K.maslanka

7/31/2019 K.maslanka

1/5

ARTYKUYZAGADNIENIA FILOZOFICZNE

W NAUCEV / 1983, s. 3843

Krzysztof MALANKA

UWAGI O POZNAWALNOCI

The marble index of mind forever

Voyaging through strange seas of

thought, alone.(Wordworth)

...a ciemnoci ustpi przed wia-

tem zrozumienia.(Einstein)

Jest to jedno z najtrafniejszych porwna ciemno niezrozumie-nia, niepewnoci oraz wiato poznania i zrozumienia. W opisie histo-rii dziea stworzenia wiato wymagao osobnego aktu stwrczego: dlawspczesnej fizyki kwant wiata, foton, jest jedn z bardzo wielu cz-stek elementarnych, o wasnociach jednak do wyjtkowych. Samo pra-gnienie rozumienia otaczajcego nas wiata jest rdem odwiecznychde i poszukiwa czowieka. Natomiast wiat, jakby rozumiejc jegopotrzeb czowieka, prezentuje mu si jako twr poznawalny. Uwiado-mienie sobie tej tak bardzo nieoczywistej cechy rzeczywistoci material-nej (niedostrzeganej zupenie przez tych, ktrzy nie zajmuj si nauk,za przez profesjonalnych teoretykw przyjmowanej prawie podwiado-mie) samo w sobie moe by rdem cennych refleksji. Czy poznawalnowiata to po prostu przejaw jego nieuniknionej matematycznoci? Czy

te moe jest to niezwyka wspaniaomylno Stwrcy, dziki ktrej mo-emy rozumie mechanizmy dziea stworzenia? Lub moe tylko mie wra-enie rozumienia, skoro tak czsto nasze zadowolenie z aktualnej teoriifizycznej jakiego fragmentu rzeczywistoci musi pod wpywem fak-tw dowiadczalnych ustpi miejsca rozczarowaniu z powodu jej brakwi ogranicze. Rozczarowanie i niedosyt zwykle okazuj si jednak dotwrcze i w poczeniu ze wspomnianym pragnieniem wiata zrozumie-nia prowadza ku nowej teorii, peniejszej, opisujcy szerszy fragment

UWAGA: Tekst zosta zrekonstruowany przy pomocy rodkw automatycz-nych; moliwe s wic pewne bdy, ktrych sygnalizacja jest mile widziana([email protected]). Tekst elektroniczny posiada odrbn numeracj stron.


2/5

2 Krzysztof MALANKA

rzeczywistoci. W ten sposb, metod jakby kolejnych przyblie, zbli-amy si do hipotetycznego opisu idealnego, o ktrym nie wiemy nawetczy istnieje, chocia wierzymy, e bdzie prosty, konsekwentny, satys-fakcjonujcy nasz ambicj intelektualn. Starostestamentowy Koheletdobrze zna wszystkie towarzyszce temu uczucia, gdy pisa:

I skierowaem swj umys ku temu, by zastanawia si i ba-da ile mdroci jest we wszystkim, co dzieje si pod niebem.To przykre zajcie da Bg synom ludzkim, by si nim tru-dzili. (Koh 1, 13)

oraz dalej:

Kto przymnaa wiedzy, przymnaa i cierpienia. (Koh1, 18).

Poznawalno, w wszym znaczeniu matematyczno wiata, jestfaktem potwierdzanym ustawicznie przez dowiadczenie, ktremu na-uka zawdzicza swoje istnienie. Dzi nauka umoliwia egzystencje bardzowielu ludziom i wiksze lub mniejsze przeycia ludziom, ktrzy tworzw niej postp. Wrd tych ostatnich jednym z najwikszych by AlbertEinstein, ktry napisa o swoich poszukiwaniach:

W wietle nabytej ju wiedzy dedukcje te wydaj si oczy-wiste kady inteligentny student moe je zrozumie bezwikszego trudu, lecz poprzedzajce je poszukiwania, ktrymtowarzyszy cigy niepokj, przechodzenie z stanu pewnociw stan zwtpienia i wreszcie przedarcie si ku jasnoci poj moe tylko ten, kto sam mia podobne przeycia.

Powstaj naturalne, ale nieatwe pytania o istot i granice pozna-walnoci wiata. Zwykle ci, ktrym dane byo przyczyni si do postpuw zrozumieniu mechanizmw rzeczywistoci fizycznej, bardzo dalecy byliod przecenienia moliwoci ludzkiego intelektu. Oto sowa Newtona:

Nie wiem, jakie wyobraenie ma o mnie wiat, lecz samsobie wydaj si tylko chopcem biegajcym po brzegu morzai bawicym si znajdowaniem tu i tam, gadszych ni zwyklekamykw lub pikniejszych ni zwykle muszli, podczas gdy

ogromny ocean prawdy ley niezbadany przede mn.i Einsteina:


3/5

UWAGI O POZNAWALNOCI 3

Caa nasza wiedza, gdy j skonfrontujemy z rzeczywisto-ci wydaje si prymitywna i dziecinna, a mimo to jest onanajcenniejsz rzecz jaka posiadamy.

Od poznawalnoci wiata nie jest niezalena inna jego cecha, o ktrejEinstein pisa:

Wszystkie te usiowania maj za podstaw wiar, e bytpowinien mie cakowicie harmonijn struktur. Dzi mamymniej podstaw, ni kiedykolwiek przedtem, by rezygnowaz tej zachwycajcej wiary.

Sowa powysze nie okrelaj jak rozumie harmonijn strukturbytu. Wyraaj natomiast tak bardzo charakterystyczn cecha osobo-woci twrcy teorii wzgldnoci: prosta, lecz bardzo intuicyjna religijnooraz gbokie zrozumienie problemw fizycznych zespolone w spjn, bezwyranej granicy, cao.

Skoro rzeczywisto materialna daje si opisywa, bdc przy tymsama bytem o harmonijnej strukturze, zatem opis ten powinien ja-ko odbija sw harmoni, pikno i prostot. Teoretycy, zwykle bardzooszczdni w niematematycznych okreleniach (raczej z przyzwyczaje

zawodowych, ni z troski o czysto literatury fizycznej), przyznaj jed-nak zgodnie, e oglna teoria wzgldnoci jest najpikniejsz teori fi-zyczn. Jak wiadomo, teoria ta, w przeciwiestwie do szczeglnej teoriiwzgldnoci, ktrej odkrycie przeczuwao kilku wspczesnych Einste-inowi fizykw, nie bya w chwili swego powstania potrzebna. Starai szacowna teoria grawitacji Newtona, po swych sukcesach w mechanicenieba nadal spisywaa si dobrze i nikt nie potrafi wskaza granic jejstosowalnoci. Jeli do tego doda, e z matematycznego punktu widze-nia nowa teoria zastpia jedno rwnanie rniczkowe liniowe na jednfunkcj niewiadom ukadem dziesiciu rwna nieliniowych, nie roku-jcym nawet nadziei, e kiedykolwiek zostanie rozwizany oglnie tow pierwszej chwili zupenie nie wida, gdzie waciwie ley postp. Dziju wiemy, e midzy innymi ley on w powstaniu i rozwoju kosmo-logii oraz w trzech sawnych testach, ktrych nie przewidywaa teoriaNewtona. Ale Einstein nie szuka modeli kosmologicznych czy zakrzy-wienia wiata gwiazd na brzegu tarczy sonecznej. Szuka jedynie har-monijnej struktury bytu, w ktr uwierzy. Odwaga w stawianiu hipotez

i konsekwentne wyciganie z nich wnioskw day wynik, ktry zaskoczywszystkich, z wyjtkiem samego twrcy teorii. Bg, ktry kreujc wiatnie skorzystaby ze znalezionej najprostszej moliwoci wprowadzenia


4/5

4 Krzysztof MALANKA

w nim grawitacji nie byby bytem harmonijnej struktury. Najprost-szej, to znaczy przy uyciu jedynie poj geometrii (metryka, konek-sja, krzywizna), nie za tajemniczej fizyki (adunek, pole, potencja,oddziaywanie na odlego). Zachwycajca wiara zapewnia spokjo losy teorii, a wynik wyprawy Eddingtona celem obserwacji zamieniaSoca by dla Einsteina zupenie pewny, za sama wyprawa waciwiebardziej bya potrzebna wspczesnym sceptykom. wczeni fizycy bylizbyt rozsdni, by odkry ogln teorie wzgldnoci, on za wiedzia, erozsdek to zbir przesdw, ktre gromadzi czowiek nim ukoczy 16lat. Nie ma adnych powodw, by Wszechwiat kierowa si naszymiprzesdami. Na przykad fakt, e tylko pewne bardzo szczeglne typyrwna rniczkowych potrafimy cakowa na obecnym etapie rozwoju

metod matematycznych, nie moe oczywicie nakaza czstkom poruszasi po trajektoriach, ktre s rozwizaniami tych rwna.

Reasumujc, mona to uj nastpujco: Struktury wystpujcew teorii mog by dowolnie skomplikowane i nie to jest wane; wane jestjednak, by zasady rzdzce tymi strukturami byy proste. Wedug sfor-muowania A. Salama wana jest ekonomia zasad, nie struktur. W tymwanie sensie dziesi skadowych tensora metrycznego, ktre posiadajfantastycznie prost interpretacj geometryczn, jest prostszych od

jednego tajemniczego pola skalarnego potencjau Newtona oddziau-jcego natychmiast na odlego wbrew zasadzie przyczynowoci.

Istnieje jeszcze inny aspekt harmonijnej struktury bytu. Wyraasi on w specyficznej jednoci praw fizyki, w ktr dzi nie wtpi junikt. Przekonanie to jest z pewnoci poparte dowiadczeniem histo-rii rozwoju nauki, czciowo jest wyrazem upodoba czowieka, ktrypragnby, aby opis rzeczywistoci sprowadza si ostatecznie do jednejtylko teorii. W ten sposb unifikacja staa si podstawowym programemrozwoju fizyki, jakkolwiek w zasadzie istniejcy Wszechwiat, chociapoznawalny, mgby by opisywany przez kilka niesprzecznych, ale nie-zalenych teorii. Poszczeglne stae tych teorii, opisujce na przykadsprzenie oddziaywa, mogyby by niesprawdzalne do jakiej wspl-nej staej: niejako dane z dowiadczenia parametry, stae przyrody.Na obecnym etapie rozwoju fizyki takimi staymi s na przykad masywszystkich czstek elementarnych, adunek elektryczny, staa grawita-cji. Wiadomo jednak dobrze, e teoria z du iloci parametrw swo-bodnych, ktre trzeba wzi z dowiadczenia jest zawsze atwiejsza do

dopasowania do danych dowiadczalnych i tym samym trudniejsza doobalenia ni teoria z jednym czy bez parametrw. Mwic inaczej, teo-ria taka jest stabilna ze wzgldu na bardzo specjalne zmiany: pewne


5/5

UWAGI O POZNAWALNOCI 5

mylowe transformacje, w ktrych realny wiat w sposb cigy przecho-dzi w ktry z wielu wiatw fikcyjnych. Zatem wieloparametrowa teoriamoe rwnie dobrze opisywa fikcj, jak i rzeczywisto, o ile tylko fikcjajest dostatecznie regularna i nie rni si drastycznie od realnoci. Sytu-acja taka jest w sposb oczywisty bardzo niezadowalajca. Wierzymy, epoprawnie odgadnite prawa przyrody bd posiaday minimaln iloparametrw, e w ramach dobrej teorii bdzie mona wyliczy na przy-kad dlaczego proton jest 1837 razy ciszy od elektronu, jakkolwiekposiada identyczny adunek.

Przekonanie o jednoci praw fizyki moe by nawet uzasadnieniemposzukiwania okrelonych teorii, chocia nie wskae ono adnej drogi doich odkrycia. Znamienne s na przykad wysiki wielu teoretykw poszu-

kujcych kwantowej teorii grawitacji. Kwantowe efekty w teorii atomubyy ewidentne od samego pocztku, kwantowanie elektrodynamiki po-zwolio usun wewntrzne sprzecznoci wzorowej skdind teorii Ma-xwella. W przypadku grawitacji sytuacja jest inna: ani dowiadczenie,ani wewntrzna struktura teorii nie domagaj si kwantowania, co gor-sze, nikt nie wie, w jaki sposb osign postp. Uzasadnieniem wysikwjest wycznie wiara w jedno praw przyrody jeli caa rzeczywistojest kwantowa nie ma powodu, by grawitacja bya wyjtkiem. W tymwypadku jednak problem jest znacznie trudniejszy. W elektrodynamice

udao si odgadn poprawne prawa kwantowe, chocia ich interpretacjai zrozumienie do dzi budzi wielki niedosyt. Nie wydaje si, by podobnymechanizm odkrycia zadziaa w przypadku grawitacji. Tu najwyraniejnajpierw potrzebne bdzie gbokie zrozumienie, z ktrego ju wyniknkwantowe rwnania grawitacji.

Sformuowana w ten sposb jako pewien aksjomat metodologiczny

teza o harmonijnej strukturze bytu jest oczywicie zbyt oglna, abysta si praktyczn zasad, moliw do zastosowania. Musiao upynkilkadziesit lat nim zrozumiano, e oglna teoria wzgldnoci posiadajeszcze jedn cenna cech jest to historycznie pierwsza, chocia niezamierzona teoria z tak zwan lokaln symetri cechowania. Zrozumie-nie pojcia symetrii okazao si kluczem do postpu w dalszym rozwojufizyki.

Krzysztof Malanka

Centrum Astronomii, PAN, Krakw

Documents

K.maslanka