Micha� Heller CZY FIZYKA JEST NAUK� HUMANISTYCZN�? Micha� Heller CZY FIZYKA JEST NAUK� HUMANISTYCZN�? (c) by Wydawnictwo BIBLOS, Tarn�w 1998 ISBN 83-86889-63-2 Projekt ok�adki: Artur Pi�tek Wydawnictwo Diecezji Tarnowskiej g^ff4 Plac Katedralny 6, 33-100 Tarn�w tel. (0-14) 21-27-77 rax (0-14) 22-40-40 e-mail: [email protected] http://www.diecezja.tarnow.pl/biblos SPIS TRE�CI Wprowadzenie: Trzecia kultura? ....................... 9^ Pochodzenie rozdzia��w ............................. 10 Cz�� I: Fizyka i pi�kno ........................... 1T Rozdzia� l: Czy fizyka jest nauk� humanistyczn�? ......... 21 Rozdzia� 2: Podboje matematyki: Od rzutu kamieniem do kwantowej pr�ni ..................... 31 1. O czym nie trzeba przekonywa� .................... 31 2. Bia�e, s�odkie, gor�ce... .......................... 31 3. Od balistyki do mechaniki klasycznej ................. 33� 4. Zadziwiaj�ca metoda ........................... 35 5. Czy pr�nia jest nico�ci� ......................... 37 6. Gdy Pan B�g liczy... ........................... 39 Rozdzia� 3: Matematyka - romantyczny j�zyk nauki ........ 4 L 1. Przeciw kosmicznej samotno�ci .................... 4 L 2. Od Hegla do mechaniki kwantowej .................. 43 3. Ca�o�ciowe spojrzenie na �wiat ..................... 46 4. J�zyk nauki ................................. 4S 5. Dziedzictwo romantyzmu ........................ 50 Rozdzia� 4: Postmodernizm i wsp�czesna fizyka .......... 55 1. Transformacja hermeneutyka i kwantowa grawitacja ................................. 55 2. Kalejdoskop nonsens�w ......................... 57 3. Intelektualne szalbierstwo ........................ 60 4. Kompleks ni�szo�ci? ........................... 62 5. Pokusa tekstu ................................ 63 Rozdzia� 5: Pi�kno jako kryterium prawdy ............... 65 Rozdzia� 6: Dynamika tw�rczo�ci ...................... 73 6 Cz�� II: Mi�dzy fizyk� a filozofi� 77 79 79 81 82 84 85 87 91 93 103 103 105 106 109 115 113 118 119 120 123 127 127 129 133 135 137 Rozdzia� 13: Naukowy obraz �wiata a zadanie teologa ..... 143 1. Wst�p ........................... ... ...... 143 2. Naukowy obraz �wiata ......................... 146 3. Kosmologiczne t�o obrazu �wiata ................. 148 Rozdzia� 7: Filozofia fizyki przed nowym milenium . 1. Ontologia, fizyka i redukcjonizmy ............ 2. Migracja poj�� i problem�w .............. 3. Filozofia w fizyce ..................... 4. Epistemologia fizyki .................... 5. Ontologie strukturalistyczne ............... 6. Przyk�ad - zagadnienie indywidualizacji ....... 7. Filozoficzne horyzonty fizyki ............... Rozdzia� 8: Metafizyka i j�zyk ................. Rozdzia� 9: Logiczno�� �wiata wed�ug Ladriere'a . . . 1. Operacyjna moc formalizmu .............. 2. Zastosowania matematyki do fizyki .......... 3. Fizyka i ontologia ..................... Rozdzia� 10: �r�d�a kryzysu .................. Rozdzia� 11: Nauki przyrodnicze a filozofia przyrody 1. Jak filozofowa� nad �wiatem? ............. 2. Filozofia nauki ........................ 3. Filozofia w nauce ..................... 4. Nauka jako filozofia ..................... Cz�� III: Przez konflikty ku transcendencji Rozdzia� 12: Pocz�tki konfliktu i wsp�istnienia 1. Konflikt narodzin .................. 2. Erozja mitycznej religijno�ci .......... 3. Konflikt j�zyk�w .................. 4. M�dro�� Starego Testamentu .......... 5. G�upstwo dla Grek�w... ............. 4. Naukowy obraz �wiata u schy�ku XX stulecia . . . 5. Czy teologia powinna wi�za� si� z naukowym obrazem �wiata? ....................... Rozdzia� 14: Stworzenie �wiata wed�ug wsp�czesnej kosmologii ..................... 1. Wprowadzenie ........................ 2. Z dziej�w poj�cia stworzenia .............. 3. Pocz�tek �wiata i stworzenie w kosmologu relatywistycznej ....................... 4. Modele kwantowej kreacji ................. 5. Analiza modelu Hartle'go-Hawkinga .......... 6. Prawa przyrody ........................ 7. Uwagi na zako�czenie ................... Rozdzia� 15: O wyprowadzaniu filozoficznych i teologicznych wniosk�w z kosmologii 1. Uwagi wst�pne ........................ 2. Dwa przyk�ady: Jastrow i Hawking ........... 3. Komentarz do przyk�ad�w ................ Rozdzia� 16: Chrze�cija�ski pozytywizm ........ 1. Pozytywizm w Polsce i gdzie indziej ........ 2. Nowy sens empiryczno�ci ............... 3. Neopozytywizm a my�l chrze�cija�ska ....... 4. Uczciwo�� w my�leniu ................. 150 154 157 157 158 161 163 165 168 170' 173 173- 174- 17S 181 181 184 186 1891 Rozdzia� 17: Wyobra�nia w nauce i do�wiadczeniu religijnym - czyli ma�y traktat o machaniu r�kami i molach jedz�cych literatur� .............. 193 Rozdzia� 18: Nauka i Transcendencja ................. 199 l. Granice j�zyka i zdrowego rozs�dku ............... 199 / 2. Pytanie Schr�dingera ......................... 203 3. Dwa do�wiadczenia ludzko�ci ................... 204 4. Nauka i transcendencja ......................... 206 5. Jeszcze raz pytanie Schr�dingera .................. 209 Wprowadzenie: Trzecia kultura? W 1996 r. ukaza� si� polski przek�ad ksi��ki pt. Trzecia kultura, zredagowanej przez Johna Brockmana1. Ksi��ka ta zas�uguje na- uwag� nie tyle ze wzgl�du na jej szczeg�ln� warto��, ile raczej ze- wzgl�du na jej symptomatyczno��. Jest ona zestawem artyku��w lub- wypowiedzi (nagranych przez redaktora) znanych uczonych i zarazemi popularyzator�w swoich osi�gni��. Takich zbior�w ukazuje si�; ostatnio dosy� du�o i nie na tym polega wyj�tkowo�� tej ksi��ki- Znacz�cy jest wyb�r prezentowanych autor�w i wsp�lny mianownik, do jakiego Brockman usi�uje ich sprowadzi�. Edycyjny zamiar redaktora (i zarazem wydawcy angielskiego orygina�u) nie pozostawia^ najmniejszych w�tpliwo�ci. On sam go bardzo jasno precyzuje we wst�pie do ksi��ki. Sam tytu�, Trzy kultury, nawi�zuje oczywi�cie do s�ynnej ksi��ki C.P. Snowa Dwie kultury (pierwsze wydanie w 1956 r.), w kt�rej! autor ten poddaje wnikliwej analizie fakt istnienia roz�amu pomi�dzy kultur� naukow� (w sensie angielskiego science) a kultur� humanis- tyczn�. Roz�am ten, zdaniem Snowa, jest tak silny, �e mamy ju� dc� czynienia nie z jedn�, lecz dwiema kulturami. W uzupe�nieniu do kolejnego wydania Dwu kultur z 1963 r. Sn�w - bardziej optymis- tycznie - przewidywa� powstanie trzeciej kultury. Jej wy�onienie - oddajmy g�os Brockmanowi - sta� by si� mia�o niejako pomostem wisz�cym nad przepa�ci� rozdzie- laj�c� humanist�w od �wiata nauki. W trzeciej kulturze Snowa humani�ci mieliby sta� si� rzecznikami nauk �cis�ych i przyrodniczych.2 Zdaniem Brockmana, proroctwo Snowa spe�ni�o si�, ale zupe�nie nie; tak, jak on przewidywa�: ' Wydawnictwo CIS, Warszawa 1996. ' Wszystkie nicudokumentowane cytaty w niniejszym "Wprowadzeniu" pochodz� M wst�pu do Trzeciej kultury, napisanego przez Brockmana, zatytu�owanego "Powstaje trzecia kultura" (ss. 15-21). 10 Humani�ci nadal nie potrafi� porozumie� si� z fizykami czy matematykami. Szcz�liwie przedstawiciele nauk �cis�ych zacz�li porozumiewa� si� bezpo�rednio z szerok� publiczno�ci�. Tradycyjnie ukszta�towane przez huma- nist�w media funkcjonowa�y dotychczas jakby pionowo - profesorowie z wy�yn kierowali swe s�owa ku nizinom, a dziennikarze nie�mia�o zadawali im pytania. Dzi� uczeni tworz�cy trzeci� kultur� staraj� si� unika� po�rednik�w i przedstawia� najbardziej skomplikowane idee w spos�b jasny i klarowny, dost�pny dla ka�dego inteligentnego czytelnika. Powsta�a wi�c "trzecia kultura", ale nie stanowi ona pomostu pomi�dzy poprzednimi, "zastanymi" kulturami, lecz wyrasta tylko z jednej z nich i eliminuje drug�. Trzecia kultura to uczeni, my�liciele i badacze �wiata empirycznego, kt�rzy dzi�ki swym pracom i pisarstwu przejmuj� rol� tradycyjnej elity intelektualnej w poszuki- waniu odpowiedzi na pytania od zawsze nurtuj�ce ludz- ko��: czym jest �ycie, kim jeste�my i dok�d zmierzamy? Dotychczas - twierdzi Brockman - kultura humanistyczna ignorowa�a kultur� naukow�. Tw�rczo�� takich uczonych, jak Einstein, Bohr, Heisenberg, Eddington, Jeans by�a lekcewa�ona przez t� pochodz�c� z w�asnej nominacji elit� intelektualn�, a warto�� oraz znaczenie wyra�onych [przez nich] pogl�d�w nie by�y nawet klasyfikowane jako "prawdziwa" aktywno�� intelektualna, gdy� nauki �cis�e nie by�y przedmiotem, kt�rym zajmowa�yby si� �wczesne czo�owe pisma, kszta�tuj�ce opini� publiczn�. Dzi� ma miejsce proces odwrotny - trzecia kultura stopniowo eliminuje tradycyjn� kultur� humanistyczn�: W przeciwie�stwie do dawnych dysput intelektualnych, drogi dochodzenia do prawdy w trzeciej kulturze nie s� ja�owymi akademickimi dyskusjami - pr�dzej czy p�niej b�d� mia�y wp�yw na ka�dego z nas. Pomi�my pewne naiwno�ci pope�nione przez Brockmana; nale�� do nich, mi�dzy innymi: pr�ba imiennego zestawu przedstawicieli trzeciej kultury (dowolna, wybi�rcza, ograniczona do autor�w 11 angloj�zycznych), traktowanie tzw. hipotezy Gai jako hipotezy naukowej, twierdzenie, �e "moc trzeciej kultury le�y w tolerancji dla_ sprzecznych pogl�d�w i przyjmowaniu wszelkich nowo�ci, dop�ki nie oka�� si� nieprawdziwe"; i zapytajmy: czy rzeczywi�cie trzecia- kultura istnieje? Zjawisko, o jakim pisze Brockman, w ostatnich latach niew�tpliwie przybiera na sile, chocia� mo�na dyskutowa�, czy zas�uguje ono a� na miano "trzeciej kultury". Rzeczywi�cie, wielu fizyk�w, astronom�w, biolog�w, kosmolog�w i matematyk�w coraz cz�ciej chwyta za pi�ra (lub zasiada do komputer�w), by nie tylko spopularyzowa� odkrycia swoje lub swoich koleg�w, lecz tak�e zastanowi� si� nad szerszym - �wiatopogl�dowym lub filozoficznym- - znaczeniem naukowych osi�gni��. I prawd� jest, �e wiele tego rodzaju ksi��ek sta�o si� �wiatowymi bestsellerami. Trzeba jednak. pami�ta�, �e nie jest to zjawisko zaskakuj�co nowe. Wielcy uczeni cz�sto byli g��bokimi filozofami i bardzo cz�sto pisali ksi��ki i artyku�y przeznaczone dla szerszej publiczno�ci. Istnieje tak�e zjawisko "zapominania historii": ka�de pokolenie ma sk�onno�� do traktowania tego, co si� dzieje na jego oczach, za zupe�n� nowo��, zapominaj�c, �e jest to, by� mo�e, tylko wariacja na znany temat. Wystarczy przekartkowa� pisma kulturalne i tygodniowe dodatki do codziennych gazet z lat dwudziestych, by si� przekona�, �e w tamtych czasach dyskusje i filozoficzne dywagacje na temat teorii wzgl�dno�ci i teorii kwant�w by�y w znacznie wi�kszym stopniu "sensacjami dla humanist�w" ni� dzi� teoria chaosu czy superstrun. Dzi� zastanawia� mo�e co innego: o ile w pierwszej po�owie XX w. odkrycia naukowe rzuca�y �wiat�o tylko na niekt�re zagad- nienia filozoficzne (teoria wzgl�dno�ci na problem przestrzeni i czasu, mechanika kwantowa na problem przyczynowo�ci), o tyle z dzisiej- szych osi�gni�� naukowych (z kt�rych, kto wie, czy nie najwi�kszym jest metoda, przy pomocy kt�rej do tych osi�gni�� si� dochodzi) wy�ania si� pewien ca�o�ciowy obraz �wiata, lub nawet silniej - pewna nowa filozofia przyrody. Brockman pisze o tym we wst�pie do swojej ksi��ki, ale - znowu - w spos�b naiwny i skrajnie uprosz- czony t� now� filozofi� przyrody charakteryzuje. To prawda, �e nowa "filozofia przyrody" (pozosta�my przy tej nieco kontrowersyjnej 12 nazwie, ale dla bezpiecze�stwa ujmijmy j� w cudzys��w) najcz�ciej bywa propagowana w ksi��kach i artyku�ach popularnych. Obecna moda naukowa nie zezwala na snucie filozoficznych refleksji w pracach �ci�le badawczych (tylko najwi�ksi, i to z rzadka, mog� sobie na to pozwoli�). I dlatego prace o charakterze popularnym cz�sto staj� si� niejako trybun� do wyg�aszania pogl�d�w og�lniejszej natury. Niemniej jednak prawie zawsze w�a�ciwe (tzn. dog��bne) zrozumienie filozoficznych rozwa�a�, zawartych w popularnych ksi��kach pisanych przez uczonych, wymaga dok�adnych analiz opartych na rzetelnej znajomo�ci odno�nych teorii naukowych. A to nie mo�e mie� miejsca w literaturze popularno-naukowej, kt�ra - zdaniem Brockmana - tworzy trzeci� kultur�. Coraz cz�ciej, w celu przeprowadzenia takich analiz, uczeni spotykaj� si� z filozofami na rozmaitych zjazdach lub sympozjach. Ich wynikiem bywaj� wa�ne publikacje, niekiedy o bardzo specjalistycznym charakterze (cho� na przyk�ad fizycy w oficjalnych sprawozdaniach nie zaliczaj� ich do swojego naukowego dorobku).3 Je�eli istotnie rodzi si� jaka� nowa filozofia, ma to miejsce -jak zwykle - w�r�d intelektualnych elit, a nie w publikacjach na u�ytek og�u. Takie publikacje odgrywaj� oczywi�cie wa�n� rol�, ale przede wszystkim popularyzacyjn�. By� mo�e, "trzecia kultura" rzeczywi�cie powstaje, ale wygl�da ona zupe�nie inaczej ni� to sobie Brockman wyobra�a. I czy trzeba wprowadza� a� now� nazw�, kt�ra nadaje si� wprawdzie na tytu� ksi��ki, pragn�cej zwr�ci� na siebie uwag� czytelniczego rynku, ale pog��bia tylko i tak ju� niema�e zamieszanie, panuj�ce w terminologii u�ywanej przez teoretyk�w kultury? Czy nie lepiej po prostu "na spokojnie" zastanawia� si� nad filozoficznymi i og�lnokulturalnymi 3 Dla ilustracji tego faktu si�gam do mojej podr�cznej biblioteczki i - do�� przypadkowo - wyci�gam ksi��k�: Philosophical Consequences ofQuantum Theory, red. J. T. Cushing, E. McMullin, University of Notre Dam� Press, 1989. Ksi��ka ta zawiera prace, pisane przez specjalist�w w dziedzinie mechaniki kwantowej i zawodowych filozof�w, po�wi�cone filozoficznym konsekwencjom twierdzenia Bella; jest ona owocem sympozjum, jakie w dniach l - 7 pa�dziernika 1987 r. odby�o si� na Uniwersytecie w Notre Dam�, w Stanach Zjednoczonych. 13. implikacjami wsp�czesnych nauk? Temu w�a�nie celowi jest po�wi�cona ksi��ka, kt�r� obecnie przekazuj� Czytelnikowi. Jest ona wynikiem wieloletnich przemy�le�, kt�re - mo�e troch�: niepostrze�enie - narasta�y wok� moich prac naukowych i filozo- ficznych, a tak�e przeczytanych lektur. Ma to wyraz w tym, �e: ksi��ka nieniejsza nie jest "jedn� ca�o�ci�", lecz stanowi zbi�r artyku��w i esej�w, pisanych z rozmaitych okazji. Brak systematycz- no�ci w ksi��ce jest niew�tpliwie wad�, ale - z drugiej strony - jej zwi�zanie z konkretnymi "spo�ecznymi zam�wieniami" (referaty, dyskusje, polemiki) wyra�niej ukazuje, �e problemy, jakich dotyczy, nie s� wydumanymi abstrakcjami, lecz maj� "fundament w rzeczywis- to�ci". Stara�em si� zachowa� oryginalne brzmienie artyku��w lubi referat�w, kt�re sta�y si� rozdzia�ami tej ksi��ki, wprowadzaj�c tylko kilka niezb�dnych retusz�w. Zdecydowa�em si� tak�e zachowa� niekt�re powt�rzenia w przekonaniu, �e ta sama tre�� umieszczona w- r�nych kontekstach mo�e ukaza� r�ne aspekty poruszanych- problem�w i lepiej zapa�� w pami��. Ksi��ka ta zapewne pr�dzej czy p�niej i tak zosta�aby- zredagowana. Moje teczki z komputerowymi wydrukami r�nych. artyku��w, esej�w i odczyt�w p�cznia�y zbyt szybko, by mo�na j& by�o na d�u�ej pozostawi� w spokoju, jednak�e lektura Trzecief kultury Johna Brockmana niew�tpliwie wp�yn�a stymuluj�ce na- proces powstawania niniejszej ksi��ki. Opr�cz uproszcze�, o kt�rycK ju� wspomnia�em, Brockman okaza� si� niezwykle stronniczy: kultur�- humanistyczn� praktycznie uzna� za bezwarto�ciow�, filozofi�- zredukowa� do refleksji snutych przez uczonych na marginesach swoich prac badawczych, ale najgorzej obszed� si� z trzeci� dzie- dzin�, kt�ra w sprawach, jakich jego ksi��ka dotyczy, ma tak�e co� do powiedzenia - z teologi�. Wprawdzie we wst�pie do ksi��ki & teologii nie wspomnia� ani s�owem, ale dokona� takiego wyboru materia�u, �e Czytelnik zako�czy lektur� z przekonaniem, �e jedyna- rozs�dna interpretacja osi�gni�� wsp�czesnej nauki to interpretacja- radykalnie agnostyczna, je�li nie wprost ateistyczna. Takie przeko- nanie jest z gruntu fa�szywe: mo�na wskaza� ca�y szereg wybitnych uczonych, kt�rzy w swoich popularyzatorskich pracach wypowiadaj�, 14 radykalnie agnostyczna, je�li nie wprost ateistyczna. Takie przeko- nanie jest z gruntu fa�szywe: mo�na wskaza� ca�y szereg wybitnych uczonych, kt�rzy w swoich popularyzatorskich pracach wypowiadaj� ca�kowicie przeciwne pogl�dy. Co wi�cej, jeden z uczonych, wyst�puj�cych w ksi��ce Brockmana, a mianowicie Pau� Davies, jest autorem bardzo poczytnej ksi��ki, zatytu�owanej The Mind of Gocf, kt�r� �mia�o mo�na uzna� za jedno z najlepszych wprowadze� do wsp�czesnej "teologii naturalnej". Sprawa "trzeciej kultury" (nie k���my si� o nazwy) jest tak wa�na, �e warto jej po�wi�ci� nieco wi�cej krytycznej uwagi. Widz� tu trzy - zreszt� wy�ej ju� zasygnalizowane - problemy: l) problem relacji pomi�dzy naukami �cis�ymi a humanistycznymi (w ca�ej ksi��ce reprezentantk� tych pierwszych jest dla mnie g��wnie fizyka), 2) problem relacji pomi�dzy naukami a filozofi�, 3) problem relacji pomi�dzy naukami a teologi�. Tym trzem problemom po�wi�cam trzy kolejne cz�ci niniejszej ksi��ki. Poniewa� i filozofi�, i teologi� tradycyjnie zalicza si� do nauk humanistycznych, ca�o�� zdecy- dowa�em si� zatytu�owa� nieco prowokuj�cym pytaniem "Czy fizyka jest nauk� humanistyczn�?" Jest to r�wnie� tytu�owe pytanie pierwszego rozdzia�u ksi��ki, ale tam nale�y je rozumie� bardziej dos�ownie. Ksi��ka niniejsza jest, w pewnym sensie, kontynuacj� moich poszukiwa�, kt�rych zapisem s� dwie poprzednie ksi��ki wydane w Biblosie: Nowa fizyka i nowa teologia (1992) oraz Moralno�� my�lenia (1993). W obecnej ksi��ce pojawia si� pewien nowy w�tek - pi�kno jako kryterium prawdy (to tak�e tytu� jednego z rozdzia- ��w). O ile w Moralno�ci my�lenia wyeksponowany by� etyczny aspekt poznania i uprawiania nauki (a wi�c aspekt dotycz�cy dobra), o tyle w tej ksi��ce coraz wyra�niej do g�osu dochodzi estetyczna strona ludzkich wysi�k�w poznawczych. Gdy mowa o dobru i pi�knie, to nie mo�na nie wspomnie� o prawdzie, ale prawd� nauka i jej filozofia karmi�y si� od zawsze. My�l�, �e istnieje bardzo 4 Polski przek�ad: Plan Stw�rcy, Wyd. Znak, Krak�w 1996. 15 niewiele filozoficznych doktryn, kt�re by tak pot�nie oddzia�a�y na ludzk� kultur� jak Plato�ska nauka o Wielkiej Triadzie - Dobru, Prawdzie i Pi�knie. Historia filozofii jest oczywi�cie r�wnie� pe�na sprzeciw�w przeciwko tej doktrynie Platona, a w szczeg�lno�ci przeciwko jej znaczeniu dla nauk. Jednak�e - jak s�dz� - nieunik- niono�� T�ady polega na tym, �e nie nale�y jej szuka� w�r�d temat�w, jakimi zajmuj� si� teorie naukowe, lecz u ich podstaw i (milcz�cych) za�o�e�. Dobra, Prawdy i Pi�kna nie ma w�r�d wynik�w nauki, lecz s� one wsz�dzie, w tym, czym nauka jest. 25 sierpnia 1998. Pochodzenie rozdzia��w "Czy fizyka jest nauk� humanistyczn�?", Tygodnik Powszechny nr 26 (2451), 1996, 10. "Postmodernizm i wsp�czesna fizyka". Tygodnik Powszechny nr 19 (2548), 1998, 8. "Dynamika tw�rczo�ci".. Arkada nr 2 (3), 1997, 8-9. "Filozofia fizyki przed nowym milenium", Filozofia Nauki 18, 1996, 7-15. "Metoda i j�zyk". Zagadnienia Filozoficzne w Nauce 18, 1996, 104-112, "Logiczno�� �wiata wed�ug Ladriere'a", Zagadnienia Filozoficzne w Nauce 21, 1997, 113-116. "�r�d�a kryzysu", Edukacja Filozoficzna 24, 1997, 73-77. "Naukowy obraz �wiata a zadanie teologa", w: Obrazy �wiata w teologii i naukach przyrodniczych", red.: M. Heller, S. Budzik, S. Wszo�ek, Biblos, Tarn�w 1996, 13-27. "Stworzenie �wiata wed�ug wsp�czesnej kosmologii", w: Pocz�tek �wiata - Biblia a nauka, red.: M. Heller, M. Dro�d�, Biblos, Tarn�w 1998, 187-198. "Chrze�cija�ski pozytywizm". Znak 489, 1996, 6-73. "Wyobra�nia w nauce i do�wiadczeniu religijnym" Znak 501, 1997, 4-8. "Nauka i Transcendencja", przek�ad z j�zyka angielskiego: "Science and Transcendence", Studies in Science and Theology 4, 1996, 3-12. Autor i Wydawnictwo BIBLOS wyra�aj� podzi�kowanie Redakcjom za wyra�enie zgody na przedruk wy�ej wymienionych artyku��w. Cz�� I FIZYKA I PI�KNO ^ Czy fizyka jest nauk� humanistyczn� ? Tak, je�li nie jest uprawiana przez rzemie�lnik�w, lecz przez artyst�w. W�wczas wytw�r ich pracy mo�e by� dzie�em sztuki naj- wy�szego lotu. Nawet je�eli w ten spos�b rozumianej fizyki nie da si� wt�oczy� do poj�cia "nauki humanistycz- ne " w znaczeniu, w jakim ono powszechnie funkcjonuje, to nale�y poj�cie to poszerzy�, tak by fizyka i inne nauki �cis�e znalaz�y w nim swoje miejsce. O Wytwory rzemios�a tym r�ni� si� od dziel sztuki, �e wys- tarcz� do codziennego u�ytku; spe�niwszy swoje przezna- czenie - gin�. Dzie�a sztuki trwaj� przez wieki. Pi�kno w nauce ��czy si� z niezwyk�� jej skuteczno�ci�. Mo�na zaryzykowa� twierdzenie, �e najwi�kszym odkryciem nauki jest odkrycie matematyczno-empirycznej metody badania �wiata. Zastosowanie tej metody do analizy zjawiska swobodnego spadania kamienia stworzy�o nowo�ytn� fizyk�; w ci�gu trzech stuleci metoda wyostrzy�a si� do tego stopnia, �e dzi� penetruje �wiat cz�stek ele- mentarnych i kwantowej pr�ni. Ci�g sukces�w naukowe/ metody: od rzutu kamieniem do kwantowej pr�ni, sk�a- nia do filozoficznej refleksji. O Romantyzm by� swoistym protestem przeciwko zmechani- zowaniu �wiata przez nowo�ytn� fizyk�. Dzisiejszy roz�am 18 mi�dzy "humanistami" i "uczonymi" mo�na odczyta� jako wyraz protestu "humanist�w" przeciwko inwazji zmate- matyzowanych nauk we wszystkie dziedziny �ycia. Rzecz jednak w tym, �e wsp�czesna nauka sama daleko odesz�a od mechanicznego obrazu �wiata i spe�ni�a - cho� oczy- wi�cie na sw�j spos�b - przynajmniej dwa postulaty romantyk�w: stworzy�a ca�o�ciowy obraz �wiata i urze- czywistni�a marzenie o uniwersalnym j�zyku; sta�a si� nim matematyka. We wsp�czesnej fizyce jest wiele roman- tyzmu, ale by go odkry�, trzeba najpierw nauczy� si� matematyki - romantycznego j�zyka nauki. O Przepa�� pomi�dzy naukami �cis�ymi i humanistycznymi pog��biaj� pr�by niekompetentnego dialogu. Przyk�adem tego niebezpiecznego zjawiska jest casus postmodernizm i wsp�czesna fizyka: wypowiedzi wielu autor�w postmo- dernistycznych na tematy zwi�zane z fizyk� i matematyk�, cho� pozornie brzmi� bardzo uczenie, s� ca�kowicie poz- bawione sensu. Dwaj fizycy, Alan Sokal i Jean Bricmont, w swojej g�o�nej ksi��ce Impostures Intellectuelles bezli- to�nie demaskuj� ten proceder. W trosce o dobro wsp�- czesnej kultury trzeba by�o to zrobi�. O "Sp�r" fizyki z naukami humanistycznymi wytwarza u wielu przekonanie, �e fizyka jest nauk� "such�" i pozba- wion� walor�w estetycznych. Te ostatnie s� domen� hum- anistyki. Jest to przekonacie mylne. Co wi�cej, mo�na m�wi� o pi�knie jako kryterium prawdy w fizyce. I nie idzie tylko o psychologiczne prze�ycie pi�kna przez fizyka, zachwycaj�cego si� matematyczn� struktur� jakiej� fizycznej teorii. Takim cechom pi�kna jak strukturalna prostota czy swoista nieuchronno�� w odniesieniu do fizycznych teorii mo�na pr�bowa� nada� obiektywny sens. W ka�dym razie fizycy s� niezwykle zgodni co do tego, kt�re teorie fizyczne nale�y uzna� za pi�kne. O Teorie fizyczne nie tylko s� pi�kne, ale mog� si� r�wnie� przyczyni� do zrozumienia procesu tworzenia pi�kna. Pro- ces ten ma wiele cech, kt�re fizyka przypisuje uk�adom dynamicznym. Mo�na wi�c m�wi� o dynamice tw�rczo�ci niemal w dos�ownym, fizycznym sensie tego okre�lenia. ROZDZIA� l CZY FIZYKA JEST NAUK� HUMANISTYCZN�?' 7 maja 1959 r. w Sali Senatu uniwersytetu w Cambridge C.F". Sn�w wyg�osi� presti�owy odczyt pt. "Dwie kultury" z serii tzw. Th^ Rfdf Lectures. Odczyt ten da� pocz�tek znanej ksi��ce o tym samym lylule i rozp�ta� trwaj�c� do dzi� dyskusj�. Kultur jest oczywi�cie wiele, ale m�wcy naprawd� chodzi�o o jedn� kultur� - kultur� wy- kszta�conego cz�owieka z kr�gu tzw. Zachodniej Cywilizacji (Sn�w nie by�by Anglikiem, gdyby nie my�la� przede wszystkim o Wielkiey Bryi.mii). I w�a�nie ta kultura nie jest sp�jn� jedno�ci�, istnieje w nieJ bardzo g��bokie p�kni�cie, dwie praktycznie odr�bne kultury rozdzie - (one niebezpiecznie pog��biaj�c� si� szczelin�. Jedn� z tych dwu kultur tworz� humani�ci (chyba tak trzeba przet�umaczy� na j�zyk polski literary intellectuals), drug� - naukowcy (scientists). Pomi�dzy tymi grupami zieje otch�a� wzajemnych nie- porozumie�, a czasami (szczeg�lnie w�r�d m�odych) jawnej niech�ci lub wrogo�ci, przede wszystkim jednak braku wzajemnego zrozumienia. Obydwie grupy maj� dziwnie wypaczone pogl�dy o sobie nawzajem.2 To niebezpieczne p�kni�cie w naszej kulturze trwa do dzi�, a nawet pog��bia si� coraz bardziej. Na pocz�tku swojego wyk�adu Sn�w powo�a� si� na osobiste do�wiadczenie. Rozpocz�� on swoj� karier� jako �wietnie zapowiada- j�cy si� chemik, pracuj�c mi�dzy innymi w znanym Cavendish ' Wyk�ad wyg�oszony z okazji przyznania autorowi tytu�u doktora honoris causa pmz Akademie G�rniczo-Hutnicz� w Krakowie, w dniu 26 kwietnia 1996 r. ' Wszystkie cytaty we w�asnym przek�adzie z wydania: C.P. Sn�w, The Twe> Culluw, Cambridge University Press, 1993. 22 Laboratory pod kierunkiem Rutherforda, wkr�tce jednak zyska� s�aw� jako wzi�ty powie�ciopisarz. By�o wiele takich dni - m�wi� w swoim wyk�adzie - "podczas kt�rych sporo roboczych godzin sp�dza�em z naukowcami, a wieczorami wychodzi�em z moimi kolegami 'po pi�rze'". Sn�w nale�a� do tej stosunkowo nielicznej grupy ludzi, kt�rzy byli zadomowieni po obu stronach kulturowego p�kni�cia. Dla tego typu ludzi p�kni�cie to jest szczeg�lnie bolesne. Wprawdzie dotychczas nie napisa�em �adnej powie�ci, ale spod mojego pi�ra wysz�o kilka ksi��ek z niejakimi ambicjami literackimi, przeznaczo- nych dla szerszego grona czytelnik�w i temat "dwu kultur" te� ma dla mnie bardzo osobiste akcenty. Dzi� jednak chcia�bym zaw�zi� rozleg�� problematyk� "dwu kultur" do bardziej szczeg�owego zagadnienia, chcia�bym mianowicie rozwa�y� pytanie: Czy fizyka jest nauk� humanistyczn�? Gdyby okaza�o si�, �e fizyka (uwa�ana za najbardziej �cis�� nauk� po matematyce) ma co� wsp�lnego z naukami humanistycznymi, by�by to przyczynek do pr�b przerzucenia mostu (lub przynajmniej k�adki) nad p�kni�ciem w naszej kulturze. Je�eli przyjmie si� obiegow� definicj� humanisty jako takiego cz�owieka, kt�ry w szkole �redniej notorycznie miewa� dw�je z ma- tematyki i fizyki, to oczywi�cie ani matematyka, ani fizyka nie mog� mie� nic wsp�lnego z naukami humanistycznymi (i mo�e, w takim sensie lepiej, �eby nie mia�y z nimi nic wsp�lnego). Ale w tym wy- k�adzie chc� wyj�� poza rozpowszechnione stereotypy, a tak�e poza konwencjonalne klasyfikacje nauk, kt�re mniej lub bardziej dla cel�w praktycznych przydzielaj� naukom rozmaite etykiety; chc� raczej odwo�a� si� do filozoficznych cech rozmaitych nauk (je�li tak to mo�na okre�li�), ujawniaj�cych ich specyfik� i do rodzaju naukowej tw�rczo�ci, jak� odznaczaj� si� ludzie, kt�rzy te nauki uprawiaj�. Najpierw sformu�uj� tez�, a potem postaram si� j� uzasadni�. Moja teza brzmi: 23 Fizyka, uprawiana przez fizyk�w-artyst�w, jest nauk� humanistyczn�. Teza ta nie jest trywialna. Wymaga ona pokazania, �e istniej-� fizycy, kt�rzy uprawiaj� fizyk� w spos�b artystyczny i �e fizyka ma takie cechy, kt�re upowa�niaj�- przynajmniej w pewnych warunkach (w�a�nie wtedy, gdy uprawiaj� j� fizycy-arty�ci) - do nazwania jej nauk� humanistyczn�. Najpierw chcia�bym obja�ni� warunek wypowiedziany w mojej lezie, chodzi w niej mianowicie o fizyk� "uprawian� przez fizyk�w- urtyst�w". Bo oczywi�cie istniej� fizycy-arty�ci i fizycy-rzemie�lnicy, istniej� tak�e nauczyciele fizyki-arty�ci i nauczyciele fizyki-rzemie�- Inicy i to g��wnie dzi�ki tym ostatnim fizyk� cz�sto traktuje si� jako wypran� z humanistycznych warto�ci. Nie chcia�bym nie docenia-� roli fizyk�w-rzemie�lnik�w. Oni tak�e swoimi ma�ymi i cz�sto nic/byt eleganckimi przyczynkami daj� wk�ad w tworzenie tego wielkiego dzie�a sztuki, jakim jest nowo�ytna fizyka. Chcia�bym jedii.ik skupi� swoj� uwag� na fizyce uprawianej przez prawdziwych artyst�w, takich jak: Newton, Maxwell, Einstein, Schr�dinger...; w�wczas humanistyczne walory tej nauki stan� si� bardziej oczywis- te. Co wi�cej, pewien stopie� artystycznego ducha jest niezb�dny z.e �trony odbiorcy dzie�a sztuki. G�uchemu trudno zachwyca� sL� muzyk.) Bacha. Aby doceni� pi�kno fizycznych teorii, potrzebne jest minimum wra�liwo�ci na intelektualn� harmoni�. Chocia� prawd� jest r�wnie�, �e przestawanie z pi�knem rozwija wra�liwo�� na pi�kna. Zwr��my uwag� na pewn� cech� nauk humanistycznych: s� to nie tylko nauki o dzie�ach sztuki (o literaturze, malarstwie, muzy- ce....), lecz r�wnie� ich uprawianie ma w sobie co� z uprawianLa Uluki. Recenzja tomiku poezji nie mo�e by� tylko suchym sprawoz- daniem (na wz�r sprawozda� agencji prasowych), musi by� napisania ludnym j�zykiem, odznacza� si� pewn� maestri�, niekiedy podporz�d- kowywa� si� obowi�zuj�cym w danych �rodowiskach manierom... Kr�tko m�wi�c - musi by� tw�rczo�ci�. Praca fizyka-artysty jest - powiedzia�bym: w jeszcze wi�kszym stopniu - tw�rczo�ci�. 24 Einstein zwyk� by� mawia�, �e istniej� dwa kryteria poprawno�ci fizycznej teorii: zgodno�� z do�wiadczeniem i wewn�trzne pi�kno (inner perfection). Gdy teoria jest gotowa, pierwsze kryterium jest decyduj�ce. Ostatecznie do�wiadczenie decyduje o tym, czy teoria zostanie w��czona do skarbca nauki, czy te� zostanie odrzucona jako nieudana pr�ba. Ale w trakcie poszukiwania g��wnym drogowska- zem, wskazuj�cym kierunek ku poprawnej teorii, jest wyczucie pi�kna. Tu element decyduj�cy stanowi iskra geniuszu. Istniej� oczywi�cie pomocnicze wska�niki: zbyt wiele za�o�e� lub cho� jedno za�o�enie sztuczne, brak wystarczaj�cego powi�zania z dotychczaso- wymi teoriami, niewystarczaj�ca og�lno�� sformu�owania... kompro- mituj� wewn�trzne pi�kno, ale brak tych kompromitacji nie jest jeszcze gwarancj� jego istnienia. Zwykle przychodzi moment ol�nienia; spokojna pewno�� - podobna do tej, jak� si� uzyskuje, gdy ostatni element dziecinnej uk�adanki zaskakuje na swoje miejsce. W uk�adance pewno�� osi�ga si� dzi�ki zmys�owi wzroku; w momencie naukowego ol�nienia te� si� co� widzi, cho� jest to widzenie "oczyma duszy". Na potwierdzenie tego opisu mo�na by przytacza� �wia- dectwa wielu wielkich fizyk�w; niech wystarczy stwierdzenie Einsteina, kt�ry powiedzia�, �e teorie fizyczne s� "wynikiem nieskr�- powanej tw�rczo�ci ludzkiego umys�u". Ale nie trzeba by� fizycznym geniuszem, by do�wiadcza� tego rodzaju prze�y�. Mog� by� one r�wnie� udzia�em studenta fizyki, znajduj�cego rozwi�zanie m�drze pomy�lanego zadania. Wr��my jeszcze do powiedzenia Einsteina, �e teorie fizyczne s� "wynikiem nieskr�powanej tw�rczo�ci ludzkiego umys�u". Mo�na by mie� zastrze�enia co do tego, czy tw�rczo�� ta rzeczywi�cie jest "nieskr�powana". Rzecz jasna, teorie musz� spe�nia� wiele wymaga�, by si� sta� cz�ci� naukowego dziedzictwa, musz� przede wszystkim by� zgodne z do�wiadczeniem, ale s�dz�, �e Einstein mia� na my�li innego rodzaju nieskr�powanie: do tego, by tworzy� - zw�aszcza, by tworzy� w dziedzinie nauk �cis�ych - tw�rca musi mie� znaczny stopie� wewn�trznej wolno�ci. W krytycznych momentach rozumo- wania tw�rca ma przed sob� wiele mo�liwych dr�g i to on musi zadecydowa�, kt�re z nich wst�pnie spenetruje, kt�r� ostatecznie 25 wybierze jako kolejny etap badania; on musi oceni� stopie� powodze- nia i ustali�, czy dalej i�� t� drog�, czy cofn�� si� i zacz�� ten etap od nowa. Na og� wszystkie te oceny i decyzje nie s� oddzielone odl siebie, lecz zamkni�te w jednym akcie oceniaj�cej woli. Wszystko wskazuje na to, �e nawet najlepiej zaprogramowany automat nie; mo�e sta� si� tw�rc�. Odnosi si� to nie tylko do pracy fizyka- teoretyka, lecz tak�e do pracy fizyka-eksperymentatora. W tym sensie; nale�y zapewne rozumie� stwierdzenie S.W. Hawkinga i G.F.R- Ellisa, kt�rzy w swojej ksi��ce The Large Structure of Space-Time3 napisali, �e "nie nale�y zbyt �atwo rezygnowa� z poj�cia wolnej woli, gdy� ca�a nasza filozofia nauki opiera si� na za�o�eniu, �e mo�emy w spos�b wolny wykonywa� jakiekolwiek eksperymenty." A wi�c dzia�alno�� fizyk�w-arty st�w jest prawdziw� tw�rczo�ci� (to samo zreszt� odnosi si� do matematyk�w, ale przedmiotem moic�i zainteresowa� w tym odczycie jest fizyka i fizycy, a matematyka i matematycy tylko po�rednio), ale czy wytwory tej dzia�alno�ci mo�na uzna� za dzie�a sztuki. Gdybym chcia� odwo�a� si� do wsp�czesnych nauk humanistycznych w poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie, co to jest dzie�o sztuki, mia�bym do dyspozycji tyle i tak r�norodnych� okre�le�, �e m�g�bym udowodni� cokolwiek. Pozostan� wi�c przy okre�leniu najbardziej tradycyjnym, zgodnie z kt�rym warunkiem koniecznym bycia dzie�em sztuki jest to, by by�o ono pi�kne- Oczywi�cie, zdaj� sobie spraw� z tego, �e we wsp�czesnej krytyce artystycznej r�wnie� poj�cie pi�kna rozp�ywa si� w niejasno�ciach, bywa redukowane do zbioru subiektywnych dozna� lub w og�le odmawia mu si� jakiegokolwiek sensu. W takiej sytuacji najlepiej odwo�a� si� do dziej�w poj�cia. Przez prawie dwadzie�cia wiek�w, od Platona a� do XVII stulecia, dominowa� pogl�d uto�samiaj�cy pi�kno z symetri� - Historycy sztuki nazywaj� t� koncepcj� Wielk� Teori� Pi�kna. Je�li zauwa�y�, �e teori� t� zapocz�tkowali pitagorejczycy a rozwin�� Platon i �e byli to w�a�nie ci filozofowie, kt�rzy nauk� o �wiecie 3 Cambridge University Press, 1973, s. 189. 26 zwi�zali z liczbami i geometri�, to �atwo zrozumie�, �e koncepcja ta jest bliska zapatrywaniu wielu wsp�czesnych fizyk�w na to, jak powinna wygl�da� idealna teoria fizyczna. Odgadni�cie symetrii w�a�ciwych danym oddzia�ywaniom (np. elektromagnetycznym lub j�drowym) jest r�wnoznaczne ze stworzeniem teorii tych oddzia�y- wa�, a poszukiwanie teorii, kt�ra jednoczy�aby w sobie ca�� fizyk�, sprowadza si� do znalezienia odpowiednio bogatej symetrii lub supersymet�i, jak si� j� w takiej sytuacji nazywa. Jest tu wszak�e konieczne s�owo przestrogi: w sztuce (malarstwie, architekturze...) przez symetrie rozumie si� prawie wy��cznie symet�e przestrzenne. Jedynie w muzyce i niekt�rych opisach literackich spotyka si� pewne symetrie kompozycyjne, kt�re w zasadzie mo�na sprowadzi� do symetrii czasowych lub symetrii uporz�dkowa�. Fizyka ma do dyspozycji znacznie bogatszy arsena� mo�liwo�ci. Do najwa�niejszych nale�� symetrie dynamiki. W procesach dynamicznych zmys�y dostrzegaj� zmienno��, wiele innych, i to niezwykle wa�nych (z fizycznego punktu widzenia) cech proces�w dynamicznych pozostaje dla naszych zmys��w zupe�nie przezroczyste. Na przyk�ad nie widzimy, �e ruchy mechaniczne s� realizacj� pewnej zasady ekstre- malnego dzia�ania, tzn. odbywaj� si� tak, by pewna funkcja wzd�u� trajektorii przybiera�a najmniejsz� (lub najwi�ksz�) warto��. Jest to w�a�nie jedna z tego typu dynamicznych symetrii ukrytych dla naszych zmys��w, a dostrzegalnych dla matematyczno-empirycznej metody. W tym sensie symetryczne mog� by� ruchy, pola, si�y. Oczywi�cie symetrie czasoprzestrzenne tak�e odgrywaj� w fizyce wa�n� rol� (np. w teorii grawitacji). Pami�tam moje oczarowanie, gdy po raz pierwszy zrozumia�em natur� tzw. supersymetrii. Przedrostek "super" zdradza fakt, �e fizycy wymy�lili czy mo�e odkryli(?) ten rodzaj symetrii w nadziei, �e zunifikuje ona ca�� fizyk�. By sformu�owa� prawa tej symetrii, nale�a�o uog�lni� zwyk�� matematyk�, zast�puj�c w niej liczby rzeczywiste i zespolone tzw. liczbami Grassmanna (odpowiednio spreparowanymi ci�gami zwyk�ych liczb), dzi�ki czemu czasoprzes- trzenne symetrie (rozpatrywane w tradycyjnej geometrii) zwi�za�y si� z abstrakcyjnymi symetriami dotychczas nieznanej dynamiki. A gdy 27 spojrze� na t� dynamik� pod odpowiednim k�tem, rozpada si� ona na trzy podsymetrie; rozpoznajemy w nich prawa rz�dz�ce cz�stkami elementarnymi, z jakich zbudowana jest zwyk�a materia (fermiony), prawa rz�dz�ce cz�stkami przenosz�cymi oddzia�ywania fizyczne (bozony) i prawa teorii wzgl�dno�ci. Bogactwo zawarte w teori i supersymetrii jest uderzaj�ce. Tu wa�na uwaga: bogactwo jest stosunkowo �atwo uzyska�, na przyk�ad przez czysto mechaniczne nagromadzenie element�w i zestawienie ich w jaki� wyrafinowany spos�b. Nie o to jednak chod� i w teoriach naprawd� pi�knych. Chc�c zrozumie� natur� super- liyinetrii, musia�em sporo postudiowa�, zrozumie� ca�� mas� zwi�- zk�w po�rednich. To niew�tpliwie by�o trudne. Ale sam moment zro/.iimienia polega na uchwyceniu pewnego og�lnego planu, na dostrze�eniu, �e z pewnej perspektywy, do kt�rej w�a�nie uda�o m-i xi� wznie��, wszystko staje si� proste. Tego rodzaju prostota, na og� � trudna do dostrze�enia dla niewytrenowanego umys�u, jest -jak s�dz� � wa�nym elementem logicznego pi�kna. Zrozumienie tego wszyst- kiego by�o naprawd� g��bokim prze�yciem. Od tamtej chwili, ilekro� �tysz� w�tpliwo�ci co do tego, czy supersymetria rzeczywi�cie mo�e by� podstaw� superunifikacji fizyki, robi mi si� �al. Wydaje mi si�-, te rozumiem Platona, kt�ry twierdzi�, �e naprawd� pi�kna teoria matematyczna musia�a zosta� u�yta przez Demiurga w procesie fttwarzania �wiata. Ale gdy por�wnuj� sfer�, kt�ra dla Platona by�a najdoskonalsz� figur� geometryczn�, z teori� supersymetrii, to musz� uzna�, i� najprawdopodobniej istniej� symetrie jeszcze pi�kniejsze od �upersymetrii i �e - by� mo�e - w przysz�o�ci je odkryjemy. Ka�dy teoretyk sztuki wie, �e symetria staje si� naprawd� dopiero wtedy dostrzegalna, gdy zostaje odpowiednio - mo�e tylko nieznacznie - z�amana. Manipulowanie pi�knem polega na odpowied- nim �amaniu symetrii. Jak wiadomo, "spontaniczne �amanie symetrii" jcdt jedn� z g��wnych strategii stosowanych przez wsp�czesn� fizyk� celem uzyskiwania rozmaito�ci i bogactwa form: od r�norodno�ci podstawowych oddzia�ywa� fizycznych i cz�stek elementarnych do r�norodno�ci form kryszta��w, �a�cuch�w g�rskich i bogactwa kiztah�w w �wiecie o�ywionym. Nie wykluczone, �e nasza predylek - 28 cja do "nieco tylko z�amanych symetrii" ma swoje �r�d�o w fakcie, �e sami jeste�my wynikiem niewielkiego z�amania symetrii zwi�zk�w chemicznych, z jakich zbudowane jest nasze cia�o (bia�kowa spirala, podstawowa cegie�ka naszej biochemii, jest zawsze lewoskr�tna, nigdy prawoskr�tna). W swoim �nie o teorii ostatecznej Steven Weinberg por�wnuje pi�kno teorii fizycznej do pi�kna konia wy�cigowego. M�wi�c o pi�knie konia, trener wyra�a oczywi�cie swoj� osobist� opini�, ale jest to opinia o pewnym fakcie obiektywnym: uwa�a on, ocenia- j�c konia na podstawie r�nych element�w, kt�rych nie potrafi�by zapewne uj�� w s�owa, i� jest to ko�, kt�ry b�dzie wygrywa� wy�cigi.4 Z dalszych wywod�w Weinberga wynika, �e nie sprowadza on pi�kna teorii fizycznych jedynie do ich u�yteczno�ci. Por�wnanie pi�kna teorii do pi�kna wy�cigowego konia ma jedynie na celu podkre�lenie pewnej obiektywno�ci fizycznego pi�kna, kt�ra wyra�a si� w jej skuteczno�ci (lub jej "nieunikniono�ci", jak m�wi� Wein- berg). My�l�, �e refleksja nad pi�knem teorii fizycznych mo�e by� przestrog� dla tych wszystkich teoretyk�w sztuki, kt�rzy chcieliby poj�cie pi�kna zredukowa� tylko do subiektywnych dozna� lub ca�kowicie wyeliminowa� je z my�lenia o sztuce. By�aby to - nie pierwsza ju� zreszt� - przys�uga, jak� nauka wy�wiadczy�a sztuce XX wieku (nie pierwsza, by wspomnie� chocia�by o d�ugu, jaki kubi�ci zaci�gn�li wobec geometrii nieeuklidesowych; ale to ju� zupe�nie inna historia). Je�eli dzia�alno�� fizyk�w-artyst�w jest prawdziw� tw�rczo�ci� i je�eli wytwory tej tw�rczo�ci s� prawdziwymi dzie�ami sztuki, to 4 Wyd. Alkazar, Warszawa 1994, s. 169. 29 czy fizyka nie zas�uguje na miano nauki humanistycznej? My�l�, �e- tcraz, po przytoczeniu tych wszystkich argument�w, moja teza- g�osz�ca, �e Fizyka, uprawiana przez fizyk�w-artyst�w, jest nauk� humanistyczn� nie brzmi ju� tak prowokacyjnie jak na pocz�tku mojego wyk�adu. A je�eli nawet moje wywody nie wt�ocz� fizyki do dotychczasowego" rozumienia poj�cia "nauki humanistyczne", lecz jedynie poszerz� to- pojecie, to - w pewnym sensie - jeszcze lepiej i p�kni�cie w naszej kulturze b�dzie mo�e troch� mniejszym p�kni�ciem. Nie chc�- oczywi�cie zaciera� r�nic pomi�dzy dyscyplinami, kt�re potocznie- nazywaj� si� humanistycznymi, a fizyk�. By�oby to zabiegiem. bezsensownym i z g�ry skazanym na niepowodzenie. Protestuj�- Jedynie - i to stanowczo - przeciwko wy��czaniu fizyki, i w" og�lno�ci nauk �cis�ych, z tzw. obszaru kultury. W swojej m�drej ksi��ce Nauka i �wiat nowo�ytny Whitehead- napisa�: ... niedostrzegalny rozw�j nauki w praktyce ca�kowicie odmieni� barw� naszej mentalno�ci tak, �e sposoby my�lenia niegdy� wyj�tkowe s� dzi� powszechne w ca�ym wykszta�conym �wiecie. Nowe zabarwienie sposob�w my�lenia z wolna torowa�o sobie drog� w�r�d europejskich narod�w. Na koniec objawi�o si� nag�ym rozwojem nauki, po czym zyska�o jeszcze na sile znajduj�c swe najbardziej oczywiste zastosowanie. Jednak nowa mentalno�� wa�niej- sza jest ni� nowa nauka czy nowa technologia. Zmieni�a ona metafizyczne za�o�enia i tre�� wyobra�ni naszych umys��w, tak �e te same bod�ce wywo�uj� dzi� zupe�nie nowe reakcje.5 * Wyd. Znak, Krak�w 1987, s. 22-23. 30 W�a�nie to jest charakterystyczne: cho�by�my ignorowali nauki i dekretowali ich wy��czenie z obszaru kultury, one i tak kszta�tuj� nasz spos�b my�lenia i widzenia �wiata. Ten sam Whitehead gdzie indziej napisa�, �e wp�yw nauk przyrodniczych na nasz� mentalno�� i kultur� mo�na por�wna� jedynie do wp�ywu Chrze�cija�stwa na nasze my�lenie i rozumienie rzeczywisto�ci. To por�wnanie jest znacznie g��bsze ni�by si� na pierwszy rzut oka mog�o wydawa�. Nauki wyrastaj� z pewnej specyficznej moralno�ci my�lenia, a jakby ona wygl�da�a bez Chrze�cija�stwa? - mo�emy tylko snu� przypuszczenia... Ale by�yby to przypuszczenia na przek�r historii. ROZDZIA� 2 PODBOJE MATEMATYKI: OD RZUTU KAMIENIEM DO KWANTOWEJ PRӯNI1 l. O czym nie trzeba przekonywa� Jaki� czas temu media pe�ne by�y dyskusji i krytycznych wypowiedzi na temat o�wiadczenia ministra Edukacji Narodowej, Miros�awa Handke'go, �e ka�dy Polak powinien zna� przynajmniej lny Je�yki: sw�j j�zyk ojczysty, jaki� j�zyk obcy i j�zyk, jakim przemawia przyroda, czyli matematyk�. Rzecz charakterystyczna - uwagi krytyczne pod adresem wypowiedzi ministra dotyczy�y tylko l�go trzeciego j�zyka. Nie mam najmniejszego zamiaru w��cza� si� do lej dyskusji. Od pocz�tku do ko�ca jest ona bezprzedmiotowa. l'">lobno kiedy�, w kt�rym� z po�udniowych stan�w Ameryki !'� '(nocnej, lokalny parlament uchwali�, �e na terenie jego jurysdykcji li- /ba K nie b�dzie si� r�wna� 3,14... lecz po prostu 3. Nie b�d� wi�c r.nifttwa przekonywa�, �e matematyka jest j�zykiem przyrody; puklaram si� Pa�stwa przekona� do czego� wi�cej. Pos�u�� si� w tym CflJu kr�tkim szkicem z historii nauki.2 2. Bia�e, s�odkie, gor�ce... Przyroda jest niezmiernie skomplikowanym... Czym? Uk�adem, |m-zyn�, organizmem, komputerem? Albo jeszcze czym� innym? ' Odczyt wyg�oszony na sympozjum Matematyka jako sil� ewolucji kultury (w kto �UTOpcjskicgo Matematycznego Forum Diderota), Krak�w 5 czerwca 1998 r. ' Ody poni�szy argument jest oparty na mojej ksi��ce Uchwyci� przemijanie, �y4. Znak, Krak�w 1997. Do tej ksi��ki odsy�am Czytelnika po bardziej dok�adne ilKy. 32 Gdy w XV w. pojawi�y si� pierwsze mechaniczne zegary i uznano, �e s� to najbardziej skomplikowane urz�dzenia, jakie mo�na wy- my�le�, wszyscy zgodzili si� z tym, �e Wszech�wiat jest zegarem. Ale w gruncie rzeczy nawet wtedy zdawano sobie spraw� z tego, �e zegar to tylko metafora - Wszech�wiat jest czym� bardziej skompli- kowanym ni� jakiekolwiek ludzkie urz�dzenia. Arystoteles, na kt�re- go autorytecie opiera�a si� praktycznie ca�a wiedza o przyrodzie a� do XVI w., przekonanie to podni�s� do rangi filozoficznej doktryny. Przyroda - twierdzi� - jest zbyt skomplikowana, by j� uj�� przy pomocy matematyki. "W jaki spos�b by�yby liczbami takie cechy, jak: bia�e, s�odkie, gor�ce?"3 - pyta� retorycznie. Najw�a�ciwszym j�zykiem do opisu przyrody jest j�zyk przyczyn, a zw�aszcza j�zyk przyczyny celowej, a matematyka w�r�d swoich zasob�w poj�cio- wych nie ma niczego, co pozwala�oby uj�� zwi�zki przyczynowe. Mimo "zakazu" Arystotelesa, zastosowania matematyki do badania o �wiecie by�y liczne i odnosi�y sukcesy. Ju� Babilo�czycy w pozornym skomplikowaniu ruch�w cia� niebieskich potrafili wy�owi� stosunkowo proste, powtarzaj�ce si� regularno�ci i uj�� je w rachunkowe algorytmy, kt�re potem Grecy zwi�zali z geometrycz- nymi modelami. W�a�nie astronomia sta�a si�, obok harmonii4 i optyki, jedn� z trzech klasycznych nauk, w kt�rych Grecy z du�ym powodzeniem stosowali metody matematyczne. Niezr�wnanym mistrzem w tej sztuce by� Archimedes. Jego osi�gni�cia dotycz�ce statyki i maszyn prostych do dzi�, praktycznie bez zmian, powtarzaj� wszystkie podr�czniki elementarnej fizyki. Ale to wci�� by�a tylko "kropla w morzu", ma�y obszar tego, co da�o si� zmatematyzowa� w bezmiernym oceanie �wiata przerastaj�- cego �wczesne mo�liwo�ci poznawcze - �wiata, wobec kt�rego mo�na by�o albo pozostawa� w niemym podziwie, albo pr�bowa� oswoi� jego ogromn� z�o�ono�� przy pomocy s�ownych opis�w i 3 Metafizyka, N, 1092b. 4 Przez harmoni� Grecy rozumieli co� po�redniego miedzy akustyk� a nauk� o muzyce. 33 poj�ciowych rozr�nie�. Chocia� w �redniowieczu linia, wiod�ca od Babilo�czyk�w i Archimedesa, nigdy ca�kiem nie zanik�a, to jednak; my�liciele �redniowiecza wybrali strategi� oswajania przyrody, stosuj�c do niej coraz bardziej wyrafinowane dystynkcje j�zykowe- Nie przypadkiem metoda scholastyczna uleg�a degeneracji: rzeczy- wisto�� okaza�a si� tak bogata, �e chc�c j� wt�oczy� w maksymalnie �cis�e kategorie j�zykowe, trzeba by�o j�zyk potoczny (j�zyk filozoficzny wyr�s� z potocznego) rozci�gn�� a� poza granice jego wytrzyma�o�ci. 3. Od balistyki do mechaniki klasycznej M i li tary styczne zastosowania nauki nie s� dla nas nowo�ci�, ale mo�-e by� dla nas pewnym zaskoczeniem fakt, �e od nich si� wszystko zacz�o. Nie chc� cofa� si� a� do Zenona z Elei i jego nirzu�y wypuszczonej z �uku. Wprawdzie by� to tylko eksperyment my�lowy, ale nawet najprzemy siniej sze logiczne elukubracje Zenona mc zdo�a�y zatrzyma� strza� w locie i przynajmniej niekt�re z nich Irufiu�y w serca wrog�w. Na pocz�tku czas�w nowo�ytnych zastoso- wanie by�o bardziej niebezpieczne a problem jawnie militarystyczny: �(lodzi�o o armaty i o to, by cz�ciej trafia�y do celu. A wi�c przede wszystkim pod jakim k�tem do poziomu ustawie i; armaty? Wszech�wiat jest skomplikowany i wszystko ze wszyst- i n jest w nim powi�zane, ale tu mamy do czynienia z jednym tylko i iimetrem - k�t nachylenia. Je�eli ustalimy cel, to k�t ten b�dzie 'ywi�cie zale�e� od tego, ile prochu wsypiemy do lufy. Mo�emy icdnak um�wi�, �e zawsze b�dziemy wsypywa� tyle samo prochu statecznie zagadnienie b�dzie dotyczy� tylko jednego parametru. Tak przynajmniej dzi� s�dzimy, ale dla my�licieli pierwszej polowy XVI w. wcale to nie by�o takie oczywiste. Bo przecie� trzeba )o�XCZe wiedzie�, co to jest ruch, jaka jest jego istota i jak wi��e si� on pnyczynowo z wybuchem prochu w lufie. Problem celno�ci armat mutna by�o rozwi�za� po prostu metod� pr�b i b��d�w, ale wobec prymitywno�ci pierwszych dzia� metoda ta niewiele dawa�a. Nale�a�o wi�c zwr�ci� si� do teorii. Poniewa� w�a�ciwa mechanika jeszcze nie 34 istnia�a, si�gano do fizyki Arystotelesa. Chc�c zna� k�t nachylenia lufy, trzeba wiedzie�, po jakim torze pocisk si� porusza. W fizyce Arystotelesa wyr�niano dwa rodzaje ruch�w: ruch naturalny - ku �rodkowi Ziemi i ruch wymuszony - pod dzia�aniem "czynnika zewn�trznego" i obydwu tych rodzaj�w ruchu nie by�o wolno miesza� ze sob�. Nicolo Tartaglia (pierwsza p�. XVI w.) w swoim traktacie Nova �cienna wyci�gn�� z tego wnioski: pocisk wystrzelony z armaty, kt�rego lufa ustawiona jest pod pewnym k�tem do poziomu, najpierw porusza si� ruchem wymuszonym po linii prostej i dopiero potem, gdy traci ca�y sw�j impet, spada pionowo ku �rodkowi ziemi. Tor pocisku jest wi�c lini� �aman�. Na przyk�adzie Tartaglii wida�, jak kiepska teoria utrudnia obserwacj�. Bardzo cz�sto jest tak, �e oczy widz� to, co my�l im ka�e zobaczy�. Rzecz niezmiernie interesuj�ca - do tego, by napraw- d� rozwi�za� problem kszta�tu tor�w pocisk�w armatnich, trzeba by�o a� dokona� Keplera i Newtona, kt�rzy stwierdzili, �e zar�wno plane- ty, jak i wszelakiego rodzaju pociski poruszaj� si� po przekrojach sto�kowych, a po jakim konkretnie przekroju - elipsie jak planety, czy paraboli jak pociski armatnie - to zale�y od tzw. warunk�w pocz�tkowych (tzn. od pocz�tkowego po�o�enia i pocz�tkowej pr�d- ko�ci poruszaj�cego si� cia�a). A wi�c to, pod jakim k�tem ustawi� luf� armatni�, w jakim� sensie zale�y od budowy Wszech�wiata. Ale problem mo�na znacznie upro�ci�. Armata niepotrzebnie komplikuje ca�� spraw�. Je�eli upu�cimy metalow� kulk� z krzywej wie�y w Pizie, to wiadomo, po jakim torze b�dzie si� porusza� - po linii prostej. Je�eli dodatkowo pomin�� op�r powietrza, to mo�na nie tylko postawi� pytanie: jak� drog� przeb�dzie spadaj�ca kulka w okre�lonym czasie? ale tak�e stosunkowo prosto uzyska� na nie od- powied�. Dzi�ki takim prostym pytaniom Galileusz stworzy� t� cz�� mechaniki, kt�r� dzi� nazywamy kinematyk� punktu materialnego. Newton dostrzeg�, �e zagadnienie mo�na jeszcze upro�ci�. Niepotrzebna jest ani Ziemia, ani �adna wie�a, z kt�rej zrzuca�oby si� do�wiadczalne kule. Trzeba po prostu zapyta�: jak porusza si� punkt materialny w pustej przestrzeni, je�eli na ten punkt nie dzia�a �adna 35 �i�a? Jak wiemy, z odpowiedzi na to pytanie narodzi�a si� pierwsza- zasada dynamiki Newtona - kamie� w�gielny ca�ej fizyki klasycznej. Po mechanice Galileusza i Newtona nast�pi�a dalsza lawina- Oliagni��. Wkr�tce zapomniano o twierdzeniu, �e �wiat jest zbyt- ftkomplikowany, by go opisa� matematycznie; zacz�to powszechnie wierzy�, �e �wiat jest jedn� wielk� maszyn� ca�kowicie uleg��, prawom mechaniki. Wkr�tce odpowied� na pytanie Arystotelesa: "W juki spos�b by�yby liczbami takie cechy, jak: bia�e, s�odkie, gor�ce?" wyda�a si� banalna: barwy to d�ugo�ci fal �wietlnych, "gor�ce" - to- energia kinetyczna cz�stek, a "s�odkie" to kwestia chemii, kt�r�, pr�dzej czy p�niej i tak zredukuje si� do fizyki. 4. Zadziwiaj�ca metoda Spr�bujmy wyci�gn�� wnioski z tej historii. A wi�c przede- wzysikim nie dajmy si� ponie�� fantazji: mimo wszystko, �wiat nie- j-l prostym "urz�dzeniem". Dzi�, gdy do badania �wiata u�ywamy akceleratory cz�stek elementarnych, lasery i kosmiczne teleskopy, Wiemy o tym a� nadto dobrze. Ale �wiat ma t� przedziwn� w�asno��, |- z pl;|l;ininy wsp�zale�no�ci zjawisk niekiedy udaje si� wyizolowa� �owisko skrajnie proste, zapomnie� o ca�ej reszcie �wiata i uj�� to- |f{awisko w niezbyt skomplikowane r�wnanie matematyczne. R�wna- �o (jak ka�de r�wnanie matematyczne) j