„Geneza. Marea Poveste a Originilor” (traducere în limba română de Cerasela Barbone, Editura Trei) este cartea care stă în centrul acestui dialog exclusiv cu un mare fizician. Guido Tonelli este un savant italian, specialist în fizica particulelor, care a jucat un rol major în descoperirea Bosonului Higgs. Această descoperire le-a adus lui François Englert și Peter Higgs Premiul Nobel pentru Fizică în 2013. Pentru contribuțiile sale în domeniu, Tonelli a fost decorat cu Ordinul Național de Merit al Republicii Italiene în 2012. De asemenea, a fost recompensat cu Premiul Enrico Fermi din partea Societății Italiene de Fizică și cu un premiu special din partea Fundației „Fundamental Physics“. Este profesor de fizică la Universitatea din Pisa și cercetător invitat la Laboratorul European pentru Fizica Particulelor Elementare (CERN).
Cristian Pătrășconiu: Voi pleca de la un citat: „La poesia ci serve, disperatamente.“ (De poezie avem cu disperare nevoie) Este mottoul cărții dvs. despre Geneză. Așa ați ales să vă începeți cartea. Avem nevoie de poezie inclusiv ca să înțelegem povestea măreață a originilor?
Guido Tonelli: Este o întrebare foarte bună și, consider, cu atât mai binevenită în perioada în care avem acest dialog, deoarece ieșim dintr-o perioadă pandemică îngrozitoare, ca să intrăm într-una în care războiul este din nou în prim-plan în Europa. Oamenii sunt copleșiți de îngrijorare și de temeri. Poezia înseamnă frumusețe în general, este sinonimă cu frumusețea. Uneori oamenii se întreabă de ce avem, de fapt, nevoie de artă și de frumusețe?
Răspunsul meu este că avem nevoie de frumusețe, de artă, de poezie mai ales atunci când traversăm momente grele. Istoria speciei noastre este un lung șir de dezastre. Suntem moștenitorii unei istorii de sute de mii de ani, în care strămoșii noștri erau expuși la tragedii groaznice. De-a lungul timpului, ei au dezvoltat instrumente de supraviețuire, dintre care unul din cele mai importante este modul cum percepem lumea, ce anume credem noi despre scenariul pe care îl trăim, despre univers, despre planeta noastră, despre întâmplările la care luăm parte. Toate aceste lucruri necesită o explicație. Încă din cele mai îndepărtate timpuri, omenirea a încercat să găsească explicații. La început erau de natură mitică, apoi religioasă. Explicații sub formă de narațiuni, transmise de strămoșii noștri și de care specia umană are nevoie pentru a supraviețui și pentru a da sens întâmplărilor trăite, în special pe durata tragediilor. Motivul pentru care ne aflăm astăzi aici este că suntem toți moștenitorii acestor strămoși, care au încercat să conceapă narațiuni pentru a explica ce se petrece. Aceste narațiuni și povești s-au transformat în știință. În prezent, avem explicații clare despre ce se petrece în jurul nostru. Aceste povești s-au transformat și în poezie, în artă. Avem frumusețea creației artistice, care ne alină și dă sens vieții. Aceasta este semnificația citatului. În special în momentele dificile trebuie să ne amintim ce misiune, ce țel avem pe Pământ. Avem nevoie disperată de frumusețe pentru a supraviețui.
Discursul despre poezie este complementar, sau contradictoriu în raport cu discursul științific despre marea poveste a originilor?
Desigur, există aspecte comune, deoarece povestea științifică a universului nostru este frumoasă. Conceptele utilizate în știința modernă sunt extrem de frumoase, de creative. În conceptele științifice în sine se află ceva măiastru, asemenea unei opere de artă. Pe de altă parte, și arta este autonomă. Are propria arie de manifestare și dezvoltare. Frumusețea unei realizări artistice, precum o sculptură ori o pictură, o piesă de teatru sau un balet, muzica, teatrul, poezia, nu are nimic de-a face cu știința, dar, pe de altă parte, ele contribuie cu ceva la știință. Știința ne ajută să explorăm lumea exterioară, ceea ce ne înconjoară, în vreme ce arta și frumusețea ne ajută să înțelegem ce este înăuntrul nostru. Știința explorează lumea naturală, iar arta explorează universul interior al omului, care este infinit, imens, plin de emoții și de aspecte curioase și contradictorii. În viziunea mea, sunt două domenii complementare.
În calitate de om de știință, vă considerați un fel de Ulise / Odiseu?
Cred că această figură mitică se află dincolo de orice om de știință. Este figura omului aflat în permanentă căutare de noi oameni, noi plaje, noi insule. La fel se întâmplă cu fizicienii din zilele noastre. Nu avem vasele lui Ulise – vasele noastre sunt infrastructuri științifice incredibil de complexe, precum acceleratorul de la Geneva LHC sau precum instrumentele mari precum CMX și Datrax, care sunt asemenea unor catedrale. Clădiri de câte 4 sau 5 etaje pline de tehnologie. Sau un telescop imens cu ajutorul căruia astronomii studiază bolta cerească. Acestea sunt infrastructuri științifice incredibil de complexe, însă ele sunt precum vasele lui Ulise. Această infrastructură ne permite să călătorim către structura celor mai mărunte obiecte, către cea mai mică formă de organizare a materiei, cum este cazul fizicii particulelor de energie: recurge la acceleratorul de particule pentru a pătrunde în cele mai mărunte dimensiuni, în timp ce telescoapele ajută astronomii și fizicienii să studieze cele mai mari dimensiuni posibile. Într-un fel, suntem toți îmbarcați pe vase speciale care ne permit să explorăm o lume necunoscută. Încercăm să explorăm această nouă lume și suntem primii care o fac. Semănăm cu Ulise, dar în alt sens. Amintiți-vă că, în opera lui Homer, Odiseu este permanent nostalgic – cuvânt care vine de la „nostos“. Vrea să se întoarcă acasă. A bătut în lung și-n lat Marea Mediterană, dar tot la insulița lui, Itaca, îi era gândul. Tot la soția lui, Penelopa. Tot la fiul său, Telemac. La patul amenajat într-un măslin, la câinele care-l așteaptă ca pe un tată. El vrea să cultive măslini și să mănânce brânză făcută de el. Asta înseamnă „nostos“. Și noi, oamenii de știință, visăm să ne întoarcem acasă după ce explorăm această lume necunoscută. Vrem să concepem teorii despre ea. A reveni acasă înseamnă, pentru noi, că am explorat această lume, iar acum avem o imagine mai clară despre ea, ne-o putem explica mai bine, așadar scriem o nouă teorie despre realitate, despre natură, care include ce am descoperit cu ocazia acestor explorări. Într-un fel, înseamnă că revenim acasă, dar ne pregătim pentru o nouă incursiune, pentru o nouă aventură științifică.
Ce reprezintă Itaca pentru oamenii de știință?
E o întrebare foarte bună. Dacă ne gândim, e ciudat. Prejudecata cu privire la noi, oamenii de știință, este că vrem să ne dovedim teoria sau teoriile, deci desfășurăm experimente, deoarece suntem foarte dornici să dovedim că viziunea noastră a fost corectă. Realitatea este, însă, exact pe dos. Dorința reală a fiecărui om de știință autentic este să găsească ceva cu totul neașteptat, care va bulversa cu totul ceea ce se înțelegea prin acel fenomen până atunci. Trebuie să regândim totul de la zero. Acesta este visul oricărui om de știință. Nu se întâmplă prea des: de cele mai multe ori, dovedim că teoriile actuale sunt corecte, dar în momentul când descoperim ceva cu totul neașteptat, trebuie să enunțăm o nouă teorie, care să țină seama de vechea teorie ca un caz aparte. Să vă dau un exemplu: viziunea lui Einstein asupra gravitației includea legile lui Newton pe această temă. La ora actuală, teoria relativității generale este o teorie a gravitației mai completă, care înlocuiește legile naive ale gravitației enunțate de Newton. Așadar, descoperim ceva și trebuie să schimbăm teoria complet. Aceasta este „Itaca“ noastră. Ne bucurăm în momentul în care dovedim că teoria noastră era greșită. Este opusul prejudecății care se vehiculează în general despre noi.
Putem afirma și că Itaca înseamnă o întrebare potrivită, formulată inteligent?
Sigur că da! Aceasta este adevărata problemă. Noi suntem exploratori, suntem oameni curioși și enunțăm întrebări, dar efortul cel mai consistent este acela de a le exprima corect. Dacă nu-ți pui întrebarea potrivită sau dacă o formulezi incorect, nu vei ajunge niciodată la soluție. Adevărata grijă a unui om de știință este să-și pună sieși și echipei sale de cercetare întrebarea potrivită și s-o formuleze corect: „Putem găsi soluții așa, da sau nu?“ Soluții care să nu fie ambigue. Acesta este adevăratul efort, căruia îi dedicăm multă energie.
De ce spuneți că, pentru a înțelege originile universului nostru trebuie să dorim să facem față unei călătorii foarte riscante?
La aceasta mă refeream și mai devreme, la conceptele pe care le folosim. Dacă explic, la ora actuală, originile universului în fața unui public de nespecialiști, sunt obligat să recurg la un limbaj generalist, același gen de vocabular pe care l-aș folosi la o cină cu prietenii. Geneza este scrisă în acest stil, într-un limbaj care poate fi înțeles de oricine, inclusiv de persoane certate cu fizica. Am primit mesaje de la câțiva cititori, care îmi spuneau că, înainte, urau fizica, deoarece nu înțelegeau nimic, dar că, dacă au urmat raționamentul și afirmațiile mele, au reușit să înțeleagă. Prin urmare, trebuie să dăm la o parte bariera „specialiștilor“, limbajul greoi pe care-l folosim pentru a dezvolta știința și care este înțeles doar de o mică parte a oamenilor, însă conceptele dezvoltate de știință sunt atât de importante pentru toată lumea, pentru întreaga comunitate și societate, deoarece aceste concepte vor făuri viitorul tuturor, mai ales în astfel de momente. În secolul nostru, știința și cunoașterea sunt motorul pentru tot. Am observat importanța științei în recenta pandemie. Oamenii de știință din fiecare țară apăreau zi de zi la televizor, iar populația își punea speranța în ei să găsească soluții. Dar aceste aspecte sunt valabile în general. Avem nevoie de știință să găsim soluții pentru criza ecologică, pentru a reduce dezechilibrele și nedreptatea din lume, la fel și discrepanțele dintre țările bogate și cele sărace. Indiferent de problemă, avem nevoie mai întâi de o soluție științifică și abia apoi de natură politică și socială, complementare cu soluția științifică. Ne aflăm într-un punct în care știința joacă un rol foarte important, chiar fără precedent. De aceea toată lumea ar trebui să aibă habar cu ce se ocupă știința.Toți ar trebui să știe încotro se îndreaptă știința. Toți ar trebui să fie conștienți de provocările, de riscurile care ar putea exista în unele situații. Cum putem face acest lucru? Nu putem avea pretenția ca oamenii de rând să devină experți. Consider că este de datoria mea să explic în termeni obișnuiți care este starea actuală a cercetării științifice la nivel mondial, ce știm deja și ce nu știm. Explicând astfel, întreaga comunitate va înțelege mai bine în ce punct ne aflăm și cu ce provocări ne confruntăm privind viitorul. Cititorii Genezei vor descoperi la finalul cărții că au înțeles mult mai multe nu doar despre știință, ci și despre sine și despre ce rol joacă în societate.
Este știința modernă o mare aventură colectivă? Este ea o poveste despre solidaritate? Poți descoperi știința modernă doar mergând pe o cale individuală?
E greu de spus, deoarece lucrurile se întrepătrund în cadrul colaborărilor de mari proporții. Eu colaborez cu alți cercetători la experimentul CMS. Conduceam eu însumi un experiment la momentul descoperirii Bosonului Higgs, un experiment la care participă peste 3.000 de oameni de știință din întreaga lume. Este valabil și în cazul experimentelor prin care au fost descoperite undele gravitaționale. Ligo și Virgo sunt exemple de colaborări internaționale pe scară largă, la fel și experimentele pentru a lansa sateliți, precum Planck sau un nou telescop, precum James Webb. Toate acestea sunt colaborări internaționale a sute și mii de cercetători. Dar în tot acest efort colectiv de proporții există întotdeauna loc pentru oameni. Poate fi vorba de un bătrân profesor sau de un tânăr student. Cu toții întâmpinăm provocări. Știința presupune provocări și riscuri. Este un teren pe care cel care produce idei și abordări noi va avea posibilitatea să depășească toate dificultățile și să facă descoperiri de primă importanță. Este vorba, așadar, despre muncă de echipă, de eforturi colective pentru a crea instrumente, infrastructură. Contribuțiile individuale pot schimba cursul lucrurilor. Chiar și în prezent, suntem martori la contribuțiile unor indivizi care reușesc să schimbe radical viziunea a mii de oameni. Din această continuă întrepătrundere a eforturilor colective și a contribuției individuale poate rezulta ceva neașteptat.
Folosiți o formulă – „haos cosmic“, dar ce reprezintă aceasta? „Haos cosmic“ poate fi și o expresie poetică?…
Da. Îmi place, deoarece „cosmos“ este sinonim pentru „univers“. Presupunând că universul este ceva ordonat. În greacă, „kosmos“ înseamnă un obiect ordonat. Există prejudecata că întregul univers este ordonat, liniștit și că seamănă cu colțișorul în care locuim noi. Prejudecata provine din faptul că, dacă ne gândim la planeta noastră, la lună, la sistemul solar, la acest colțișor din Galaxia Calea Lactee, totul pare liniștit și aflat în mod rezonabil în echilibru. Pare să fie cu adevărat un „kosmos“, un sistem ordonat. Cel puțin se află în echilibru de câteva milioane de ani. Nu avem cunoștință de vreun mediu haotic. Totul pare să fie neted, drept și regulat. La fiecare 24 de ore se succed zilele și nopțile. În fiecare lună calendaristică, luna își întoarce chipul către Pământ. În fiecare an, anotimpurile indică mișcarea regulată a Terrei în jurul Soarelui. Este ceva ordonat. Dar, de îndată ce explorăm alte părți ale Universului, dacă analizăm îndeaproape Soarele, ceea ce pare să fie o stea „cuminte“ se dovedește că prezintă la suprafață nenumărate mișcări convective, are reacții termonucleare care clocotesc înăuntrul lui, eliberează plasmă cu câmpuri magnetice uriașe, la temperaturi imense și având dimensiuni foarte mari. În miezul galaxiei noastre se află găuri negre uriașe, denumite Sagittarius A, ca un monstru capabil să înghită o mulțime de stele într-o fracțiune de secundă. Sunt foarte numeroase acele zone din Univers care sunt turbulente, haotice, în care regiuni întregi sunt distruse de evenimente catastrofale. Identificăm zi de zi asemenea fenomene – regiuni distruse de ceea ce numim nuclee galactice active, adică găuri negre incredibil de mari. De aceea trebuie să renunțăm la ideea unui întreg Univers sinonim cu „kosmosul“ ordonat. O serie de elemente haotice sunt asociate cu altele, ordonate. Această idee explică mai bine structura actuală a Universului. Este valabil și în cazul unui pahar de apă. Acolo, distanța este una foarte redusă, și totuși elementele haotice dinăuntru joacă un rol foarte important. Pare că anumite regiuni dintr-o natură haotică, văzute de la distanță, arată ca o natură ordonată pe care o denumim cosmos.
Așadar, mai bine folosim acest oximoron…
Da.
Ce a fost la început? Cum ați completa această formulă, dvs. ca om de știință – „La început a fost…?“
A fost vidul. Asta s-a descoperit de curând, după cercetări de câteva decenii. Nu este ceva ce se știe de secole și a fost o surpriză pentru mulți, inclusiv pentru oamenii de știință. Într-un fel, s-a descoperit care sunt originile Universului. Obiectul este vidul, care nu constituie un spațiu gol sau „nimic“. Vidul este un sistem material pe care îl caracterizăm în fizică astfel: are energie zero, masă zero, însă este un sistem material, nu un concept filosofic. În plus, el se supune legilor fizicii, în special celor ale mecanicii cuantice. Dacă analizăm îndeaproape vidul de la începuturile lumii, observăm fluctuații. Este un sistem în care energia nu poate fi zero mereu, fiind împotriva principiului incertitudinii al lui Heisenberg. Fiind un sistem material, trebuie să prezinte fluctuații; cu alte cuvinte, se deformează o bulă imperceptibil de mică, numită și formă cuantistică – o bulă foarte mică ce apare și dispare continuu. Trebuie să ne imaginăm ceva de genul acesta: o stare a materiei cu fluctuații foarte reduse și în special într-una din aceste mici fluctuații, la un moment dat, extragem din vid o anumită materie numită inflaton, iar acea bulă începe să crească. Partea interesantă, care a surprins pe toată lumea, este că s-a întâmplat spontan, fără să aibă nevoie de energie. Nu este nevoie de intervenție externă. Este vorba despre transformarea naturală a vidului într-un Univers. Să ne gândim la energie; să presupunem că vreau să produc o bulă mică de spațiu-timp, am nevoie de energie negativă. Dacă vreau să produc o cantitate mică de masă-energie, am nevoie de energie pozitivă. Dacă pun laolaltă masa-energie și spațiul-timp, n-am nevoie de energie, este zero. Rămâne zero. Deci Universul nostru este o combinație de masă-energie într-o structură spațiu-timp, iar energia generală a acestui sistem este zero. Este același număr cuantic ca al vidului, deci Universul nostru este o stare de vid care a trecut printr-o transformare. Știința modernă este capabilă să explice aceste transformări, însă cel mai surprinzător este că încă putem afirma că Universul nostru este, practic, o stare de vid.
Deci la început nu a fost, cum citim în Biblie, Cuvântul…
Îmi place fraza din Biblie, deoarece conferă Cuvântului o importanță creatoare. Într-un fel, mi se pare adevărat pentru specia umană. Noi devenim oameni în sensul modern în momentul în care numim lucrurile prin cuvinte. Aceasta este semnificația frazei biblice. Strămoșii care au folosit primii cuvinte și-au descris viața sau obiectele din jur. Acesta a fost momentul creației, în sensul că omenirea a devenit sensibilă, pe deplin conștientă de rolul său în această desfășurare a evenimentelor. Importanța faptului de a denumi, de a da nume, pe care o amintește fraza biblică, face aluzie la acest moment istoric, în care a numi lucrurile și a folosi cuvinte pentru a descrie lumea materială, naturală constituie originea lumii și a omenirii.
Este inevitabil pentru cercetătorii moderni din domeniul fizicii particulelor să fie sensibili la subiectul filosofiei, chiar și la poezie?
Am prieteni care împărtășesc aceeași pasiune pentru artă, literatură, poezie, frumusețe în general, și alți prieteni care sunt oameni de știință excelenți pe care nu-i interesează absolut deloc niciun alt domeniu. Își iubesc foarte mult profesia, dar nu-i interesează deloc filosofia, arta și altele asemenea. N-aș spune că este o legătură intrinsecă între știința modernă și interesul pentru filosofie, artă. Unii dintre oamenii de știință, dintre care fac și eu parte, poate pentru că sunt italian sau poate pentru că am urmat studii clasice înainte de universitate, în mintea mea nu pot face distincția dintre entuziasmul sau emoția ocazionată de o descoperire științifică de cea pentru o arie muzicală sau o operă. Resimt aceleași emoții, doar că în domenii diferite. Însă acest lucru nu funcționează în cazul tuturor. Am prieteni foarte buni, în special în Marea Britanie și în Statele Unite, unde pregătirea profesională este diferită. Unii sunt total indiferenți față de artă, de muzică, de filosofie – nu-i interesează decât fizica.
Oamenii de știință moderni descoperă noi zei, ca urmare a experimentelor pe care le coordonează?
Răspunsul la această întrebare este foarte clar, deoarece știința este extrem de puternică. Este un instrument extrem de puternic tocmai pentru că se află în căutarea unor rezultate neașteptate care să modifice teoria existentă. Tentativa de a falsifica teoria precedentă este ceea ce face știința atât de puternică, însă este puternică pentru că explorează natura fenomenelor. Dacă ne imaginăm ceva dincolo sau mai presus de natură, o entitate supranaturală, așa cum este Dumnezeu, acesta este un domeniu în care știința prin definiție nu dispune de instrumente. Faptul că putem explica atât de amănunțit ce se întâmplă în natură nu presupune că nu suntem liberi să credem în Dumnezeu, în ceva dincolo de natură. Sunt două domenii distincte, care pot conviețui fără niciun conflict. Am prieteni catolici sau evrei care sunt cercetători științifici de marcă și care cred în Dumnezeu. Eu sunt ateu, însă avem aceleași concepții științifice. Există un punct în care actul de credință înseamnă să atribui altcuiva ceva ce nu ține de explicațiile raționale. Este ceva emoțional. Nu ceva care provine din creier, ci din suflet, din organism, din spiritualitate. Aici este punctul în care se naște divergența, însă nu ne împiedică nimic să dezbatem, să ne împărtășim idei, să ducem aceleași lupte. Din fericire, nu mai suntem pe vremea lui Galileo Galilei, când cele două lumi erau puternic antagonice. În prezent, știința nu pretinde să convingă oamenii care cred cu adevărat în Dumnezeu, însă ar trebui să pretindă, în schimb, să nu fie constrânsă de interpretări teologice și de limitări religioase. Acum suntem liberi, putem discuta, putem identifica subiecte de interes comune, iar în acest sens este o perioadă fantastică.
