Netiešie realitātes novērojumi

Profesionālo fiziķu – arī Nobela prēmijas laureātu – spektrā ir divi izteikti poli. Vienā spektra galā ir tie, kas nodarbojas ar praktiski svarīgām lietām. Nu, piemēram, Čārlzs Taunss 1964. gadā saņēma Nobela prēmiju par pētījumiem, kas noveda pie lāzeru izgudrošanas. Spektra pretējā galā ir tie, kurus interesē tikai paši vispārīgākie un fundamentālākie dabas likumi. Pie šiem otrajiem pavisam noteikti pieder arī amerikāņu fiziķis Stīvens Veinbergs. Viņam kopā ar diviem citiem izciliem fiziķiem – Šeldonu Glešovu un Abdusu Salamu – 1979. gadā piešķīra Nobela prēmiju par divu fundamentālu dabas spēku – elektromagnētiskās mijiedarbības, kas nosaka, piemēram, to, kā mijiedarbojas divas elektriski uzlādētas lodītes, un vājās mijiedarbības, kas nosaka procesus elementārdaļiņu pasaulē, – apvienošanu vienā teorijā. Profesionāļu vidē tā tiek dēvēta par elektrovājo mijiedarbību.

Radīt vienotu teoriju, kas aprakstītu visus dabā zināmos spēkus, vienmēr ir bijis fiziķu teorētiķu sapnis. Savu mūžu tam veltīja arī tāds dižgars kā Alberts Einšteins – diemžēl neveiksmīgi. Būtisku ieguldījumu šajā ceļā uz vienotu visu fizikālo lauku teoriju ir devis arī Stīvens Veinbergs. Vēl vairāk – Veinbergs ir viens no nedaudzajiem fiziķiem un zinātnes filozofiem, kuri uzskata, ka ir iespējama “pēdējā teorija” jeb vispārējā teorija par visu, kas būs galīga un par ko dziļāka un fundamentālāka teorija vairs nebūs iespējama. Līdz ar to, tā teikt, mēs būsim sapratuši visu par materiālo pasauli ap mums, un dabaszinātnei kā fundamentālai zinātnei būs pienācis gals. Šādi Veinberga uzskati balstīti ļoti vienkāršā pieņēmumā. Katra nākamā teorija, būdama aizvien vispārīgāka, noteiktā nozīmē kļūst vienkāršāka. Tā dabas parādību izskaidrošanai izmanto aizvien mazāk jēdzienu un dabas likumu. Tas nozīmē tikai to, ka vienkāršošanā loģiski pienāks brīdis, kad mēs sasniegsim robežu, kur viss būs tik vienkārši, ka tālāk mūsu priekšstatu reducēšana uz vēl vienkāršākiem vairs nebūs iespējama.

Te nu gan uzreiz taisnības labad jāsaka, ka ir pamats arī pretargumentiem pret šīs galīgās teorijas iespējamību. Piemēram, pētot dabu, mēs atklājam aizvien jaunus līmeņus, un tie katru reizi parādās negaidīti un prasa aizvien jaunas un dziļākas teorijas. Kādreiz mēs domājām, ka visa pamatā vienkārši ir viela – substance. Tad mēs atklājām, ka tā sastāv no molekulām. Tās savukārt no atomiem. Atomi – no protoniem, neitroniem un elektroniem. Protoni un neitroni savukārt no vēl mazākām daļiņām – kvarkiem. Atliek tikai minēt, kas būs tālāk, ejot dziļumā uz aizvien mazākām daļiņām, domājot par vielas uzbūvi.

Vēl es domāju, ka Veinbergs ir spilgts pierādījums tam, cik liela nozīme cilvēka dzīvē ir izglītībai. Cilvēkam ar mērķi akadēmiskajā un intelektuālajā jomā it īpaši ir vajadzīga izcila izglītība jau ceļa sākumā. Stīvens Veinbergs ir “iedzimtais” ņujorkietis. Gājis ļoti īpašā vidusskolā – Bronksas specializētajā dabaszinātņu skolā. Starp citu, tā ir valsts skola, kas apgāž priekšstatu par to, ka Amerikas Savienotajās Valstīs tikai privātās vidusskolas spēj dot labu un izcilu izglītību. Ka šī skola patiešām ir izcila, liecina kaut vai tāds fakts, ka vienā gadā ar Stīvenu Veinbergu Bronksas skolu beidza arī Šeldons Glešovs.

Tālāk Stīvena Veinberga karjera bija saistīta ar universitātēm, kas atrodas pasaules labāko universitāšu ranga pirmajā desmitniekā. Viņš ir strādājis gan Kalifornijas Universitātē Bērklijā, gan Masačūsetsas Tehnoloģiju institūtā un Hārvarda Universitātē. Pašlaik Stīvens Veinbergs strādā Teksasas Universitātē Ostinā.

Jā, un, protams, gandrīz neviena no oficiālajām un arī neoficiālajām Veinberga biogrāfijām neaizmirst pieminēt, ka Stīvens Veinbergs ir ateists. Tā ir viņa dzīves pozīcija, un, pazīstot ASV universitāšu vidi, varu apgalvot, ka tā ne īpaši atbilst vispārējam noskaņojumam. Ar vienu vārdu sakot, tā ir uzdrīkstēšanās būt citādam nekā pārējie.

Mārcis Auziņš, LU rektors

Rīgas Laiks: Kas jauns Visuma pirmajās trīs minūtēs?

Stīvens Veinbergs: Ā! Tas ir jautājums... Atkarībā no tā, ko jūs domājat ar vārdu “jauns”. Pēdējos gados mēs esam uzzinājuši daudz ko jaunu, novērojot mikroviļņu starojumu, kas saglabājusies no Visuma agrīnā perioda. Ar satelītu palīdzību mēs esam spējuši izmērīt sīkas fluktuācijas mikroviļņu fona starojumā. Tas ir, ne es, bet astronomi, kuri nodarbojas ar šīm lietām. Novērojumu rezultāti sliecas apstiprināt Visuma izplešanās mūsdienu teoriju, kuru mēs lietojam jau kādus 30 gadus. Bet tagad tā tiešām ir kļuvusi diezgan precīza – mēs varam aprēķināt daudzas lietas saistībā ar Visuma izplešanos tā agrīnajā periodā pirms parastā Lielā sprādziena, kad Visuma enerģija vēl nebija piesārņota ar starojumu un matēriju. Tā ir traki fascinējoša lieta. Mēs joprojām nezinām atbildes uz lielajiem jautājumiem – piemēram, vai Visumam bija kāds noteikts sākuma punkts laikā. Šie novērojumi nepalīdz to noskaidrot, bet tie palīdz daudz labāk saprast, kā ir izveidojusies Visuma struktūra. Vērojot debesis, mēs redzam, ka matērija ir nevis vienmērīgi izkliedēta pa visu Visumu, bet gan kondensēta zvaigznēs, un zvaigznes veido galaktikas, un galaktikas veido galaktiku kopas. Un tagad mēs daudz labāk saprotam, kā šī struktūra ir veidojusies – tā, protams, izveidojās, matērijai kondensējoties gravitācijas spēku ietekmē. Ja Visums būtu bijis viscaur pilnīgi vienlaidus, šī kondensācija nebūtu varējusi sākties. Sākotnējais impulss galaktiku formācijām bija sīkas fluktuācijas, kas radās inflācijas veida izplešanās periodā. Šajā periodā Visuma blīvums dažādās tā vietās varēja atšķirties vienas simttūkstošās daļas apmēros.

RL: Mans jautājums bija galvenokārt mērķēts uz jūsu grāmatu, kurā jūs aprakstāt Visuma pirmās trīs minūtes. Grāmata iznāca pirms apmēram 35 gadiem. Ja jūs rakstītu to tagad, vai jūs tajā kaut ko mainītu vai arī tikai papildinātu aprakstu ar pāris detaļām?

Veinbergs: Kad es šo grāmatu rakstīju, vēl nepastāvēja modernā izplešanās teorija. Tajā es arī tikai garāmejot pieskāros tumšās enerģijas iespējamībai – proti, iespējai, ka Visuma izplešanos noteicis gravitācijas lauks, kuru veidoja ne vien matērijas enerģija un starojums, bet arī pašai telpai piemītoša enerģija. Es par to zināju tikai kā par iespēju, un man šķiet, ka es to pieminēju, tikai ļoti nekonkrētā veidā. Tagad mēs zinām, ka Visuma izplešanos lielākoties nosaka tieši tumšā enerģija. Citiem vārdiem sakot, trīs ceturtdaļas enerģijas, kas rada gravitācijas lauku – un gravitācijas lauks savukārt nosaka veidu, kādā Visums izplešas –, ir tumšā enerģija, tātad enerģija, ko ģenerē nevis materiālās daļiņas, bet pati telpa. Ja pareizi atceros, tumšo enerģiju atklāja eksperimentālā ceļā 1998. gadā, un pirms pāris gadiem par šo atklājumu tika piešķirta Nobela prēmija. Pirms 1998. gada mēs par to zinājām tikai kā par iespējamību.

RL: Kāpēc šo enerģiju sauc par “tumšo”?

Veinbergs: To sauc par “tumšo enerģiju” tāpēc, ka tā nerada gaismu. Mēs par tās pastāvēšanu zinām tikai pēc tās izraisītā gravitācijas efekta. Tai nav vizuāla efekta. Mēs runājam arī par tumšo matēriju – to veido kaut kāda daļiņa, kas vēl nav atklāta, bet kas ir parasta matērija – tas ir, tā sastāv no elementārdaļiņām ar enerģijas impulsu, kas veido to kopas. Mēs ceram, ka nākamo pāris desmit gadu laikā mums izdosies uzzināt, kas tās ir par daļiņām, kuras veido tumšo matēriju. To sauc par “tumšo”, jo daļiņas ir elektriski neitrālas un tāpēc tās nemijiedarbojas ar starojumu, tās nerada starojumu. Mēs to nevaram redzēt, kā mēs redzam parasto matēriju – ūdeņradi un hēliju, kas spīd zvaigznēs. Mēs to neredzam, bet mēs zinām par tās esamību, pateicoties tās radītajam gravitācijas efektam. Tumšā enerģija ir citāda – tā pastāv nevis kaut kādās daļiņās, bet telpā kā tādā. Bet tā ir tumša tādā pašā nozīmē – tā nerada redzamu gaismu, nedz arī kāda cita veida gaismu. To var konstatēt tikai pēc tās gravitācijas efekta.

RL: Viens no mulsinošākajiem elementiem Visuma pirmsākumu aprakstā man šķiet telpas jēdziens. Varbūt es visu esmu sapratis galīgi aplam, bet šķiet, ka singulārais bezgalīga blīvuma punkts, vai kā nu to sauc, atrodas kaut kādā telpā. Un tas manā skatījumā ir ārkārtīgi dīvaini.

Veinbergs: Es teiktu, ka vecā Lielā Sprādziena teorija, pirms parādījās inflācijas teorija, paredzēja, ka Visums sākās tāda enerģijas blīvuma apstākļos, ka uz to nevarēja attiecināt mums zināmās teorijas. Einšteina vispārīgā relativitātes teorija paredz, ka bija bezgalīga blīvuma moments, singularitāte. Taču nav iemesla uzskatīt, ka Einšteina teorija būtu pielietojama milzu blīvuma un temperatūras situācijā. Tādēļ es uzskatu, ir nepareizi teikt, ka mēs zinājām – Visums sākās bezgalīga blīvuma mirklī, mēs to vienkārši nezinājām. Mūsu zināšanas par dabas likumiem ir derīgas tikai, lai izsekotu Visuma vēsturei līdz tādai temperatūrai un blīvumam, ka mēs uz to varam attiecināt mums zināmos likumus. Kad parādījās modernā ideja par Visuma izplešanos – ka pirms tam, kad Visuma izplešanos sāka noteikt ārkārtīgi karsta, blīva matērija, kas bija vecā teorija... Tas viss joprojām tā ir, bet pirms tam bija periods, kad Visums bija faktiski tukšs un tā izplešanos noteica tumšā enerģija, un šī izplešanās notika eksponenciālā ātrumā. Šajā ainā mēs nezinām, kā “attīt” Visuma vēsturi atpakaļ līdz tās pirmsākumam. Līdz ar to jautājums, kas jūs interesē, – jautājums par telpu – faktiski nerodas. Bet, pat ja jūs pieņemtu to, ko pieņem vairākums kosmologu, – ka Visums sākās ar bezgalīgi augstas temperatūras un blīvuma momentu – šī temperatūra un blīvums bija vienmērīgi viscaur, nevis koncentrēti kādā vienā telpas punktā. Un Visums, lai arī bezgalīgi blīvs, tādā gadījumā varēja būt bezgalīgi liels! Mēs joprojām nezinām, vai Visums ir bezgalīgs vai galīgs. Bet vienalga, vai tas būtu bezgalīgs vai galīgs, nav nekādu liecību, ka matērija un enerģija būtu koncentrēta vienā punktā. Mūsu novērojumi liecina, ka Visumā viss ir izkliedēts samērā vienmērīgi, un tas var būt izkliedēts gan galīgā telpā, gan bezgalīgā. Sakot “galīgā telpā”, es nedomāju kaut ko tādu kā bumba, bet tādu galīgu telpu kā bumbas virsma, sfēriska virsma bez robežām. Tikai nevis divdimensiju sfēriska virsma – kā parastas trīsdimensiju bumbas virsma –, bet gan trīsdimensiju virsma – tāda, kāda būtu četrdimensiju bumbai. Matemātiski šāda veida telpa tika aprakstīta jau 19. gadsimtā. Es nezinu, kāpēc cilvēkiem joprojām ir ar to problēmas. Ir pilnīgi iespējams, ka tā trīsdimensiju telpa, kurā mēs dzīvojam, ir sevī izliekta gluži tāpat kā četrdimensiju bumbas virsma.

RL: Mulsinošs ir pieņēmums, ka telpa ir tāds kā rezervuārs, kurā notika Visuma izplešanās vai kurā šī izplešanās sākās. Tas izklausās dīvaini. Tāpēc es jautāšu – vai fiziķi ir kādreiz mēģinājuši noskaidrot nevis Visuma izcelšanos, bet pašas telpas izcelšanos? Vai arī tā ir aksioma, ka telpa ir mūžīga?

Veinbergs: Nē. Tajās teorijās, kas apraksta Visuma sākšanos kādā noteiktā brīdī, šajā pašā brīdī sākas arī telpa. Tas ir līdzīgi tam, ko svētais Augustīns teica par laiku. Augustīns, protams, ticēja, ka Visums tika radīts noteiktā brīdī. Viņš teica, ka nevajag vaicāt, kas notika pirms tam, jo pirms tam jau nebija paša laika. Tas pats attiecas arī uz telpu.

RL: Vai tajās teorijās, kas aizstāv telpas rašanos, laiks parādās vēlāk par telpu?

Veinbergs: Nē, nē – kopā! Protams, neviens par šīm lietām nevar būt simtprocentīgi drošs, bet, ciktāl mēs runājam par teorijām, laiks un telpa ir savīti kopā vienā veselumā. Lielā ātrumā kustoties garām kādam objektam, liekas, ka objekts sarūk mazāks un laiks, kas nepieciešams jelkādai darbībai, pieaug. Laiks un telpa kaut kādā nozīmē veido vienu veselumu, tāpēc es nespēju iedomāties telpas sākumu, kas reizē nebūtu arī laika sākums.

RL: Bet ja laiks un telpa ir savīti kopā vienā veselumā...

Veinbergs: Faktiski mēs lietojam jēdzienu “telplaiks”.

RL: Esmu to dzirdējis, bet nekad neesmu sapratis, kā tas savienojas ar uzskatu, ka laiks plūst tikai vienā virzienā.

Veinbergs: Nu, ir atšķirības... Kā lai to pasaka... Mēs nodalām notikumus, kuri ir šķirti telpā, no notikumiem, kuri ir šķirti laikā. Es jums labāk uzzīmēšu. (Zīmē.) Šis ir tā saucamais gaismas konuss, lai arī es to zīmēju divās dimensijās... Pieņemsim, ka šī ir telpa, bet šis ir laiks. Tātad, ja es iezīmēju punktu šeit, tas nozīmē laiku, kurā kaut kas notiek, un šī ir vieta, kur tas notiek. Vienkāršs zīmējums. Es reducēju telpu uz vienu dimensiju, jo mums nav tāfeļu, kurām būtu vairāk par divām dimensijām...

RL: Pagaidām vēl nav.

Veinbergs: Nē, pagaidām vēl nav. Nu, lūk, gaismas stars, protams, kustas ar noteiktu ātrumu – gaismas ātrumu. Tātad, ja tas sāk savu kustību šeit, nulles punktā, tas kustēsies šādi – tā veiktais attālums būs proporcionāls laikam, un otrādi. Bet ja man te ir objekts, kas vienkārši kustas uz priekšu laikā – piemēram, ja es sēdētu tajā krēslā, es joprojām kustētos uz priekšu laikā –, tad tā trajektorija būtu šāda (zīmē). Tas viss notiek gaismas konusa iekšpusē. No otras puses, ja man ir divi objekti vienā noteiktā laika momentā, bet zināmā attālumā viens no otra, šī atšķirība telpā būs šāda (zīmē). Tie būs šķirti telpā, bet ne laikā. Šīs atšķirības starp telpu un laiku ir daļēji absolūtas, bet tikai daļēji. Ja es kustos ar kaut kādu gaismas ātruma daļiņu garām kādam, kurš sēž nekustīgi, man, protams, liksies, ka viņš kustas pretējā virzienā, tāpat kā vilciena pasažieris redz, ka viņam pretī skrien koki. Bet viņa kustības ātrums vienmēr būs mazāks par gaismas ātrumu, tātad mēs arvien paliksim gaismas konusa iekšpusē (zīmē). Šīs ir trajektorijas, kuru ātrums ir mazāks par gaismas ātrumu. Tās kustas kā telpā, tā laikā, bet allaž paliekot gaismas konusa iekšpusē. Līdzīgā kārtā arī divi punkti vienā un tajā pašā laika momentā – divi notikumi, kas notiek vienā un tajā pašā brīdī, – liksies vienlaicīgi, bet tie būs šķirti telpā. Tātad, ja es lielā ātrumā kustos tiem garām, man liksies, ka tie nenotiek vienlaicīgi. Tas ir speciālās relativitātes efekts, par kuru pirms Einšteina neviens neko nezināja... Citiem vārdiem sakot, laiku un telpu ietekmē kustība, un kustība var pārvērst tīri telpisku nošķīrumu arī laika nošķīrumā.

RL: Vai jums šajā zīmējumā nekas neliekas dīvains?

Veinbergs: Es pie tā esmu pieradis.

RL: Un novērotāja ietekme uz novērojumu šajā skaidrojumā jūsos neraisa nekādas bažas?

Veinbergs:  Nē. Mēs gan lietojam vārdu “relativitāte”, bet te nav runa par relatīvismu šī vārda filozofiskā nozīmē. Ir patiesība, bet šī patiesība nav izteikta kā absolūts laiks, kurā notiek kāds notikums, vai kā absolūts attālums starp diviem objektiem. Šīm realitātes iezīmēm nav objektīvas nozīmes. Ir objektīvi patiesas lietas, kuras nav atkarīgas no novērotāja, un fiziķa uzdevums ir noteikt, kuras tās ir. Laiks, kurā kaut kas notiek, nav absolūts lielums, kam piemistu objektīva, no novērotāja neatkarīga nozīme. Tā ir viena no lietām, kas mums vēl ir jāizzina, – kuras lietas ir atkarīgas no novērotāja skatpunkta un kuras nav. Protams, tas bija liels Einšteina solis uz priekšu, bet es nedomāju, ka tas būtu tik ļoti atšķirīgs no... Ziniet, agrīnie grieķu domātāji uzskatīja, ka pastāv absolūta atšķirība starp augšu un apakšu un ka jebkurā kosmosa vietā “augša” vienmēr nozīmē vienu un to pašu neatkarīgi no atrašanās vietas. Un tāpēc Zeme nevarēja būt apaļa, jo cilvēki otrā zemeslodes pusē nokristu no tās. Aristotelis saprata, ka “augša” nav jēdziens ar absolūtu nozīmi, ka “augšup” un “lejup” attiecas uz virzienu no vietas, kur jūs atrodaties, uz Zemes centru un ka virziens “augšup” kādam Ēģiptē ir citāds nekā kādam, kurš atrodas Grieķijā, – tas ir relatīvs, atkarīgs no novērotāja atrašanās vietas.

RL: Ja telplaiks tiek saprasts kā zināma kompleksa sistēma, vai jums nešķiet dīvaini, ka cilvēks var brīvi kustēties dažādos virzienos telpā, turpretim laikā to izdarīt nez kāpēc nav viegli?

Veinbergs: Mēs visi kustamies laikā.

RL: Jā, bet tikai vienā virzienā.

Veinbergs: Ā, es saprotu! Jūs domājāt par laika virzienu... Jā, pareizi. Es jums vēlreiz uzzīmēšu – tagad ar gaismas konusu virzienā uz priekšu un otru atpakaļvirzienā... Jūs, es, lidmašīnas un raķetes var kustēties šādi – mēs visi kustamies uz priekšu laikā ar dažādu ātrumu. Mēs kustamies uz priekšu laikā un varam arī kustēties telpā, bet mēs nevaram iziet ārpus šī konusa. Savukārt, atrodoties ārpus gaismas konusa, jūs varat kustēties laikā gan uz priekšu, gan atpakaļ. Bet te ir problēma. Jo, pieņemsim, ka šis punkts un šis punkts nozīmē divus dažādus notikumus: šajā punktā elektrons tiek radīts, un šajā punktā tas tiek novērots. Un te kāds lielā ātrumā traucas garām šim eksperimentam tādā veidā, ka šie divi notikumi tiek viens no otra atdalīti, lūk, šādi. Tas ir ļoti dīvaini, jo tas vedina domāt, ka... Jo šis laika moments ir agrāks nekā šis, un tas mūs vedina domāt, ka elektrons tiek novērots, pirms tas ir radīts. Tas nav ticami! Modernā fizika ar šo problēmu tiek galā, sakot, ka novērotājs neredzēs, ka elektrons tiek radīts šeit, bet novērots pirms tam. Tas, ko novērotājs redzēs, būs pozitrons – elektrona antidaļiņa, kas tiek radīta šeit un novērota šeit. Kāpēc es saku, ka tas ir pozitrons, nevis elektrons? Tāpēc, ka elektriskais lādiņš nav atkarīgs no kustības, tā zīme ir absolūta. Tātad katram novērotājam ir jāpiekrīt, ka šis punkts zaudē negatīvo lādiņu un šis punkts to iegūst. Ja jūs gribat domāt elektriskās strāvas kategorijās, elektriskā strāva plūst šādi, jo kopš Bendžamina Franklina mēs elektronu aprakstām kā negatīvi lādētu. Tāpēc, ja elektrons tiek radīts šeit un novērots šeit, elektriskajai strāvai arī ir jāplūst šajā virzienā. Un tas kļūst saprotams, ja pozitīvais lādiņš tiek radīts šeit un novērots šeit. Citiem vārdiem sakot, lai izvairītos no laika atpakaļ pagriešanas paradoksa, ir jāpieņem, ka katrai elektriski lādētai daļiņai ir sava antidaļiņa – visādā veidā identiska daļiņai, tikai ar pretēju lādiņu. Tātad antivielas esamība nepieciešami izriet no Einšteina relativitātes teorijas.

RL: Un no antivielas esamības nepieciešami izriet laika neatgriezeniskums?

Veinbergs: Es teiktu citādi. Es teiktu: lai hipotēze “sekas nevar būt pirms cēloņiem” būtu patiesa, ir jābūt antivielai.

RL: Jūs runājat par dažādām elementārdaļiņām, kuras reizēm pus pa jokam mēdz saukt par “zvēru dārzu”... Kāds ir labums no visa tā daļiņu lēruma, kas ir atklātas, nosauktas vārdā un aprakstītas?

Veinbergs:  Es nezinu, ko jūs domājat ar vārdu “labums”...

RL: Vai tās tuvina mūs precīzākām zināšanām vai labākai izpratnei par kaut ko?

Veinbergs: Ik pēc pāris gadiem Lorensa Bērklija Nacionālā laboratorija izdod krājumu, kurā uzskaitītas visas elementārdaļiņas, vairāki tūkstoši dažādu elementārdaļiņu. Ilgu laiku zinātnieki uzskatīja, ka ir jābūt elementārdaļiņām – nelielam to skaitam, no kurām sastāv visas dabā pastāvošās daļiņas. Tagad mums ir teorija, kas to apstiprina, to sauc par elementārdaļiņu standartmodeli. Standarta modelis aplūko pavisam nelielu skaitu dažādu veidu daļiņu. Patiesībā tas skaits nemaz nav tik neliels – atkarībā no tā, vai antidaļiņas skaita kā atsevišķas daļiņas. Man nav pie rokas precīzu skaitļu, bet mēs runājam par kādiem 20–30 daļiņu veidiem. Tie nav nekādi tūkstoši. Šīs daļiņas tiek iedalītas noteiktās grupās jeb “ģimenēs”. Ir tādas daļiņas kā kvarki, kuriem ir seši dažādi veidi. Divi no tiem ir atrodami parastu atomu kodolos. Pārējie ir smagāki un ļoti nestabili, tāpēc parastā matērijā tie nav atrodami. Bet tie visi ir diezgan līdzīgi cits citam, atšķiras tikai to svars. Tad ir otra daļiņu “ģimene”, tie ir savā ziņā paralēli kvarkiem – arī to ir seši veidi. Tos sauc par leptoniem. Leptonu paradigma ir elektrons. Tad ir lādētas, par elektroniem smagākas daļiņas, kuras sauc par mioniem un tau daļiņām, un katram no tiem ir tāds kā neitrīno jeb elektriski neitrāla daļiņa. Tad ir nesējdaļiņas, kas pārnes dažādus spēkus. Ir fotoni – gaismas daļiņas, kas pārnes elektromagnētiskos spēkus; tām radniecīgas ir tā saucamās W un Z daļiņas, kas pārnes vājo kodolspēku... Un nedaudz atstatu no tām ir daļiņu grupa – to pavisam ir astoņas –, kuras sauc par gluoniem, un tās pārnes stipro kodolspēku. Man jau sāk zust skaits... Tad ir viena jauna daļiņa, kas tikai nesen ir atklāta, – Higsa bozons, kas atšķiras no visām citām daļiņām. Un tas arī viss! Standartmodelī šīs ir vienīgās elementārdaļiņas; tās veido visu, kas ir. Protons ir divi augš-kvarki un viens lej-kvarks.

RL: Pirms es jūs pazaudēju šajā 20–30 daļiņu mežā, vai es drīkstu uzdot vienkāršu jautājumu? Vai kāda no šīm daļiņām kādreiz ir tikusi novērota un, ja ir, tad kādā nozīmē tā ir novērota?

Veinbergs: Nu, elektroni, protams...

RL: Kā? Kādā nozīmē tie ir novēroti?

Veinbergs: Atsevišķu daļiņu nav iespējams redzēt. Elektroni tika atklāti, jo 19. gadsimta beigās britu fiziķi pētīja elektriskās strāvas plūsmu daļējā vakuumā – stikla caurulē, tādā kā katodstaru lampā, no kuras ir izsūknēts gandrīz viss gaiss. Atklājās, ka, pieslēdzot stipru strāvu metāla plāksnei, kas ievietota šādā caurulē, elektriskā strāva pārplūst uz otru metāla plāksni cauri daļējam vakuumam. Fiziķi, jo īpaši Dž.Dž. Tomsons Kembridžā... Viņi redzēja daļiņu kūli, jo tās sadūrās ar caurulē palikušās gāzes atomiem, un šis kūlis faktiski izstaroja gaismu. Viņi to varēja redzēt. Bet tas nebija tik svarīgi. Svarīgākais bija tas, ka, šim kūlim atsitoties pret noteiktu materiālu, piemēram, cinka sulfīdu, sadursmes vietā bija vērojami gaismas uzzibsnījumi. Tātad varēja redzēt gaismu tajā vietā, kur elektrisko strāvu nesošais daļiņu kūlis atsitās pret mērķi. Tomsons atklāja, ka šos kūļus var izliekt ar elektriskā un magnētiskā lauka palīdzību, un viņš arī varēja izmērīt karstumu, kas izdalījās, daļiņām atsitoties pret mērķi. Izmērot kūļa izliekumu un izdalītās enerģijas lielumu, viņš secināja, ka šis elektriskās strāvas nesējs – lai kas tas arī būtu – bija vienveidīgu daļiņu kopa – tām visām bija viena un tā pati elektriskā lādiņa attiecība pret masu. Viņš teica – “nu ko, tā ir kaut kāda fundamentāla elementārdaļiņa”, un nosauca to par elektronu. Viņš neredzēja pašu elektronu, bet viss, ko viņš novēroja, bija ciešā saskaņā ar šo ideju.

RL: Bet nespeciālistam novērojuma nozīme šajā konkrētajā gadījumā līdzinās tam, ka kāds novērotājs skatās uz pēdu nospiedumiem smiltīs un no šiem nospiedumiem izdara secinājumus par to, kāds cilvēks te varētu būt pastaigājies...

Veinbergs: Tas ne ar ko neatšķiras no jebkura cita novērojuma! Es, piemēram, novēroju jūs – es uz jums skatos. Bet īstenībā notiek tas, ka manas acs tīklene uztver noteiktas redzes sajūtas, kuras, pateicoties manai pieredzei, mani pārliecina, ka, lūk, tur sēž cilvēks. Jebkurš novērojums ir netiešs. Daži novērojumi mums liekas nepastarpinātāki nekā citi, jo mēs esam pieraduši uzskatīt, ka mēs kaut ko novērojam tad, kad to redzam, bet tas viss ir interpretācijas jautājums. Kad es, piemēram, skatos uz varavīksni, es novēroju varavīksni. Bet ko es īsti novēroju? Nav taču nekāda krāsaina loka debesīs.

RL: Kā nav? Es vienmēr domāju, ka ir.

Veinbergs: Nē, tur ir nevis krāsains loks, bet ūdens pilieni, kas balto gaismu salauž dažādās krāsās. Gaisma, krītot ūdens pilienā, iziet no tā 42° leņķī, un tāpēc mēs redzam varavīksni, kur leņķis starp manu redzes līniju un līniju no Saules ir 42°. Bet nav tur nekāda krāsaina loka! Es redzu varavīksni, bet īstenībā es novēroju ūdens pilienu izraisītu efektu, lai gan pašus ūdens pilienus es nevaru redzēt, jo tie ir pārāk mazi un pārāk tālu.

RL: Bet kurš, jūsuprāt, ir precīzāks šī dabas fenomena apraksts – septiņkrāsu loks debesīs vai ūdens pilieniņi, kas atstaro gaismu?

Veinbergs: Tas ir labs jautājums... Es nespēju neticēt, ka ir tāda lieta kā objektīvā realitāte, un šajā gadījumā šī realitāte ir ūdens pilieni, nevis krāsains loks debesīs. Tas ir zinātnes uzdevums – iet arvien dziļāk un dziļāk pretī objektīvajai realitātei. Citiem vārdiem sakot, es domāju, ka elektroni eksistē...

RL: Jūs tā domājat?

Veinbergs: Jā, es tā domāju. Mani neinteresē pilnīga drošticamība. Man šķiet, ka filozofi no Platona līdz Avicennam un reliģiskie līderi vienmēr ir centušies atrast drošas, galīgas zināšanas. Taču tas nav mūsu, zinātnieku, uzdevums – mēs cenšamies iegūt pārliecinošas zināšanas. Bet to ticamība ar laiku pieaug. Mūsu pieredzē ir tik daudz kā, kas ir ciešā saskaņā ar elektronu kā mazu daļiņu, kuras pārnes masu un enerģiju elektriskās strāvas impulsā, esamību. Tik daudz kas ir ar to saskaņā! Arī liela daļa modernās industrijas balstīta uz to, ko dara elektroni pusvadītājos... Tādēļ tas, ka elektroni eksistē, ir ne vien ticams, bet pārpārēm pārliecinošs pieņēmums.

RL: Pieņemsim, ka pastāv kaut kas tāds kā objektīvā realitāte un elektroni ir tās daļa…

Veinbergs: …taču visticamāk aiz elektroniem pastāv dziļāka realitāte. Īstenībā standarta elementārdaļiņu modelī dziļākā realitāte ir lauki, kuros elektroni ir tikai nelieli enerģijas impulsu saišķi. Standarta modeļa vienādojumi neietver elektronus, bet, piemēram, elektronu lauku, kurš parādās, pateicoties tam, kā darbojas kvantu mehānika, kad to attiecina uz šādiem laukiem.

RL: Iedomāsimies, ka man ir ļoti tievs pirksts, kas, saduroties ar matēriju, kļūst arvien tievāks un tievāks, tā ka tas spēj ieurbties matērijā līdz pat atomu līmenim. Vai matērijā ir kāds punkts, pret kuru mans pirksts atdursies, kuram tas nespēs tikt cauri?

Veinbergs: Es nezinu. Jūs runājat par neesošu pirkstu, tāpēc es nevaru atbildēt.

RL: Bet jūs varat piedalīties domas eksperimentā...

Veinbergs: Es nevaru piedalīties domas eksperimentā, ja tas nav atbilstoši noformulēts. Es nezinu, par kādu pirkstu jūs runājat. Es to nevaru iedomāties... Mēs varam “bombardēt” elektronu ar enerģiju – piemēram, ar augstas enerģijas fotonu – un skatīties, vai tas “saplīsīs”. Bet jautājums nav labi formulēts, jo, bombardējot elektronu ar augstas enerģijas fotonu, mēs ļoti bieži iegūstam trīs daļiņas: divus elektronus un antielektronu. Kā jūs to aprakstītu? Vai jūs teiktu, ka esat “saskaldījis” elektronu trīs daļās vai arī ka papildus sākotnējam elektronam jūs esat radījis jaunu elektrona un antielektrona pāri? Uz šo jautājumu nav atbildes! Viss, ko jūs varat pateikt, ir tas, ka, “šaujot” ar fotonu uz elektronu, jūs iegūstat trīs daļiņas. Jautājums, vai jūs esat vai neesat “saskaldījis” elektronu, nav pareizi formulēts. Jūs varat pateikt vienīgi to, kas iet iekšā un kas nāk ārā.

RL: Jūs vairākas reizes pieminējāt vienu vai otru teoriju. Kāds ir teorijas statuss?

Veinbergs: Jūs uzdodat grūtus jautājumus... Man liekas, ka teorijas par dabas likumiem nekad netiek uzskatītas par galīgām, tās pastāvīgi tiek pilnveidotas, un novērojumiem ir jēga tikai tad, ja to rezultātus var interpretēt kādas teorijas gaismā. Kad Tomsons atklāja elektronu, viņš lietoja teoriju par to, kā elektriskie un magnētiskie lauki iedarbojas uz lādētām daļiņām. Šo teoriju bija izstrādājis kāds 19. gadsimta fiziķis. Nevar teikt, ka Tomsons atklāja elektronu neatkarīgi no teorijām. Viņš pielietoja šo teoriju, lai, balstoties uz saviem novērojumiem, izdarītu secinājumu, ka elektroni eksistē. Viņam tā bija vajadzīga, lai saprastu, ko viņš ir novērojis. Jebkurš novērojums var būt produktīvs tikai kombinācijā ar kādu pastāvošu teoriju. Ja šodien kāds elementārdaļiņu fiziķis saka, ka ir atklāta jauna elementārdaļiņa, tad, rūpīgi aplūkojot izmantoto eksperimentu, jūs atklāsit, ka tika uzbūvētas noteiktas mašīnas, kas ļāva daļiņām pārvietoties un sadurties, ka šo mašīnu darbību interpretēja saskaņā ar noteiktām teorijām, ka vēl citas mašīnas analizēja to, kas notika šajās sadursmēs, ka teorija tika izmantota, lai interpretētu mērījumus saskaņā ar daļiņām, kas radās šajās sadursmēs… Bez teorijas jebkurš eksperiments ir bezjēdzīgs. Eksperimenta rezultātā teoriju var uzlabot, taču bez teorijas neko jaunu nevar uzzināt. Kad Ņūtons atklāja, ka Saule pievelk planētas ar spēku, kas ir apgriezti proporcionāls to savstarpējā attāluma kvadrātam – slavenais Ņūtona gravitācijas likums –, viņš lika lietā teorijas, ko pirms viņa bija izstrādājuši citi. It īpaši Keplera teoriju, kas izskaidroja planētu šķietamo kustību attiecībā pret “nekustīgajām” zvaigznēm – pierādot, ka tās riņķo ap Sauli pa eliptiskām orbītām. Ņūtons nevarētu nonākt līdz savam gravitācijas likuma formulējumam bez iepriekšējas teorijas palīdzības. Protams, pēc tam viņš gāja tālāk. Arī Darvins savulaik teicis, ka nav jēgas eksperimentam, ja tas netiek veikts, lai pārbaudītu vai tālāk attīstītu kādu teoriju. Pretējā gadījumā jūs vienkārši kolekcionējat nejaušus faktus. Kaut es varētu precīzi atcerēties, ko Darvins teica... Viņš teica apmēram tā – nav jēgas novērot dabu, ja tas nepalīdz attīstīt kādu teoriju.

RL: Teorija ar saviem postulātiem, aksiomām un pieņēmumiem nosaka un ierobežo to, kas var tikt novērots – gan eksperimentos, gan citādi. Bet vai nepastāv bīstamība, ka teorija var ietekmēt novērojumu?

Veinbergs: Es teiktu, ka teorija padara novērojumu iespējamu, citādi mēs vienkārši reģistrētu bezjēdzīgus sajūtu iespaidus. Bez teorijas novērojums nevar notikt. Tas, kāda veida novērojums var notikt, protams, ir atkarīgs no jūsu rīcībā esošās teorijas. Var jau būt, ka kāds ir tik ļoti pārņemts ar kādu teoriju, ka katrā novērojumā neredz neko citu kā vienīgi apstiprinājumu šai teorijai. Bet tā parasti nenotiek. Mēs redzam ko citu – kaut arī novērojumi, ko mēs veicam, nav iespējami bez jau pastāvošas teorijas, tie vienalga ir atvērti nenoteiktībai attiecībā uz to, kas tiks novērots. Tie nediktē to, kas tiks novērots. Piemēram, nesenā Higsa bozona atklāšana – eksperiments tika analizēts, izmantojot pastāvošo elementārdaļiņu teoriju, ko sauc par standartmodeli. Bet jautājums par to, vai Higsa bozons eksistē, standartmodelī bija atstāts atklāts, jo bija arī alternatīvas versijas, kurās šīs daļiņas nebija. Tātad eksperimenti tika veikti, izmantojot standartmodeli novērojumu interpretācijai, bet paturot
atvērtu prātu attiecībā uz to, vai Higsa bozons tiks atklāts vai netiks un, ja tiks, kāda būs tā masa un kā tas sabruks. Un eksperiments sniedza atbildes uz šiem jautājumiem, kas līdz tam bija atklāti jautājumi. Tā tas vienmēr notiek – jūs veicat eksperimentus, balstoties uz noteiktiem pieņēmumiem, bet atstājot zināmus jautājumus atvērtus, un tad jūs tos atrisināt. Vismaz jūs mēģināt to darīt, jūs cerat, ka izdosies.

RL: Vai Higsa bozona atklāšana ir apgāzusi vai kā citādi satricinājusi kādu no pastāvošajām teorijām?

Veinbergs: Standartmodeļa pamatidejas, jo īpaši tās idejas, kas skar elektromagnētiskos un vājos spēkus, ko attīstīja Abduss Salams un es, – pamatideja par simetriju starp vājajiem un elektromagnētiskajiem spēkiem, kas ir simetrija teorijas vienādojumu līmenī, taču neparādās teorijas aprakstīto daļiņu īpašībās, tā saucamā lauztā simetrija, – šī ideja jau ir nostiprinājusies un netiek apšaubīta. Bet lielais jautājums bija: kas ir tas mehānisms, kas šo simetriju lauž? Vienkāršākā atbilde, kurai sekoja Salams un es sākotnējā teorijas formulējumā, ir tā, ka šo simetriju lauž noteikti lauki, tā saucamie skalāru lauki, viens no kuriem pastāv kā daļiņa – šī daļiņa ir tā saucamais Higsa bozons. Bija arī citas, alternatīvas idejas par to, kā šī simetrija starp vājajiem kodolspēkiem un elektromagnētisko spēku tiek lauzta. Bija teorija, kuru izstrādāja Leonards Saskinds no Stenforda universitātes un es, tā saucamā “tehnokrāsu teorija” (technicolor theory) – dīvains nosaukums, vai ne? –, kurā nebija Higsa bozona, bet bija daudz cita veida daļiņu, tādas kā tehnipioni un tamlīdzīgi. Atklājums nozīmēja, ka teorijas vienkāršākā versija – versija, kuru izvirzīja Salams un es, – ir pareiza, bet eksotiskākās versijas, tādas kā tehnokrāsu teorija, acīmredzot nav pareizas. Tā tās lietas notiek.

RL: Vai tas, ka Visumā ir tādi cilvēki kā jūs, kas saprot dažus no tā elementiem un funkcijām, kaut ko pasaka par pašu Visumu?

Veinbergs: Nu, kādreiz tika uzskatīts, ka ne tikai zinātnieku pastāvēšana, bet vispār dzīvības pastāvēšana par Visumu pasaka kaut ko ļoti svarīgu – to, ka tam ir labs radītājs, kurš ir izveidojis Visumu tādu, lai tajā varētu rasties dzīvība un cilvēki. Citiem vārdiem sakot, ka cilvēka pastāvēšana atbilst Dieva plānam. Pirmajā acu uzmetienā liekas, ka tā arī ir, jo apstākļi uz mūsu planētas ir ļoti labvēlīgi dzīvībai – mēs atrodamies īstajā attālumā no Saules, un tāpēc ūdens uz mūsu planētas virsmas ir šķidrā stāvoklī, tai ir gravitācijas lauks, kas ir nepieciešams, lai lietas paliktu savās vietās uz zemeslodes virsmas, un tomēr ne tik liels, lai mūs apņemtu metāna atmosfēra kā Jupiteram, kurā mēs nevarētu dzīvot... Bet tagad mēs zinām, ka mūsu galaktikā ir miljardiem planētu, un mēs zinām, ka Visumā ir miljardiem galaktiku, tāpēc tas, ka uz kādas no tām ir labvēlīgi apstākļi dzīvībai, nav nekas briesmīgi pārsteidzošs. Un, protams, tikai uz šādām planētām var rasties zinātnieki, kuri uzdod šādus jautājumus. Tā kā Visumā ir miljardiem miljardu planētu, nav nekā pārsteidzoša faktā, ka starp tām ir dažas, uz kurām dzīvo cilvēki, kas domā par realitātes dabu. Tāpēc es teiktu, ka saprātīgas dzīvības pastāvēšanas fakts vien īsti nepasaka mums neko tādu, ko mēs nebūtu... Tas mums nepasaka neko būtiski svarīgu par Visumu. Bet varbūt jūs domājat par ko citu, par zinātniekiem, kas... es domāju īpaši par Džonu Vīleru, kurš teica, ka zinātni nav iespējams iztēloties citādi kā vien kā novērojumu rezultātu aprakstu; un jums nevar būt novērojumu bez novērotāja; un tādēļ jebkurš zinātnisks skatījums uz dabu nepieciešami paredz novērotāju eksistenci. Mani tas galīgi nepārliecina. Džons tagad ir miris, bet es ar viņu par to strīdējos. Manuprāt, zinātne kā cilvēku darbības sfēra, protams, nevar pastāvēt bez cilvēkiem, bet Visums mierīgi varētu pastāvēt arī bez zinātnes. Visumu pārvalda zinātniski likumi, bet tas nav atkarīgs no tā, ka cilvēki zina, kādi ir šie likumi. Manuprāt, nav nekā neloģiska domā par Visumu, kurā saprāts nepastāv.

RL: Veids, kādā jūs pieminējāt pasaules radīšanu un tūlīt šo ideju atmetāt, jo ir miljardiem galaktiku un planētu, man izklausījās pēc tā, ka jūs atkārtojat seno ideju, ka mēs šeit esam tikai nejauši gadījušies, ka faktiski tā ir vistīrākā nejaušība vai apstākļu sakritība, nekas vairāk!

Veinbergs: Es domāju par nejaušību kā par kaut ko tādu, ko nav iespējams saprast principā. Piemēram, dzīvības evolūciju uz Zemes ārkārtīgi lielā mērā ietekmējis fakts, ka pirms 65 miljoniem gadu mūsu planētā ietriecās komēta, kas iznīcināja dinozaurus, atbrīvojot telpu zīdītājiem.

RL: Vai tad tā nav tikai viena no hipotēzēm?

Veinbergs: Nu, daudz kas liecina par to, ka šī hipotēze ir patiesa. Bet tas, ko es gribu teikt, nav atkarīgs no tā, vai tā ir patiesa vai nav, kaut arī es uzskatu, ka ir. Mēs nekad nespēsim attīt laiku atpakaļ 65 miljonu gadu senā pagātnē, lai izskaitļotu komētu orbītas un izskaidrotu, kāpēc kāda komēta ietriecās Zemē. Ja arī mēs to spētu, tas nebūtu interesanti. Ir skaidrs, ka pa Saules sistēmu riņķoja komētas un ka to orbītas bija mainīgas, un viena no tām ietriecās Zemē. Tā ir tipiska nejaušība – tas, ko es saucu par nejaušību. Mēs nekad nespēsim izskaidrot, kāpēc tas notika – kāpēc tā ietriecās Zemē kaut kur Jukatanas pussalā, kā tiek uzskatīts, tieši tajā brīdī. Tas ir nejaušs atgadījums! Katra mutācija, ikviena reize, kad kāds kosmiskais stars skar kāda auga vai dzīvnieka šūnas DNS molekulu, izmainot tā ģenētisko struktūru, kas atsauksies uz viņu pēcnācējiem, katra bioloģiska mutācija ir nejaušība. Es domāju, ka liela daļa no tā, ar ko nodarbojas zinātne, ir mēģinājumi noteikt, kuras parādības ir likumsakarīgas un kuras nejaušas – un nejaušība jau pēc definīcijas ir neizskaidrojama. Jūs zināt, ka Keplers vienubrīd uzskatīja, ka viņš var aprēķināt visu planētu attālumus no Saules, izmantojot pirmos pamatprincipus. Viņš izveidoja ģeometrisku konstrukciju, kurai it kā vajadzēja paredzēt, kur kāda planēta atrodas attiecībā pret Sauli. Bet šī konstrukcija lāgā nesaskanēja ar novērojumiem. Šodien nevienam pat nenāktu prātā neko tādu darīt, jo mēs esam sapratuši, ka Saules sistēmas konkrētais ģeometriskais modelis nav kaut kas tāds, kas būtu ierakstīts dabas likumos. Tā ir nejaušība! Mēs varbūt varam saprast, kāpēc mazākās, akmeņainākās planētas – Merkurs, Venera, Zeme un Marss – atrodas tuvāk Saulei un lielās gāzveida planētas – Jupiters, Saturns, Urāns un Neptūns – atrodas tālāk no Saules. Taču mēs nekad nesapratīsim, kāpēc Venera atrodas tieši... nu, teiksim, divu trešdaļu attālumā no Zemes attāluma līdz Saulei.

RL: Vai jums neliekas dīvaini, ka elementārdaļiņu pasaulē, šķiet, valda stingri likumi un tajā gandrīz nav nejaušību?

Veinbergs: Tas nav dīvaini, bet tas ir svarīgi, un šis fakts nozīmē to, ka daļiņas atrodas tuvāk. Pētot elementārdaļiņas, mēs esam tuvāk dabas fundamentālajiem likumiem, kas nav nejaušības, bet ir ierakstītas dabā tās visdziļākajā līmenī. Elementārdaļiņas tāpēc arī ir interesantas, ka to īpašības nav nejaušas. Tiesa, mēs par to neesam pārliecināti... Ir tāda multiversu teorija – teorija, ka mūsu Lielais Sprādziens ir tikai viens no bezgalīgi daudziem lielajiem sprādzieniem, tāpat kā mūsu planēta ir tikai viena no daudziem miljardiem planētu, ka Lielais Sprādziens ir tikai viena epizode daudz lielākā multiversā, kurā ir notikuši daudzi, bezgalīgi daudzi lielie sprādzieni. Katra atsevišķā sprādziena radītajā universā elementārdaļiņu īpašības būtu dažādas – kādā no tiem mions būtu 210 reizes smagāks par elektronu, citā varbūt simt reizes smagāks... Tā ir ļoti mulsinoša ideja, un mēs nezinām, vai tā atbilst patiesībai. Domāju, ka tas ir viens no lielajiem jautājumiem, ar ko mums nāksies nodarboties. Ja mums būtu matemātiska teorija, kas paskaidrotu, ka, lai šī teorija nebūtu iekšēji pretrunīga un lai izvairītos no matemātiskiem absurdiem, tādiem kā bezgalīgi lielumi, miona masai ir jābūt 210 reižu lielākai par elektrona masu, tad mēs varētu teikt – brīnišķīgi, tagad mēs zinām, ka tā nav nejaušība! Bet šādas teorijas nav. Tas ir liels izaicinājums.

RL: Bet pieņemot, ka daļiņu pasaulē nav nejaušību un ka šī pasaule ir pakļauta stingriem likumiem – visiem elektroniem ir vienas un tās pašas īpašības, utt. – kā jūs izskaidrojat nejaušības makropasaulē?

Veinbergs: Sakot “nejaušības”, es ar to vienkārši domāju lietas, kuras mēs nekad nesapratīsim, jo tās ir saistītas ar procesiem, par kuriem mums nav iespējams neko uzzināt. Piemēram, komētu kopums pirms 65 miljoniem gadu – nav veida, kā mēs to varētu noskaidrot, tāpēc mēs to saucam par nejaušību. Bet varbūt šī komētas ietriekšanās Zemē bija pilnībā determinēta... Es nesaku, ka tad, ja jums būtu pilnīga informācija par Saules sistēmu, tās planētām un komētu kopumu, teiksim, simt miljonu gadu senā pagātnē, ka šādā gadījumā jūs ar datoru nevarētu izskaitļot, ka komēta ietrieksies Zemē tieši tad, kad tas notika un kur tas notika. Es nenoliedzu determinismu! Kad es lietoju vārdu “nejaušība”... Tas ir vārds, kas raksturo mūsu zināšanas, tas nav absolūts... Katrs kosmiskais stars, kas ietriecas kāda dzīva organisma DNS molekulā, uzvedas saskaņā ar elementārdaļiņu fizikas likumiem. Šo staru radījusi, teiksim, kaut kādas tālas supernovas eksplozija, un tā ceļš uz Zemi ir pakļauts cēloniskiem likumiem. Mēs vienkārši nekad neuzzināsim, kā tas notika. Aristotelis vārdu “nejaušība” saprata pavisam citādi. Viņam nejaušība bija tas, kas atrodas ārpus lietu dabiskās kārtības. Piemēram, zirgs Aristotelim ir dzīvnieks, kura būtiskā iezīme ir... Tagad mums par to nāk smiekli, bet Aristotelim zirgs bija daļa no dabiskas lietu klasifikācijas, tomēr tas, vai konkrētais zirgs ir brūns vai pelēks, bija nejaušība. Viņam nejaušība bija tas, kas nepieder pie lietu būtības. Es domāju, ka nejaušības pieder pie lietu būtības tādā pašā mērā kā... Komēta, kas ietriecās Zemē, bija tikpat liela daļa matērijas būtības kā jebkas cits. Mēs tikai nezinām, kāpēc tas notika, un tāpēc es saku “nejaušība”. Ja es izvelku no kabatas monētu un sviežu to gaisā, tā nokritīs vai nu ar ciparu, vai ģerboni uz augšu. Kurš no abiem variantiem tas būs, ir nejaušība. Tas ir tāpēc, ka es nevaru izsekot monētas orbītai pietiekami precīzi, lai noteiktu, kā tā nokritīs. Bet tās nokrišana vienalga ir absolūti noteikta.

RL: Jā, bet šeit viens sviež monētu, turpretim nebūt nav skaidrs, vai kāds ir izšāvis to bultu, kuru mēs saucam par universu.

Veinbergs: Jā, taisnība... Nu... Mēs nonākam pie lietām, par kurām neko nezinām. Es domāju, ka ideja par multiversiem, kas padara Lielo Sprādzienu un daudzus dabas likumus par nejaušībām, ir ļoti spekulatīva. Ir ļoti grūti paredzēt, kā mēs spēsim...

RL: Vai jūs varētu nosaukt piecas svarīgākās zinātnes problēmas, kas joprojām nav atrisinātas?

Veinbergs: Zinātnē ir viena vissvarīgākā problēma, svarīgāka par visām citām, un tā ir – kādi ir dabas likumi? Tā ir vislielākā problēma (smejas). Bet tad ir mazākas problēmas, ar kurām mēs sastopamies ceļā uz šīs lielās problēmas atrisinājumu, un tad nu mums ir jāmin, kuras no tām ir svarīgas – kuras no tām mūs tuvinās dabas likumu izpratnei. Tā vienmēr ir minēšana. Es domāju, ka viena no lielākajām zinātnes problēmām ir nesaderība starp gravitācijas teorijai raksturīgo enerģiju mērogu un elementārdaļiņu fizikai raksturīgo enerģiju mērogu. Ļaujiet man to paskaidrot sīkāk... Elementārdaļiņu standarta modelī katras daļiņas masa ir proporcionāla Higsa bozona masai. Higsa bozona masa ir 125 GeV, kas nosaka mērogu visu citu daļiņu – elektrona, miona, kvarku utt. – masai. Ja Higsa bozona masa būtu divas reizes lielāka, arī visu citu daļiņu masa būtu divreiz lielāka.

RL: Man likās, ka daļiņām nav masas...

Veinbergs: Nu, dažām nav, un divreiz nulle ir nulle... Bet elektronam ir masa, un, ja Higsa bozons būtu divas reizes smagāks, arī elektrons būtu divas reizes smagāks. Tātad tā ir viena masas vienība, 125 GeV, ko mums, pateicoties eksperimentiem, ir izdevies noskaidrot. Bet ir vēl kāda cita masas vienība, kas parādās gravitācijas teorijā un ko sauc par Planka masu, jo Planks bija pirmais, kurš to identificēja. Ja ņem elektrona lādiņu, Ņūtona gravitācijas konstanti un gaismas ātrumu – un Plankam visas šīs konstantes bija zināmas – un tās saliek kopā kombinācijā, kurai ir masas vienības, dabū masu, kuras lielums ir apmēram 10¹⁸ GeV. Tā ir 10¹⁶ jeb 10 000 triljonu reižu lielāka par 100 GeV. No kurienes tā rodas? Planka masa... Ņemsim divas parastas daļiņas, piemēram, elektronus, un pavaicāsim: kāda ir to savstarpējā gravitācijas spēka un elektriskā spēka attiecība? Elektriskais spēks ir divu elektronu elektriskā atgrūšanās noteiktā attālumā. Gravitācijas spēks ir neticami vājš salīdzinājumā ar elektrisko spēku. Tas ir tik vājš, ka neviens vēl nav spējis fiksēt gravitācijas spēku starp diviem elektroniem. Neviens vēl nav spējis noteikt atoma iekšpusē esošās gravitācijas efektus. Piemēram, gravitācijas spēks, ar kādu atoma kodols notur elektronus orbītā, – tas ir tik niecīgs, ka mēs to ignorējam.

(Zvana telefons.)

Hallo! Jā... Es varētu... Klausieties, es atrodos situācijā, kas man liedz to parakstīt. The New York Review of Books man lūdza uzrakstīt komentāru par vēlēšanām, un es tajā izteicu dziļu vilšanos par Obamas administrāciju no liberālā skata punkta. Un noslēgumā es teicu... atmetot detaļas, es teicu, ka, ja es dzīvotu štatā, kur manai balsij ir nozīme, kā Ohaio vai Florida, es balsotu par Obamu, jo Romnijs ir vēl sliktāks. Bet, tā kā es dzīvoju Teksasā un manai balsij nav nozīmes, jo Teksasā tāpat vinnēs Romnijs, es atļaušos greznību nebalsot ne par vienu no viņiem... Un, tā kā tas tūlīt nāks laukā avīzē The New York Review of Books, es nevaru tagad parakstīt petīciju Obamas atbalstam. Man ļoti žēl. Jā... Bet es joprojām esmu jūsu pusē. Labi, atā! – Nu jā, tā ir politika... Starp citu, es ceru, ka tas neparādīsies jūsu... Vispār man ir vienalga, vai tas parādās vai ne.

RL: Vai tas bija īss jūsu raksta kopsavilkums?

Veinbergs: Jā, tas būs nākamajā The New York Review of Books. Un es zinu, ka jūs arī lasāt to izdevumu, jo – no kurienes gan nāktu tie jūsu jautājumi?

RL: Bet jūs palikāt pie tām divām fizikas problēmām...

Veinbergs: Jā, es jums mēģināju izskaidrot, kas ir Planka masa. Kaut arī gravitācijas spēks diviem elektroniem ir neticami vājš salīdzinājumā ar elektrisko spēku, ja elektronam būtu Planka masa, nevis tā, kas tam ir, tad tā gravitācijas spēks būtu vienlīdzīgs ar elektrisko spēku. Vēl viens no lielajiem jautājumiem ir tas, par ko mēs jau runājām, – vai eksistē multiversi vai arī mūsu Lielais Sprādziens ir unikāls.

RL: Tātad visi lielie jautājumi, jūsuprāt, ir fizikas jautājumi?

Veinbergs: O, nē! Lielie jautājumi ir arī... Kāda ir iespēja, ka uz planētas, uz kuras ir apstākļi dzīvībai – uz kuras ir ūdens un kuru neieskauj indīga metāna atmosfēra –, rodas dzīvība? Nevienam vēl nav izdevies veikt šīs iespējas teorētisku analīzi. Vēl viens milzīgs jautājums, kā smadzeņu fiziskā un ķīmiskā struktūra izskaidro apziņas esamību. Kāda ir saistība starp apziņu un to, kas fiziskā un ķīmiskā līmenī notiek smadzenēs? Es nedomāju tik vienkāršas lietas kā, piemēram, tas, ka pēkšņa izbīļa brīdī cilvēks saņem zināmu elektrisko strāvu. Tas ir interesanti, bet ar to nepietiek. Es domāju ko citu – visam, ko mēs piedzīvojam kā apziņu, ir jābūt kādam korelātam smadzenēs. Un mēs nezinām, kas tas ir. Tas, lūk, ir vēl viens no lielajiem jautājumiem, kas nav fizikas jautājums.

RL: Robertam Frostam ir dzejas rinda ar trim tukšuma jēdzieniem – tukšums, nekas un bezdibenis.Vai jūs saredzat kādu jēgu runāt par šādiem trim tukšuma veidiem?

Veinbergs: Hm... Šo rindu es nezinu. Man patīk Roberts Frosts, un es daudz esmu viņu lasījis, bet šo rindu būšu palaidis garām. Man būs tā jāsameklē... Vai jūs zināt dzejoļa nosaukumu?

RL: Tur bija kaut kas par upi, kas aizplūst...

Veinbergs: Es to sameklēšu. Tas izklausās ļoti interesanti. Šī lieta uzpeld, kad cilvēki uzdod jautājumu, kas daudziem liekas pats dziļākais no visiem jautājumiem, – kāpēc ir kaut kas, nevis nekas? Tas faktiski ir atkarīgs no tā, ko saprot ar “neko”. Ja ar “neko” saprot tukšu telpu, kurā vienalga darbojas dabas likumi, tad atbilde uz šādu jautājumu varētu būt tā, ka vakuuma stāvoklis nav stabils un, ja ir vakuums, tad kvantu fluktuāciju dēļ tajā spontāni parādīsies matērija, un tā tālāk... Bet īsts tukšums, īsts nekas, manuprāt, ir nevis tukša telpa, bet pilnīga neesamība, jelkādas realitātes, tai skaitā dabas likumu, neesamība. Un uz šo jautājumu – kāpēc ir kaut kas, nevis šis nekas – mēs nekad nespēsim atbildēt. Tas ir jautājums, kurš atrodas ārpus zinātnes un kura priekšā mums vienkārši ir jāpadodas. Tāpēc šī jautājuma nav manā lielo jautājumu sarakstā...

RL: Mans pēdējais jautājums būs personisks. Kas ir pats svarīgākais, ko jūs savā dzīvē esat sapratis?

Veinbergs: Ka mūsu attiecības ar citiem cilvēkiem ir svarīgākas par jebkādiem abstraktiem zinātnes jautājumiem un ka dzejnieki par to var pateikt daudz vairāk nekā zinātnieki.