Jesteśmy społecznością, która kocha książki

"Sen o teorii ostatecznej" noblisty Stevena Weinberga to dla mnie książka wyjątkowa z dwóch powodów. Od 20-tu lat jestem zwolennikiem podejścia do poznawania rzeczywistości tak, jak to opisał fizyk w tej książce - poprzez pytania 'dlaczego?'. Jest to według mnie również najlepsza metoda pokazywania laikom sensu istnienia nauki teoretycznej i sposobu jej uprawniania, w szczególności fizyki. Druga przyczyna, to wersja redukcjonizmu nauki który wyznaję, a którą wyłożył w "Śnie ..." Weinberg. W przeciwieństwie do dość technicznych i tematycznie zamkniętych "Pierwszych trzech minut", "Sen o teorii ostatecznej" to praca łatwiejsza w odbiorze, a przede wszystkim opisująca fizykę w szerszym społecznym kontekście. We wstępie, padają zdania, które wyjaśniają sens i sposób budowania fizycznego opisu świata (str. 15): "Od czasu do czasu abstrakcyjne pojęcia matematyczne, dane doświadczalne i fizyczna intuicja łączą się w całość i tworzą pewną teorię cząstek, oddziaływań i symetrii. Czasem, choć znacznie rzadziej, teoria taka okazuje się trafna; czasem eksperymenty wykazują, że przyroda rzeczywiście zachowuje się zgodnie z przewidywaniami teorii." To taki ogólny przepis na sukces; potrzeba poszukiwania uniwersalnych praw, które w otaczający nas nieład (pozorny czy faktyczny),wielopoziomowe zależności, wprowadza porządek. Jeszcze dobitniej Weinberg ujął sens dążenia do prawdy w słowach (str. 16): "Ilekroć wykładam fizykę studentom humanistyki, zawsze uważałem, że moim najważniejszym (i z pewnością najtrudniejszym) zadaniem jest zapoznanie ich z poczuciem siły, która daje zdolność szczegółowego wyliczenia, jak będzie zachowywał się dany układ fizyczny w konkretnych warunkach." Nie chodzi tu o codzienne rozkładanie każdego problemu na czynniki pierwsze, lecz o możliwość takiego procesu. Fizyka daje narzędzia najlepsze, jakie znamy do szukania wzorców podobieństw, grupowania zjawisk i wyciągania wniosków ze zdobytej wiedzy. DLACZEGO? Jeśli miałbym zachęcić do przeczytania "Snu o teorii ostatecznej", rozdział drugi byłby najlepszy do tego celu. Te 23 strony opowiadają o kawałku kredy, której analiza pokazuje sedno dążności fizyki do poznania. To oczywiście pretekst, do opowiedzenia o tym, co jest i dlaczego nie może być czymś innym (str. 27-29): • Dlaczego kreda jest biała? • Dlaczego pewne substancje mocno pochłaniają światło o określonej długości, a inne nie? • Dlaczego elektrony w atomach mają tylko dyskretne stany energetyczne? Według mnie te pytania pobudzają wyobraźnię. Dają szansę na zrozumienie poprzez uogólnienie; dostrzeżenie fundamentalnych relacji, które łączą wszystkie elementy otaczającej nas fizyczności. Te trzy pytania, jeśli się ich sens i odpowiedzi pozna, pozwalają chociażby na zrozumienie, czym są kolory (od galaretki po gwiazdy). To nie jedyna możliwość zmierzenia się z podstawami opisu materii. Można wyjść od chemii i przez inną serię pytań podryfować w świat magii rzeczywistości (str. 34-35): • Czemu w kredzie wapń, węgiel i tlen są w stosunku wagowym 40:12:48? • Dlaczego pierwiastki mają takie a nie inne masy? • Dlaczego istnieją cząstki naładowane jak elektron, proton i nienaładowany neutron? Te pytania z kolei prowadzą nas do wniosku, że zawsze i wszędzie proporcje tych pierwiastków w kredzie są takie same. Że budulec kredy powstał w wyniku wybuchach gwiazdy supernowej. Poprzez te i inne pytania 'DLACZEGO?', Weinberg prowadzi nas w meandry fizyki. Wszystko jest jasne, każde zdanie kolejne wynika z poprzedniego. Węglan wapnia to taki banał, który zadziwia, jeśli tylko damy sobie czas na poznanie jego tajemnic. REDUKCJONIZM W kolejnym rozdziale, Weinberg opisuje redukcjonizm, jako meta-metodę pracy każdego naukowca. Rozpatruje różne wersje takiego podejścia i jednocześnie odrzuca holizm, przeciwieństwo redukcjonizmu, jako błędne myślenie o świecie prowadzące do pseudonaukowych wniosków. Uważa, że nie ma innej drogi niż zdrowy redukcjonizm. Nawet nauki ekonomiczne czy społeczne muszą powoływać się na ten mechanizm (str. 60): "Gdyby ktoś zaproponował nowe, autonomiczne prawo makroekonomii, którego nie można by w żaden sposób wyjaśnić, jako konsekwencję zachowania się jednostki, zapewne nie poświęcilibyśmy jego propozycjom uwagi. (...) Redukcjonistyczne nastawienie stanowi użyteczny filtr, ratujący uczonych w rozmaitych dziedzinach wiedzy przed stratą czasu na rozważanie idei, które nie mogą do niczego doprowadzić. W tym sensie wszyscy jesteśmy redukcjonistami." W trzeźwym podejściu do redukcjonizmu, Weinberg upatruje szanse na dalszy rozwój fizyki. Mimo, że tarcia między naukowcami, wynikające chociażby ze sprowadzania przez Diraca, chemii do niskoenergetycznej mechaniki kwantowej, są nieuniknione, to wszystkie nauki przyrodnicze na tym korzystają. Chodzi bowiem o ustalenia zasad, jakie obowiązują na dowolnej skali rozmiarów przedmiotów poddanych badaniu. Kolejne rozdziały do przegląd współczesnych koncepcji fizyki, które unifikują widzenie świata. Weinberg przybliża w nich teorię Einsteina i niełatwe drogi doświadczalnego jej potwierdzania (str. 80-89) . Przedstawia zręby zadziwiającej mechaniki kwantowej i cudowny przebłysk geniuszu Wernera Heisenbrega, który przed pyłkami kwiatów uciekł w 1925 roku nad morze, by leczyć katar sienny. Na wyspie Helgoland odkrył zasady kwantowe. Dostajemy ferment, który doprowadził do najdokładniejszej teorii fizycznej, elektrodynamiki kwantowej i koncepcje unifikacji sił (str. 98-108). W tej ostatniej przygodzie Weinberg brał aktywny dział, za co uhonorowano go Noblem. Wart przeczytania jest rozdział o pięknie (str. 113-117) . Według autora, fizyczne rozumienie tego pojęcia opiera się na kilku elementach. Piękno wynika z prostoty idei, (ale nie tej trywialnej),nieuchronności konstruktów i symetrii zasad, którymi piękne teorie się charakteryzują. Dodatkowo istotnym czynnikiem jest jednoznaczność przewidywań teorii. Każda z tych własności jest ciekawie opisana. Weinberg prezentuje liczne przykłady z historii fizyki, podaje analogie malarskie czy poetyckie, gdzie na pewnym poziomie ogólności dążenie do piękna artystycznego jest tym samym, co w naukach ścisłych. Prezentuje pogląd, że filozofia nauki nie dostarcza żadnej wartości dodanej do współczesnych poszukiwań przyrodniczych. Może co najwyżej porządkować pewne pojęcia, dając podstawę do badań nad historią nauki. Zaznacza, że fizycy posługuj się filozofią, lecz z reguły jest to realizm, wiara w obiektywne istnienie teorii (str. 135) . Taka filozofia jednak nie wynika z czytania traktatów filozoficznych, tylko z nabywanego z wiekiem doświadczenia. Weinberg podaje liczne przykłady dla swych tez. Za szczególnie nieprzydatną uznał metafizykę, która zapomina, że nauka nowożytna pewne dywagacje pozbawiła sensu. Polemizuje z tezami humanistów , którzy z faktu, że nauka jest procesem społecznym wywodzą, że jej produkt końcowy, czyli teorie są ukształtowane przez czynniki społeczne i historyczne. Ten mylny, według Weinberga wniosek, prowadzi wprost do relatywizmu i subiektywizmu. Własne stanowisko podsumowuje jednoznacznie (str. 151): „’Negocjacje’ dotyczące zmian w teoriach naukowych toczą się czasem bardzo długo i fizycy zmieniają poglądy w zależności od wyników obliczeń i doświadczeń, aż wreszcie staje się jasne, że pewna koncepcja jest obiektywnie słuszna. Jestem przekonany, że w fizyce odkrywamy coś obiektywnie realnego, coś, co jest takie, a nie inne bez względu na jakiekolwiek społeczne i historyczne czynniki, które pozwoliły nam to odkryć.” Ostatnie rozdziały to dywagacje związane z tytułowym snem o wielkiej teorii ostatecznej. Weinberg opisuje tzw. Model Standardowy, czyli całość akceptowalnej fizyki kwantowej. Następnie pokazuje jej ograniczenia, które sugerują potrzebę pracy nad czymś ogólniejszym (str. 154-168) . Krótko referuje stan badań nad teorią strun, która jest kandydatką unifikacji świata kwantowego z grawitacją. Wiele tez Weinberga może być poczytana za kontrowersyjne. Nie można jednak mu odmówić precyzji w argumentacji. W wielu prezentowanych poglądach związanych z teologią i filozofią nie przebiera w słowach. Szczególnie osoby niezgadzające się z nim powinny po „Sen o teorii ostatecznej” sięgnąć. Jeśli bowiem ‘przepracują’ jego argumenty, to będzie to z korzyścią dla nich samych i ich własnych erystycznych potyczek. Gorąco polecam tę książkę wszystkim.