Ład świata. Od kosmosu Arystotelesa do wszechświata wielkiego wybuchu

Kosmos i człowiek

Między tymczasową pewnością a pogłębioną i utrwaloną wiedzą o rzeczywistości operuje ciekawość człowieka. Krótka perspektywa kilku dekad, naiwność wyciąganych wniosków czy nieuzasadnione naśladownictwo to źródła jego błędów. Jednocześnie wytrwała praca, proces weryfikacji i krytyczny namysł budują fakty i obraz ciekawszy niż nawet najbardziej wysublimowana fikcja. Świat kosmiczny jest duży, bardzo duży. Czasem podtrzymywały go słonie, krokodyle. Czasem gwiazdy obracały się na sferach rozumianych bardzo realistycznie, czasem wydawały się zasiedlać nieskończoną głębię. Jak bardzo dużo potrzeba determinacji by poprawnie opisywać to, co widzimy, pokazuje książka fizyka Jerzego Kierula. „Ład świata. Od kosmosu Arystotelesa do wszechświata Wielkiego Wybuchu” jest relacją z wytrwałych poszukiwań przez człowieka odpowiedzi na zagadki kosmosu. Czemu to wszystko działa (i gwiazdy nie spadają nam pod nogi z firmamentu)? Jak daleko jest to, co widać nad głowami? Czemu na półkuli południowej się nie spada w otchłań, a jeśli Ziemia się obraca, to czemu nie czujemy się jak na karuzeli? Jak to możliwe, że bez ‘dotykania się’ różne obiekty ‘czują’ swoją obecność? No i jak się zaczął ten kosmiczny teatr – ktoś rozpisał całość na akty, a może nakręcił wszystko jak zegarek i uruchomił trybiki? A może wszystko powstało samoistnie z niczego?

Książka jest historią astronomii, ale taką wydobywającą z niej głównie te składniki, które starały się budować przez stulecia obraz całości – ludzkie pragnienie poznania przyczyn, skutków, relacji i struktur największych, najstarszych, najrozleglejszych. Podróż przez czas, cywilizacje i perspektywy, służą Kierulowi pokazaniu kilku zjawisk wynikających z naszych ograniczeń i oczekiwań. Liczne modele – od starożytności po XXI-wieczne – stanowią wstęp do ciekawych komentarzy i analiz. I to jest właśnie siła książki. Kierul bardzo ciekawie konfrontuje różne schematy, które do czasów nowożytnych były raczej jakościowymi filozofiami kosmogonii konkretnych myślicieli. Były to koncepcje teleologiczno-eschatologiczne, które luźno korelowały się z faktami. Do tego tylko najwięksi myśliciele (od Eudoksosa po Kartezjusza) czuli potrzebę takiego wyjaśnienia ‘natury rzeczy’, reszcie wystarczał ‘przyziemny realizm’. Ich systemy rozwijały się i dezawuowały w równoległym do ilościowego opisu sfer, traktowanych raczej jako dodatek, niższa forma dociekań (str. 105). Jednak, jak pasjonująco pokazuje autor, to zwykłe rachunki i obserwacja ciał niebieskich ‘popychały naukę do przodu’. Kolejnego dynamizmu naukom o kosmosie nadał XIX-wieczny rozwój fizyki, która pozwoliła zbudować astrofizykę, jako dominujący do dziś dział nauki o wszechświecie w różnych skalach. Fizykalizm ze swoimi sukcesami zdystansował inne, czasem nieweryfikowalne, techniki epistemologicznego spełnienia.

Na nieco subtelniejszym poziomie, fizyk rozważa metodologiczne trudności, które z kolejnymi dekadami doczekały się wyjaśnienia. Czasem przewrotnie wracały dawno zapomniane koncepcje (jako niezgoda części filozofów przyrody na Newtonowski tajemniczy proces oddziaływania na odległość w sposób natychmiastowy). Czasem wypadało zadać ponownie dawno rozstrzygnięte pytania, bo jednak świat zaskakiwał nieprzewidywalnością. Szczególnie, gdy o przydatności narzędzi (np. lunet) zawyrokowały fakty. Wspomniana astrofizyka zmusiła do zbudowania rewolucyjnych wniosków w głowach badaczy, że świat – jako całość – jest spójny wewnętrznie i podlega tym samym prawom (linie widmowe z palników Bunsen opowiadają epopeje o gwiazdach). Polecam więc fundamentalnie kluczowy rozdzialik (str. 219-223),szczególnie rysunek i opis na stronie 222.

Ponieważ prosty i intuicyjny postęp należy odpowiednio rozumieć, pewnego namysłu, by wydobyć konsekwencje, wymaga chociażby taka obserwacja (str. 65):

„Dziś każde dbające o nakład czasopismo zamieszcza jakieś horoskopy, które zresztą co do metodyki i znajomości astronomii stoją znacznie poniżej poziomu swych średniowiecznych poprzedników.”

Sam opis procesu uporania się z ograniczeniami ‘racjonalnego zdroworozsądkowego myśleniem’, w którym wypierano bezkontaktowe interakcje, wieczny ruch, cud poruszania się ciał ważących miliardy bilionów ton w trwałych konfiguracjach przez miliardy lat, to wartościowa trop opowieści. Sporo z tych dawno odrzuconych przez naukę ‘oczywistości’ ciągnie się do dziś w myśleniu zbiorowości, choć niektóre wydają się śmieszne, skoro nikt nie wątpi w pożytek z istnienia narzędzi techniki (str. 138):

„Sądzono, że ludzkie zmysły dostarczają pełnej informacji o materialnym świecie i nie można zaobserwować nic więcej. Nie wierzono np., aby mogły istnieć gwiazdy niewidoczne dla oka. W świecie stworzonym przecież – jak wierzono – z myślą o człowieku wydawało się to niewytłumaczalna anomalią.”

W pracy Kierula widać jak na dłoni, że nie da się przewidzieć wagi przyszłych odkryć i czekających ‘za rogiem’ zjawisk. Większość założeń, słabo zakotwiczonych w rzetelnej obserwacji, upada z hukiem. Światopogląd myśliciela/badacza niemal nigdy nie jest dobrym wyznacznikiem ostatecznego sukcesu (str. 319):

„Wydaje się więc, że wszechświat zmienia się bezustannie i że nie istnieją w nim obiekty starsze niż kilkanaście miliardów lat. Nie tylko gwiazdy, planety czy galaktyki powstają i giną, lecz także cały znany nam wszechświat powstał kiedyś w stanie skrajnie rożnym od dzisiejszego, a w dalekiej przyszłości stanie się zupełnie inny niż dziś. Ten wniosek z teorii wielkiego Wybuchu przeczy chyba podświadomym oczekiwaniom wielu uczonych, którzy woleliby myśleć o świcie bez początku i końca. Być może wyraża się w tym ludzka potrzeba przeciwstawienia się przemijaniu i nieuchronnej śmierci.”.

Może również zaskakiwać fakt, iż Wszechświat jest czymś większym niż nasza Droga Mleczna (i to co najmniej milion razy) to wniosek znany i akceptowany od zaledwie stu lat. Jednocześnie fizyk pokazuje, jak bardzo mariaże pomagają kumulować wiedzę. Najpierw czystej obserwacji z mechaniką ilościową, potem zbudowanych narzędzi z obserwacją. Na koniec fizyki laboratoriów z jej kosmiczną realizacją. W przypadku kosmologii, gdzie eksperyment zawsze dokonuje się na jednym, zmiennym obiekcie, coraz potrzebniejsze stają się wysublimowane techniki bazujące na szerokiej gamie specjalności i innych nauk (np. chemii i ostatnio biologii).

W dużym stopniu „Ład świata” to opowieść o błędach, pomyłkach i przebłyskach geniuszu wspartych latami badań. Bardzo dobrze rozłożył i wydobył autor w kolejnych rozdziałach stopnień szczegółowości. Niemal nie wynotowałem ważnego wydarzenia pominiętego, czy przesadnej atencji, drobiazgowości. Jeśli konkretne zagadnienie zajmuje kilka stron, to jest do uzasadnione. Mam tylko dwie uwagi. Zabrakło mi zaakcentowania epokowego zjawiska bezwładności. Jest wspomniane zdawkowo (str. 95-96) i wplecione w analizę „Principiów” Newtona. Jednak wybrzmiała za słabo (*). W czasach nam bliższych, gdy Kierul analizuje pochłanianie światła i przekłamanie skal odległości w kosmosie (str. 264-265),nie za bardzo wiadomo skąd wynika zawarty tam wniosek (**). W konsekwencji, nieco inaczej wytłumaczyłbym problem gromad kulistych, których wiek wydawał się dłuższy od całego Wszechświata (str. 309-310),co budowało przez część XX-tego wieku konsternację środowiskową. Przydałby się specyficzny wykres H-R dla gromad wraz z dyskusją (***).

Propozycja czytelnicza Kierula, to wartościowy tekst. Całość wymaga umiarkowanego skupienia od początkującego w astronomii czytelnika, ale niemal nie trzeba posiłkować się innymi źródłami (choć zawsze warto). Ilustracje i czytelne rysunki, które świetnie wkomponowują się w tekst stanowiąc z nimi integralny przekaz, nie pozwalają zagubić się w narracji. Jest indeks nazwisk i bardzo dobra bibliografia. Książka ma walor dobrego przewodnika po historii nauki o kosmosie, z ciekawymi obserwacjami natury ogólnej – o przezwyciężaniu antropocentryzmu i innych błędów natury psychologicznej (pomyłek, których emblematem są marsjańskie kanały Schiaparellego fizyk podał sporo). Myślę, że każdy rozdział jest na tyle dobry, iż powinien zachęcić każdego, by konkretne zagadnienie rozszerzyć po lekturze innymi książkami.

DOBRE z dużym plusem – 7.5/10

=========


* Zasada bezwładności to jedna z tych idei, które odkłamują ogromną klasę błędnych wyjaśnień, pokutujących jeszcze w nowożytności. Stworzona przez Galileusza, rozwinięta została do I zasady dynamiki u Newtona. Jej fundamentalne znaczenie wykraczające poza fizykę, bo rozwiązuje całą klasę zagadek, a szerzej stanowi przykład głębokiego namysłu nad światem, wspiera sposób konstrukcji myślowego eksperymentu inicjującego problem. Mamy kulę na równi pochyłej. Nadajemy jej początkową prędkość. Za równią pochylą jest kolejna, na którą ‘wspina się’ kula (jeśli pominąć opór powietrza i tarcie – dotrze na taką sama wysokość, jak początkowa na pierwszej równi). Jeśli będziemy wydłużać obie równie pochyłe zmniejszając ich nachylenie – kula będzie zachowywać się tak samo – droga przebyta pod górkę będzie taka sama, jak droga podczas rozpędzania się na pierwszej w dół. A jeśli przejdziemy z równią pochylą do zerowego nachylenia (tu jest kluczowy element genialności skoku myślowego)? Wtedy kula będzie się poruszać w nieskończoność! Wystarczy do tego początkowa prędkość. Stąd wynikał zasadniczy wniosek – ruchu obserwowany nie wymaga podtrzymywania, początkowa prędkość będzie zachowana w nieskończoność (jeśli tylko nie pojawi się siła w postaci innego ciała, hamowania, tarcia, dodatkowego pchnięcia). W XVII wieku to spostrzeżenie wywróciło mylne i pełne przesądów myślenie o mechanizmach i prawach rządzących światem, które jeszcze Kopernika i Keplera trzymały w uścisku.

** W związku z istnieniem materii niewidocznej, która pochłaniając część promieniowania na drodze między źródłem a obserwatorem, przekłamaniu podlega pomiar jasności obiektu i w efekcie szacowanie odległości do niego. Podana wcześniej (str. 254-255) przez autora ‘relacja jasność-okres’ dla cefeid nie jest wystarczająca do zrozumienia mechanizmu korekty odległości do gwiazdy/galaktyki. Do tego trzeba było wspomnień o, kluczowej w astronomii, geometrycznej własności zmiany ilości promieniowania dostępnego z odległością i obserwowanej w efekcie jasności obiektu.

*** Wykres H–R (od nazwisk dwóch twórców tej wizualizacji) pokazuje rozkład gwiazd w funkcji jasności absolutnej (czyli wynikającej z faktycznej mocy promieniowania, nieczułej na odległość do obiektu) z temperaturą powierzchni gwiazdy. Jego wartość w astronomii jest analogiczna do układu okresowego pierwiastków w chemii. Okazuje się, że ta zależność tworzy grupy gwiazd w wyniku fizycznego podobieństwa i pokazuje ich ewolucyjne zmienności. Sam ogólny wykres H-R jest pokazany i opisany dobrze (str. 224-228). Jednak w przypadku wieku gromad kulistych, tworzy się jego specyficzne wersje, które ciekawie odwzorowują wiek konkretnego zgrupowania gwiazd pozostającego w fizycznej relacji oddziaływań. A tego w książce nie dostajemy.

Kosmos i człowiek

Między tymczasową pewnością a pogłębioną i utrwaloną wiedzą o rzeczywistości operuje ciekawość człowieka. Krótka perspektywa kilku dekad, naiwność wyciąganych wniosków czy nieuzasadnione naśladownictwo to źródła jego błędów. Jednocześnie wytrwała praca, proces weryfikacji i krytyczny namysł budują fakty i obraz ciekawszy niż nawet najbardziej...

Fenomenalna i pełna smakowitych szczegółów i niuansów historia naukowej astronomii.
Raczej dla zakręconych tematem.

Fenomenalna i pełna smakowitych szczegółów i niuansów historia naukowej astronomii.
Raczej dla zakręconych tematem.

Bardzo przystępnie opisany porządek otaczającego nas, fizycznego świata. Jeśli szukasz książki przybliżającej zasady jakie kierują Wszechświatem, to polecam zacząć od "Krótkiej historii czau" S. Hawking'a, natomiast tą książkę uważam na następna w kolejce, pod względom dostępności dla osób zupełnie nieobeznanych z astronomią. Chronologicznie poukładane fakty wraz z opisem dokonań największych uczonych, jacy mieli wpływ na kształt obecnej astronomii. Jeśli wcześniej nie czytałeś książek poruszających tematykę astronomiczną, to po przeczytaniu tej pozycji spojrzysz zupełnie inaczej na otaczający nas świat a być może będzie to początek fascynującej przygody z astronomią, jak miało to miejsce w moim przypadku.

Bardzo przystępnie opisany porządek otaczającego nas, fizycznego świata. Jeśli szukasz książki przybliżającej zasady jakie kierują Wszechświatem, to polecam zacząć od "Krótkiej historii czau" S. Hawking'a, natomiast tą książkę uważam na następna w kolejce, pod względom dostępności dla osób zupełnie nieobeznanych z astronomią. Chronologicznie poukładane fakty wraz z opisem...

chętnie odsprzedam, bądź wymienie

chętnie odsprzedam, bądź wymienie