Imaginea noastra despre univers

Imaginea noastra despre univers

Un savant bine cunoscut (unii spun ca a fost Bertrand Russell) a tinut odata o conferinta publica de astronomie. El a aratat cum pamantul se invarteste in jurul soarelui si cum soarele, la randul sau, se invarteste in jurul centrului unei colectii vaste de stele numita galaxia noastra. La sfarsitul conferintei sale, o batranica din fundul salii s-a ridicat si a spus: "Ceea ce ne-ati spus sunt prostii. In realitate, lumea este un disc asezat pe spatele unei broaste testoase gigantice." Savantul a avut un zambet de superioritate inainte de a replica: "Si pe ce sta broasca testoasa?" "Esti foarte destept, tinere, foarte destept," a spus batrana doamna. "Dar sunt broaste testoase pana jos."

Majoritatea oamenilor ar gasi ridicola imaginea universului nostru ca un turn infinit de broaste testoase, dar de ce credem ca noi stim mai bine? Ce stim despre univers, si cum o stim? De unde vine universul si incotro merge? Are universul un inceput si daca da, ce s-a intamplat inainte de acesta? Care este natura timpului? Va ajunge el la un sfarsit? Progrese recente ale fizicii, posibile in parte datorita unor tehnologii fantastice, sugereaza raspunsuri la unele dintre aceste intrebari vechi. Poate ca intr-o zi aceste raspunsuri vor parea tot atat de evidente ca si miscarea pamantului in jurul soarelui sau poate tot asa de ridicole ca un turn de broaste testoase. Numai timpul (oricare ar fi acesta) ne va spune.

Inca din anul 340 a. Chr., filozoful grec Aristotel, in cartea sa "Despre ceruri", a putut sa ofere doua argumente in sprijinul credintei ca pamantul este o sfera rotunda si nu un disc. In primul rand, el si-a dat seama ca eclipsele de luna erau produse de pamant, care se afla intre soare si luna. Umbra pamantului pe luna era intotdeauna rotunda, ceea ce ar fi adevarat numai daca pamantul ar fi sferic. Daca pamantul ar fi fost un disc plat, umbra ar fi fost alungita si eliptica, in afara de cazul in care eclipsa s-ar fi produs intotdeauna in momentul in care soarele era chiar sub centrul discului. In al doilea rand, grecii stiau din calatoriile lor ca Steaua Polara apare mai jos pe cer cand se vede din sud decat cand se vede din regiunile mai nordice. (Deoarece Steaua Polara se gaseste deasupra Polului Nord, ea ii apare unui observator aflat la Polul Nord chiar deasupra, dar pentru cineva care priveste de la ecuator ea pare sa se afle chiar la orizont.) Aristotel a efectuat chiar, din diferenta dintre pozitiile aparente ale Stelei Polare in Egipt si in Grecia, o evaluare a distantei din jurul pamantului, de 400 000 stadii. Nu se stie exact care era lungimea unei stadii, dar probabil a avut circa 200 iarzi, ceea ce face ca estimarea lui Aristotel sa fie de doua ori mai mare decat cifra acceptata in mod curent. Grecii aveau chiar si un al treilea argument ca pamantul este rotund, pentru ca altfel de ce se vad mai intai panzele unei corabii deasupra orizontului si numai dupa aceea se vede copastia?

Aristotel credea ca pamantul era fix, iar soarele, luna, planetele si stelele se deplaseaza pe orbite circulare in jurul lui. El credea astfel deoarece simtea, din motive mistice, ca pamantul era centrul universului si ca miscarea circulara era perfecta. Aceasta idee a fost elaborata de Ptolemeu in secolul al doilea p. Chr. Intr-un model cosmologic complex. Pamantul statea in centru, inconjurat de opt sfere care purtau luna, soarele, stelele si cele cinci planete cunoscute in acel moment: Mercur, Venus, Marte, Jupiter si Saturn (fig. 1.1).

La randul lor planetele se miscau pe cercuri mai mici atasate unor sfere, pentru a explica traiectoriile lor mai complicate pe cer. Sfera exterioara purta asa-numitele stele fixe, care stau intotdeauna in aceleasi pozitii unele fa(a de celelalte, dar care se rotesc impreuna pe cer. Ceea ce se gasea dincolo de ultima sfera nu a fost niciodata foarte clar, dar in mod sigur nu facea parte din universul observabil al umanitatii. Modelul lui Ptolemeu dadea un sistem destul de precis pentru precizarea pozitiilor corpurilor ceresti pe cer. Dar, pentru a prezice corect aceste pozitii, Ptolemeu a trebuit sa faca ipoteza ca luna urma o traiectorie care o aducea in unele cazuri la o distanta de doua ori mai aproape de pamant decat in altele. Si aceasta insemna ca luna trebuia sa fie in unele cazuri de doua ori mai mare decat in altele. Ptolemeu a recunoscut acest punct slab dar, cu toate acestea, modelul era acceptat in general, desi nu universal. El a fost recunoscut de Biserica crestina ca o imagine a universului care era in conformitate cu Scriptura, deoarece avea marele avantaj ca lasa, in afara sferei cu stelele fixe, o multime de spatiu pentru rai si iad.

Totusi, in 1514 un preot polonez, Nicholas Copernic, a propus un model mai simplu. (La inceput, poate de frica sa nu fie stigmatizat ca eretic de biserica sa, Copernic a pus anonim in circulatie modelul sau.) Ideea sa era ca soarele era stationar in centru si planetele se misca pe orbite circulare in jurul soarelui. A trecut aproape un secol inainte ca aceasta idee sa fie luata in serios. Atunci, doi astronomi germanul Johannes Kepler si italianul Galileo Galilei au inceput sa sprijine public teoria lui Copernic, in ciuda faptului ca orbitele pe care le-a prezis nu se potriveau exact cu cele observate. Lovitura de gratie i s-a dat teoriei aristoteliano-ptolemeice in 1609. In acel an, Galilei a inceput sa observe cerul noptii cu un telescop, care tocmai fusese inventat. Cand a privit la planeta Jupiter, Galilei a observat ca ea era insotita de cativa sateliti mici, sau luni, care se roteau in jurul ei. Aceasta insemna ca nu orice corp trebuia sa se invarta in jurul pamantului, asa cum credeau Aristotel si Ptolemeu. (Desigur, era inca posibil sa se creada ca pamantul era fix in centrul universului si ca lunile lui Jupiter se miscau pe traiectorii extrem de complicate in jurul pamantului, dand aparenta ca ele se rotesc in jurul lui Jupiter. Totusi, teoria lui Copernic era mult mai simpla.) In acelasi timp, Johannes Kepler a modificat teoria lui Copernic, sugerand ca planetele nu se misca pe orbite circulare ci eliptice (o elipsa este un cerc alungit). Acum prezicerile se potriveau in sfarsit cu observatiile.

In ceea ce-l priveste pe Kepler, orbitele eliptice erau doar o ipoteza ad hoc, si inca una respingatoare, deoarece elipsele erau mai putin perfecte decat cercurile. Descoperind aproape accidental ca orbitele eliptice se potrivesc bine observatiilor, el nu a putut sa le impace cu ideea sa ca planetele erau determinate de forte magnetice sa se miste in jurul soarelui. O explicatie a fost data abia mult mai tarziu, in 1687, cand Sir Isaac Newton a publicat cartea sa Philosophiae Naturalis Principia Mathematica, probabil cea mai importanta lucrare care a fost publicata vreodata in stiinte fizice. In aceasta nu numai ca Newton a prezentat o teorie privind modul in care se misca corpurile in spatiu fi timp, dar a dezvoltat si aparatul matematic complicat, necesar pentru analiza acelor miscari. In plus, Newton a postulat o lege a gravitatiei universale conform careia fiecare corp din univers era atras spre oricare alt corp cu o forta care era cu atat mai mare cu cat corpurile erau mai masive si cu cat erau mai aproape unele de altele. Era aceeasi forta care producea caderea obiectelor spre pamant. (Povestea ca Newton a fost inspirat de un mar care l-a lovit in cap este aproape sigur apocrifa. Tot ceea ce Newton insusi a spus vreodata a fost ca ideea gravitatiei i-a venit atunci cand se afla "intr-o stare contemplativa" si "a fost ocazionata de caderea unui mar".) Conform acestei legi, Newton a aratat ca forta gravitationala determina luna sa se miste pe o orbita eliptica in jurul pamantului, iar pamantul si planetele sa urmeze traiectorii eliptice in jurul soarelui.

Modelul lui Copernic a renuntat la sferele celeste ale lui Ptolemeu si, o data cu ele, la ideea ca universul are limite naturale. Deoarece "stelele fixe" nu par sa-si modifice pozitiile in afara de o rotatie pe cer cauzata de rotatia pamantului in jurul axei sale, a parut natural sa se presupuna ca stelele fixe erau obiecte ca si soarele nostru, dar la distante foarte mari.

Newton a inteles ca, in conformitate cu teoria sa privind gravitatia, stelele trebuie sa se atraga unele pe altele, astfel incat parea ca ele nu pot ramane nemiscate. Nu ar trebui sa cada toate intr-un punct? Intr-o scrisoare din 1691 catre Richard Bentley, un alt ganditor de prima marime din vremea sa, Newton argumenta ca aceasta s-ar intampla intr-adevar daca ar exista numai un numar finit de stele distribuite pe o regiune finita a spatiului. Dar el a gandit ca daca, pe de alta parte, ar exista un numar infinit de stele, distribuite mai mult sau mai putin uniform in spatiul infinit, acest lucru nu s-ar intampla, deoarece nu ar exista un punct central catre care acestea sa cada.

Acest argument este o ilustrare a capcanelor pe care le puteti intalni cand vorbiti despre infinit. Intr-un univers infinit, fiecare punct poate fi privit ca un centru, deoarece fiecare punct are un numar infinit de stele de fiecare parte a sa. Abordarea corecta, care s-a realizat mult mai tarziu, este de a considera situatia finita in care stelele cad fiecare una pe alta, si apoi de a intreba cum se modifica lucrurile daca se adauga mai multe stele distribuite aproape uniform in afara acestei regiuni. Conform legii lui Newton, stelele in plus nu vor produce, in medie, modificari celor initiale, astfel ca stelele vor cadea tot atat de repede. Putem adauga cat de multe stele dorim, dar ele se vor prabusi intotdeauna pe ele insele. stim acum ca este imposibil sa avem un model static infinit al universului in care gravitatia este intotdeauna forta de atractie.

O reflectie interesanta asupra climatului general al gandirii dinaintea secolului al douazecilea este ca nimeni nu a sugerat ca universul era in expansiune sau in contractie. Era general acceptat ca universul a existat dintotdeauna intr-o stare nemodificata sau ca el a fost creat la un anumit moment de timp in trecut, mai mult sau mai putin asa cum il observam astazi. Aceasta s-a putut datora in parte tendintei oamenilor de a crede in adevaruri eterne, ca si mangaierii pe care au gasit-o la gandul ca ei pot imbatrani si muri, dar universul este etern si nemodificat.

Chiar aceia care au inteles ca teoria gravitatiei a lui Newton arata ca universul nu poate fi static nu s-au gandit sa sugereze ca el poate fi in expansiune. In loc de aceasta, ei au incercat sa modifice teoria considerand ca forta gravitationala este de respingere la distante foarte mari. Aceasta nu afecta semnificativ prezicerile lor asupra miscarii planetelor, dar permitea ramanerea in echilibru a unei distributii infinite a stelelor fortele de atractie dintre stelele apropiate fiind echilibrate de fortele de respingere de la acelea care erau departate. Totusi, acum credem ca un astfel de echilibru ar fi instabil: daca stelele dintr-o regiune ajung doar putin mai aproape unele de altele, fortele de atractie dintre ele ar deveni mai puternice si ar domina fortele de respingere astfel incat stelele ar continua sa cada una spre cealalta. Pe de alta parte, daca stelele ajung doar putin mai departe una de alta, fortele de respingere ar domina si le-ar indeparta unele de altele.

O alta obiectie impotriva unui univers static infinit este atribuita in mod normal filozofului german Heinrich Olbers, care a scris despre aceasta teorie in 1823. De fapt, diferiti contemporani ai lui Newton au ridicat problema, si articolul lui Olbers nu a fost nici macar primul care sa contina argumente plauzibile impotriva sa. El a fost, totusi, larg remarcat. Dificultatea este ca, intr-un univers static infinit, aproape fiecare linie de vedere s-ar termina pe suprafata unei stele. Astfel, ar fi de asteptat ca intregul cer sa fie tot asa de stralucitor ca soarele, chiar si noaptea. Contraargumentul lui Olbers era ca lumina stelelor indepartate s-ar diminua prin absorbtie W materia interstelara. Totusi, daca aceasta s-ar intampla, materia interstelara s-ar incalzi in cele din urma pana cand ar straluci tot atat cat stelele. Singura cale de a evita concluzia ca tot cerul noptii trebuie sa fie la fel de stralucitor ca si suprafata soarelui ar fi sa se presupuna ca stelele nu au stralucit intotdeauna, ci au inceput sa straluceasca la un moment finit in trecut. In acest caz, materia absorbanta poate nu s-a incalzit inca sau lumina de la stelele indepartate poate sa nu ne fi ajuns inca. si aceasta ne pune problema cauzei care ar fi putut determina stelele sa inceapa sa straluceasca prima oara.

Inceputul universului a fost discutat, desigur, cu mult inainte de aceasta. Conform unui numar de cosmologii timpurii si traditiei evreiesti, crestine, musulmane, universul a inceput la un moment finit si nu foarte indepartat din trecut. Un argument pentru un astfel de inceput a fost sentimentul ca era necesar sa existe o "Prima Cauza" pentru a explica existenta universului. (In univers, intotdeauna se explica un eveniment ca fiind cauzat de un eveniment anterior, dar existenta universului insusi putea fi explicata in acest fel numai daca el avea un inceput.) Un alt argument a fost prezentat de Sf. Augustin in cartea De Civitate Dei. El a aratat ca civilizatia progreseaza si noi ne amintim cine a realizat aceasta fapta sau a dezvoltat acea tehnica. Astfel omul, si poate si universul, poate nu au existat de la inceput. Sf. Augustin a acceptat, conform Cartii Genezei, data de circa 5000 a. Chr. pentru crearea universului. (Este interesant ca aceasta nu este prea departe de sfarsitul ultimei ere glaciare, la circa 10 000 a. Chr, care este momentul in care arheologii ne spun ca a inceput in realitate civilizatia.)

Pe de alta parte, Aristotel si majoritatea celorlalti filozofi greci nu agreau ideea unei creatii deoarece aducea prea mult cu o interventie divina. Prin urmare, ei credeau ca rasa umana si lumea inconjuratoare au existat si vor exista intotdeauna. Anticii analizasera deja argumentul despre progres descris mai sus si au raspuns spunand ca au existat inundatii sau alte dezastre periodice care au trimis repetat rasa umana inapoi la inceputul civilizatiei.

Intrebarile daca universul avea un inceput in timp si daca este limitat in spatiu au fost apoi extensiv examinate de filozoful Immanuel Kant in lucrarea sa monumentala (si foarte obscura) Critica Ratiunii Pure, publicata in 1781. El a numit aceste intrebari antinomii (adica, contradictii) ale ratiunii pure deoarece el simtea ca existau argumente egale pentru a crede teza, ca universul are un inceput, si antiteza, ca el a existat dintotdeauna. Argumentul sau in favoarea tezei era ca daca universul nu a avut un inceput, ar fi existat o perioada infinita de timp inaintea oricarui eveniment, ceea ce el considera ca era absurd. Argumentul pentru antiteza era ca daca universul avea un inceput, ar fi existat o perioada infinita de timp inainte de acesta, astfel incat de ce ar incepe universul la un anumit moment? De fapt, cazurile sale pentru teza si antiteza reprezinta in realitate acelasi argument. Ambele se bazeaza pe ipoteza sa, neexprimata, ca timpul exista dintotdeauna, indiferent daca universul a existat sau nu dintotdeauna. Asa cum vom vedea, conceptul de timp nu are sens inainte de inceputul universului. Acest lucru a fost aratat prima oara de Sf. Augustin. Cand a fost intrebat: Ce-a facut Dumnezeu inainte de a crea universul? Augustin nu a replicat: El pregatea iadul pentru oamenii care pun astfel de intrebari. In schimb, el a spus ca timpul era o proprietate a universului pe care l-a creat Dumnezeu si ca timpul nu a existat inainte de inceputul universului.

Cand majoritatea oamenilor credeau intr-un univers esential static si nemodificabil, intrebarea daca el are sau nu un inceput era in realitate o problema de metafizica sau teologie. Ceea ce se observa se putea explica tot asa de bine pe baza teoriei ca universul a existat dintotdeauna sau pe baza teoriei ca el a fost pus in miscare la un moment finit astfel incat sa arate ca si cand ar exista dintotdeauna. Dar in 1929, Edwin Hubble a facut observatia cruciala ca oriunde privesti, galaxiile aflate la distanta mai mare se indeparteaza rapid de noi. Cu alte cuvinte, universul este in expansiune. Aceasta inseamna ca, la inceput, obiectele ar fi fost stranse la un loc. De fapt, se pare ca a fost un moment, cu circa zece sau douazeci de mii de milioane de ani inainte, cand ele se gaseau exact in acelasi loc si cand, deci, densitatea universului era infinita. Aceasta descoperire a adus in final problema inceputului universului in domeniul stiintei.

Observatiile lui Hubble sugerau ca a existat un moment numit Big Bang[1], cand universul era infinit de mic si infinit de dens. In aceste conditii, toate legile stiintei si, prin urmare, toata capacitatea de a preciza viitorul, nu functionau. Daca au existat evenimente inaintea acestui moment, atunci ele nu puteau afecta ceea ce se intampla in prezent. Existenta lor poate fi ignorata deoarece nu ar avea consecinte observabile. Se poate spune ca timpul a avut un inceput la Big Bang, in sensul ca timpul dinainte pur si simplu nu ar putea fi definit. Trebuie accentuat ca acest inceput al timpului este foarte diferit de acelea care au fost considerate anterior. Intr-un univers care nu se modifica, inceputul timpului este ceva care trebuie sa fie impus de o fiinta din afara universului; nu exista necesitate fizica pentru un inceput. Se poate imagina ca Dumnezeu a creat universul pur si simplu in orice moment din trecut. Pe de alta parte, daca universul este in expansiune, pot exista motive fizice pentru care a trebuit sa fie un inceput. Se mai poate imagina ca Dumnezeu a creat universul in momentul Big Bang-ului sau chiar dupa aceea, in asa fel incat sa arate ca si cand ar fi existat Big Bang, dar ar fi fara sens sa se presupuna ca el a fost creat inainte de Big Bang. Un univers in expansiune nu exclude posibilitatea unui creator, dar introduce limitari asupra momentului cand el ar fi putut sa faca aceasta!

Pentru a vorbi despre natura universului si a discuta probleme cum este cea a existentei unui inceput sau a unui sfarsit trebuie sa va fie clar ce este o teorie stiintifica. Voi lua in considerare parerea simpla ca o teorie este doar un model al universului, sau o parte restransa a sa, si un set de reguli care leaga marimile din model de observatiile pe care le facem. Ea exista doar in mintile noastre si nu are alta realitate (oricare ar putea fi). O teorie este buna daca satisface doua cerinte: ea trebuie sa descrie precis o clasa larga de observatii pe baza unui model care contine numai cateva elemente arbitrare, si trebuie sa faca predictii definite asupra rezultatelor observatiilor viitoare. De exemplu, teoria lui Aristotel ca orice lucru era facut din patru elemente pamantul, aerul, focul si apa era destul de simpla ca descriere, dar nu facea predictii definite. Pe de alta parte, teoria gravitationala a lui Newton se baza pe un model si mai simplu, in care corpurile se atrageau unele pe altele cu o forta care era proportionala cu o marime numita masa lor si invers proportionala cu patratul distantei dintre ele. Totusi, ea prezice cu un grad inalt de precizie miscarile soarelui, lunii si planetelor.

Orice teorie fizica este intotdeauna temporara, in sensul ca este doar o ipoteza: niciodata nu poti s-o dovedesti. Indiferent de cat de multe ori rezultatele experimentelor concorda cu o teorie, niciodata nu poti fi sigur ca data viitoare rezultatul nu va contrazice teoria. Pe de alta parte, poti sa infirmi o teorie gasind doar o singura observatie care nu corespunde prezicerilor sale. Asa cum a subliniat filozoful stiintei Karl Popper, o teorie buna se caracterizeaza prin faptul ca face un numar de predictii care pot fi, in principiu, contrazise sau falsificate de observatie. De fiecare data cand se observa ca noile experimente corespund prezicerilor, teoria supravietuieste, iar increderea noastra in ea creste; dar daca se gaseste vreodata o noua observatie care nu corespunde, trebuie sa abandonam sau sa modificam teoria. Cel putin asa se presupune ca se intampla, dar intotdeauna poti sa pui la indoiala competenta persoanei care a facut observatia.

In practica, adeseori se intampla ca o noua teorie aparuta este in realitate o extindere a teoriei anterioare. De exemplu, observatii foarte precise ale planetei Mercur au pus in evidenta o mica diferenta intre miscarea sa si prezicerile teoriei gravitationale a lui Newton. Teoria generala a relativitatii a lui Einstein a prezis o miscare usor diferita de cea obtinuta cu teoria lui Newton. Faptul ca predictiile lui Einstein s-au potrivit cu ceea ce a fost vazut, in timp ce predictiile lui Newton nu s-au potrivit, a reprezentat una din confirmarile cruciale ale noii teorii. Totusi, noi utilizam inca teoria lui Newton pentru toate scopurile practice deoarece diferenta dintre predictiile sale si acelea ale relativitatii generalizate este foarte mica in situatiile in care avem de-a face cu ea in mod normal. (De asemenea, teoria lui Newton are marele avantaj ca este mult mai simplu sa lucrezi cu ea decat cea a lui Einstein.)

Scopul final al stiintei este de a da o singura teorie care descrie intregul univers. Totusi, in realitate, abordarea urmata de majoritatea oamenilor de stiinta este de a divide problema in doua parti. In prima parte, exista legi care ne spun cum se modifica universul in timp. (Daca stim cum este universul la un moment dat, aceste legi fizice ne spun cum va arata in orice moment ulterior.) In cea de a doua parte, exista problema starii initiale a universului. Unii oameni cred ca stiinta trebuie sa se concentreze numai asupra primei parti; ei privesc problema starii initiale ca pe o chestiune de metafizica sau de religie. Ei ar spune ca Dumnezeu, fiind atotputernic, a putut pune in miscare universul in orice fel ar fi dorit. Ar putea fi asa, dar in acest caz el ar fi putut, de asemenea, sa-l faca sa evolueze intr-un mod complet arbitrar. Totusi, se pare ca el a ales sa-l faca sa evolueze intr-un mod foarte regulat, conform anumitor legi. Prin urmare, pare tot asa de rezonabil sa se presupuna ca exista si legi care guverneaza starea initiala.

Reiese ca este foarte dificil sa se elaboreze o teorie care sa descrie complet universul. In schimb, am divizat problema in bucati si am inventat mai multe teorii partiale. Fiecare dintre aceste teorii partiale descrie si prezice o anumita clasa limitata de observatii, neglijand efectele celorlalte marimi, sau reprezentandu-le prin seturi simple de numere. Poate ca aceasta abordare este complet gresita. Daca orice lucru din univers depinde de oricare alt lucru in mod fundamental, poate fi imposibil sa se ajunga la o solutie completa prin cercetarea partilor separate ale problemei. Totusi, aceasta este in mod sigur calea pe care am facut progrese in trecut. Din nou, exemplul clasic este teoria newtoniana a gravitatiei, care ne spune ca forta gravitationala dintre doua corpuri depinde numai de un numar asociat fiecarui corp, masa sa, dar altfel este independent de materialul din care este facut corpul. Astfel, nu trebuie sa existe o teorie privind structura si constitutia soarelui si planetelor pentru a calcula orbitele lor.

Oamenii de stiinta de astazi descriu universul cu ajutorul a doua teorii partiale de baza teoria generala a relativitatii si mecanica cuantica. Ele reprezinta marile realizari intelectuale ale primei jumatati a acestui secol. Teoria generala a relativitatii descrie forta de gravitatie si structura la scara mare a universului, adica structura pe scara de la numai cativa kilometri la milioane de milioane de milioane de milioane (unu cu douazeci si patru de zerouri dupa el) de kilometri, dimensiunea universului observabil. Pe de alta parte, mecanica cuantica trateaza fenomene la scara extrem de mica, cum ar fi o milionime dintr-o milionime de centimetru. Totusi, din nefericire, se stie ca aceste teorii nu sunt compatibile una cu alta ele nu pot fi ambele corecte. Unul dintre eforturile majore ale fizicii de astazi, si tema majora a acestei carti, este cautarea unei noi teorii care sa le incorporeze pe amandoua o teorie cuantica a gravitatiei. Nu avem inca o teorie de acest fel si poate dura mult pana sa avem una, dar cunoastem deja multe din proprietatile pe care trebuie sa le aiba. Si vom vedea, in capitolele urmatoare, ca stim deja destule despre prezicerile pe care trebuie sa le faca o teorie cuantica a gravitatiei.

Acum, daca credeti ca universul nu este arbitrar, ci este guvernat de legi definite, trebuie sa combinati teoriile partiale intr-o teorie unificata completa care va descrie totul in univers. Dar, in cautarea unei astfel de teorii unificate complete, exista un paradox fundamental. Ideile privind teoriile stiintifice schitate mai sus presupun ca suntem fiinte rationale, libere sa observam universul asa cum dorim si sa tragem concluzii logice din ceea ce vedem. Intr-o schema de acest fel este rezonabil sa presupunem ca putem progresa si mai mult spre legile care guverneaza universul nostru. Totusi, daca exista in realitate o teorie unificata completa, ea ar determina probabil si actiunile noastre. Si astfel teoria insasi ar determina rezultatul cercetarii noastre asupra ei. Si de ce trebuie sa ne determine ca din dovezi sa tragem concluziile juste? Nu poate tot asa de bine sa ne determine sa tragem concluzii gresite? Sau nici o concluzie?

Singurul raspuns pe care il pot da acestei probleme se bazeaza pe principiul selectiei naturale al lui Darwin. Ideea este ca in orice populatie de organisme autoreproducatoare vor exista variatii ale materialului genetic si educatiei pe care le au diferiti indivizi. Aceste diferente vor insemna ca unii indivizi sunt mai capabili decat altii sa traga concluziile juste privind lumea din jurul lor si sa actioneze corespunzator. Va exista o probabilitate mai mare ca acesti indivizi sa supravietuiasca si sa se reproduca si astfel tipul lor de comportare si de gandire va deveni dominant. In trecut a fost in mod sigur adevarat ca ceea ce noi numim inteligenta si descoperire stiintifica a reprezentat un avantaj pentru supravietuire. Totusi, daca universul a evoluat in mod regulat, ne putem astepta ca aptitudinile de gandire pe care ni le-a dat selectia naturala sa fie valabile si in cautarea unei teorii unificate complete si astfel sa nu ne conduca la concluzii gresite.

Deoarece teoriile partiale pe care le avem sunt suficiente pentru a face preziceri corecte pentru toate situatiile in afara celor extreme, cautarea unei teorii finale a universului pare dificil sa se justifice din punct de vedere practic. (Totusi, aceasta nu valoreaza nimic, deoarece argumente similare au putut fi utilizate impotriva teoriei relativitatii si mecanicii cuantice, iar aceste teorii ne-au dat atat energia nucleara cat si revolutia microelectronicii!) Prin urmare, descoperirea unei teorii unificate complete poate sa nu ajute la supravietuirea speciei noastre. Poate chiar sa nu ne afecteze stilul de viata. Dar, chiar de la inceputurile civilizatiei, oamenii nu erau multumiti sa vada evenimentele fara legatura si inexplicabile. Ei au dorit cu ardoare intelegerea ordinii fundamentale a lumii. Astazi noi gandim inca sa stim de ce suntem aici si de unde venim. Dorinta cea mai profunda a umanitatii de a cunoaste reprezinta o justificare suficienta a cautarii noastre continue. si scopul nostru este nu mai putin decat o descriere completa a universului in care traim.