nozīmē daudz mazāk. Es varu aizvērt acis un domāt par Andromedas miglāju – tas ir ļoti, ļoti tālu, tomēr mans prāts var turp aizceļot. Labi, es nezinu, kā tur īsti izskatās, tāpēc manas domas var arī nebūt pareizas. Bet es varu domāt par māju, kurā uzaugu, – un acumirklī būt tur, ātrāk nekā gaisma...

RL: Dīvainākais tajā, ko nupat teicāt, ir tas, ka doma var ceļot ne tikai telpā, bet arī laikā...

Vilčeks: Nu, parasti mēs laikā ceļojam atpakaļ, nevis uz priekšu... (Smejas.)

RL: ...bet pasaule, par kuru mēs pirms tam runājām, nedod iespēju kustēties uz priekšu un atpakaļ laikā. Vai tomēr dod?

Vilčeks: Hm... nē. Cik mums ir zināms, nav tāda procesa, kas ļautu nākotnei ietekmēt pagātni.

RL: Cik mums ir zināms?

Vilčeks: Jā.

RL: Bet tas, kā jūs to pateicāt, vedina domāt, ka jūs neizslēgtu...

Vilčeks: Man ir zināmas šaubas par to, jā. Es nedomāju, ka tas ir izslēgts.

RL: Vai varat pastāstīt vairāk par savām šaubām?

Vilčeks: Tās tiešām ir tikai šaubas un spekulācijas, bet... Fizikas vienā­dojumi, kādus mēs tos pazīstam pašaik, ir gandrīz perfekti simetriski – un dažā ziņā pat absolūti simetriski – starp pasauli, kurā laiks tek vienā virzienā, un pasauli, kurā laiks tek pretējā virzienā. Lielo objektu pasaulē asimetriju ievieš fakts, ka pagātnē bija, piemēram, Lielais Sprādziens, un toreiz notikušie procesi ietekmē to, kas notiek patlaban, un to, kas notiks nākotnē. Turpretim par nākotni mēs varam tikai minēt, nevienam nav drošas informācijas par nākotni – ja kādam tā būtu, viņš kļūtu ļoti bagāts... (Smejas.) Bet – bija vajadzīgs ilgs laiks, lai cilvēki atklātu Lielo Sprādzienu un faktu, ka ļoti tālas pagātnes notikums turpina mūs iespaidot. Daži iespaidi ir ļoti smalki un grūti saskatāmi – kosmologiem vajadzēja ilgi skatīties debesīs un ieraudzīt, ka galaktikas attālinās, tad veikt mērījumus, pētīt mikroviļņu fona radiāciju... Ļoti smalkas lietas, kas tika atklātas tikai 20. gadsimtā. Līdz ar to es nedomāju, ka tas vien, ka mūsu rīcībā pagaidām vēl nav norāžu par kādu noteiktu Visuma virzību, nozīmē to, ka šādas norādes mēs nekad neiegūsim. Un tas, ka vienādojumi ir simetriski un laika ziņā var darboties abos virzienos, man liek domāt: ja pagātnes notikumi var ietekmēt nākotni, tad ir iespējams, ka nākotnes notikumi var ietekmēt arī pagātni.

RL: Vai kādas teleoloģiski virzītas kustības fakts Visumā varētu tikt interpretēts kā nākotnes ietekme uz pagātni?

Vilčeks: Varētu, ja mums būtu zināmi kādi teleoloģiski fenomeni. Es tādus nezinu... Būtu jauki uzzināt kaut ko tādu, par ko varētu teikt: “Viss notiek tā, kā tas notiek, tāpēc, lai kaut kas īpašs notiktu nākotnē.” Cik man zināms, šādu piemēru nav. Ja būtu, tas būtu brīnišķīgi!

RL: Jūs savā ziņā netieši apgalvojat, ka tādas lietas kā dzīvība, apziņa ir vienkārši parādījušās nejaušu sakritību rezultātā, ka Visums nebija “mērķēts” uz to, lai tās parādītos.

Vilčeks: Es tā gluži neteiktu, bet... Mums ir vispusīgs dzīvības izcelšanās apraksts, kas balstīts uz samērā vienkāršu Lielā Sprādziena izpratni. Mēs pietiekami labi zinām, kādi bija fizikas likumi, lai saprastu, kā Visumam tālāk bija jāevolucionē, un mums ir ticama, detaļās pārbaudīta aina par to, kā Visumā veidojās struktūras, kā izveidojās Zeme un citas planētas... Ir lietas, kuras mēs joprojām slikti saprotam, taču mūsu izpratne kļūst arvien pilnīgāka. Bet šis Visuma apraksts balstās uz laika dimensiju, kas virzās no pagātnes uz nākotni. Nevienā brīdī nav runas par to, ka kaut kas nākotnē pastāvošs “vilktu” Visumu noteiktā virzienā. Varbūt ir! Varbūt tas ir alternatīvs apraksts, vai varbūt ir fenomeni, kurus var aprakstīt, tikai izejot no šādas pozīcijas. Ja tas tā ir, tad tie vēl nav atklāti.

RL: Mēs viegli varam iedomāties bul­­tu, kas izšauta uz kādu mērķi, savukārt tas, ko jūs pētāt, ir vienkārši bul­ta kustībā.

Vilčeks: Es piekrītu. Un es nebūtu pārsteigts, ja izrādītos, ka šāds mērķis Visumam ir – man pat ļoti gribētos, lai tāds būtu, tas būtu fantastiski. Domāju, ka tas varētu būt kāds abstrakts simetrijas vai matemātisks mērķis, bet pašlaik mums par to nekas droši nav zināms. Mani tas tiešām uztrauc – ka fizikas vienādojumos ir šī simetrija starp pretējiem laika virzieniem, bet mūsu fiziskajā pasaulē tās nav. Man ir aizdomas, ka kaut kādā līmenī tas darbojas arī pasaulē, tikai mēs vēl neesam atklājuši, kā.

RL: Man ļoti interesanta šķiet iztēles loma pasaules vadošo fiziķu darbībā. Kādu lomu tā spēlē jūsu zinātnieka darbā?

Vilčeks: Es skatos uz vienādojumiem, kas apraksta pasauli vai kādu tās aspektu, un mēģinu iedomāties, kā tos varētu mainīt vai uzlabot. Tas lielā mērā ir iztēles darbs: kā padarīt vienādojumus skaistākus vai kā izmantot kvantu pasaules potenciālu – tas ir otrs mans darbības lauks, kvantu inženierzinātne. Un tad nākas domāt par to, kā lietas varētu darboties citādi, tātad – likt lietā iztēli. Bet iztēlei jābūt ļoti disciplinētai – nevar vienkārši ļaut brīvu vaļu fantāzijai, fantāzijām ir jābūt saskaņā ar zinātnes faktiem un – kvantu inženierzinātnes gadījumā – ar to, kas ir sasniedzams principā. Ričards Fainmans mēdza teikt, ka tā ir “iztēle korsetē”, un tas ir ļoti trāpīgi. Es arī mēģinu lietot iztēli, tā sakot, dažādā izšķirtspējā. Piemēram, runājot par nākotnes iespējamo ietekmi uz pagātni, vajadzīga zemas izšķirtspējas iztēle, kas neprasa stingru saskaņotību ar to, ko mēs zinām, jo mums nav lielas nojausmas par to, kā tas varētu darboties. Bet, ja es domāju par to, kā izgatavot kvantu datoru vai kā atrisināt kvantu mehānikas vienādojumus, tad šai “izšķirtspējai” ir jābūt daudz augstākai.

RL: Un cik tālu jūs esat ticis ar kvantu datora izstrādi?

Vilčeks: (Smejas.) Teikšu tā – mērķis vēl nav saskatāms, taču progress šajā jomā ir bijis ievērojams. Mana personiskā loma tajā ir visai neliela, bet šajā virzienā pašlaik strādā gan teorētiķi, gan eksperimentētāji visā pasaulē. Līdz šim mēs neesam sadūrušies ar fundamentālām problēmām, ko nevarētu atrisināt, bet praktiskās grūtības ir ļoti, ļoti, ļoti pamatīgas.

RL: Un ko, jūsu iztēlē, šis kvantu dators spēs darīt?

Vilčeks: Manuprāt, svarīgākā lieta ir tā, ka tas spēs risināt ķīmijas vienādojumus, kas pamatā ir kvantu mehānikas vienādojumi, daudz efektīvāk par mūsdienu datoriem.

RL: Un tas ir tas, kas cilvēkiem visvairāk ir vajadzīgs?

Vilčeks: Jā! Tas ļaus mums izstrādāt jauna veida materiālus, jaunas zāles... Un jaunus kvantu datorus! (Smejas.) Bet tas būs jauns instruments, un, kā mēs zinām no vēstures, cilvēku gaidas attiecībā uz to, kā kāds jauns instruments tiks izmantots, ne vienmēr piepildās. Lāzera izmantošana šodien lielā mērā atšķiras no tā, kā to bija iecerējuši izmantot tā izgudrotāji. Bet es esmu diezgan pārliecināts, ka kvantu mehānikas vienādojumu risināšana būs viens no tā svarīgākajiem pielietojumiem. Un tālākā nākotnē tas mums pavērtu iespējas arī pilnīgi jauna veida intelekta radīšanai. Visi mākslīgā intelekta meklējumi pamatā balstās uz parasto datoru vai uz Tjūringa mašīnas darbības principiem, un arī cilvēka smadzenes, manuprāt, runājot ļoti vispārīgi, iekļaujas šajā klasisko datoru koncepcijā. Kvantu datori ir pavisam kas cits! Tiem piemīt šis daudzu pasauļu raksturs. Tie varētu veikt daudzas savstarpēji pretrunīgas darbības vienlaikus, un es domāju, ka intelekts, kas būtu radīts uz šā pamata, varētu darboties pavisam citādi nekā cilvēka prāts. Tas ir kaut kas pilnīgi satriecošs.

RL: Pirms pāris gadiem jūs saistījāt ļoti lielas cerības ar Lielo hadronu paātrinātāju (LHP). Kā jūs salīdzinātu savas toreizējās cerības ar to, ko šis paātrinātājs līdz šim ir reāli parādījis?

Vilčeks: Lielākā lieta, ko LHP līdz šim ir atklājis, ir tā, ka tā saucamais standartmodelis, kas balstās uz simetriju un ir ļoti precīzs, – ka tas tiešām strādā! Tas strādā pārsteidzoši labi, pat tajos ekstrēmajos ap­stākļos. Un šādā nozīmē tas ir milzīgs cilvēka sapratnes triumfs – tas apstiprina mūsu spēju paredzēt vissīkākajās detaļās to, kas notiks jaunos apstākļos, pirms tas ir noticis! Tas līdz šim ir bijis galvenais LHP “vēstījums”. Tiktāl viss ir labi, bet mēs alkstam pēc kaut kā jauna, pēc dziļākas atskārsmes par pasauli. Kā jūs teicāt, es liku lielas cerības uz LHP, jo domāju, ka fundamentālie vienādojumi varētu būt vēl skaistāki, un man ir konkrētas idejas, kā tos padarīt skaistākus, un no šīm idejām izrietošās sekas var pārbaudīt Lielajā hadronu paātrinātājā. Šīs idejas ir saistītas ar tā saucamo supersimetriju...

RL: Jeb SUSY.

Vilčeks: Jā, SUSY. Tātad SUSY paredz, ka ir jābūt vēl kādām neatklātām daļiņām, un, ja tā darīs to, ko es gribu, lai tā dara, proti – palīdzēs apvienot citus spēkus, tad dažām no šīm daļiņām vajadzētu parādīties Lielajā hadronu paātrinātājā. Tas vēl nav noticis, bet man ir lielas cerības, ka tas notiks. Ir divas lietas, kas mani iedrošina. Viena ir tā, ka tika atklāts tā saucamais Higsa bozons, un izrādījās, ka tā masa ir samērā maza salīdzinājumā ar aprēķiniem, kādai tai vajadzētu būt. Bet supersimetrija paredzēja, ka tā masai ir jābūt mazai. Tas ir lielisks atklājums, tas iedrošina. Daži SUSY fani uzskatīja, ka Higsa bozons tiks atklāts, kolīdz LHP tiks iedarbināts. Es tā toreiz nedomāju, jo viss liecināja par to, ka supersimetrijas paredzētās jaunās daļiņas būs diezgan smagas – hadronu paātrinātājam tik tikko pieejamas un nekādā ziņā ne tā darbības sākuma stadijā. Es neticēju, ka tas tiks atklāts tūlīt. Es toreiz domāju: ja tas netiks atklāts piecu vai desmit gadu laikā, kad LHP enerģija būs sasniegusi savu maksimumu, tad gan es sākšu uztraukties. (Smejas.) Un otra iedrošinošā lieta ir tā, ka citu spekulatīvo teoriju – tādu kā papildu dimensijas, tehnokrāsas (technicolor) – ticamība izskatās daudz sliktāk. Tās ir ļoti grūti savienot ar LHP sniegtajiem datiem. Saskaņā ar šīm teorijām Higsa bozona masai būtu jābūt daudz lielākai.

RL: Vairākas reizes savos rakstos un arī sarunā jūs pieminējāt vienādojumu “skaistumu” kā sava veida patiesuma kritēriju. Vai tiešām skaistums fizikā ir kritērijs?

Vilčeks: Vienādojumiem nav obligāti jābūt skaistiem, tā tas vienkārši šajā pasaulē ir sagadījies.

RL: Vai “vienādojumu skaistumā” ir kaut kas tāds, ko arī es būtu spējīgs uztvert kā skaistu?

Vilčeks: Jā... Viens no vienādojumu skaistuma aspektiem, protams, ir to simetrija.

RL: Un tā dod iespēju ar tiem spēlēties?

Vilčeks: Jā, ja, teiksim, ir vienādojums x = y, var x un y apmainīt vietām. Tādējādi iegūst jaunu vienādojumu y = x, kas nozīmē tieši to pašu, tātad tas ir ļoti simetrisks vienādojums. Bet, ja ir vienādojums x = y + 2 un tajā x un y apmainītu vietām, iegūtu vienādojumu y = x + 2, kas nozīmē pavisam ko citu. Tātad simetriskie vienādojumi ir tādi vienādojumi, kas ļauj mainīt to izskatu, tajā pašā laikā nemainot to saturu. Tā arī ir tā vienādojumu simetrija. Tas ir tāpat kā ar vienādmalu trijstūri – to var pagriezt par 120 grādiem, un tas izskatīsies tieši tāds pats. Tātad simetrija ir īpašība, kas ļauj vienādojumā izdarīt izmaiņas, nemainot kopējo struktūru. Brīnumainā kārtā izrādījies – un tas ir viens no 20. gadsimta lielajiem atklājumiem –, ka simetrija ir uzticams ceļa rādītājs, meklējot vienādojumus, kas apraksta pasauli. Ja mums nebūtu šī ceļa rādītāja, mēs būtu lielās sprukās, mēģinot aprakstīt subnukleāro pasauli, kur ir ļoti grūti veikt eksperimentus un interpretēt to rezultātus. Kā vētrā iekļuvuši jūrnieki mēs ķeramies pie visa, kas gadās pa rokai, – un mūsu gadījumā tā izrādījās simetrija, kas palīdz uzminēt vienādojumus. Tas ir fantastiski. Bet tam tā obligāti nebūtu jābūt. Ja mēģinātu izpētīt, kā darbojas, teiksim, Super Mario pasaule, un aprakstīt to vienādojumos, tajos, visticamāk, nebūtu nekādas simetrijas – tur atrastu pavisam citādus fizikas likumus.

RL: Vai Harija Potera pasauli.

Vilčeks: Harija Potera pasauli es ne pārāk labi pazīstu, bet kāds to ir radījis – ar jocīgiem likumiem, ar nesimetriskiem vienādojumiem. Arī mūsu pasaule varētu būt tāda, taču mēs esam atklājuši, ka tā darbojas saskaņā ar ļoti striktiem un ļoti īpašiem simetriskiem vienādojumiem.

RL: Es gribētu vēl pieskarties trim visai tumšām lietām: melnajiem caurumiem, tumšajai matērijai un tumšajai enerģijai. Es saprotu, ka piecās minūtēs par tām izrunāt nav iespējams, bet...

Vilčeks: Īstenībā šīs lietas ir daudz vienkāršākas par tām, kuras esam jau apsprieduši. (Smejas.)

RL: Tiešām? Kas tad vienkāršā valodā ir melnais caurums?

Vilčeks: Melnais caurums ir milzīga masas apjoma koncentrācija salīdzinoši mazā rādiusā, kā rezultātā gravitācijas spēks kļūst tik liels, ka gaisma nespēj no tā “aizbēgt”. Kā jūs zināt, ir tāda lieta kā otrais kosmiskais ātrums – ja grib pārvarēt Zemes pievilkšanas spēku un iziet atklātā kosmosā, ir jāsāk lidojums ar zināmu ātrumu. Jo mazāks rādiuss, jo šim ātrumam jābūt lielākam, un galu galā tas var sasniegt tādu spēku, kura pārvarēšanai vajadzīgs ātrums, kas lielāks par gaismas ātrumu, – šādā gadījumā gaisma nespēj “aizbēgt”. Tāpat arī nekas cits nespēj no tā aizbēgt, jo nekas nespēj kustēties ātrāk par gaismu. Tas arī ir tas melnais caurums.

RL: Un cik lieli šie melnie caurumi...?

Vilčeks: Tie var būt dažāda lieluma. Viss Visums varētu būt viens liels melnais caurums.

RL: Bet Visumam nepiemīt īpaši liels blīvums.

Vilčeks: Nē, bet lieliem melnajiem caurumiem nav jābūt īpaši blīviem. Piemēram, tiek uzskatīts – un novērojumi to arvien vairāk apstiprina –, ka mūsu galaktikas centrā ir melnais caurums, kura masa ir vienlīdzīga ar apmēram miljarda sauļu masu.

RL: Un kurš vienu dienu iesūks mūs visus iekšā?

Vilčeks: Nē, jo tas ir ļoti tālu no mums. (Smejas.) Tā gravitācijas spēks iespaido mūs daudz mazāk nekā apkārtējās zvaigznes. Bet, ja tam pietuvotos pārāk tuvu, melnais caurums varētu iesūkt gan. Bet šo caurumu blīvumu ir iespējams aprēķināt, un tas ir nedaudz mazāks par ūdens blīvumu.

RL: Mazāks par ūdens blīvumu???

Vilčeks: Jā, tā blīvums nav neko liels. Mazie melnie caurumi ir ļoti blīvi, bet lieliem melnajiem caurumiem nav jābūt īpaši blīviem. Un ļoti, ļoti lielam melnajam caurumam – ja būtu tāds caurums Visuma lielumā – būtu jābūt apmēram tikpat blīvam, cik mūsu Visumam. Šī lieta saistās ar kosmoloģisko jautājumu par to, vai kādā brīdī nenāks lielais krahs, kad Visums pārstās izplesties un sāks sarauties. Novērojumi liecina, ka ne – tā blīvums nav tik liels, tātad mēs nedzīvojam melnajā caurumā.

RL: Un es cerēju, ka dzīvojam...

Vilčeks: Ja mēs dzīvotu melnajā caurumā, tas nozīmētu, nedaudz vienkāršojot, ka Visums beidzas ar lielu krahu, tas pārstāj izplesties un galu galā kļūst par slazdu, no kura neviens nevar izglābties.

RL: Kad es biju maziņš, es reizēm domāju par to, ka Visums kaut kur beidzas un ka es varētu burtiski izbāzt roku aiz tā robežas. Daudz vēlāk es atklāju, ka kāds antīkais filozofs savā domu eksperimentā bija mēģinājis iztēloties, ko tas nozīmētu, ja Visumam būtu ārējā robeža. Tas noveda pie šī ļoti dīvainā priekšstata, ka Visumam ir robeža, tāpat kā visām lietām – ja tās ir reālas – ir robeža. Vai jūs kādreiz esat domājis par Visuma robežām?

Vilčeks: Es nezinu, vai esmu par to domājis apzināti, bet bērnībā es noteikti domāju par... (Klusums.) Kas notiktu, ja es ietu un ietu vienā virzienā. Atceros, ka es vairāk domāju par to, kas notiktu, ja es raktos arvien dziļāk zemē, jo man patika rakt bedres... (Smejas.) Nē, es nekad neesmu izjutis kārdinājumu domāt par Visuma galējo robežu. Bet pēdējā laikā – tas gan attiecas ne tik daudz uz kosmoloģiju, cik materiālu pētniecību – atklājies, ka materiālu virsmām, robežām ir ļoti interesantas, pārsteidzošas īpašības. Tas man ir licis domāt par to, ka kvantu mehānikas kontekstā objekta robeža izskatās pavisam citādi nekā vienkārši – te tas beidzas. Tieši virsmas struktūra ir visinteresantākā daļa no visa objekta, tā dzīvo pati savu dzīvi.

RL: Pati savu dzīvi?

Vilčeks: Jā. Ir parādības, ir dinamika, kas notiek tikai uz robežas, un tas padara šos robežapgabalus par tādu kā savu īpašu pasauli.

RL: Vai tikpat saprotamā veidā jūs varētu paskaidrot arī to, kas ir tumšā matērija un tumšā enerģija? Esmu dzirdējis, ka tumšā matērija ir kaut kāda zinātnei arvien vēl nenoskaidrota viela.

Vilčeks: Domāju, ka tumšā matērija ir kaut kas... salīdzinoši parasts. Šķiet, ka skaidrības labad būtu labāk saukt to nevis par tumšo matēriju, bet par papildpaātrinājumu (excess acceleration). Dažādos neatkarīgi veiktos zvaigžņu, galaktiku kustības mērījumos ir atklājies, ka, piemērojot mums zināmajai matērijai gravitācijas vienādojumus, objektu paātrinājums aprēķinos pastāvīgi ir mazāks par to, ko mēs redzam novērojumos. Ir bijuši dažādi mēģinājumi izskaidrot šo nesaderību, bet visplašāk atzītais skaidrojums ir, ka ir kaut kāda jauna veida matērija, kura līdz šim nav novērota, bet par kuras esamību liecina fakts, ka tās gravitācijas spēks liek zvaigznēm un galaktikām kustēties ar lielāku paātrinājumu. Tātad blakus mums zināmajai matērijai ir vēl kaut kāda matērija, kuru nevaram redzēt, bet kuras gravitācijas ietekmi varam konstatēt. Tāpat mēs varam konstatēt arī to, kur šī matērija atrodas, kāda ir tās izplatība Visumā. Izrādās, ka šis hipotētiskais papildpaātrinājuma avots ir izplatīts nevis vienmērīgi pa visu Visumu, bet kā mākoņi koncentrējas reģionos, kur atrodas galaktikas – galaktikas atrodas šīs neredzamās matērijas mākoņu vidū. Tā lielā mērā izskatās kā parastā matērija, izņemot to, ka tā ir neredzama – neredzama gaismā, neredzama kosmiskajos staros.

RL: Caurspīdīga?

Vilčeks: Jā, caurspīdīga.

RL: Un šīs matērijas ir daudz?

Vilčeks: Masas ziņā daudz – izmērot tās gravitācijas iedarbību, var aprēķināt, ka tās masa ir apmēram piecas reizes lielāka nekā redzamās matērijas masa. Un šis fakts būtu tiešām apstulbinošs, ja mēs sliktāk zinātu fiziku. (Smejas.) Bet mēs zinām no citiem pētījumiem, ka ir matērijas formas, kas ir gandrīz neredzamas, – īpaši neitrīno. Tie mierīgi iziet cauri mūsu ķermenim tā, ka mēs tos pat nepamanām – no saules pār mums līst miljardiem neitrīno sekundē.

RL: Varbūt viņiem īpaši nerūp, lai mēs viņus pamanītu.

Vilčeks: Jā, tieši tā! Mums ir teorētisks apraksts, mēs zinām to īpašības, kā tie mijiedarbojas ar matēriju, un mēs pat varam tos pētīt. Var radīt starus, kas satur triljoniem neitrīno, un laiku pa laikam viens no tiem triljoniem mijiedarbojas, un tad var pētīt tā īpašības. Bet tas prasīja milzīgu darbu – pierādīt, ka tie vispār eksistē, un tad tos kārtīgi izpētīt. To eksistenci tīri teorētiski postulēja Volfgangs Pauli 30. gados, un, kad viņš par to paziņoja, viņam nācās tā kā atvainoties, sakot: “Man ir jāpaziņo par kādu jaunu daļiņu, kura nekad netiks novērota.” (Smejas.) Jo viņš neredzēja veidu, kā šo daļiņu būtu iespējams novērot, – tās mijiedarbība ar parasto matēriju ir tik vāja, un vairums neitrīno uz to vispār neiedarbojas. Pagāja 20 gadu, līdz tie beidzot tika novēroti sava veida varonīgā eksperimentā, izmantojot atomieročus... Un tumšā matērija varētu būt kaut kas līdzīgs.

RL: Bet šobrīd mēs zinām, ka tā ir līdzīga tikai tādā ziņā, ka to nav iespējams novērot.

Vilčeks: Nevis nav iespējams, bet to ir grūti novērot. Neitrīno beigās tomēr izdevās novērot. Bet mums ir Lielā Sprādziena kosmoloģija un elementārdaļiņu standartmodelis, un mēs varam aprēķināt, cik daudz šo daļiņu atbrīvojās Lielajā Sprādzienā. Mums īstenībā ir ļoti ticami kandidāti uz šo tumšās matērijas daļiņu. Man pašam īpaši ticama liekas daļiņa, ko sauc par aksionu – es tai devu vārdu un kaut kādā nozīmē arī pats to izgudroju.

RL: Izgudrojāt vai atklājāt?

Vilčeks: Nu, novērota tā vēl nav. (Smejas.) Bet teorētiski tā izskatās ļoti labi. Pašlaik tiek gatavoti ļoti sarežģīti, bet konkrēti eksperimenti, lai mēģinātu to novērot.

RL: Un kāpēc jūs šo daļiņu nosaucāt par aksionu?

Vilčeks: Īstenībā tāpēc, ka ir tāds mazgājamais līdzeklis, kuru sauc Axion.

RL: Un kāda ir saistība starp...?

Vilčeks: Man likās, ka šis vārds izklausās pēc daļiņas, un es nospriedu – ja man kādreiz radīsies iespēja dot vārdu kādai jaunai daļiņai, es to saukšu par aksionu. Tad man šāda iespēja radās, un es to izmantoju. Un šis vārds izrādījās ļoti piemērots, jo atklājās, ka šī daļiņa atrisina problēmu ar ass strāvu (axial current). (Smejas.)

RL: Un, visbeidzot, tumšā enerģija. Ja tumšā matērija ir papildpaātrinājums, tad...

Vilčeks: Tumšā enerģija arī ir papildpaātrinājums, bet tā atšķiras divos būtiskos aspektos. Pirmkārt, tumšā matērija pastāv mākoņveidīgi – vietām tās ir vairāk, citur mazāk, un jo īpaši daudz tās ir galaktiku tuvumā. Tumšā enerģija ir kaut kas cits – Visumā tā ir izkliedēta pilnīgi vienmērīgi, tās blīvums ir vienāds visos telpas punktos, un tas ir vienāds arī pagātnē.

RL: Tātad tā faktiski ieskauj mūs no visām pusēm?

Vilčeks: Jā, tā ir visapkārt. Tās blīvums ir daudz, daudz mazāks nekā parastās matērijas blīvums. Tomēr, tā kā tā atrodas visur, tad kopsummā sanāk liels daudzums, pat ja tās blīvums ir neliels. Otra raksturīga tumšās enerģijas iezīme ir tā, ka atšķirībā gan no tumšās, gan parastās matērijas tai piemīt negatīvais spiediens – tā rauj prom lietas citu no citas. Tas izklausās dīvaini, un tas arī ir dīvaini. Jau Einšteins domāja par šo parādību kā loģisku iespējamību, lai izmainītu gravitācijas vienādojumus, – tas bija 20. gados vai 1919. gadā, vispārīgās relativitātes laikā. Bet ilgu laiku fiziķi, ieskaitot pašu Einšteinu, to uzskatīja par sliktu ideju – vairāku iemeslu dēļ, bet galvenais bija tas, ka tā netika novērota un ka tās pieļaujamais blīvums bija ļoti, ļoti niecīgs. Bet tieši pēdējos gados zinātnieki ir atklājuši parādības, kas norāda šī negatīvā spiediena virzienā. Līdz ar to šīs enerģijas pastāvēšana ir kļuvusi ļoti ticama – faktiski viņai pašai būtu labāk būt ticamai, jo par to ir piešķirta Nobela prēmija (smejas) ...par atklājumu, ka šī visuresošā enerģija pastāv.

RL: Bet tā nav novērota.

Vilčeks: Tā ir novērota pastarpināti, fiksējot tās izraisītās sekas. Tāpat kā daudz kas no tā, par ko mēs te runājam. (Smejas.) Bet par tumšās enerģijas realitāti var runāt tādā pašā nozīmē, kā mēs runājam par citu lietu realitāti, – tā ir reāla tādā ziņā, ka mēs to lietojam savā pasaules aprakstā, bet tā nav reāla tādā nozīmē, ka mums ar to nav saskares, mēs ar to nemijiedarbojamies. Tā vienkārši veido daļu no mūsu pasaules apraksta.

RL: Rietumu domas vēsturē Visumā pastāvošā kārtība reizēm tikusi uztverta kā norāde uz kādu citu spēku – tikpat neredzamu un nenovērojamu kā tas, par ko mēs pašlaik runājam, bet kas ir atbildīgs par visu, kas ir. Jūs esat uzaudzis katoliskā ģimenē un esat piedzīvojis savā dzīvē elementāras ticības posmu...

Vilčeks: Nu, tas būtu maigi teikts... (Smejas.)

RL: Kas notika ar jūsu ticību, kad jūs sākāt nodarboties ar zinātni?

Vilčeks: Svētie raksti manās acīs ir zaudējuši autoritāti – tie ne pārāk labi līmējas kopā ar zinātnisko pasaules uzskatu.

RL: Man likās, ka tie runā par kaut ko citu, tie nav zinātnisks pasaules apraksts.

Vilčeks: Nē, bet tie izvirza zinātnes sfērai piederošus apgalvojumus – par sugu izcelšanos, par to, kā attīstījās dzīvība, kā radās pasaule, daudzas citas lietas, un šie apgalvojumi ne visai labi saskan ar mūsdienu zinātnisko izpratni. Bet vēl uzkrītošāk ir tas, par ko tie nerunā, – tie ir ļoti centrēti uz Zemi un neko nesaka par daudz lielāko pasauli aiz tās, tāpat arī par to, ka pasaules kārtību nosaka matemātikas likumi. Šie raksti daudz vairāk izskatās pēc cilvēka roku darba nekā pēc dievišķas atklāsmes.

RL: Bet vai kaut kas jūsos ir palicis no jūsu kādreizējās ticības?

Vilčeks: Jā, tādā ziņā, ka es joprojām... Man ļoti patīk doma, ka pasaulei ir slēptas nozīmes un ka ir kāds stāsts, kas ar to ir saistīts. Bet jo īpaši doma par slēptajām nozīmēm. Visu savu zinātnieka dzīvi es esmu meklējis šīs slēptās nozīmes, daudz dažādos veidos.

RL: Vai savā pētnieka darbā jūs esat uzgājis kādas pēdas tam, ko daži zinātnieki sauc par “Dieva prātu”?

Vilčeks: Ziniet... (Klusums.) Tas nav jēdziens, kas man organiski būtu tuvs vai pat liktos pieņemams. Visums neizskatās pēc tā, ka to būtu radījis kāds prāts... Ja to ir radījis prāts, tad ļoti atšķirīgs prāts. Visuma pamatā ir ļoti elementāra inženiertehniskā pieeja, kur jūs nosakāt dažus pamatprincipus, no kuriem tālāk dzimst pārsteidzošas lietas. Var būt, ka kaut kādā līmenī radīšanu izplānoja kāds saprātīgs radītājs, bet es nedomāju, ka šī interpretācija ir pārliecinoša, un tā nav bijusi pārāk noderīga mūsu pasaules izpratnes attīstībā. Noderīgāk ir bijis domāt par matemātikas iekšējo saskaņotību un skaistumu. Bet citā, daudz metaforiskākā nozīmē, es domāju, ka, atklājot “radītāju”, atklāj radīto. Daudzi no maniem varoņiem – Koperniks, Galilejs, Keplers, Maksvels – bija ļoti reliģiozi cilvēki, kuri domāja, ka viņu atklājumi palīdz ieraudzīt to, ko jūs saucat par “Dieva prātu”, to, kā Dievs darbojas pasaulē. Arī es par savu darbu domāju tāpat, tikai šie mani meklējumi un atklājumi nav saistīti ar kādu autoritatīvu tekstu.

RL: Vai jūs varētu nosaukt trīs svarīgākās lietas, ko zinātne vēl nav noskaidrojusi?

Vilčeks: Domāju, ka zinātnes lielākā problēma ir tā, kā nonākt līdz molekulāram prāta darbības aprakstam. Mums ir daudz molekulāru aprakstu par vielmaiņu, iedzimtību un citām lietām, bet mums nav ne tuvu līdzvērtīgu aprakstu par to, kā darbojas prāts, kas ir atmiņa, ko nozīmē kādas idejas “dzimšana”. Otra problēma, kurai mēs jau pieskārāmies, ir tā, ka, pateicoties 20. gadsimta zinātnes sasniegumiem, mums tagad ir vienādojumi molekulu un materiālu īpašību aprēķināšanai, kas ļautu aizvietot ķīmijas laboratorijas ar datoriem, bet praksē mēs līdz tam vēl ne tuvu neesam tikuši. Vai mēs varam izmantot vienādojumus, lai radītu detalizētu pasaules aprakstu un izstrādātu jaunus materiālus un ķīmiskas vielas?

RL: Vai jaunas dzīvības.

Vilčeks: Vai jaunas dzīvības, jā! (Smejas.) Un es pieminēšu vēl trešo lietu. Trešā problēma ir atrisināt novecošanās mīklu un apturēt to vai pagriezt pretējā virzienā. Tas vienā paņēmienā palīdzētu tikt galā ar daudzām slimībām un... Ziniet, kad cilvēki noveco un mirst, daudz kas tiek zaudēts.

RL: Jūs nebaidāties no planētas pārapdzīvotības?

Vilčeks: Jā, tā būtu problēma, bet mēs atrastu veidu, kā to atrisināt. (Smejas.) Vajadzētu mazāk vairoties, bet... Es visādā ziņā domāju, ka zinātnei tas būtu milzīgs solis uz priekšu – saprast, kas ir novecošanās un ko ar to iespējams darīt.

RL: Un pēdējais jautājums – kas ir pats svarīgākais, ko jūs savā dzīvē esat sapratis?

Vilčeks: (Smejas, ilgs klusums.) Viena lieta, ko esmu sapratis, – cik svarīga nozīme ir mīlestībai un ģimenes dzīvei. Šajā ziņā man dzīvē ir paveicies. Otra lieta ir no gluži citas “operas”, un es negribētu teikt, ka viena no tām ir svarīgāka par otru, bet es esmu sapratis, ka pasaule atalgo cilvēka pūles to izzināt.