Fred Hoyle – chemia we Wszechświecie, matematyka w ewolucji oraz odważne hipotezy

Sir Fred Hoyle urodził się 24 czerwca 1915 roku w Bingley, małym miasteczku w hrabstwie Yorkshire w Anglii, zmarł 20 sierpnia 2001 roku w Bournemouth w hrabstwie Dorset. Był brytyjskim matematykiem, kosmologiem i astronomem, najbardziej znanym z obrony teorii stanu stacjonarnego Wszechświata. Odrzucał koncepcję Wielkiego Wybuchu[1]. Hobbystycznie pisał książki z zakresu fantastyki naukowej[2] – jest autorem m.in. Czarnej chmury[3].

Kariera naukowa i teoria stanu stacjonarnego

Hoyle kształcił się w Emmanuel College oraz St. John’s College w Cambridge, a w czasie II wojny światowej pracował nad rozwojem technologii radarowej w Admiralicji Brytyjskiej. Po wojnie wrócił do Cambridge, gdzie został wykładowcą matematyki[4]. W 1948 roku we współpracy z astronomem Thomasem Goldem oraz matematykiem Hermannem Bondi ogłosił teorię stanu stacjonarnego, która utrzymuje, że Wszechświat się rozszerza, a materia tworzona jest nieustannie, dzięki czemu w przestrzeni utrzymuje się jej stała gęstość[5]. Pogląd ten narodził się po dyskusjach z Rayem Littletonem na temat akreacji gazu przez duże ciała grawitacyjne – w ten sposób Hoyle od badań z zakresu matematyki stosowanej zwrócił się w kierunku matematycznych problemów astronomii. Podstawy swojej teorii oparł na teorii względności Alberta Einsteina, a w jej matematycznych podstawach zawarł współzależność ekspansji Wszechświata od tworzenia materii. Warto wspomnieć, że Einstein zakładał, iż Wszechświat jest statyczny (jego właściwości w makroskali nie zmieniają się w czasie)[6], jednak założenie to obalił w 1929 roku amerykański astronom Edwin Hubble, który zaobserwował ekspansję Wszechświata[7]. Założenie Einsteina zdawało się naturalne oraz pozwalało unikać dyskusji o stworzeniu Wszechświata. Pogląd, że Wszechświat jest przeciętnie nie tylko jednorodny i izotropowy w przestrzeni, ale także stały w czasie, był filozoficznie atrakcyjny. Hoyle, Gold i Bondi nazwali go doskonałą zasadą kosmologiczną[8]. Na przełomie lat 50. i 60. XX wieku narastały kontrowersje dotyczące teorii stanu stacjonarnego. Nowe obserwacje odległych galaktyk i innych zjawisk, które wspierają teorię Wielkiego Wybuchu, osłabiły teorię stanu stacjonarnego i od tego czasu straciła ona przychylność większości kosmologów. Chociaż teoria ta rozwiązywałaby problem początku Wszechświata, to jednak nowo powstające atomy we Wszechświecie byłyby niezgodne z prawem zachowania masy[9]. Hoyle był zmuszony zmienić niektóre ze swoich postulatów, jednak wytrwale próbował doprecyzować swoją teorię, poszukując kolejnych świadectw przemawiających na jej rzecz. W 1956 roku dołączył do personelu Obserwatoriów Hale (obecnie są to obserwatoria Mount Wilson i Palomar), a rok później został wybrany do Royal Society of London – najstarszego krajowego towarzystwa naukowego na świecie[10]. Współpracując z Williamem Fowlerem i innymi badaczami ze Stanów Zjednoczonych, sformułował teorie na temat pochodzenia gwiazd oraz pierwiastków w nich zawartych[11]. W latach 1967–1973 piastował stanowisko dyrektora Institute of Theoretical Astronomy [Instytutu Astronomii Teoretycznej] w Cambridge, w którego powstanie Hoyle miał znaczący wkład. W międzyczasie, w 1972 roku, otrzymał tytuł szlachecki „sir”[12].

Najpopularniejszymi książkami naukowymi Freda Hoyle’a są: Matematyka ewolucji[13], The Nature of the Universe[14] [Natura Wszechświata], Astronomy and Cosmology[15] [Astronomia i kosmologia] oraz The Origin of the Universe and the Origin of Religion[16] [Pochodzenie Wszechświata oraz początek religii], The Synthesis of the Elements from Hydrogen[17] [Synteza pierwiastków z wodoru], A Different Approach to Cosmology: From a Static Universe through the Big Bang towards Reality[18] [Inne podejście do kosmologii: od statycznego Wszechświata przez Wielki Wybuch do rzeczywistości]. Skupiał się w nich nad zagadnieniami kosmologicznymi, matematycznymi i chemicznymi, szczególnie w kontekście powstania i początków Wszechświata oraz pojedynczych pierwiastków chemicznych. Hoyle był cenionym naukowcem, a świadczyć o tym mogą jego liczne wyróżnienia oraz stanowiska. Oprócz członkostwa w Royal Society of London został wybrany również do National Academy of Sciences of United States (rok 1969), American Academy of Arts and Science (1964) czy Royal Irish Academy (1977). Otrzymał m.in. Złoty Medal Royal Astronomical Society (1968), Medal Bruce’a od Astronomical Society of the Pacific (1970) czy Królewski Medal od Royal Society (1974)[19].

Ewolucja i teoria inteligentnego projektu

Po roku 1972 Hoyle osiedlił się w Lake District, nadal tworząc niekonwencjonalne teorie oraz badając naturę kosmosu oraz życia. W obszarze jego zainteresowań znajdowały się darwinizm, paleontologia, a także wirusy pochodzące z kosmosu, panspermia czy ewolucja chemiczna. Starał się odpowiedzieć na wielkie pytania naukowe dotyczące powstania Wszechświata, początku życia, ostatecznych losów planet, gwiazd i galaktyk, a odpowiedzi znajdował w najbardziej niespodziewanych miejscach. Na przykład odkrył, że tajemnica ewolucji gwiazd tkwi w rezonansie jądra węgla – właściwości, która nie została odkryta dopóki sam Hoyle nie wskazał na absolutną tego konieczność[20]. Do mechanizmu ewolucji zaproponowanego przez Darwina podchodził w sposób matematyczny – wyliczył prawdopodobieństwo przypadkowego powstania pierwszego najprostszego organizmu, które o rzędy wielkości przekraczało granicę uznawaną w matematyce za niemożliwość[21]. Nie respektował granic pomiędzy dyscyplinami naukowymi, gdyż uważał je za sztuczne konstrukty. Był za to krytykowany m.in. przez Toma Kempa, który zarzucał, że ewolucją biologiczną powinni zajmować się specjaliści z tej dziedziny, a nie matematycy czy kosmolodzy[22]. Hoyle zdawał sobie jednak sprawę, że tylko podejście interdyscyplinarne pozwala na pełne i właściwe zrozumienie tajemnic kosmosu[23]. Stosował więc matematykę w biologii do wytyczania granic postępu ewolucyjnego na drodze przypadkowych mutacji. Zaproponował podważenie ważności teorii ewolucji i usunięcie w niej niewyjaśnionych sprzeczności[24]. W 1981 roku odważnie odrzucił teorię ewolucji chemicznej, według której żywe organizmy mogły powstać z materii nieożywionej. Praca nad międzygwiezdnymi cząsteczkami organicznymi doprowadziła go do propozycji, że życie pochodzi z przestrzeni kosmicznej[25]. Hoyle stał się dozgonnym zwolennikiem panspermii – hipotezy, według której życie rozprzestrzenia się w kosmosie dzięki naturalnym procesom, np. poprzez meteoryty. Wspomina o tym w swojej książce The Intelligent Universe: A New View of Creation and Evolution[26] [Inteligentny Wszechświat: nowe spojrzenie na stworzenie i ewolucję]. Hoyle był również przychylny identyfikowaniu projektu w przyrodzie (szczególnie w kosmologii), czego zazwyczaj się nie czyni w ramach teorii inteligentnego projektu, a jedno z jego najsłynniejszych zdań brzmi: „We Wszechświecie istnieje spójny plan, chociaż nie wiemy, jaki ma on cel”[27]. Uważał, że rozwiązań granicznych problemów należy szukać poprzez stawianie i badanie radykalnych hipotez, nie odchodząc jednocześnie od dobrze potwierdzonych teorii i metod naukowych[28]. Jako zwolennik koncepcji precyzyjnego dostrojenia Wszechświata zauważył: „Nie widzę logiki w odrzucaniu danych tylko dlatego, że wydają się nieprawdopodobne”[29].

Odważne hipotezy Freda Hoyle’a zawsze były impulsem dla rozwoju nauki. Nie bał się odrzucać przyjętych hipotez naukowych, jak np. ewolucja chemiczna, a także był zwolennikiem radykalnych twierdzeń w celu rozwiązywania problemów, których wcześniej nauka nie była w stanie rozwiązać. Łączył narzędzia badawcze oraz podchodził do tematów interdyscyplinarnie, co pozwoliło mu na jeszcze lepsze poznanie kosmosu oraz tajemnic życia. Zauważał, że Wszechświat nosi cechy projektu, a jego dostrojenie nie jest wymysłem, ale faktem, którego nie powinno się odrzucać tylko ze względu na kontrowersyjne implikacje związane z ideą początku. Jego dorobek naukowy robi niesamowite wrażenie, a jego metodologiczne podejście do rozwiązywania problemów naukowych powinno towarzyszyć wszystkim współczesnym uczonym, szczególnie tym, którzy odrzucają rozwiązania, które w ich odczuciu wydają się nieprawdopodobne.

Przypisy

 [1] Por. J.M. Cunningham, Sir Fred Hoyle, Encyclopaedia Brittannica [dostęp 12 VIII 2020].

[2] Por. J.J. O’Connor, E.F. Robertson, Sir Fred Hoyle, MacTutor [dostęp 12 VIII 2020].

[3] F. Hoyle, Czarna chmura, tłum. S. Magala, Kraków 1981.

[4] Por. Cunningham, Sir Fred Hoyle.

[5] Por. O’Connor, Robertson, Sir Fred Hoyle.

[6] Por. A. Trautman, Względności teoria [w:] Wielka encyklopedia powszechna PWN, wyd. I, t. 12, Warszawa 1969, s. 585–586.

[7] Por. Ł. Kołodziejczyk, A jednak się rozszerza – z dziejów wszechświata dynamicznego, „Granice Nauki” [dostęp 12 VIII 2020].

[8] Por. Cunningham, Sir Fred Hoyle.

[9] Por. S. Hawking, Teoria wszystkiego: powstanie i losy Wszechświata, tłum. P. Amsterdamski, Poznań 2003, s. 30–31.

[10] Por. M. Hunter, Royal Society – British science society, Encyclopaedia Brittannica [dostęp 12 VIII 2020].

[11] Por. E.M. Burbidge, G.R. Burbidge, W.A. Fowler, F. Hoyle, Synthesis of the Elements in Stars, „Reviews of Modern Physics” 1957, Vol. 29, No. 4, s. 547–650 [dostęp 12 VIII 2020].

[12] Por. Cunningham, Sir Fred Hoyle.

[13] F. Hoyle, Matematyka ewolucji, tłum. R. Piotrowski, Warszawa 2003.

[14] F. Hoyle, The Nature of the Universe, Nowy Jork 1960.

[15] F. Hoyle, Astronomy and Cosmology, Nowy Jork 1975.

[16] F. Hoyle, The Origin of the Universe and the Origin of Religion, Nowy Jork 1997.

[17] F. Hoyle, The Synthesis of the Elements from Hydrogen, „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” 1946, Vol. 106, No. 5, s. 343–383 [dostęp 12 VIII 2020].

[18] F. Hoyle, G. Burbidge, J.V. Narlikar, A Different Approach to Cosmology: From a Static Universe through the Big Bang towards Reality, Cambridge 2008.

[19] Por. O’Connor, Robertson, Sir Fred Hoyle.

[20] Por. C. Wickramasinghe, Obituary: Professor Sir Fred Hoyle, „Independent” [dostęp 12 VIII 2020].

[21] Por. Jodkowski, Fred Hoyle, s. 32.

[22] Por. Jodkowski, Fred Hoyle, s. 31.

[23] Por. Wickramasinghe, Obituary.

[24] Por. Hoyle, Mathematics of Evolution.

[25] Por. K. Jodkowski, Fred Hoyle (1915-2001) w: F. Hoyle, Matematyka ewolucji, tłum. R. Piotrowski, Warszawa 2003 (s. 25–36), s. 30 [dostęp 12 VIII 2020].

[26] F. Hoyle, The Intelligent Universe: A New View of Creation and Evolution, Nowy Jork 1988.

[27] F. Hoyle, There is a coherent plan in the universe, though I don’t know what it’s plan for, „Quotes – Famous Quotes & Sayings” [dostęp 12 VIII 2020].

[28] Por. O’Connor, Robertson, Sir Fred Hoyle.

[29] F. Hoyle, I don’t see the logic of rejecting data just because they seem incredible [w:] Quotations: Fred Hoyle, „MacTutor” [dostęp 12 VIII 2020].

Literatura

1. Burbidge E.M., Burbidge G.R., Fowler W.A., Hoyle F., Synthesis of the Elements in Stars, „Reviews of Modern Physics” 1957, Vol. 29, No. 4 [dostęp 12 VIII 2020].
2. Cunningham J.M., Sir Fred Hoyle, Encyclopaedia Brittannica [dostęp 12 VIII 2020].
3. Hawking S., Teoria wszystkiego: powstanie i losy Wszechświata, tłum. P. Amsterdamski, Poznań 2003, s. 30–31.
4. Hoyle F., Astronomy and Cosmology, Nowy Jork 1975.
5. Hoyle F., Burbidge G., Narlikar J.V., A Different Approach to Cosmology: From a Static Universe through the Big Bang towards Reality, Cambridge
6. Hoyle F., Czarna chmura, tłum. S. Magala, Kraków 1981.
7. Hoyle F., I don’t see the logic of rejecting data just because they seem incredible [W:] Quotations: Fred Hoyle, „MacTutor” [dostęp 12 VIII 2020].
8. Hoyle F., Matematyka ewolucji, tłum. R. Piotrowski, Warszawa 2003.
9. Hoyle F., The Intelligent Universe: A New View of Creation and Evolution, Nowy Jork 1988.
10. Hoyle F., The Nature of the Universe, Nowy York 1960.
11. Hoyle F., The Origin of the Universe and the Origin of Religion, Nowy Jork 1997.
12. Hoyle F., The Synthesis of the Elements from Hydrogen, „Monthly Notices of the Royal Astronomical Society” 1946, Vol. 106, No. 5 [dostęp 12 VIII 2020].
13. Hoyle F., There is a coherent plan in the universe, though I don’t know what it’s plan for, Quotes – Famous Quotes & Sayings [dostęp 12 VIII 2020].
14. Hunter M., Royal Society – British science society, Encyclopaedia Brittannica [dostęp 12 VIII 2020].
15. Jodkowski K., Fred Hoyle (1915–2001) [w:] F. Hoyle, Matematyka ewolucji, tłum. R. Piotrowski, Warszawa 2003 [dostęp 12 VIII 2020].
16. Kołodziejczyk Ł., A jednak się rozszerza – z dziejów wszechświata dynamicznego, „Granice Nauki” [dostęp 12 VIII 2020].
17. O’Connor J.J., Robertson E.F., Sir Fred Hoyle, MacTutor [dostęp 12 VIII 2020].
18. Trautman A., Względności teoria [w:] Wielka encyklopedia powszechna PWN, wyd. I, t. 12, Warszawa 1969.
19. Wickramasinghe C., Obituary: Professor Sir Fred Hoyle, „Independent” [dostęp 12 VIII 2020].

Źródło zdjęcia:

https://www.filozofiaprzyrody.pl/wp-content/uploads/2017/11/Fred-Hoyle.jpg