Czy fizyka jest nauką humanistyczną?Tekst

0
Recenzje
Przeczytaj fragment
Oznacz jako przeczytane
Jak czytać książkę po zakupie
Czcionka:Mniejsze АаWiększe Aa


Spis treści

Karta redakcyjna

Wprowadzenie. Trzecia kultura?

Część I. Fizyka i piękno

Rozdział 1. Czy fizyka jest nauką humanistyczną?

Rozdział 2. Podboje matematyki: od rzutu kamieniem do kwantowej próżni

Rozdział 3. Matematyka – romantyczny język nauki

Rozdział 4. Postmodernizm i współczesna fizyka

Rozdział 5. Piękno jako kryterium prawdy

Rozdział 6. Dynamika twórczości

Część II. Między fizyką a filozofią

Rozdział 7. Filozofia fizyki u schyłku dwudziestego wieku

Rozdział 8. Metafizyka i język

Rozdział 9. Logiczność świata według Ladrière’a

Rozdział 10. Źródła kryzysu

Część III. Przez konflikty ku transcendencji

Rozdział 11. Początki konfliktu i współistnienia

Rozdział 12. Naukowy obraz świata a zadanie teologa

Rozdział 13. Stworzenie świata według współczesnej kosmologii

Rozdział 14. O wyprowadzaniu filozoficznych i teologicznych wniosków z kosmologii

Rozdział 15. Chrześcijański pozytywizm

Rozdział 16. Wyobraźnia w nauce i doświadczeniu religijnym, czyli mały traktat o machaniu rękami i molach jedzących literaturę

Rozdział 17. Nauka a transcendencja

Literatura cytowana

Przypisy

Projekt okładki: MARIUSZ BANACHOWICZ

Projekt typograficzny: MIROSŁAW KRZYSZKOWSKI

Skład: MELES-DESIGN

© Copyright by Michał Heller & Copernicus Center Press, 2016

ISBN 978-83-7886-399-1

Wydanie I w tej edycji

Copernicus Center Press Sp. z o.o.

pl. Szczepański 8, 31-011 Kraków

tel./fax (+48 12) 430 63 00

e-mail: marketing@ccpress.pl www.ccpress.pl

Konwersja: eLitera s.c.

Wprowadzenie

Trzecia kultura?

W 1996 r. ukazał się polski przekład książki pt. Trzecia kultura, zredagowanej przez Johna Brockmana [1996]. Książka ta zasługuje na uwagę nie tyle ze względu na jej szczególną wartość, ile raczej ze względu na jej symptomatyczność. Jest ona zestawem artykułów lub wypowiedzi znanych uczonych i zarazem popularyzatorów swoich osiągnięć (nagranych przez redaktora). Takich zbiorów ukazuje się ostatnio dosyć dużo i nie na tym polega wyjątkowość książki Brockmana. Znaczący jest wybór prezentowanych autorów i wspólny mianownik, do jakiego Brockman usiłuje ich sprowadzić. Edycyjny zamiar redaktora (i zarazem wydawcy angielskiego oryginału) nie pozostawia najmniejszych wątpliwości. On sam go bardzo jasno precyzuje we wstępie do książki.

Sam tytuł, Trzecia kultura, nawiązuje oczywiście do słynnej książki Ch.P. Snowa Dwie kultury (pierwsze wydanie w 1956 r.), w której autor ten poddaje wnikliwej analizie fakt istnienia rozłamu pomiędzy kulturą naukową (w sensie angielskiego science) a kulturą humanistyczną. Rozłam ten, zdaniem Snowa, jest tak silny, że mamy już do czynienia nie z jedną, lecz dwiema kulturami. W uzupełnieniu do kolejnego wydania Dwu kultur z 1963 r. Snow – bardziej optymistycznie – przewidywał powstanie trzeciej kultury.

Jej wyłonienie – oddajmy głos Brockmanowi – stać by się miało niejako pomostem wiszącym nad przepaścią rozdzielającą humanistów od świata nauki. W trzeciej kulturze Snowa humaniści mieliby stać się rzecznikami nauk ścisłych i przyrodniczych[1].

Zdaniem Brockmana, proroctwo Snowa spełniło się, ale zupełnie nie tak, jak on przewidywał.

Humaniści nadal nie potrafią porozumieć się z fizykami czy matematykami. Szczęśliwie przedstawiciele nauk ścisłych zaczęli porozumiewać się bezpośrednio z szeroką publicznością. Tradycyjnie ukształtowane przez humanistów media funkcjonowały dotychczas jakby pionowo – profesorowie z wyżyn kierowali swe słowa ku nizinom, a dziennikarze nieśmiało zadawali im pytania. Dziś uczeni tworzący trzecią kulturę starają się unikać pośredników i przedstawiać najbardziej skomplikowane idee w sposób jasny i klarowny, dostępny dla każdego inteligentnego czytelnika.

Powstała więc „trzecia kultura”, ale nie stanowi ona pomostu pomiędzy poprzednimi, „zastanymi” kulturami, lecz wyrasta tylko z jednej z nich i eliminuje drugą.

Trzecia kultura to uczeni, myśliciele i badacze świata empirycznego, którzy dzięki swym pracom i pisarstwu przejmują rolę tradycyjnej elity intelektualnej w poszukiwaniu odpowiedzi na pytania od zawsze nurtujące ludzkość: czym jest życie, kim jesteśmy i dokąd zmierzamy.

Dotychczas – twierdzi Brockman – kultura humanistyczna ignorowała kulturę naukową. Twórczość takich uczonych, jak Einstein, Bohr, Heisenberg, Eddington, Jeans była lekceważona przez tę pochodzącą z własnej nominacji elitę intelektualną, a wartość oraz znaczenie wyrażanych przez nich poglądów nie były nawet klasyfikowane jako „prawdziwa” aktywność intelektualna, gdyż nauki ścisłe nie były przedmiotem, którym zajmowałyby się ówczesne czołowe pisma, kształtujące opinię publiczną.

Dziś ma miejsce proces odwrotny – trzecia kultura stopniowo eliminuje tradycyjną kulturę humanistyczną.

W przeciwieństwie do dawnych dysput intelektualnych, drogi dochodzenia do prawdy w trzeciej kulturze nie są jałowymi dyskusjami akademickimi – prędzej czy później będą miały wpływ na każdego z nas.

Pomińmy pewne naiwności popełnione przez Brockmana; należą do nich, między innymi: próba opracowania imiennego zestawu przedstawicieli trzeciej kultury (dowolna, wybiórcza, ograniczona do autorów anglojęzycznych), traktowanie tzw. hipotezy Gai jako hipotezy naukowej, twierdzenie, że „moc trzeciej kultury leży w tolerancji dla sprzecznych poglądów i przyjmowaniu wszelkich nowości, dopóki nie okażą się »nieprawdziwe«”; i zapytajmy: czy rzeczywiście trzecia kultura istnieje? Zjawisko, o jakim pisze Brockman, w ostatnich latach niewątpliwie przybiera na sile, chociaż można dyskutować, czy zasługuje ono aż na miano „trzeciej kultury”. Rzeczywiście, wielu fizyków, astronomów, biologów, kosmologów i matematyków coraz częściej chwyta za pióra (lub zasiada do swoich komputerów), by nie tylko spopularyzować odkrycia swoje lub swoich kolegów, lecz także zastanowić się nad szerszym – światopoglądowym lub filozoficznym – znaczeniem naukowych osiągnięć. I prawdą jest, że wiele tego rodzaju książek stało się światowymi bestsellerami. Trzeba jednak pamiętać, że nie jest to zjawisko zaskakująco nowe. Wielcy uczeni często byli dobrymi filozofami i bardzo często pisali książki i artykuły przeznaczone dla szerszej publiczności. Istnieje także zjawisko „zapominania historii”: każde pokolenie ma skłonność do traktowania tego, co się dzieje na jego oczach, jako zupełną nowość, zapominając, że jest to, być może, tylko wariacja na znany temat. Wystarczy przekartkować pisma kulturalne i tygodniowe dodatki do codziennych gazet z lat dwudziestych, by się przekonać, że w tamtych czasach dyskusje i filozoficzne dywagacje na temat teorii względności i teorii kwantów były w znacznie większym stopniu „sensacjami dla humanistów” niż dziś teoria chaosu czy superstrun.

Dziś zastanawiać może co innego: o ile w pierwszej połowie XX w. odkrycia naukowe rzucały światło tylko na niektóre zagadnienia filozoficzne (teoria względności na problem przestrzeni i czasu, mechanika kwantowa na problem przyczynowości), o tyle z dzisiejszych osiągnięć naukowych (z których, kto wie, czy nie największym jest metoda, przy pomocy której do tych osiągnięć się dochodzi) wyłania się pewien całościowy obraz świata, lub nawet silniej – pewna nowa filozofia przyrody. Brockman pisze o tym we wstępie do swojej książki, ale – znowu – w sposób naiwny i skrajnie uproszczony tę nową filozofię przyrody charakteryzuje. To prawda, że nowa „filozofia przyrody” (pozostańmy przy tej nieco kontrowersyjnej nazwie, ale dla bezpieczeństwa ujmijmy ją w cudzysłów) najczęściej bywa propagowana w książkach i artykułach popularnych. Obecna moda naukowa nie zezwala na snucie filozoficznych refleksji w pracach ściśle badawczych (tylko najwięksi, i to z rzadka, mogą sobie na to pozwolić). I dlatego prace o charakterze popularnym często stają się niejako trybuną do wygłaszania poglądów ogólniejszej natury. Niemniej jednak prawie zawsze właściwe (tzn. dogłębne) zrozumienie filozoficznych rozważań, zawartych w popularnych książkach pisanych przez uczonych, wymaga dokładnych analiz opartych na rzetelnej znajomości odnośnych teorii naukowych. A to nie może mieć miejsca w literaturze popularnonaukowej, która – zdaniem Brockmana – tworzy trzecią kulturę. Coraz częściej, w celu przeprowadzenia takich analiz, uczeni spotykają się z filozofami na rozmaitych zjazdach lub sympozjach. Ich wynikiem bywają ważne publikacje, niekiedy o bardzo specjalistycznym charakterze (choć na przykład fizycy w oficjalnych sprawozdaniach nie zaliczają ich do swojego naukowego dorobku)[2]. Jeżeli istotnie rodzi się jakaś nowa filozofia, ma to miejsce – jak zwykle – wśród intelektualnych elit, a nie w publikacjach na użytek ogółu. Takie publikacje odgrywają oczywiście ważną rolę, ale przede wszystkim popularyzacyjną.

 

Być może „trzecia kultura” rzeczywiście powstaje, ale wygląda ona zupełnie inaczej niż to sobie Brockman wyobraża. I czy trzeba wprowadzać aż nową nazwę, która nadaje się wprawdzie na tytuł książki, pragnącej zwrócić na siebie uwagę czytelniczego rynku, ale pogłębia tylko i tak już niemałe zamieszanie, panujące w terminologii używanej przez teoretyków kultury? Czy nie lepiej po prostu „na spokojnie” zastanawiać się nad filozoficznymi i ogólnokulturalnymi implikacjami współczesnych nauk?

Lektura Trzeciej kultury Johna Brockmana niewątpliwie wpłynęła stymulująco na moje przemyślenia. Oprócz uproszczeń, o których już wspomniałem, Brockman okazał się niezwykle stronniczy: kulturę humanistyczną praktycznie uznał za bezwartościową, filozofię zredukował do refleksji snutych przez uczonych na marginesach swoich prac badawczych, ale najgorzej obszedł się z trzecią dziedziną, która w sprawach, jakich jego książka dotyczy, ma także coś do powiedzenia – z teologią. Wprawdzie we wstępie do książki o teologii nie wspomniał ani słowem, ale dokonał takiego wyboru materiału, że Czytelnik zakończy lekturę z przekonaniem, że jedyna rozsądna interpretacja osiągnięć współczesnej nauki to interpretacja radykalnie agnostyczna, jeśli nie wprost ateistyczna. Takie przekonanie jest z gruntu fałszywe: można wskazać cały szereg wybitnych uczonych, którzy w swoich popularyzatorskich pracach wypowiadają całkowicie przeciwne poglądy. Co więcej, jeden z uczonych, występujących w książce Brockmana, a mianowicie Paul Davies [1996], jest autorem bardzo poczytnej książki, zatytułowanej Plan Stwórcy, którą śmiało można uznać za jedno z najlepszych wprowadzeń do współczesnej „teologii naturalnej”.

Sprawa „trzeciej kultury” (nie kłóćmy się o nazwy) jest tak ważna, że warto jej poświęcić nieco więcej krytycznej uwagi. Widzę tu trzy – zresztą wyżej już zasygnalizowane – problemy: 1) problem relacji pomiędzy naukami ścisłymi a humanistycznymi (za reprezentantkę tych pierwszych uznaję tu głównie fizykę), 2) problem relacji pomiędzy naukami a filozofią, 3) problem relacji pomiędzy naukami a teologią. Tym trzem problemom poświęcam trzy kolejne części niniejszej księgi. Ponieważ i filozofię, i teologię tradycyjnie zalicza się do nauk humanistycznych, całość zdecydowałem się zatytułować nieco prowokującym pytaniem „Czy fizyka jest nauką humanistyczną?” Jest to również tytułowe pytanie pierwszego rozdziału, ale tam należy je rozumieć bardziej dosłownie.

Księga niniejsza jest kontynuacją moich poszukiwań, których zapisem są dwie poprzednie księgi: Nowa fizyka i nowa teologia oraz Moralność myślenia. Pojawia się tu pewien nowy wątek – piękno jako kryterium prawdy (to także tytuł jednego z rozdziałów). O ile w Moralności myślenia wyeksponowany był etyczny aspekt poznania i uprawiania nauki (a więc aspekt dotyczący dobra), o tyle w tej księdze coraz wyraźniej do głosu dochodzi estetyczna strona ludzkich wysiłków poznawczych. Gdy mowa o dobru i pięknie, to nie można nie wspomnieć o prawdzie, ale prawdą nauka i jej filozofia karmiły się od zawsze. Myślę, że istnieje bardzo niewiele filozoficznych doktryn, które by tak potężnie oddziałały na ludzką kulturę jak Platońska nauka o Wielkiej Triadzie – Dobru, Prawdzie i Pięknie. Historia filozofii jest oczywiście również pełna sprzeciwów przeciwko tej doktrynie Platona, a w szczególności przeciwko jej znaczeniu dla nauk. Jednakże – jak sądzę – nieuniknioność Triady polega na tym, że nie należy jej szukać wśród tematów, jakimi zajmują się teorie naukowe, lecz u ich podstaw i (milczących) założeń. Dobra, Prawdy i Piękna nie ma wśród wyników nauki, lecz są one wszędzie, w tym, czym nauka jest.

CZĘŚĆ I

Fizyka i piękno

Czy fizyka jest nauką humanistyczną? Tak, jeśli nie jest uprawiana przez rzemieślników, lecz przez artystów. Wówczas wytwór ich pracy może być dziełem sztuki najwyższego lotu. Nawet jeżeli w ten sposób rozumianej fizyki nie da się wtłoczyć do pojęcia „nauki humanistyczne” w znaczeniu, w jakim ono powszechnie funkcjonuje, to należy pojęcie to poszerzyć, tak by fizyka i inne nauki ścisłe znalazły w nim swoje miejsce.

Wytwory rzemiosła tym różnią się od dzieł sztuki, że wystarczą do codziennego użytku, a spełniwszy swoje przeznaczenie – giną. Dzieła sztuki trwają przez wieki. Piękno w nauce łączy się z niezwykłą jej skutecznością. Można zaryzykować twierdzenie, że największym odkryciem nauki jest odkrycie matematyczno-empirycznej metody badania świata. Zastosowanie tej metody do analizy zjawiska swobodnego spadania kamienia stworzyło nowożytną fizykę; w ciągu trzech stuleci metoda wyostrzyła się do tego stopnia, że dziś penetruje świat cząstek elementarnych i kwantowej próżni. Ciąg sukcesów naukowej metody: od rzutu kamieniem do kwantowej próżni, skłania do filozoficznej refleksji.

Romantyzm był swoistym protestem przeciwko zmechanizowaniu świata przez nowożytną fizykę. Dzisiejszy rozłam między „humanistami” i „uczonymi” można odczytać jako wyraz protestu „humanistów” przeciwko inwazji zmatematyzowanych nauk we wszystkie dziedziny życia. Rzecz jednak w tym, że współczesna nauka sama daleko odeszła od mechanicznego obrazu świata i spełniła – choć oczywiście na swój sposób – przynajmniej dwa postulaty romantyków: stworzyła całościowy obraz świata i urzeczywistniła marzenie o uniwersalnym języku; stała się nim matematyka. We współczesnej fizyce jest wiele romantyzmu, ale by go odkryć, trzeba najpierw nauczyć się matematyki – romantycznego języka nauki.

Przepaść pomiędzy naukami ścisłymi i humanistycznymi pogłębiają próby niekompetentnego dialogu. Przykładem tego niebezpiecznego zjawiska jest casus „postmodernizm i współczesna fizyka”: wypowiedzi wielu autorów postmodernistycznych na tematy związane z fizyką i matematyką, choć pozornie brzmią bardzo uczenie, są całkowicie pozbawione sensu. Dwaj fizycy, Alan Sokal i Jean Bricmont [2004], w swojej głośnej książce Modne bzdury, bezlitośnie demaskują ten proceder. W trosce o dobro współczesnej kultury trzeba było to zrobić.

„Spór” fizyki z naukami humanistycznymi wytwarza u wielu przekonanie, że fizyka jest nauką „suchą” i pozbawioną walorów estetycznych. Te ostatnie są domeną humanistyki. Jest to przekonacie mylne. Co więcej, można mówić o pięknie jako kryterium prawdy w fizyce. I nie idzie tylko o psychologiczne przeżycie piękna przez fizyka, zachwycającego się matematyczną strukturą jakiejś fizycznej teorii. Takim cechom piękna jak strukturalna prostota czy swoista nieuchronność w odniesieniu do fizycznych teorii można próbować nadać obiektywny sens. W każdym razie fizycy są niezwykle zgodni co do tego, które teorie fizyczne należy uznać za piękne.

Teorie fizyczne nie tylko są piękne, ale mogą się również przyczynić do zrozumienia procesu tworzenia piękna. Proces ten ma wiele cech, które fizyka przypisuje układom dynamicznym. Można więc mówić o dynamice twórczości niemal w dosłownym, fizycznym sensie tego określenia.

Rozdział 1

Czy fizyka jest nauką humanistyczną?[3]

Siódmego maja 1959 r. w Sali Senatu uniwersytetu w Cambridge Ch.P. Snow wygłosił prestiżowy odczyt pt. „Dwie kultury” z serii tzw. The Rede Lectures. Odczyt ten dał początek znanej książce o tym samym tytule i rozpętał trwającą do dziś dyskusję. Kultur jest oczywiście wiele, ale mówcy naprawdę chodziło o jedną kulturę – kulturę wykształconego człowieka z kręgu tzw. cywilizacji zachodniej (Snow nie byłby Anglikiem, gdyby nie myślał przede wszystkim o Wielkiej Brytanii). I właśnie ta kultura nie jest spójną jednością, istnieje w niej bardzo głębokie pęknięcie, dwie praktycznie odrębne kultury rozdzielone niebezpiecznie pogłębiającą się szczeliną. Jedną z tych dwu kultur tworzą humaniści (chyba tak trzeba przetłumaczyć na język polski literary intellectuals), drugą – naukowcy (scientists).

Pomiędzy tymi grupami zieje otchłań wzajemnych nieporozumień, a czasami (szczególnie wśród młodych) jawnej niechęci lub wrogości, przede wszystkim jednak braku wzajemnego zrozumienia. Obydwie grupy mają dziwnie wypaczone poglądy o sobie nawzajem[4].

To niebezpieczne pęknięcie w naszej kulturze trwa do dziś, a nawet pogłębia się coraz bardziej.

Na początku swojego wykładu Snow powołał się na osobiste doświadczenie. Rozpoczął on swoją karierę jako świetnie zapowiadający się chemik, pracując między innymi w znanym Cavendish Laboratory pod kierunkiem Rutherforda, wkrótce jednak zyskał sławę jako wzięty powieściopisarz. „Było wiele takich dni – mówił w swoim wykładzie – podczas których sporo roboczych godzin spędzałem z naukowcami, a wieczorami wychodziłem z moimi kolegami »po piórze«”. Snow należał do tej stosunkowo nielicznej grupy ludzi, którzy byli zadomowieni po obu stronach kulturowego pęknięcia. Dla tego typu ludzi pęknięcie to jest szczególnie bolesne. Wprawdzie dotychczas nie napisałem żadnej powieści, ale spod mojego pióra wyszło kilka książek z niejakimi ambicjami literackimi, przeznaczonych dla szerszego grona czytelników i temat „dwu kultur” też ma dla mnie bardzo osobiste akcenty. Dziś jednak chciałbym zawęzić rozległą problematykę „dwu kultur” do bardziej szczegółowego zagadnienia, chciałbym mianowicie rozważyć pytanie:

Czy fizyka jest nauką humanistyczną?

Gdyby okazało się, że fizyka (uważana za najbardziej ścisłą naukę po matematyce) ma coś wspólnego z naukami humanistycznymi, byłby to przyczynek do prób przerzucenia mostu (lub przynajmniej kładki) nad pęknięciem w naszej kulturze.

Jeżeli przyjmie się obiegową definicję humanisty jako takiego człowieka, który w szkole średniej notorycznie miewał dwóje z matematyki i fizyki, to oczywiście ani matematyka, ani fizyka nie mogą mieć nic wspólnego z naukami humanistycznymi (i może, w takim sensie, lepiej żeby nie miały z nimi nic wspólnego). Ale w tym wykładzie chcę wyjść poza rozpowszechnione stereotypy, a także poza konwencjonalne klasyfikacje nauk, które mniej lub bardziej dla celów praktycznych przydzielają naukom rozmaite etykiety; chcę raczej odwołać się do filozoficznych cech rozmaitych nauk (jeśli tak to można określić), ujawniających ich specyfikę i do rodzaju naukowej twórczości, jaką odznaczają się ludzie, którzy te nauki uprawiają.

Najpierw sformułuję tezę, a potem postaram się ją uzasadnić. Moja teza brzmi:

Fizyka uprawiana przez fizyków-artystów jest nauką humanistyczną

Teza ta nie jest trywialna. Wymaga ona pokazania, że istnieją fizycy, którzy uprawiają fizykę w sposób artystyczny, i że fizyka ma takie cechy, które upoważniają – przynajmniej w pewnych warunkach (właśnie wtedy, gdy uprawiają ją fizycy-artyści) – do nazwania jej nauką humanistyczną.

Najpierw chciałbym objaśnić warunek wypowiedziany w mojej tezie, chodzi w niej mianowicie o fizykę „uprawianą przez fizyków-artystów”. Bo oczywiście istnieją fizycy-artyści i fizycy-rzemieślnicy, istnieją także nauczyciele fizyki-artyści i nauczyciele fizyki-rzemieślnicy i to głównie dzięki tym ostatnim fizykę często traktuje się jako wypraną z humanistycznych wartości. Nie chciałbym nie doceniać roli fizyków-rzemieślników. Oni także swoimi małymi i często niezbyt eleganckimi przyczynkami dają wkład w tworzenie tego wielkiego dzieła sztuki, jakim jest nowożytna fizyka. Chciałbym jednak skupić swoją uwagę na fizyce uprawianej przez prawdziwych artystów, takich jak: Newton, Maxwell, Einstein, Schrödinger; wówczas humanistyczne walory tej nauki staną się bardziej oczywiste. Co więcej, pewien stopień artystycznego ducha jest niezbędny także po stronie odbiorcy dzieła sztuki. Głuchemu trudno zachwycać się muzyką Bacha. Aby docenić piękno fizycznych teorii, potrzebne jest minimum wrażliwości na intelektualną harmonię. Chociaż prawdą jest również, że przestawanie z pięknem rozwija wrażliwość na piękno.

 

Zwróćmy uwagę na pewną cechę nauk humanistycznych: są to nie tylko nauki o dziełach sztuki (o literaturze, malarstwie, muzyce...), lecz również ich uprawianie ma w sobie coś z uprawiania sztuki. Recenzja tomiku poezji nie może być tylko suchym sprawozdaniem (na wzór sprawozdań agencji prasowych), musi być napisana ładnym językiem, odznaczać się pewną maestrią, niekiedy podporządkowywać się obowiązującym w danych środowiskach manierom... Krótko mówiąc – musi być twórczością. Praca fizyka-artysty jest – powiedziałbym: w jeszcze większym stopniu – twórczością.

Einstein zwykł był mawiać, że istnieją dwa kryteria poprawności fizycznej teorii: zgodność z doświadczeniem i wewnętrzne piękno (inner perfection). Gdy teoria jest gotowa, pierwsze kryterium jest decydujące. Ostatecznie doświadczenie decyduje o tym, czy teoria zostanie włączona do skarbca nauki, czy też zostanie odrzucona jako nieudana próba. Ale w trakcie poszukiwania głównym drogowskazem, wskazującym kierunek ku poprawnej teorii, jest wyczucie piękna. Tu element decydujący stanowi iskra geniuszu. Istnieją oczywiście pomocnicze wskaźniki: zbyt wiele założeń lub choć jedno założenie sztuczne, brak wystarczającego powiązania z dotychczasowymi teoriami czy też niewystarczająca ogólność sformułowania kompromitują wewnętrzne piękno, ale brak tych kompromitacji nie jest jeszcze gwarancją jego istnienia. Zwykle przychodzi moment olśnienia; spokojna pewność – podobna do tej, jaką się uzyskuje, gdy ostatni element dziecinnej układanki zaskakuje na swoje miejsce. W układance pewność osiąga się dzięki zmysłowi wzroku; w momencie naukowego olśnienia też się coś widzi, choć jest to widzenie „oczyma duszy”. Na potwierdzenie tego opisu można by przytaczać świadectwa wielu wielkich fizyków; niech wystarczy stwierdzenie Einsteina, który powiedział, że teorie fizyczne są „wynikiem nieskrępowanej twórczości ludzkiego umysłu”. Ale nie trzeba być geniuszem, by doświadczać tego rodzaju przeżyć. Mogą być one również udziałem studenta fizyki, znajdującego rozwiązanie mądrze pomyślanego zadania.

Wróćmy jeszcze do powiedzenia Einsteina, że teorie fizyczne są „wynikiem nieskrępowanej twórczości ludzkiego umysłu”. Można by mieć zastrzeżenia co do tego, czy twórczość ta rzeczywiście jest „nieskrępowana”. Rzecz jasna, teorie muszą spełniać wiele wymagań, by się stać częścią naukowego dziedzictwa, muszą przede wszystkim być zgodne z doświadczeniem, ale sądzę, że Einstein miał na myśli innego rodzaju nieskrępowanie: do tego, by tworzyć – zwłaszcza, by tworzyć w dziedzinie nauk ścisłych – twórca musi mieć znaczny stopień wewnętrznej wolności. W krytycznych momentach rozumowania twórca ma przed sobą wiele możliwych dróg i to on musi zadecydować, które z nich wstępnie spenetruje, którą ostatecznie wybierze jako kolejny etap badania; on musi ocenić stopień powodzenia i ustalić, czy dalej iść tą drogą, czy cofnąć się i zacząć ten etap od nowa. Na ogół wszystkie te oceny i decyzje nie są oddzielone od siebie, lecz zamknięte w jednym akcie oceniającej woli. Wszystko wskazuje na to, że nawet najlepiej zaprogramowany automat nie może stać się twórcą. Odnosi się to nie tylko do pracy fizyka-teoretyka, lecz także do pracy fizyka-eksperymentatora. W tym sensie należy zapewne rozumieć stwierdzenie S.W. Hawkinga i G.F.R. Ellisa, którzy w swojej książce The Large Structure of Space-Time napisali, że „nie należy zbyt łatwo rezygnować z pojęcia wolnej woli, gdyż cała nasza filozofia nauki opiera się na założeniu, że możemy w sposób wolny wykonywać jakiekolwiek eksperymenty” [Hawking, Ellis [1973], 189).

A więc działalność fizyków-artystów jest prawdziwą twórczością (to samo zresztą odnosi się do matematyków, ale przedmiotem moich zainteresowań w tym odczycie jest fizyka i fizycy, a matematyka i matematycy tylko pośrednio), ale czy wytwory tej działalności można uznać za dzieła sztuki. Gdybym chciał odwołać się do współczesnych nauk humanistycznych w poszukiwaniu odpowiedzi na pytanie, co to jest dzieło sztuki, miałbym do dyspozycji tyle i tak różnorodnych określeń, że mógłbym udowodnić cokolwiek. Pozostanę więc przy określeniu najbardziej tradycyjnym, zgodnie z którym warunkiem koniecznym bycia dziełem sztuki jest to, by było ono piękne. Oczywiście, zdaję sobie sprawę z tego, że we współczesnej krytyce artystycznej również pojęcie piękna rozpływa się w niejasnościach, bywa redukowane do zbioru subiektywnych doznań lub w ogóle odmawia mu się jakiegokolwiek sensu. W takiej sytuacji najlepiej odwołać się do dziejów pojęcia.

Przez prawie dwadzieścia wieków, od Platona aż do XVII stulecia, dominował pogląd utożsamiający piękno z symetrią. Historycy sztuki nazywają tę koncepcję Wielką Teorią Piękna. Jeśli zauważyć, że teorię tę zapoczątkowali pitagorejczycy, a rozwinął Platon, i że byli to właśnie ci filozofowie, którzy naukę o świecie związali z liczbami i geometrią, to łatwo zrozumieć, że koncepcja ta jest bliska zapatrywaniu wielu współczesnych fizyków na to, jak powinna wyglądać idealna teoria fizyczna. Odgadnięcie symetrii właściwych danym oddziaływaniom (np. elektromagnetycznym lub jądrowym) jest równoznaczne ze stworzeniem teorii tych oddziaływań, a poszukiwanie teorii, która jednoczyłaby w sobie całą fizykę, sprowadza się do znalezienia odpowiednio bogatej symetrii lub supersymetrii, jak się ją w takiej sytuacji nazywa. Jest tu wszakże konieczne słowo przestrogi: w sztuce (malarstwie, architekturze...) przez symetrie rozumie się prawie wyłącznie symetrie przestrzenne. Jedynie w muzyce i niektórych opisach literackich spotyka się pewne symetrie kompozycyjne, które w zasadzie można sprowadzić do symetrii czasowych lub symetrii uporządkowań. Fizyka ma do dyspozycji znacznie bogatszy arsenał możliwości. Do najważniejszych należą symetrie dynamiki. W procesach dynamicznych zmysły dostrzegają zmienność, wiele innych, i to niezwykle ważnych (z fizycznego punktu widzenia) cech procesów dynamicznych pozostaje dla naszych zmysłów zupełnie przezroczyste. Na przykład nie widzimy, że ruchy mechaniczne są realizacją pewnej zasady ekstremalnego działania, tzn. odbywają się tak, by pewna funkcja wzdłuż trajektorii przybierała najmniejszą (lub największą) wartość. Jest to właśnie jedna z tego typu dynamicznych symetrii ukrytych dla naszych zmysłów, a dostrzegalnych dla matematyczno-empirycznej metody. W tym sensie symetryczne mogą być ruchy, pola, siły. Oczywiście symetrie czasoprzestrzenne także odgrywają w fizyce ważną rolę (np. w teorii grawitacji).

Pamiętam moje oczarowanie, gdy po raz pierwszy zrozumiałem naturę tzw. supersymetrii. Przedrostek „super” zdradza fakt, że fizycy wymyślili czy może odkryli (?) ten rodzaj symetrii w nadziei, że zunifikuje ona całą fizykę. By sformułować prawa tej symetrii, należało uogólnić zwykłą matematykę, zastępując w niej liczby rzeczywiste i zespolone tzw. liczbami Grassmanna (odpowiednio spreparowanymi ciągami zwykłych liczb), dzięki czemu czasoprzestrzenne symetrie (rozpatrywane w tradycyjnej geometrii) związały się z abstrakcyjnymi symetriami dotychczas nieznanej dynamiki. A gdy spojrzeć na tę dynamikę pod odpowiednim kątem, rozpada się ona na trzy podsymetrie; rozpoznajemy w nich prawa rządzące cząstkami elementarnymi, z jakich zbudowana jest zwykła materia (fermiony), prawa rządzące cząstkami przenoszącymi oddziaływania fizyczne (bozony) i prawa teorii względności. Bogactwo zawarte w teorii supersymetrii jest uderzające.

Tu ważna uwaga: bogactwo jest stosunkowo łatwo uzyskać, na przykład przez czysto mechaniczne nagromadzenie elementów i zestawienie ich w jakiś wyrafinowany sposób. Nie o to jednak chodzi w teoriach naprawdę pięknych. Chcąc zrozumieć naturę supersymetrii, musiałem sporo postudiować, zrozumieć całą masę związków pośrednich. To niewątpliwie było trudne. Ale sam moment zrozumienia polega na uchwyceniu pewnego ogólnego planu, na dostrzeżeniu, że z pewnej perspektywy, do której właśnie udało mi się wznieść, wszystko staje się proste. Tego rodzaju prostota, na ogół trudna do dostrzeżenia dla niewytrenowanego umysłu, jest – jak sądzę – ważnym elementem logicznego piękna. Zrozumienie tego wszystkiego było naprawdę głębokim przeżyciem. Od tamtej chwili, ilekroć słyszę wątpliwości co do tego, czy supersymetria rzeczywiście może być podstawą superunifikacji fizyki, robi mi się żal. Wydaje mi się, że rozumiem Platona, który twierdził, że naprawdę piękna teoria matematyczna musiała zostać użyta przez Demiurga w procesie stwarzania świata. Ale gdy porównuję sferę, która dla Platona była najdoskonalszą figurą geometryczną, z teorią supersymetrii, to muszę uznać, iż najprawdopodobniej istnieją symetrie jeszcze piękniejsze od supersymetrii i że – być może – w przyszłości je odkryjemy.

Każdy teoretyk sztuki wie, że symetria staje się naprawdę dopiero wtedy dostrzegalna, gdy zostaje odpowiednio – może tylko nieznacznie – złamana. Manipulowanie pięknem polega na odpowiednim łamaniu symetrii. Jak wiadomo, „spontaniczne łamanie symetrii” jest jedną z głównych strategii stosowanych przez współczesną fizykę celem uzyskiwania rozmaitości i bogactwa form: od różnorodności podstawowych oddziaływań fizycznych i cząstek elementarnych do różnorodności form kryształów, łańcuchów górskich i bogactwa kształtów w świecie ożywionym. Niewykluczone, że nasza predylekcja do „nieco tylko złamanych symetrii” ma swoje źródło w fakcie, że sami jesteśmy wynikiem niewielkiego złamania symetrii związków chemicznych, z jakich zbudowane jest nasze ciało (białkowa spirala, podstawowa cegiełka naszej biochemii, jest zawsze lewoskrętna, nigdy prawoskrętna).