Czy równania matematyczne mogą zastąpić projektanta?Czas czytania: 6 min

Miałem niedawno okazję czytać o pewnych kosmologicznych teoriach pochodzenia Wszechświata, czyli przestrzeni, czasu, materii i energii. W większości tych koncepcji zakłada się istnienie równania fizycznego, które łączy w sobie aspekty mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. Próby rozwiązania równania zależą od założenia konkretnych warunków początkowych i brzegowych, które mają umożliwić określone wyjaśnienia oparte na dodatkowych założeniach upraszczających. Cały ten proces okazuje się jednak bardzo daleki od naukowej ścisłości!

No dobrze, fizycy teoretyczni mają co robić, więc powiedzmy, że wszystko gra. Nie można jednak zapominać, że nawet nasze najlepsze wizualizacje, także matematyczne, nie posiadają same w sobie mocy wytwarzania fizycznych rezultatów. To zastrzeżenie dotyczy również wszystkich praw fizyki, które naukowcy odkrywają lub formułują. „Prawa”¹ – w oparciu o nasze obserwacje i wyniki eksperymentów dokonywanych na tym, co już istnieje – jedynie opisują, jak funkcjonują rzeczy we Wszechświecie. Jak napisał Paul Sutter: „fizyka jest matematyczną eksploracją Wszechświata. Szukamy wzorców, struktur, symetrii i relacji. Matematyka służy do tego, aby uchwycić i opisać te wzorce, struktury, symetrie i relacje”².

Opisywanie rzeczywistości

Niezależnie od tego, czy matematyka została wynaleziona czy odkryta, matematyczny opis rzeczywistości jest niewystarczający jako przyczynowy czynnik sprawczy. Newtonowskie prawo powszechnego ciążenia nie powoduje spadania jabłka z drzewa, a jedynie opisuje siłę działającą między jabłkiem a ziemią oraz następnie przyspieszenie ruchu spadania jabłka w kierunku ziemi. Żadne sformułowanie „prawa grawitacji” nie ma mocy powołania do istnienia ani aktorów, ani akcji w tym prostym dramacie.

Nawet w bardziej ezoterycznym świecie mechaniki kwantowej funkcja falowa opisująca konkretny stan kwantowy jest właśnie tym – opisem, a nie przyczyną. Znajomość wszystkich czynników w równaniu Schrödingera opisującym atom wodoru, a nawet dojście do rozwiązania tego równania w postaci poprawnie znormalizowanej funkcji falowej nie czyni absolutnie nic, aby sprawić, że atom wodoru zaistnieje.

Stosowne zastrzeżenie

Powyższe dociekania dotyczące ograniczeń użyteczności praw fizyki mogą wydawać się oczywiste. Akcentuję je jednak, aby przedstawić stosowne zastrzeżenie dotyczące teorii pochodzenia Kosmosu. W opublikowanej w 2025 roku książce Battle of the Big Bang³ [Batalia o Wielki Wybuch] autorzy prezentują zjawisko rywalizujących o akceptację teoretycznych spekulacji, mających opisywać to, co wydarzyło się przed Wielkim Wybuchem. Przyznają oni, że świadectwa wskazujące, iż Wszechświat powstał na skutek Wielkiego Wybuchu, mogą nie zapewniać informacji na temat stanu początkowego w postaci absolutnej osobliwości.

Standardowy model gorącego Wielkiego Wybuchu zakłada, że istniał gęsty, gorący i zwarty stan Wszechświata. Zaczął on się następnie rozszerzać oraz chłodzić. I tak ostatecznie uformował się znany nam Wszechświat z ogromną liczbą galaktyk i gwiazd. Scenariusz taki powstał na podstawie wielokrotnych obserwacji oraz spójnych przewidywań zgodnych ze znanymi prawami fizyki.

W kontekście powstania z niczego, fizyk cząstek elementarnych doktor Michael G. Strauss tak skomentował główne ramy teoretyczne potwierdzające prawdziwy początek Wszechświata:

Jednym z najczęściej omawianych artykułów dotyczących naszej przeszłości jest tekst opublikowany w 2003 roku przez Arvinda Borde’a, Alana H. Gutha i Alexandra Vilenkina. Artykuł ten dotyczy „twierdzenia BGV” – od nazwisk trzech autorów. Naukowcy ci pokazują, że każdy rozszerzający się wszechświat musi mieć swoją oś czasu, która biegnąc w przeszłość, nie może być nieskończona – musiał istnieć punkt początkowy, w którym to punkcie wszechświat zaczął się rozszerzać. Skoro wiadomo, że nasz Wszechświat się rozszerza, to twierdzenie to wydaje się wymagać, aby miał on też początek⁴.

Problem dla sceptycznych fizyków

Idea pierwotnej osobliwości (wskazującej na konieczność istnienia transcendentnej przyczyny Wszechświata, a tym samym potwierdzającej „hipotezę Boga”⁵) jest problemem dla sceptycznych fizyków, którzy się upierają przy naturalistycznych scenariuszach.

„Problem początku”, z którym zmagają się ci fizycy teoretyczni, sprowadza się do określenia, jaką matematyczną teorię fizyki należy zastosować do początkowego i niewyobrażalnie krótkiego momentu istnienia Wszechświata (tak zwany czas Plancka). Moment ten obejmuje pierwsze 10⁻⁴³ sekundy historii Wszechświata, a panujący wówczas stan czasoprzestrzeni – o skrajnie małych rozmiarach, ogromnej gęstości i bardzo silnej krzywiźnie – jest nie do pomyślenia bez spójnego połączenia mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. To połączenie, od czasów Einsteina, wymyka się teoretykom.

Jednak nawet gdyby opracowano wewnętrznie spójną teorię „grawitacji kwantowej”, jej poprawność pozostawałaby wątpliwa. Powodem niepewności jest przygodność Wszechświata, który wcale nie musi funkcjonować według naszych przewidywań. Jedynym sposobem, aby wiedzieć na pewno, czy jakakolwiek teoria lub model przyrody mogą zostać uznane za obowiązujące, jest empiryczne sprawdzenie, czy przyroda zachowuje się tak, jak owa teoria lub model głoszą. Einsteina ogólna teoria względności pozostałaby do dzisiaj spekulatywnym przejawem matematycznego geniuszu, gdyby nie obserwacje, które wielokrotnie wykazywały ilościową zgodność między przewidywaniami teorii a funkcjonowaniem przyrody.

Wyobrażanie sobie tego, co mogłoby być

Każda teoria grawitacji kwantowej musiałaby opisywać tak ekstremalny stan przestrzeni, materii i energii, że jedynymi miejscami, do których owa teoria dałaby się zastosować, byłyby horyzonty zdarzeń czarnych dziur albo ekstremalny moment początkowy Wszechświata, jeszcze sprzed czasu Plancka. Oczywiście, nie mamy żadnej możliwości, aby takie momenty czy stany obserwować – są one dla nas niedostępne. Tym samym niemożliwe jest także zarówno potwierdzenie, jak i obalenie domniemanych opisów teoretycznych.

[…] nie ma eksperymentów dotyczących grawitacji kwantowej i niewiele jest obserwacji, które mogłyby kwalifikować się tu jako bezpośrednie lub pośrednie dane bądź świadectwa empiryczne⁶.

Zapierające dech w piersiach równania stosowane przez kosmologów kwantowych w modelach teoretycznych, w których próbuje się wyjaśnić, co wydarzyło się w pierwszych 10⁻⁴³ sekundach Wszechświata, nie mają mocy sprawczej zdolnej zastąpić projektanta. Równania i ich rozwiązania opisują istniejącą rzeczywistość i sposób, jak może się ona zmieniać – nie mogą jednak tworzyć rzeczywistości, która jeszcze nie istnieje. Aby osiągnąć „coś niż nic”⁷, potrzebne jest coś więcej niż równania i matematyka – potrzeba inteligentnego umysłu zdolnego wyobrazić sobie to, co może powstać. Potrzebne byłoby coś w rodzaju mocy Boga, aby sprawić, że możliwości te zostaną zrealizowane.

Eric Hedin

Oryginał: Can Equations Serve as a Designer Substitute?, „Science & Culture Today” 2026, January 26 [dostęp: 25 III 2026].

Przekład z języka angielskiego: Krystian Brzeski

Źródło zdjęcia: Pixabay

Ostatnia aktualizacja strony: 25.3.2026

Literatura: