Fizyka, badanie tego, co obserwujemy, oraz matematyka, badanie relacji, są ze sobą ściśle powiązane. Często tam, gdzie jedna idzie, druga szybko podąża za nią. Można układać kadr, a drugi uwydatnia ton i teksturę. Roger Penrose, emerytowany profesor matematyki Rouse Ball z Oxford University, wykłada od co najmniej wczesnych lat 60-tych. Jego pasją jest teoria skręcania, alternatywa dla współczesnej ciągłej czasoprzestrzeni związanej z teorią Einsteina i standardową mechaniką kwantową. Teoria Twistora i inni starają się zdefiniować wielką teorię jednoczącą (matematykę), łączącą czasoprzestrzeń, grawitację i probabilistyczne właściwości kwantów (obserwowane).
Penrose w swojej książce nie wpycha jednak czytelnika w głęboki koniec teorii bez żadnych wahań. Teoria twistora, teoria strun i inne znajdują się na samym końcu. Początek obejmuje matematykę elementarną. Używając jakościowego języka i wyrażeń, takich jak „piękny” i „elegancki”, powraca do Greków i teorii liczb, a następnie poprzez geometrię (podobne trójkąty) i liczby zespolone (i), aby uzyskać funkcje. Oczywiście funkcje same w sobie nie są celem, są po prostu punktem wyjścia dla rachunku różniczkowego, powierzchni, rozmaitości i przestrzeni. Wykorzystując wszystkie sztuczki w zawodzie wykładowcy, Penrose wykonuje godną podziwu pracę, dostarczając wiedzę wyłącznie ze stron. Diagramy i wykresy przedstawiają abstrakcyjne pojęcia nieskończonych przestrzeni, wiązek, powierzchni n i rozmaitości. Układy eksperymentów myślowych (np. Podróż fotonów do Tytana) przedstawiają prosty pogląd na wiele argumentów. Problemy rozsypane w książce, podobnie jak zadania domowe, zmuszają czytelnika do zagłębiania się w określone punkty widzenia. I oczywiście obfite odniesienia, czy do przełomowych artykułów Newtona, czy ostatnich relacji dzisiejszych badaczy, zaśmiecają akapity i każdy z nich śladami obszernych notatek na końcu rozdziału. Biorąc pod uwagę tę pomoc, z pewnością nie ma powodu do utonięcia podczas brodzenia przez złożoność zawartych w nim pomysłów.
Tak, pomysły są złożone. Chociaż nie zakłada się wcześniejszej wiedzy, pewne formalne szkolenie z matematyki lub fizyki z pewnością pomogłoby czytelnikowi. Względne znaczenie i wartość powierzchni Riemanna, odwzorowania konformalne i funkcje holomorficzne nie są oczywiste dla początkującego matematyka, choć każda z nich ma znaczenie. Ale nie lękajcie się, bo ponieważ matematyka jest podstawą, nie jest ona prezentowana sama w sobie, a raczej ze względu na swoją wartość w przyczynianiu się do naszej wiedzy o fizyce. Na przykład odpowiednia matematyka i fizyka doprowadziły do związku energii z materią, co doprowadziło do dziedziny nauk jądrowych. Obliczenia kwantowe postępują według tych samych zasad. Są one omawiane, podobnie jak czarne dziury, podwójna fala i cząstkowa natura fotonów, ezoteryczna natura grawitacji i entropijny przepływ naszego wszechświata. Ponieważ to cechy tych elementów, takie jak ich właściwości odblaskowe lub niezmienne, muszą być odzwierciedlone w matematycznych relacjach, które je modelują. Choć złożona, dla tych, którzy lubią ten temat, prezentacja jest ożywcza, szybka i dokładna.
Istnieje jednak pewna odrobina uprzedzenia, ponieważ Penrose jest bardziej sprzeczny niż wspierający, jeśli chodzi o kierunek obrany przez niektórych dzisiejszych badaczy. Z pewnością nie popiera teorii strun. Przytacza wiele niedociągnięć tego, a także swoją ulubioną teorię skręcania. Inne teorie zyskują na popularności. W części filozoficznej zastanawia się nad przeglądem aktualnych podstaw modelowania fizyki lub ponownym zbadaniem znaczenia rzeczywistości. Być może z tego tytułu pochodzi tytuł książki, ale tytuł wydaje się nieco nie na miejscu. Temat drogi nigdy nie pojawia się w książce, podobnie jak rzeczywistość. Książka ta stanowi jednak doskonałą matematyczną podstawę do prowadzenia badań fizyki. Nie uchyla się przed trudnościami, ślepymi zaułkami lub kompletnymi niewiadomymi. Dzięki cytowaniom i coraz bardziej aktualnym tematom czytelnik może łatwo zanurzyć się, aby dowiedzieć się więcej, a może wybrać obszar, w którym może wnieść swój własny wkład.
Wielka teoria jednocząca jest dla niektórych matematyków i fizyków trochę świętym Graalem. Ciągły postęp jest trąbiony przez czasopisma i być może teoria jest tuż za rogiem. Aby być na to przygotowanym lub rozważyć wkład własny, przeczytaj Droga do rzeczywistości autorstwa Rogera Penrose'a, gładko napisana, drobiazgowa książka ukazująca wkład matematyki w tę i inne poszukiwania fizyki przyrody.
Recenzja Mark Mortimer.
