Maciej Dunajski jest profesorem fizyki matematycznej i członkiem Clare College na Uniwersytecie Cambridge. Stopień doktora uzyskał na Uniwersytecie w Oxfordzie, gdzie prowadził badania w grupie Rogera Penrose’a – laureat Nagrody Nobla z fizyki w 2020 roku. Habilitację i tytuł profesora uzyskał na Uniwersytecie Łódzkim. Wykładał między innymi na Uniwersytetach Berkeley, Princeton i Harvard.
Prof. Dunajski jest autorem ponad 80 prac naukowych oraz monografii z zakresu: geometrii, ogólnej teorii względności i teorii solitonów. Jest również autorem książki popularnonaukowej „Geometry: A Very Short Introduction”. W 2009 roku prof. Dunajski, wspólnie z Robertem Bryantem i Mikiem Eastwoodem, znaleźli rozwiązanie XIX-wiecznego problemu metryzowalności, który pozostawał otwarty od ponad 120 lat. W roku 2022 Londyńskie Towarzystwo Matematyczne przyznało Maciejowi Dunajskiemu prestiżowe Stypendium Atiyah’a. W 2023 profesor otrzymał nagrodę Fundacji Badań nad Teorią Grawitacji.
Zapraszamy do lektury wywiadu z prof. Maciejem Dunajskim. Pytania zadawał bezpośrednio przed wykładem redaktor Radosław Wilczek z Radia Łódź:
(R.W.) Miał Pan Profesor okazję współpracować ze Stephenem Hawkingiem, pracuje Pan blisko z Rogerem Penrosem, laureatem Nagrody Nobla z 2020 roku. Czy współpraca z tak wybitnymi osobami pomaga w karierze naukowej?
W mojej dziedzinie jak matematyka, fizyka teoretyczna jednak bardziej liczą się konkrety i fakty, co kto zrobił, co kto udowodnił. Nie można samym wspomnieniem imienia czy nazwiska utorować sobie drogi w przyszłość naukową.
(R.W.) Jedno z największych Pana dokonań nie dotyczy fizyki, tylko matematyki, bo był Pan w zespole, który rozwiązał zagadkę matematyczną nierozwiązywalną od 120 lat.
To prawda, miałem szczęście, udało mi się coś takiego zrobić. Otóż często jest tak, nie rozumiem do końca dlaczego jest tak, że to właśnie fizyka teoretyczna daje wskazówki w jaki sposób problemy z czystej matematyki , geometrii można rozwiązać. Problem o którym Państwo wspominacie jest problemem metryzowalności w geometrii nieeuklidesowej. Pytanie jest, czy można odtworzyć, czy istnieje pojęcie odległości i dystansu tylko wtedy, kiedy znamy ścieżki, najkrótsze ścieżki łączące dwa punkty? (…) Ludzie borykali się z tym problemem przez ponad 100 lat ale na początku lat dwutysięcznych ja i mój kolega z Berkeley z Australii mieliśmy szczęście to rozwiązać do końca.
(R.W.) To chodzi o takie przestrzenie, które też są trudne do wyobrażenia sobie. Czy trzeba być wizjonerem, żeby w ogóle móc wyobrazić sobie przestrzenie, które nie istnieją w rzeczywistości?
Akurat te przestrzenie nie są aż tak trudne do wyobrażenia, bo ten problem jest postawiony i udowodniony w wymiarze dwa, czyli takim, który widzi większość z nas, może sobie wyobrazić. Nie są to przestrzenie euklidesowe, nie są to przestrzenie takie, w których działa twierdzenie Pitagorasa, czyli takie prawa geometrii, jakie znamy ze szkoły. Przestrzenie te są są zakrzywione. W matematyce rysunek prawie nigdy nie jest dowodem, ale pomaga, jeżeli coś się najpierw narysuje. Więc to były na tyle proste przestrzenie, że można je było rysować, zanim zaczęło się rozwiązywać równania.
(R.W.) Czy to trzeba sobie najpierw wyobrazić, żeby móc coś takiego rozwiązać?
To zależy, jakie – kto ma podejście, jaką ktoś ma wizję matematyki. Są matematycy, którzy są algebraikami, oni mogą rozumieć rzeczy tylko przez równania. Ja rzeczywiście wolę mieć obrazowy przekrój tego, co chcę zrobić najpierw. I potem trzeba te obrazki przetłumaczyć na równania.
(R.W.) Wiem, że trzeba być dobrym matematykiem, żeby być fizykiem, a czy trzeba być fizykiem, żeby być dobrym matematykiem?
To ciekawe pytanie, ja uważam, że nie. To być może zależy od dziedziny matematyki, o której się mówi. Rzeczywiście geometria i matematyka postnewtonowska jest motywowana przez fizykę i intuicję fizyczną, natomiast takie dziedziny matematyki jak teoria, teoria liczb, to są pytania o istnienia liczb pierwszych, to jest matematyka, którą nazywamy dyskretną, tam nie jest potrzebna ciągłość i ta intuicja fizyczna, wydaje mi się, ma mniejsze znaczenie.
(R.W.) Są dwie potężne fizyki, które znamy, czyli fizyka kwantowa i fizyka odkryta przez Einsteina. Teoria Wszystkiego, miała je połączyć. Czy uda się to zrobić?
Moje zdanie jest takie, że nie tyle nawet, że się nie uda, co sam pomysł Teorii Wszystkiego być może był to taki pomysł z lat 90-tych, dwutysięcznych. W tej chwili wiemy, że nie wiemy co ta Teoria Wszystkiego miałaby naprawdę znaczyć. Ostatnie pięćdziesiąt, sześćdziesiąt lat fizyki to jest pęd do unifikacji, do tego, żeby z wielu zasad i teorii wywnioskować jedną. To jest w zasadzie pytanie bardziej do filozofa, czy taka teoria musi istnieć? Jeżeli istnieje, czy mamy szansę ją odkryć? Czy będziemy się do niej coraz bardziej zbliżać? I ja bym się przychylił do tego ostatniego zdania, że będziemy się do niej zbliżać, jednak ostateczne zrozumienie będzie nam umykać.
(R.W.) Jak żyją tacy ludzie, jak na przykład Roger Penrose, czyli fizycy wielkiego formatu, jacy są?
(…) Większość z tego, co robi fizyk czy matematyk kończy w koszu. Moim warsztatem pracy są papier i długopis, ale 99 % tego co robię nie nadaje się do niczego. Czasami pojawia się więc element frustracji, że pracuje się godziny, dnie, noce, tygodnie i nic z tego nie wynika. Z drugiej strony jest wyjątkowo dużą satysfakcją, jeżeli się na coś natrafi i z tego czerpie radość.
(R.W.) Ale czy to co idzie do kosza nie może być w przyszłości wykorzystane gdzieś indziej? Einstein też mówił przecież, że przestrzeń nie może się rozwijać, rozszerzać dopóki nie zostało to stwierdzone. Potem wrócił do swoich poprzednich odkryć.
Tak, czasami popełni się błąd, który jak się okaże z perspektywy czasu nie był do końca błędem, natomiast ja mówię o bardziej przyziemnych błędach. Zupełnie inaczej rozwiązuje się problem, kiedy nie wiadomo, czy istnieje rozwiązanie. To nie jest tak, jak pytanie egzaminacyjne, które może być trudne, ale wiadomo, że jakiś profesor to rozwiązanie przygotował. My borykamy się z rzeczami, co do których nie tylko nie wiemy, jak je rozwiązać, ale nie wiemy też, czy takie rozwiązanie istnieje i podejmujemy dużo prób, podejść do tego. Z mojego doświadczenia wynika to, że większość z tych prób jest chybiona. Czasami zdarzy się na coś natrafić.
(R.W.) (…) Jakim człowiekiem jest Roger Penrose? Czy potrafi w prosty sposób wytłumaczyć skomplikowane zagadnienia?
Roger Penrose jest przede wszystkim człowiekiem wyjątkowo skromnym, mimo swojego niewątpliwego geniuszu a przy okazji jedną z jego pasji jest popularyzacja nauki, a właściwie jego wizja nauki. Ta wizja fizyki, matematyki jest zupełnie inna niż większości poprzednich fizyków. Penrose nie wierzy w takie teorie jak „teoria strun” czy teorie, które potrzebują wyższej ilości wymiarów. Jest można powiedzieć fizykiem konserwatywnym, cofa się bardzo do podstaw Einsteina, ma wyjątkowo duży dorobek naukowy wychodzący ponad fizykę. Jest coś się nazywa „quasi kryształy”, za to był przyznany Nobel z chemii w latach 80-tych. To też opiera się na pomyśle Penrose’a (…), dotyczy to tego, jak można pokryć płaszczyzny w nieperiodyczny sposób kafelkami. Więc Penrose jest takim naukowcem, który patrzy szeroko, poza swoją dziedzinę i czego się nie dotknie zamienia ją „w naukowe złoto”.
(R.W.) Może tak jest, że trzeba znać wiele dziedzin, żeby z różnych stron czerpać pomysły na to, co w mojej własnej dziedzinie mogę rozwiązać?
Tak zdecydowanie było do połowy XIX wieku, kiedy nauka nie była tak wyspecjalizowana, a badacze – człowiek renesansu – mogli mieć wiedzę na tyle szeroką, żeby mieć wkład naukowy do różnych dziedzin. Wydaje się, że ta era dobiegła końca na początku XX wieku. W matematyce zdecydowanie to się odbyło. Matematyka wyspecjalizowała się w tak wąskich dziedzinach, że nawet my, zawodowi matematycy, nie jesteśmy w stanie ze sobą rozmawiać w inteligentny sposób na temat na szych badań. Penrose tu się wyróżnia i jest właściwie jedynym wyjątkiem, który przychodzi mi tu do głowy.
(R.W.) Czego można życzyć łódzkim, polskim naukowcom. Co by Pan im przekazał jako myśl przewodnią?
Przede wszystkim przekazuję łódzkim naukowcom moje podziękowanie. Nie byłbym tam, gdzie jestem, gdyby nie moi łódzcy nauczyciele z Uniwersytetu Łódzkiego i z Politechniki Łódzkiej. Mamy, a na pewno mieliśmy w latach 90-tych wybitnych, światowej klasy ekspertów. Ja mieszkam poza krajem ponad 25 lat i nie bardzo orientuje się w polityce naukowej uniwersytetów. Sądzę jednak, że jeżeli pozwoli się robić ludziom, to co chcą robić naukowo, niespecjalnie wrzucając ich w gąszcz regulaminów i zasad, to tak będzie najlepiej. Życzę im tego, żeby mieli swobodę naukową pracy nad tym, nad czym chcą pracować.
Misją Uniwersytetu Łódzkiego jest rzetelne prowadzenie badań naukowych oraz aktywne głoszenie prawdy z nich płynącej, tak by mądrze kształcić kolejne pokolenia, być użytecznym dla społeczeństwa oraz odważnie odpowiadać na wyzwania współczesnego świata. Doskonałość naukowa jest dla nas zawsze najlepszym kompasem. Nasze wartości to: odwaga, ciekawość, zaangażowanie, współpraca i szacunek.
Zapis rozmowy powstał dzięki współpracy Uniwersytetu Łódzkiego z Radiem Łódź
Tekst zredagowała: Honorata Ogieniewska (Centrum Komunikacji i PR)
Zdjęcia: Maciej Andrzejewski (Centrum Komunikacji i PR)