KTO ODZIEDZICZY� GABINET EINSTEINA? ED REGIS KTO ODZIEDZICZY� GABINET EINSTEINA? Ekscentrycy i geniusze w Instytucie Studi�w Zaawansowanych Prze�o�y� Piotr Amsterdamski ^ski i S-ka Warszawa 2001 Tytu� orygina�u angielskiego WHO GOT EINSTEIN'5 OFFICE? Eccentricity and Genius at the Institute for Advanced Study Copyright (c)1987 by EdRegis Ali rights reserved Projekt ok�adki Katarzyna A. larnuszkiewicz Zdj�cie na ok�adce American Institute ot Physics Ilustracje na podstawie wydania oryginalnego Krzysztof Bia�kowski ISDfN OJ-/ l Wydawca Pr�szy�ski i S-ka SA ul. Gara�owa 7 02-651 Warszawa, Dla Patrice Adcroft Jane Bosveld Douga Colligana Dicka Teresiego Pameli Weintraub Curneya Williamsa III Druk i oprawa OPOLCRAF Sp�ka Akcyjna ul. Niedziatkowskiego 8/12 45-085 Opole SPIS RZECZY 9 11 15 31 54 78 103 127 159 185 209 229 254 Przedmowa Podzi�kowania PROLOG 1 Plato�skie niebo CZʌ� I: KAP�ANI KOSMOSU 2 Papie� fizyki 3 Jego Wysoko�� Mistyczny W�adca 4 Idee CZʌ� II: HERETYCY 5 Weso�y Johnny 6 Cz�owiek nim-nim-nim CZʌ� III: DALEKIE WIDOKI 7 Hubble, b�ble, trud i znoje 8 Nios�c pochodni� 9 Prawda o �wiecie CZʌ� IV: �YCIE, WSZECH�WIAT I W OG�LE WSZYSTKO 10 W�asne oprogramowanie natury 11 Poza granice widzialnego �wiata 275 288 290 298 300 EPILOG 12 Dzieci w sklepie z zabawkami DODATEK Programy komputerowe do generowania zbioru Mandelbrota i symulacji dzia�ania automatu kom�rkowego Literatura �r�d�a cytat�w i rysunk�w Indeks os�b PRZEDMOWA Po raz pierwszy przyjecha�em do Instytutu Studi�w Zaawansowanych (Institute for Advanced Study) jesieni� 1983 roku, by przygotowa� artyku� dla magazynu "Omni". Zanim dotar�em na kampus, wiedzia�em tylko ze s�yszenia, �e Instytut jest miejscem, gdzie przez wiele lat pracowali naukowo Einstein i Gode�. Jak zapewne wielu innych laik�w zainteresowanych nauk�, by�em w m�odo�ci pod wra�eniem zdj�� przedstawiaj�cych dawny gabinet Einsteina w Instytucie. Widywa�em je w biografiach wielkiego uczonego oraz w ksi��kach po�wi�conych nauce XX wieku. Te s�ynne zdj�cia wykonano na kr�tko przed �mierci� Einsteina w kwietniu 1955 roku. Wida� na nich tablic� pokryt� r�wnaniami, krzes�o stoj�ce bokiem do biurka - zapewne dok�adnie w takiej pozycji, w jakiej pozostawi� je Einstein, gdy po raz ostatni opuszcza� gabinet - oraz p�ki pe�ne pi�trz�cych si� bez�adnie ksi��ek. Najwi�ksze wra�enie wywar� na mnie jednak ba�agan panuj�cy na biurku - wszystkie te papiery, czasopisma, r�kopisy, ka�amarz z atramentem do wiecznego pi�ra, fajka i kapciuch z tytoniem... �lady nie doko�czonych kosmicznych spraw. Zastanawia�em si�, jakie sekrety Wszech�wiata skrywa� ten ba�agan. Mia�em tak�e w pami�ci fotografi� innego uczonego. Zdj�cie to wykonano w bibliotece matematycznej Instytutu; wida� na nim by�o chudego m�czyzn� z pasmem czarnych w�os�w po�rodku siwej g�owy, co sprawia�o, �e wygl�da� troch� jak Indianin z plemienia Mohawk�w. To wra�enie pot�gowa� jeszcze wyraz jego twarzy -m�czyzna przeszywa� wzrokiem aparat, jakby chcia�, aby fotograf czym pr�dzej sobie poszed�. To by� Kurt Gode�. Einsteina i God�a uwa�ani za dw�ch najwi�kszych geniuszy wsp�czesnej nauki. Fakt, �e obaj przebywali w tym samym miejscu i czasie - w Princeton w stanie New Jersey - wyda� mi si� co najmniej zagadkowy. Jak to si� sta�o, �e ci dwaj geniusze znale�li si� razem w Instytucie Studi�w Zaawansowanych? Czym w�a�ciwie by� �w Instytut i co robili tam wielcy uczeni? Co si� sta�o z Instytutem po �mierci Einsteina i God�a? By�em przekonany, �e Instytut to miejsce niezwyk�e - i tak jest w istocie. Pracowali tu przez pewien czas wszyscy wielcy fizycy i matematycy XX wieku, w�r�d nich czternastu laureat�w Nagrody Nobla, m.in. Niels Bohr, P. A. M. Dirac, Wolfgang Pauli, I. I. Rabi, Murray Gell-Mann, C. N. ("Frank") Yang i T. D. Lee. W 1980 roku Instytut wyda� publikacj� zatytu�owan� Community oJScholars - list� wszystkich badaczy, kt�rzy odwiedzili to miejsce w ci�gu pierwszych pi��dziesi�ciu lat jego istnienia. Ksi�ga jest gruba, liczy ponad pi��set stron. Nie�atwo by�oby wskaza� dwudziestowiecznego uczonego, kt�rego nazwisko w niej nie figuruje. Odwiedzali Instytut r�wnie� humani�ci, cho� tych by�o zdecydowanie mniej ni� matematyk�w i przedstawicieli nauk przyrodniczych. Ich nazwiska nie s� ju� tak g�o�ne, poza jednym wyj�tkiem -jest nim T. S. Eliot. Pomijaj�c jego wizyt�, mo�na by powiedzie�, �e kierownictwo Instytutu nie wspiera�o bada� literackich; koncentrowa�o raczej uwag� na naukach spo�ecznych i historii, dziedzinach, w kt�rych post�p jest s�abo uchwytny, przynajmniej w por�wnaniu z ogromnymi zmianami, jakie nast�pi�y w naukach przyrodniczych w ci�gu ostatnich pi��dziesi�ciu lat, czyli od czasu za�o�enia Instytutu. Uczeni, kt�rzy odwiedzali Instytut, zrewolucjonizowali fizyk�; dzi�ki nim jeste�my bli�ej kompletnej, ostatecznej teorii natury. W ci�gu jednego pokolenia nauka przemierzy�a drog� od powstania mechaniki kwantowej do zr�b�w wielkiej unifikacji: Teorii Wszystkiego. Historia Instytutu jest histori� uczonych, kt�rzy tam pracowali. O nich w�a�nie zamierzam opowiedzie� w tej ksi��ce. Naukowcy z Instytutu na og� nie grzesz� skromno�ci�. Mo�na to zrozumie�. Wytkn�li sobie najwi�kszy i najtrudniejszy do osi�gni�cia cel, jaki mo�na wymy�li�. Chc� po prostu zrozumie�... wszystko; pragn� pozna� i wyja�ni� ca�� natur�. Chc� zrozumie�, dlaczego fizyczny Wszech�wiat jest w�a�nie taki, jaki jest, i zachowuje si� tak a nie inaczej. Instytut istnieje po to, by oddawa� ho�d intelektualnej arogancji ludzi, kt�rzy s� na tyle pyszni, i� s�dz�, �e potrafi� przyczyni� si� do realizacji owego celu. Niniejsza ksi��ka natomiast stanowi pr�b� przedstawienia �ycia i pracy tych nielicznych, kt�rym si� to uda�o. Ed Regis Eldersburg, Maryland, 15 grudnia 1986 PODZI�KOWANIA Wiele os�b zwi�zanych obecnie lub w przesz�o�ci z Instytutem zechcia�o mi pom�c w pracy; jestem im szczerze wdzi�czny za po�wi�cony mi czas i energi�. Stephen Adler, John Bahcall, John Dawson, Rick Dillman, Freeman Dyson, Margaret Geller, Herman Goldstine, Jeremy Goodman, Charles Griswold, Banesh Hoffmann, Douglas Hofstadter, Andrew Lenard, Benoit Mandelbrot, N. David Mermin, John Milnor, Tim Morris, Mark Mueller, Abraham Pais, Harry Rosenzweig, Don Schneider, Dudley Shapere i Stephen Wolfram przeczytali poszczeg�lne cz�ci maszynopisu i zechcieli podzieli� si� ze mn� swymi uwagami. Nie zwalnia mnie to, oczywi�cie, z odpowiedzialno�ci za wszystkie b��dy faktograficzne oraz interpretacyjne, jakie by� mo�e pozosta�y. Podzi�kowania za okazan� mi pomoc niech zechc� przyj�� Robert Bacher i jego �ona, Julian Bigelow, Jack Clark, Linda Eshle-man, Joan Feast, Diana Howie, Priscila Johnson McMillan, Robert P. Munafo, Keith Richwine, Paul Schuchman, Linda Sheldon, Nick Tufillaro, Caroline Underwood, Sterling White, Mary Wisnovsky, a zw�aszcza Flora Dean, gdy� jako wykonawczyni testamentu Beatrice M. Stern udost�pni�a mi kopi� historii Instytutu, o kt�rej tu wspominam. Pragn� te� podzi�kowa� Brockowi, Ann i Alison Browerom za go�cinno��, jak� mi okazali w Princeton. Szczeg�lnie wiele zawdzi�czam �onie, Pameli Regis, kt�ra pomaga�a mi w poszukiwaniach materia��w i podczas redagowania tekstu oraz przygotowa�a indeks. Jestem bardzo wdzi�czny Robertowi Lavelle, redaktorowi z Addi-son-Wesley Publishing Company, kt�ry zasugerowa�, abym rozwin�� sw�j artyku� o Instytucie opublikowany w czasopi�mie "Omni" i napisa� t� ksi��k�, oraz Williamowi Patrickowi za jego zdrowy os�d i talent do koj�cego oddzia�ywania na (czasami) poszarpane nerwy autora. Poniewa� ksi��ka moja nie ujrza�aby �wiat�a dziennego, gdyby nie pomoc redaktor�w z "Omni", im w szczeg�lno�ci j� dedykuj�, dzi�kuj�c za wieloletnie wsparcie. PROLOG ROZDZIA� 1 PLATO�SKIE NIEBO Princeton w stanie New Jersey by�o przez szereg lat niewielk�, spokojn� osad�, znan� g��wnie z bitwy, w kt�rej Waszyngton i jego ludzie sprawili lanie Anglikom, oraz z mieszcz�cego si� tu uniwersytetu. Osad� za�o�yli w 1685 roku kwakrzy, oczarowani okolicznymi ��kami, strumieniami i lasami. W 1783 roku, gdy obradowa� tu Drugi Kongres Kontynentalny, Princeton pe�ni�o przez sze�� miesi�cy funkcj� stolicy Stan�w Zjednoczonych. Jeszcze wcze�niej, w 1756 roku, w szczytowym okresie Wielkiego Przebudzenia, gor�czkowego odradzania si� ortodoksyjnego kalwinizmu, prezbiterianie za�o�yli tu College of New Jersey. Po zebraniu funduszy wybudowano Nassau Hali - najwi�kszy pod�wczas budynek w koloniach - i zatrudniono na stanowisku rektora Jonathana Edwardsa, kaznodziej� s�ynnego z p�omiennych kaza� ociekaj�cych smo�� i pachn�cych siark�. Edwards by� teologiem z Connecticut. Zgodnie z tradycyjnym, ulubionym stanowiskiem religijnych platonik�w od czas�w biskupa Berkeleya, g�osi� on filozoficzny idealizm, czyli przekonanie, �e otaczaj�cy nas �wiat to... idea. "�wiat, to znaczy materialny Wszech�wiat, nie istnieje inaczej jak tylko w umy�le" - twierdzi�, wyprzedzaj�c o dwie�cie lat pewnego uczonego z Princeton, kt�ry na sw�j spos�b zredukowa� "materialny Wszech�wiat" do zbioru umys�owych abstrakcji. Edwards g�osi� r�wnie� zagadkowy kalwi�ski dogmat, zgodnie z kt�rym B�g wprawdzie na d�ugo przed narodzinami ka�dego cz�owieka rozstrzyga, czy p�jdzie on do nieba czy do piek�a, lecz pomimo to, w jaki� spos�b - tu Edwards nie wypowiada� si� jasno - od samego cz�owieka zale�y, dok�d trafi. B�g najwyra�niej postanowi�, �e Edwards nie powinien by� rektorem College of New Jersey. Wkr�tce po tym, jak zaprzysi�one go na to stanowisko, zachorowa� na osp� i zmar�. Znacznie p�niej, w 1896 roku, przemianowano College na Uniwersytet w Princeton, ale dopiero w 1902 roku jego kierownictwo obj�a po raz pierwszy osoba �wiecka - Woodrow Wilson. W pa�dzierniku 1933 roku, niemal z dnia na dzie�, Princeton zmieni�o si� z nobliwego miasteczka uniwersyteckiego w o�rodek fizyki o �wiatowym znaczeniu. Sta�o si� tak dlatego, �e do Instytutu Studi�w Zaawansowanych przyby� Albert Einste...
Dorico