Czym jest fizyka dla filozofii?

Obrazek: Mgławica Ślimak
Czym jest fizyka dla filozofii? Każda nauka ma swoje osobliwości, dzięki którym jest interesująca dla innych nauk, dla nauki w ogóle, dla filozofii. Poniżej zostaną przedstawione te swoistości fizyki, które czynią ją atrakcyjną dla filozofii, zwłaszcza dla takich działów filozofii teoretycznej, jak ontologia, epistemologia oraz metodologia. Będzie tu zatem mowa o tym, czym jest fizyka dla filozofa.

Pierwszą ważną cechą fizyki

jest jej przynależność do nauk ścisłych, do których zalicza się także chemię, biologię molekularną, językoznawstwo matematyczne, ekonometrię, niektóre nauki techniczne oraz oczywiście logikę i matematykę.

Dlaczego Anglosasi oraz Frankowie przez nauki (sciences) rozumieją w zasadzie tylko nauki ścisłe?

Dlatego, że sądzą, iż tylko one dostarczają rzetelnej wiedzy o świecie, wiedzy sprawdzalnej. Jedynie bowiem wiedza ilościowa, sformułowana w języku matematycznym może podlegać rzeczywistemu sprawdzeniu pozytywnemu (potwierdzeniu). Zatem, może stać się w pewnych granicach i w pewnym stopniu pewna. Jej nie dotyczy Popperowska krytyka, że wiedzy nie można uzasadnić pozytywnie, można ją tylko falsyfikować. Natomiast wiedza nauk nieścisłych podlega jedynie falsyfikacji. A być może podatna jest na tę samą krytykę, co teoria marksistowska czy freudowska, w ujęciu Poppera.

Jednakże nie cała fizyka jest nauką ścisłą. Kosmologia współczesna, zwana także megafizyką, dopiero obecnie – dzięki takim obserwacjom i pomiarom, jakie w ostatnich 15 latach przeprowadziły satelity COBE oraz WMAP – staje się nauką ścisłą. Na przykład, wiek Wszechświata (dokładniej mówiąc, czas od Wielkiego Wybuchu), do niedawna określany na około 15 mld lat z dokładnością ± 5 mld lat, obecnie się ustala na 13,4 mld lat, z dokładnością do ± 300 mln lat. Będąc jedną z podstawowych nauk ścisłych fizyka jest wdzięcznym przedmiotem badań metodologicznych. Prowadzą one do dość jednoznacznych wyników, co widać, gdy się bada np. rolę zasady korespondencji w rozwoju nauki.

Drugim walorem fizyki

jest jej uniwersalność w tym sensie, że dotyczy ona prawdopodobnie całego makroskopowego (i zarazem mikroskopowego) świata w całej jego przestrzennej rozciągłości. Pod tym względem z fizyką może się równać, jak się zdaje, jedynie chemia. Jest ona również nauką niemal uniwersalną w tym sensie, że dotyczy prawie wszystkich zjawisk rozgrywających się na odpowiednim poziomie budowy materii. Uniwersalność jest ważną cechą fizyki z uwagi na rolę, jaką fizyka odgrywa we współczesnych badaniach ontologicznych.

Trzecim walorem fizyki,

jeszcze ważniejszym z punkty widzenia ontologii i nie tylko ontologii, jest to, że fizyka jest jedyną nauką w pełni wielopoziomową. To znaczy, jako jedyna bada wszystkie dostępne poziomy budowy materii. Począwszy od obiektów najmniejszych, do jakich człowiek dociera obecnie, takich jak leptony, kwarki, preony czy struny, do obiektów największych. Być może do całości Wszechświata. A więc zmierza do zgłębienia świata nie tylko „wszerz”, lecz także „w głąb”.

Inne nauki są w najlepszym wypadku dwupoziomowe, tzn. tak jak chemia czy biologia, badają pewne zjawiska makroświata i mikroświata. To sprawia, że prawa fizyki są uniwersalne pod obydwoma względami: zarówno wszerz jak i w głąb. Osobliwość ta sprawia zarazem, że fizyka jest nauką najbardziej elementarną. Bada najmniejsze dostępne obiekty, i w tym sensie jest nauką najbardziej podstawową. Nie znaczy to, że jest nauką najważniejszą współcześnie dla człowieka. Niektórzy sądzą, że pod względem wagi swych wyników dla praktyki życiowej najważniejsza jest obecnie nie fizyka lecz biologia.

Czwartym godnym uwagi walorem fizyki

jest okoliczność, że bada ona całą historię Wszechświata, pragnie prześledzić całą jego ewolucję w czasie.

Z tym wiąże się piąta osobliwość,

która polega na tym, że fizyka, a ściślej mówiąc kosmologia współczesna, poczynając od lat 70. XX wieku, weszła na podwórko dotąd okupowane przez filozofię oraz teologię, i podjęła próbę naukowego rozstrzygnięcia problemu pochodzenia Wszechświata. Stało się to możliwe przez wprzęgnięcie do badań kosmologicznych, mechaniki kwantowej. Czyli dzięki powstaniu kosmologii kwantowej lub, jeśli kto woli, kosmologii kwantowo-relatywistycznej.

Szósta osobliwość,

to podjęcie przez fizykę na swój sposób problemu filozofii transcendentalnej Fichtego i Kanta – problemu wytwarzania przedmiotu przez podmiot. W mechanice kwantowej nie daje się ściśle oddzielić tego, co badamy, od tego, kto bada i za pomocą czego bada. Czyli, nie można wyraźnie wyodrębnić mikroobiektu badanego od makroprzyrządu pomiarowego i samego obserwatora. Zachodzą bowiem niekontrolowane oddziaływania między nimi zarówno w procesie pomiaru jak i opisu.

Jest to związane z faktem, że opis kwantowy (za pomocą funkcji falowej – wektora stanu) nie jest czystym opisem stanu mikroobiektu. Jest zarazem metaopisem naszej wiedzy dotyczącej owego stanu, co nieuchronnie łączy podmiot z przedmiotem. Przy tym próba oddzielenia tych dwóch opisów (tzn. opisu przedmiotowego i metaopisu) jest – przynajmniej według niektórych interpretacji mechaniki kwantowej, np. interpretacji kopenhaskiej – tak samo bezsensowna, jak mówienie o prędkości bez wskazania układu odniesienia, względem którego prędkość się mierzy.

Fizycy mówią, że mikroobiekt sam przez się istnieje mniej realnie, niż mikroobiekt w danym stanie, dookreślonym i ustalonym w akcie pomiarowym.

Drugą furtką, poprzez którą podmiot wciska się niejako do przedmiotu badania, jest kosmologia. W jej ramach jest rozwijany nurt, tzw. kosmologii antropicznej, w której istotną rolę odgrywa zasada antropiczna, przynajmniej w słabej wersji.

Siódma osobliwość fizyki

jest także związana z mechaniką kwantową. Rzecz dotyczy tzw. logiki kwantowej. Otóż wszyscy wybitni znawcy mechaniki kwantowej podkreślają, że jest to teoria dziwna, pozbawiona wszelkiej poglądowości, niemająca żadnej rozsądnej realistycznej wykładni. Richard Feynman – uważany za najlepszego jej znawcę, od czasu wymarcia jej twórców – pisze, że w ogóle nie rozumie tej teorii. Z kolei Niels Bohr mówi, że kto zapoznając się z mechaniką kwantową po raz pierwszy nie doznaje zawrotu głowy, ten po prostu nic z tej teorii nie rozumie. Otóż wszystko to nasuwa przypuszczenie, że mechanika kwantowa podlega jakiejś swoistej logice – logice kwantowej. Przypuszczenie to poważnie biorą pod uwagę zarówno fizycy (tacy jak Werner Heisenberg, czy Carl Weizsäcker), jak i matematycy (np. John von Neumann), wreszcie filozofowie (np. Hans Reichenbach).

Gdyby się okazało, że mechanika kwantowa rzeczywiście wymaga nowej logiki, to potwierdziłyby się intuicje fizyków, że rewolucja kwantowa jest największą i najgłębszą rewolucją w dziejach fizyki. A nawet w dziejach całej nauki, gdyż żadna inna rewolucja naukowa nie doprowadziła do konieczności zastosowania nowej logiki. Według Willarda V.O. Quine’a sprawdzanie w nauce obejmuje całe ciało nauki. Zmiany są tym głębsze, im w większym stopniu dotyczą nauk odległych od doświadczenia. Najbardziej odległą od doświadczenia (aczkolwiek także w jakiejś mierze w doświadczenie według Quine’a uwikłaną) jest właśnie logika. Zgodnie z Quinem w szarej tkance nauki nie ma nitek całkowicie białych i całkowicie czarnych. Czyli nie ma twierdzeń czysto analitycznych i czysto syntetycznych.

Ósma osobliwość fizyki,

pokrewna do poprzedniej, to ta, że fizyka wymusza istotne zmiany w matematyce i w jakiejś mierze steruje rozwojem matematyki. Aczkolwiek jest też odwrotnie: matematyka steruje w znacznej mierze rozwojem fizyki. Na przykład, rozwój geometrii przebiegał w dużej mierze pod wpływem fizyki, i nie przypadkowo tacy matematycy, jak C.F. Gauss czy B. Riemann byli także fizykami, a w każdym razie podejmowali problemy fizyczne, które inspirowały ich w dziedzinie geometrii.

Nie jest wykluczone, że nowa rewolucja, jaka się zapowiada w fizyce, będzie związana z przejściem od matematyki standardowej, opartej na pojęciu ciągłości i na zwykłej analizie, do matematyki niestandardowej, rozwijającej metody dyskretne.

 

Takie przypuszczenie formułuje coraz więcej fizyków. Co ciekawe, także Albert Einstein w ostatnich latach swego życia przypuszczał, że fizyka pozbędzie się aktualnych kłopotów, gdy zastosuje matematykę dyskretną.

Jeśli chodzi o stosunek fizyki do matematyki, to teoretycy strun na czele z Edwardem Wittenem twierdzą, że dokonuje się tu przewrót. Że fizyka zaczyna spłacać historyczny dług, jaki zaciągnęła u matematyków i sama rozwija ciekawe metody matematyczne. A są one potrzebne do opracowania teorii superstrun, która dalej nie może się rozwijać bez nowych metod i struktur matematycznych.

Tyle o osobliwościach fizyki, które czynią fizykę atrakcyjną dla filozofii. Atrakcyjność fizyki dla filozofii jeszcze bardziej wzrasta, gdy się weźmie pod uwagę cele, do których fizyka dąży.

Podsumowanie

Powracając do kwestii, co czyni fizykę atrakcyjną dla filozofii, rzecz można ująć w sposób bardziej syntetyczny w trzech punktach.

• Po pierwsze, fizyka dostarcza filozofii nauki bogatego materiału do ustalania w miarę precyzyjnych odpowiedzi na pytanie, czym jest nauka i jak się rozwija.
• Po drugie, fizyka kwantowa oraz kosmologia antropiczna podejmują na swój sposób fundamentalny problem, stanowiący oś rozważań filozoficznych o świecie: problem stosunku rzeczywistości fizycznej (zazwyczaj nazywanej materią) do świadomości ludzkiej.
• A po trzecie, fizyka dostarcza ontologii wiedzy o świecie mającej fundamentalne znaczenie w tym sensie, że nie jest to tylko wiedza użyteczna technologicznie, lecz wiedza istotna dla zrozumienia świata, dla kształtowania wizji świata.

Dlatego trudno wyrazić pogląd, że jedyną definicyjną cechą nauki jest jej zaangażowanie technologiczne.

Nauka pełni dwie podstawowe funkcje, definiujące jej naturę: funkcję teoretyczną (określaną krótko jako wyjaśnianie) oraz funkcję praktyczną (nazywaną umownie przewidywaniem, z tego względu, że bez przewidywania nie ma skutecznego działania).

Fizyka pełni obie te funkcje w sposób nader wyrazisty; co więcej, w sposób bardziej wyrazisty niż pozostałe nauki.

Z uwagi na swą funkcję teoretyczną fizyka wydaje się nauką bardziej pokrewną filozofii niż jakakolwiek inna nauka.

Dlatego wiedza fizyczna w sposób dość prosty i bezpośredni przekłada się na wiedzę filozoficzną o świecie: oba te gatunki wiedzy mają ogromny ładunek światopoglądowy. Oba też zawierają wiedzę najbardziej fundamentalną, wyjaśniającą podstawy bytu. Świadczy o tym fakt, że obie zmierzają – każda na swój sposób – do zbudowania teorii ostatecznej1Por. Butryn S., Poszukiwanie ostatecznej teorii fizycznej, [w:] E. Piotrowska, J. Wiśniewski (red.), Z filozofii przyrodoznawstwa i matematyki, Wyd. Fundacji Humaniora, Poznań 2002, s. 83–84..

O bliskim pokrewieństwie fizyki i filozofii świadczy także fakt, że często problemy filozoficzne – w miarę jak zaczynają się poddawać obróbce naukowej – są przechwytywane przez fizykę. Dobitnym przykładem jest tu problem stosunku materii do świadomości. Z tego powodu fizyka nie może być po prostu określona jako nauka o zjawiskach fizycznych i nic ponad to.

Innym przykładem jest problem pochodzenia Wszechświata, w związku z którym współczesną kosmologię (a więc megafizykę) określa się obecnie nie, jako naukę po prostu o budowie Wszechświata, a nawet nie, jako naukę o budowie i ewolucji Wszechświata (jak to było jeszcze do niedawna), lecz określa się ją trójskładnikowo: jako naukę o budowie, ewolucji oraz pochodzeniu Wszechświata. Badania fizyki nad pochodzeniem Wszechświata mogą stanowić ważki przyczynek do rozstrzygnięcia kwestii: „dlaczego jest raczej coś niż nic?”, która przywiodła do filozofii badaczy tej klasy, co Arystoteles, Gottfried W. Leibniz oraz Martin Heidegger.

Niektórzy sądzą, że bez fizyki nie da się wyjaśnić zagadnień ostatecznych dotyczących świata oraz samego człowieka. Chodzi o takie pytania jak, kim jesteśmy i skąd się wzięliśmy. To znaczy, jakie jest nasze pochodzenie, a nawet, być może, jakie jest nasze przeznaczenie(?).

Zob. kategorię Filozofia przyrody i Kosmologia oraz Filozofia

Literatura

• Bańka J., Ontologia bytu aktualnego, Uniwersytet Śląski, Katowice 1986.
• Bańka J., Traktat o czasie, Uniwersytet Śląski, Katowice 1991.
• Butryn S., Poszukiwanie ostatecznej teorii fizycznej, [w:] E. Piotrowska, J. Wiśniewski (red.), Z filozofii przyrodoznawstwa i matematyki, Wyd. Fundacji Humaniora, Poznań 2002.
• Feynman R. P., Leighton R. B., Sands M.,  Feynmana wykłady z fizyki, t. III, Mechanika kwantowa, PWN, Warszawa 1972.
• Gribbin J., W poszukiwaniu Wielkiego Wybuchu, Wyd. Zysk i S-ka, Poznań 2000.
• Heisenberg W., Fizyka i filozofia, KiW, Warszawa 1965.
• Heller M., Nauka i wyobraźnia, Wyd. Znak, Kraków 1995.
• Heller M., Mechanika kwantowa dla filozofów, Wyd. Biblos, Kraków 1996.
• Such J.,  Paradoksy pochodzenia Wszechświata, [w:] E. Piotrowska, J. Wiśniewski (red.), Z filozofii przyrodoznawstwa i matematyki, Wyd. Fundacji Humaniora, Poznań 2002.
• Weinberg S., Sen o teorii ostatecznej, Wyd. Alkazar, Warszawa 1994.

Ilustracje

Obrazek wyróżniający: Mgławica Ślimak, źródło: NASA: To zdjęcie w podczerwieni z Kosmicznego Teleskopu Spitzer NASA pokazuje Mgławicę Ślimak, kosmiczną gwiazdę często fotografowaną przez astronomów amatorów ze względu na jej żywe kolory i niesamowite podobieństwo do olbrzymiego oka.
Niels Bohr, źródło: Wikimedia Commons
Richard Feynman, źródło: Wikimedia Commons