John Maddox:Ami a tudományban még felfedezésre vár
A szerző, aki több mint két évtizeden át volt a világ az egyik legrégibb és legtekintélyesebb természettudományos szaklapjának, aNaturenek a főszerkesztője, sokat ígér a könyv címében, de talán még többet az alcímében: Feltérképezzük a világegyetem titkait, az élet eredetét és az emberi faj jövőjét.A könyv elolvasása után nyugodtan elmondhatjuk, hogy a könyv többet nyújt, mint amit első látásra talán elvárhatnánk tőle. Mindenekelőtt gazdag körképet kapunk a tudomány mai állásáról a fizikában és a kozmogóniában, a biológia különböző ágaiban, de még a matematikában is, rámutatva a megoldatlan kérdésekre. Ez utóbbit nemegyszer olyan „a király új ruhája" stílusban teszi, azaz megoldottnak látszó kérdések esetében is megmutatja, hogy valójában megoldatlan a kérdés, nem értjük igazán a dolgot, csak mindenki „úgy tesz", mintha minden rendben volna.
A recenzens örömmel olvasta a megoldatlan kérdésekről szóló megállapításokat, mert nézete szerint különösen fontos a tisztázatlan, megoldatlan kérdések hangsúlyozása, éspedig nemcsak egyetemi vagy kutatói fokon, hanem már az általános iskolában is. A természettudomány valóságszemléletének ugyanis a lényegéhez tartozik a nyíltság az új ismeretek felé, jelenlegi tudásunk kritikája és a készség annak korrigálására. Pontosan ez az, amiben a tudományos valóságmegközelítés különbözik minden korábbitól: nem befejezett, állandóan alakul, fejlődik.
A tudomány jövőjével kapcsolatban a szerző a következőképpen fogalmaz: „Nem kérdéses, hogy a következő évszázadokban a tudomány és alkalmazásai még szembeötlőbbek lesznek, mint századunkban". Ekönyv célja annak bemutatása, hogy a tudománynak távolról sincs vége." „A modern tudomány ötszáz éve kezdésnek ugyan jó, de csak a kezdet." „… a felfedezések tára még korántsem merült ki. Ez a könyv évtizedekre, talán évszázadokra szóló tennivalókat fogalmaz meg a felfedezés terén, amelyek kétségtelenül olyan radikálisan változtatják meg nézeteinket a világban elfoglalt helyünkről, mint Kopernikusz korától kezdődően tapasztalható."
És valóban! Visszatekintve megállapíthatjuk, milyen nagy jelentőségû lépés volt, amikor Kopernikusz a Föld helyett a Napot helyezte a világmindenség középpontjába. De ez nem az utolsó lépés volt ezen a téren! Ma már tudjuk, hogy a Nap csak egyike a Tejútrendszer százmilliárd csillagának, amely kb. hatszázmillió éves keringési idővel mozog a Tejútrendszer középpontja körül. Ráadásul a Tejútrendszer is mozog és egyike a ma ismeretes mintegy százmilliárd galaxisnak. És ezzel még a történetnek nincs vége.
Itt térhetünk rá a könyv tartalmának részletesebb ismertetésére, amely az Előszó és a Bevezetés utáni első fejezetben az ősrobbanásról, a világegyetem tágulásáról szól. Miközben megállapítja: „A hatvanas évek eleje óta az ősrobbanás elmélete általánosan elfogadottá vált…" Számos problémát is felvet ezzel kapcsolatban és végül arra a következtetésre jut: „… arra a kérdésre 'hogyan kezdődött a világ?' az óvatos válasz az, hogy még nem tudjuk."
Az egyik legizgatóbb kérdés itt - nem tekintve a felfúvódó világegyetemet és a hozzákapcsolódó problémákat - az ún. hiányzó tömeg a világegyetemben. Agalaxisok külső csillagai gyorsabban mozognak, mint az a galaxis tömegéből következne. A különbség tetemes. A„sötét" tömeg mintegy 90%-a kell, hogy legyen a teljes tömegnek. Több „jelölt" is van ennek a hiányzó tömegnek a magyarázatára, de egyiket sem sikerült eddig bebizonyítani. A világegyetem tömegének kérdése abból a szempontból is fontos, hogy világegyetemünk nyílt-e vagy zárt, azaz a végtelenségig fog-e tágulni vagy egy idő után kezd összehúzódni a „nagy reccsig".
Még két fejezet szól a mai fizika problémáiról, az elemi részekről és a világ fizikai szerkezetéről, felépítéséről. Az elemi részeket leíró ún. standard modell számos problémával küszködik. Nem sikerült megtalálni a modell által megjósolt mágneses monopólust, az ún. Higgs- bozon megtalálására viszont még van remény, mert annak a tömege bizonytalan, így lehet, hogy az eddigieknél nagyobb energiájú gyorsítókkal előállítható. Ez a részecske magyarázná meg a többi tömegét, amely utóbbinak az eredetét jelenleg még nem értjük. Lehetne még tovább sorolni a megoldatlan problémákat a részecskefizikával és az alapvető kölcsönhatások egyesítésével kapcsolatban. Itt még csak a proton igen kis valószínûségû, de az elmélet által megkívánt bomlását említjük, amelyet szintén nem sikerült kimutatni. Végül is az a helyzet, hogy „… az elméletnek még egyetlen változata sem járt sikerrel abban, hogy megjósolja az anyagi részecskék tulajdonságait, valamint leírja kölcsönhatásukat." Vagyis: „Annak a célkitûzésnek a megvalósításától, hogy megmagyarázzuk, a valódi világ részecskéi miért olyanok amilyenek, még igencsak távol vagyunk." Van azután egy nagyon fontos elvi megjegyzés is. „Az anyag tulajdonságainak megértése látszólag olyan absztrakt munkálkodás volt, ami jórészt azon alapult, hogy az elméleti fizikusok elméleteket szövögettek. Ez azonban csak látszat. Az elméletek ugyan kiemelkedő szellemi teljesítmények, azonban egyikük sem számíthat elismerésre, ha a kísérletek nem szolgáltatnak kulcsfontosságú jelzéseket" (a recenzens kiemelése).
A jelenlegi fizika egyik legnagyobb - és a könyvben többször is hangsúlyozott - problémája, hogy a kvantummechanikát és az általános relativitáselméletet nem tudta eddig egyesíteni, azaz az ún. kvantumgravitációt megalkotni.
Mindezek és további megoldatlan problémák (pl. a fekete lyukak kérdése) mellett sokan egy egészen más alapokon nyugvó „új fizika" megszületését várják. Az is igaz, hogy: „A kvantummechanika megszületését 1900- ban nem lehetett előre látni, és igen nagy képzelőerőre lett volna szükség annak felismerésére is, hogy a gravitáció milyen fontos téma lesz a 20. században." Tegyük hozzá: ugyanezt el lehet mondani az atommagról is.
Megjegyezzük, hogy a fizikáról nem csak a kifejezetten a fizika problémáit tárgyaló fejezetekben esik szó, mert a modern tudományos kutatás jellemzője, „… hogy minden jelenség - a világegyetem létezése, az élet ténye a Földön, az agy mûködése - fizikai magyarázatot követel."
Az életről szóló négy fejezetet tekintve mindenekelőtt az életre vonatkozó problémákról van szó. A legalapvetőbb ezzel kapcsolatban, hogy az életnek pontos definíciója sincs. Más - részt nem tudjuk, hogyan keletkezett az élet. A tudósok egy része szerint egy nagyon valószínûtlen eseményről van szó (lényegében ez az alapja az ún. antropikus elvnek), mások az élet keletkezését szükségszerûnek tartják, ami a világmindenségben igen sokszor előfordulhat.
Az emberrel, az emberi aggyal, a tudattal kapcsolatban még több a probléma. Az embereknek kettővel kevesebb kromoszómájuk van, mint az emberszabásúaknak. Ez a két kromoszóma nem tûnt el, hanem a 2. emberi kromoszóma hosszú láncának a végébe beépülve található meg. Ez az ún. transzlokáció. Esetleg ennek a jelenségnek van döntő jelentősége az ember kialakulásában. Elgondolkoztató: „Az emberszabású majmok sem változtak túl sokat, a Homo sapiensnek azonban sokkal változatosabb története volt... További nyitott kérdés, hogy mi indította el az emberi evolúciót."
Mi is a helyzet az emberi aggyal és a tudattal kapcsolatban? „… az agykutatás mára már kiterebélyesedett programjának központi célkitûzése egyelőre elérhetetlen: csak igen felszínesek ismereteink arról, hogy az agy, különösképpen az emberi agy miképpen testesíti meg az értelmet (tudatot) … azok a kutatók, akik látszólag fontos kérdésekre válaszoltak, valójában csak feltették azokat. A magyarázatot igénylő dolgok listája tehát meglehetősen hosszú".
Az emberi agy és a számítógép összehasonlításakor homlokegyenest ellenkező álláspontokat foglalnak el az egyes kutatók. Ezt a kérdés azonban már a könyv harmadik részének első fejezete tárgyalja. Hogy az agy és a számítógépek viszonyában bizonyos analógiáról lehet szó, azt nagyjából mindenki elfogadja, de hogy a jövő fejlődés mit hoz, e téren eltérnek az álláspontok.
A problémák ellenére kétségtelen, hogy a biológia igen jelentős eredményeket is fel tud mutatni és nemcsak a jelenségek molekuláris megközelítésében, a genetikában, az öröklődés törvényeinek feltárásában, hanem a sejtek mûködésének kvantitatívabb megközelítésében is. A DNS szerkezetének tisztázását összes következményével együtt a szerző Kopernikusz tudományos forradalmához hasonlítja.
A Világunk címû harmadik rész második fejezetében a matematikáról van szó. AXIX. század végén a matematika - ha volt is még számos kisebb-nagyobb megoldatlan problémája - a lényeget tekintve nagyjából hasonló állapotban volt, mint a fizika. Azt gondolták, „… hogy a matematika egésze véges számú, a matematikai objektumokra vonatkozó axiómából (feltevésből) levezethető." Erre cáfolt azután rá Gödel híres tétele. Arra is rá kellett jönni, hogy a matematika tudománya és állításai éppen úgy nem abszolút és véglegesek, mint bármelyik természettudományé. Eukleidész geometriája hasonló viszonyban van az ún. nem euklideszi geometriával, mint Newton törvényei a relativitáselmélettel.
Ebben a fejezetben esik szó röviden a káoszelméletről, amely a relativitáselmélet és a kvantumelmélet után a XX. század harmadik tudományos forradalmának tekinthető. Jelentőségét a könyv a következőkben foglalja össze: „A valós világ olyan különböző jelenségeinek adta meg a magyarázatát, mint pl. az aszteroidák szabálytalan mozgása vagy a szív sejtcsoportjainak képessége szabálytalan, rendezetlen viselkedésre".
Végül a harmadik fejezetben több más, az emberiséget fenyegető veszély mellett részletesen tárgyalja a szerző a jól ismert üvegházhatást. Állásfoglalása távolról sem egyértelmû. Bár kijelenti: „A modellek bizonytalanságai ellenére a globális felmelegedés 'benne van a pakliban'." Viszont hosszú oldalakon keresztül inkább kételyeket támaszt vele szemben. Például: „A globális felmelegedés léte vagy nem léte továbbra sem bizonyított". Vagy: „… az 1980-as években a magas átlaghőmérsékletû évek egymást követő sorozata nem rendkívüli az adatsorokban. Az 1930-as évek szintén melegebbek voltak a vártnál. Másrészt az 1940-es évtizedben annyi az átlagosnál hidegebb év volt, hogy egyes klimatológusok nyíltan felvetették annak lehetőségét, hogy új jégkorszak közeledik. Más szóval, úgy tûnik, hogy nemcsak évről évre, hanem évtizedről évtizedre is lehetnek ingadozások. Vajon az 1980-as évek magas hőmérsékletei nem ilyen ingadozás következményei voltak?"
Szó esik még a kozmikus veszélyekről, pontosabban az üstökösök és meteorok becsapódásáról, amelyek a nukleáris bombákénál összehasonlíthatatlanul nagyobb pusztítást okozhatnak a Földön, amint arra volt már példa a földtörténet során. Ma már a kormányok is kezdik komolyan venni ezt a veszélyt és gondolkodnak elhárítási lehetőségein.
A könyv összefoglalással zárul Ami még előttünk van címmel. Ebben többek között leszögezi, hogy a fizika most bizonyos tekintetben hasonló helyzetben van, mint a múlt század végén. A biológiában viszont - bár hamarosan készen lesz az emberi genom teljes listája - ez „… önmagában még semmit sem mond arról, hogyan funkcionál az emberi genom, és hogyan tette ezt ilyenné a természetes kiválasztódás." Végül is „Kopernikusz óta, amikor a modern tudomány nyelve meggyökerezett, a megfigyelés, a kísérlet és a képzelőerő közti összjáték nagymértékben elmélyítette a világ megértését." (Vince Kiadó, 2000. Fordította: Bencze Gyula)