Jak powstała bomba atomowa

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

27 lutego 1932 roku fizyk James Chadwick z kierowanego przez Ernesta Rutherforda Laboratorium Cavendisha Uniwersytetu w Cambridge zawiadomił w liście do brytyjskiego pisma „Nature” o prawdopodobnym odkryciu neutronu[61]. (Cztery miesiące później potwierdził to doniesienie w dłuższej pracy opublikowanej w „Proceedings of the Royal Society”[62]. Już po pierwszej, ostrożnej wypowiedzi Chadwicka Szilard nie miał wątpliwości, podobnie jak nie miał ich sam Chadwick. Tak jak w wypadku wielu innych odkryć naukowych, to również stało się oczywiste natychmiast po jego dokonaniu, a Szilard, gdyby chciał, mógł powtórzyć w Berlinie to samo doświadczenie). Do 1932 roku fizycy uważali, że jądra atomowe są zbudowane z dodatnio naładowanych protonów i ujemnie naładowanych elektronów. Neutron, cząstka mająca prawie taką samą masę jak proton, nie ma ładunku elektrycznego, dzięki czemu może przejść przez barierę elektrostatyczną otaczającą jądro i wniknąć do jego wnętrza. Odkrycie neutronu otworzyło drogę do zbadania jądra atomowego. Mógł to być nawet sposób na „zmuszenie” jądra do oddania jakiejś części zawartej w nim olbrzymiej energii.

Wtedy właśnie, w 1932 roku, wśród książek H.G. Wellsa Szilard znalazł wreszcie pociągającą sierotkę, której wcześniej nie dostrzegł: The World Set Free[63]. Wbrew tytułowi i w odróżnieniu od The Open Conspiracy nie jest to traktat, lecz prorocza powieść, wydana w 1914 roku, przed wybuchem I wojny światowej. Jeszcze trzydzieści lat później Szilard potrafił szczegółowo streścić The World Set Free. Według niego Wells opisuje:

[...] uwalnianie energii atomowej w dużej skali do celów przemysłowych, budowę bomb atomowych oraz wojnę światową, w której walczą sprzymierzone ze sobą Anglia i Francja, a być może i Ameryka, przeciw Niemcom i Austrii, mocarstwom położonym w środkowej części Europy. Wojna toczy się w 1956 roku, a wszystkie duże miasta świata zostają zniszczone bombami atomowymi.[64]

W wizjonerskiej powieści Wellsa jest wiele odkryć – pomysłów, które wyprzedziły utopijne plany Szilarda, i koncepcji, którymi mógł się kierować w nadchodzących latach. Wells pisze na przykład, że jego bohater, naukowiec, był „przygnębiony, a właściwie przerażony, ponieważ uświadomił sobie straszne następstwa swoich odkryć. Miał tej nocy niejasne przeczucie, że nie powinien publikować swoich wyników, że jest na to za wcześnie, że jakieś tajne stowarzyszenie mądrych ludzi powinno zaopiekować się jego pracą i przekazywać ją z pokolenia na pokolenie aż do czasu, gdy świat dojrzeje do zastosowania jej w praktyce”[65].

A jednak powieść The World Set Free wywarła na Szilarda mniejszy wpływ, niż można by się spodziewać, sądząc po jej treści. „Książka zrobiła na mnie bardzo duże wrażenie, ale nie mogłem zapomnieć, że jest to fikcja. Nie zacząłem się zastanawiać, czy takie rzeczy mogą czy też nie mogą zdarzyć się w rzeczywistości. W tym czasie jeszcze nie zajmowałem się fizyką jądrową”[66].

Według relacji Szilarda dopiero pewna rozmowa zmieniła kierunek jego pracy. Przyjaciel, który przedstawił go H.G. Wellsowi, wrócił w 1932 roku do Europy.

Spotkałem go znowu w Berlinie i doszło do pamiętnej rozmowy. Otto Mandl zapewnił mnie, że naprawdę wie, co trzeba zrobić, by uchronić ludzkość od kolejnych wojen, które mogą ją zniszczyć. Powiedział, że człowieka cechuje heroizm. Człowieka nie zadowala szczęśliwe, idylliczne życie, odczuwa potrzebę walki i zmierzenia się z niebezpieczeństwem. I zakończył: jeśli ludzkość chce się ocalić, musi podjąć działania mające na celu opuszczenie Ziemi. Sądził, że ludzkość może skoncentrować swą energię i zaspokoić swą potrzebę heroizmu, realizując to zadanie. Bardzo dobrze pamiętam moją reakcję. Powiedziałem mu, że jest to dla mnie zbyt nowe i że naprawdę nie wiem, czy się z nim zgodzę. Jedyne, co mogę powiedzieć, to że jeśli dojdę do wniosku, iż tego właśnie ludzkość potrzebuje, i będę chciał coś zrobić dla jej ocalenia, to prawdopodobnie zajmę się fizyką jądrową, ponieważ tylko przez uwolnienie energii jądrowej można uzyskać środki, które umożliwią człowiekowi nie tylko opuszczenie Ziemi, ale całego Układu Słonecznego.[67]

Taki wniosek Szilard zapewne wyciągnął, bo w tym samym roku przeniósł się do Domu Harnacka – rezydencji dla gościnnie pracujących naukowców, których pracę finansował niemiecki przemysł – i zapytał Lise Meitner, czy mógłby u niej prowadzić badania eksperymentalne w dziedzinie fizyki jądrowej i w ten sposób ocalić ludzkość[68].

Szilard zawsze „siedział na walizkach” i mieszkał w wynajmowanych pokojach. W Domu Harnacka klucze od dwóch zapakowanych walizek tkwiły w zamkach. „W razie czego jedyne, co musiałem zrobić, to przekręcić klucz i wyjechać”[69]. Sytuacja jednak pogarszała się, Szilard zwlekał więc z podjęciem decyzji w sprawie współpracy z Meitner[70]. Pamięta, że jego starszy przyjaciel, również Węgier, Mihály Polanyi, chemik pracujący w Instytucie Cesarza Wilhelma, który miał rodzinę, optymistyczniej oceniał niemiecką scenę polityczną, podobnie jak wielu innych przebywających w tym czasie w Niemczech. „Oni wszyscy sądzili, że kulturalni Niemcy nie zaaprobują żadnych naprawdę gwałtownych wydarzeń”[71]. Szilard wcale nie podzielał tych poglądów, uważał, że Niemców poraził cynizm, jeden z najgorszych moralnych skutków przegranej wojny.

30 stycznia 1933 roku Hitler został kanclerzem Niemiec. Nocą 27 lutego banda narodowych socjalistów, kierowana przez dowódcę berlińskiego oddziału SA, paramilitarnej organizacji Hitlera, podpaliła gmach Reichstagu. Budynek spłonął doszczętnie. Hitler przypisał podpalenie komunistom i zmusił zaskoczony Reichstag do udzielenia mu specjalnych pełnomocnictw. Szilard stwierdził, że nawet pożar nie przekonał Polanyiego: „Popatrzył na mnie i powiedział: czy naprawdę chcesz powiedzieć, że twoim zdaniem [minister] spraw wewnętrznych Hermann Göring ma coś z tym wspólnego? Odpowiedziałem: tak, tak właśnie sądzę. Popatrzył na mnie z niedowierzaniem”[72].

W końcu marca w Prusach i Bawarii pozbawiono pracy żydowskich sędziów i prawników. 1 kwietnia narodowi socjaliści pod przewodem Juliusa Streichera urządzili w całym kraju bojkot sklepów żydowskich i bili Żydów na ulicach. „Któregoś dnia, przed 1 kwietnia 1933 roku, wsiadłem do pociągu jadącego z Berlina do Wiednia – pisze Szilard. – Pociąg był pusty. Następnego dnia ten sam pociąg, ale już przepełniony, hitlerowcy zatrzymali na granicy, kazali ludziom wysiąść i wszystkich przesłuchali. To dowodzi, że jeśli chce się odnieść sukces, nie trzeba być dużo mądrzejszym od innych ludzi, wystarczy być mądrzejszym jeden dzień wcześniej”[73].

7 kwietnia ogłoszono obowiązującą w całym kraju ustawę o urzędnikach państwowych, w której następstwie tysiące żydowskich uczonych i wykładowców straciło pracę na niemieckich uniwersytetach. Na początku maja Szilard dotarł do Anglii i zaczął działać jak szalony, by ułatwić innym wyjazd z Niemiec i znalezienie pracy w Anglii, Stanach Zjednoczonych, Palestynie, Indiach, Chinach i w innych krajach. Nie mógł wprawdzie zbawić całego świata, ale mógł przynajmniej ocalić jego część.

Pewnego dnia we wrześniu wyszedł, by zaczerpnąć świeżego powietrza. Mieszkał wówczas w hotelu Imperial przy Russell Square. Z Zurychu przekazano na jego konto w Londynie 1595 funtów[74]. Ponad połowę tej sumy (854 funty) złożył w depozycie dla brata Beli; reszta starczyła mu na rok[75]. Pieniądze pochodziły z licencji patentowych, honorariów za konsultacje w sprawie lodówek i opłat za wykłady; pobierał je jako prywatny docent. Szilard był tak zajęty wyszukiwaniem pracy dla innych, że nie miał czasu, by znaleźć jakieś stanowisko dla siebie. W każdym razie wydawał niewiele; mieszkanie i trzy posiłki dziennie w dobrym hotelu londyńskim kosztowały wówczas około 5,5 funta tygodniowo. Szilard przez większą część życia był kawalerem i miał skromne potrzeby.

„Dopóki nie znalazłem się w Londynie, mniej więcej w czasie [konferencji] Towarzystwa Brytyjskiego, dopóty nie myślałem ani o rozmowie z Ottonem Mandlem o podróży w kosmos, ani o książce Wellsa”[76] (w zdaniu tym kuleje składnia Szilarda; chodzi o zastosowania kluczowego określenia dopóki). Był zbyt zajęty wydarzeniami i niesieniem pomocy, by twórczo myśleć o fizyce jądrowej. Zastanawiał się nawet, czy nie przerzucić się na biologię; to wprawdzie zasadnicza zmiana dziedziny, ale wielu zdolnym fizykom się udawała, tak przed wojną, jak i później. Taka zmiana jest psychologicznie bardzo znacząca; Szilard rzeczywiście zajął się biologią, ale dopiero w 1946 roku. We wrześniu 1933 roku przeszkodziła temu doroczna konferencja Brytyjskiego Towarzystwa Krzewienia Nauki (British Association for the Advancement of Science).

Jeśli 1 września (w piątek) Szilard przeczytał w „Timesie” recenzję z The Shape of Things to Come, to prawdopodobnie zwrócił uwagę na stwierdzenie anonimowego krytyka: „Wells już wcześniej próbował czegoś takiego – na myśl nasuwa się zwłaszcza dość chaotyczna praca The World Set Free – ale nigdy nie uczynił tego tak obszernie, drobiazgowo i naprawdę z taką siłą. Tym razem udaje mu się przekonać czytelników o przerażającym prawdopodobieństwie rychłego zrealizowania niektórych z tych katastroficznych perspektyw”[77]. Może znowu myślał o bombach atomowych z wcześniejszego dzieła Wellsa, o jego Open Conspiracy i swoim Jawnym Spisku, o hitlerowskich Niemczech i zdolnych fizykach niemieckich, o zniszczonych miastach i wojnie światowej.

Nie ma natomiast żadnych wątpliwości, że Szilard czytał artykuł z „Timesa” z 12 września, opatrzony prowokującymi nagłówkami:

TOWARZYSTWO BRYTYJSKIE

ROZBICIE ATOMU

TRANSFORMACJA PIERWIASTKÓW

 

Jak donosił „Times”, Ernest Rutherford przedstawił historię „odkryć dokonanych w minionym ćwierćwieczu w dziedzinie przemian atomowych”; przedmiotem jego wykładu były również

NEUTRON

OSTATNIE TRANSFORMACJE NEUTRONOWE

Wszystko to zirytowało Szilarda. Oto spotkali się czołowi uczeni Wielkiej Brytanii, a jego tam nie było. Był bezpieczny, miał pieniądze w banku, ale był tylko jednym z wielu anonimowych żydowskich uchodźców w Londynie, siedzącym nad poranną kawą w hotelowym holu, człowiekiem bezrobotnym i nieznanym.

Potem, w połowie streszczenia przemówienia Rutherforda, na drugiej kolumnie „Timesa” przeczytał:

NADZIEJA NA TRANSFORMACJĘ DOWOLNEGO ATOMU

Na zakończenie lord Rutherford rozważał pytanie, jakie są perspektywy na następne 20, 30 lat.

Prawdopodobnie do przyspieszenia bombardujących cząstek nie będzie konieczne napięcie rzędu milionów woltów. Przemianę można by osiągnąć, stosując napięcie od 30 tysięcy do 70 tysięcy woltów. [...] Zdaniem Rutherforda w końcu powinniśmy doprowadzić do przemiany dowolnego pierwiastka.

W procesach tych moglibyśmy uzyskać dużo więcej energii, niż dostarczylibyśmy protonowi, ale nie powinniśmy liczyć na to, że tą metodą uzyskamy dużo energii. Jest to bardzo kiepski i mało wydajny sposób wytwarzania energii i każdy, kto liczy, że przemiana atomów będzie źródłem energii, opowiada bzdury.

Nie wiadomo, czy Szilard zrozumiał, co właściwie oznacza angielskie słowo moonshine – „głupia gadanina, bzdury”. Czy wyrzucił gazetę i nim wypadł na ulicę, zapytał o to portiera? „Według relacji lord Rutherford powiedział, że każdy, kto mówi o uwolnieniu energii atomowej na skalę przemysłową, gada bzdury. Zawsze mnie irytowały wypowiedzi ekspertów, że czegoś nie można zrobić”[78].

„To właśnie sprawiło, że idąc ulicami Londynu, rozmyślałem o tym problemie. Pamiętam, że zatrzymałem się na czerwonym świetle na skrzyżowaniu Southampton Row[79]. [...] Zastanawiałem się, czy można by udowodnić, że lord Rutherford się myli”[80].

„Przyszło mi na myśl, że neutrony, w przeciwieństwie do cząstek alfa, nie jonizują substancji [tzn. nie oddziałują elektrycznie], przez którą przechodzą”[81].

„A wobec tego neutron zatrzymuje się dopiero wtedy, gdy uderza w jądro, z którym może reagować”.

Nie tylko Szilard zdawał sobie sprawę, że neutron może przeniknąć barierę elektrostatyczną wokół jądra z dodatnim ładunkiem, inni fizycy zrozumieli to już wcześniej. On jednak pierwszy uświadomił sobie, w jaki sposób w wyniku bombardowania jądra neutronami mogłaby zostać uwolniona energia większa od energii początkowej neutronu.

Podobny proces zachodzi w chemii. Badał go Polanyi[82]. Stosunkowo mała liczba aktywnych cząstek, na przykład atomów tlenu, wprowadzona do nietrwałego pod względem chemicznym układu, działa jak zaczyn i wywołuje reakcję chemiczną w dużo niższej temperaturze niż ta, w której zazwyczaj reakcja zachodzi. Proces ten nazwano reakcją łańcuchową. Jedna aktywna cząstka powoduje powstanie tysięcy cząsteczek produktu reakcji. Niekiedy jedna cząsteczka reaguje szczególnie łatwo z substancją wchodzącą w reakcję i tworzy nie jedną nową aktywną cząsteczkę, ale dwie lub więcej, a każda z nich może z kolei rozpocząć łańcuch reakcji.

Chemiczne reakcje łańcuchowe wyczerpują się; gdyby było inaczej, szybkość ich przebiegu rosłaby w postępie geometrycznym: 1, 2, 4, 8, 16, 32, 64, 128, 256, 512, 1024, 2048, 4096, 8192, 16384, 32768, 65536, 131072, 262144, 524288, 1048576, 2097152, 4194304, 8388608, 16777216, 33554432, 67108868, 134217736...

„Światło zmieniło się na zielone i gdy zszedłem na jezdnię – wspomina Szilard – nagle przyszło mi na myśl, że gdybyśmy znaleźli pierwiastek, który rozszczepia się pod wpływem neutronów i który po zaabsorbowaniu jednego neutronu emitowałby dwa, wówczas pierwiastek ten, zgromadzony w wystarczająco dużej ilości, mógłby podtrzymać reakcję łańcuchową”[83].

„W tym momencie nie wiedziałem, w jaki sposób można by znaleźć taki pierwiastek ani też jakie doświadczenia byłyby potrzebne, ale nigdy nie zapomniałem o tym pomyśle. W pewnych okolicznościach można byłoby zapoczątkować jądrową reakcję łańcuchową, wyzwolić energię w skali przemysłowej i budować bomby atomowe”[84].

Leo Szilard wszedł na chodnik. Za jego plecami zapaliło się czerwone światło.

2

Atomy i próżnia

Istnienie energii atomowej wymaga atomów. Takie obiekty zyskały legitymację w fizyce dopiero na początku XX wieku. Pojęcie atomu – niewidzialnej warstwy niezniszczalnej, pierwotnej substancji leżącej u podstaw świata zjawisk, w którym obserwujemy, jak różne obiekty łączą się, rozmnażają, rozpadają i gniją – znane było już w starożytności. Koncepcję atomu wysunął Leucyp, grecki filozof z V wieku p.n.e., którego nazwisko znamy tylko dzięki temu, że wymienił je Arystoteles. Ideę Leucypa rozwinął żyjący w tym samym okresie Demokryt, powszechnie znany, zamożny mieszkaniec Tracji. Galen, grecki lekarz, przytacza cytat z jednego z siedemdziesięciu dwóch zaginionych dzieł Demokryta: „Naprawdę istnieją tylko atomy i próżnia, a słodycz i gorycz, ciepło i barwy są subiektywne; mniema się i wyobraża, że istnieją postrzegane własności, tymczasem nie istnieją, a istnieją tylko atomy i próżnia”[1]. Od XVII wieku fizycy tworzyli atomowe modele świata, gdy wymagał tego rozwój teorii, ale kwestia, czy atomy istnieją naprawdę, była przedmiotem nieustannych sporów.

Z biegiem czasu zmieniał się temat debaty; fizycy i filozofowie rozważali pytanie, jaki model atomu jest konieczny i możliwy. Isaac Newton przyjął – na użytek swojego mechanistycznego wszechświata złożonego z poruszających się mas – że atom jest czymś w rodzaju miniaturowej kuli bilardowej. „Wydaje mi się prawdopodobne – pisał w 1704 roku – że na początku Bóg stworzył materię w postaci stałych, masywnych, nieprzenikalnych, ruchomych korpuskuł, o takich wielkościach i kształtach i takich innych właściwościach, i w takim stosunku do przestrzeni, aby najlepiej służyły celowi, do którego je stworzył”[2]. Szkocki fizyk James Clerk Maxwell, organizator Laboratorium Cavendisha, opublikował w 1873 roku przełomowe dzieło Treatise on Electricity and Magnetism [Traktat o elektryczności i magnetyzmie], w którym zmodyfikował czysto mechanistyczny wszechświat Newtona złożony z cząstek zderzających się w próżni, wprowadzając koncepcję pola elektromagnetycznego. Pole przenika próżnię: energia elektryczna i magnetyczna rozchodzi się w pustej przestrzeni z prędkością światła. Samo światło, jak dowiódł, jest rodzajem promieniowania elektromagnetycznego. Mimo tych modyfikacji Maxwell był równie jak Newton przywiązany do koncepcji twardego, mechanistycznego atomu:

Choć przez wieki na niebie wydarzyły się i wydarzać będą wielkie katastrofy, choć dawne systemy rozpadają się i na ich miejsce powstają nowe, molekuły [tzn. atomy], z których systemy te [Ziemia i cały Układ Słoneczny] są zbudowane – fundamentalne cegiełki materialnego wszechświata – pozostają niezmienione i niezniszczalne, istniejące do dziś dnia takie, jak zostały stworzone, doskonałe pod względem liczby, miary i wagi [...].[3]

Max Planck był innego zdania. Podobnie jak wielu jego kolegów wątpił, czy atomy w ogóle istnieją – korpuskularna teoria budowy materii była raczej wynalazkiem angielskim, nie europejskim, i ten lekki angielski zapaszek raził ksenofobiczny niemiecki nos. Gdyby jednak atomy rzeczywiście istniały, to – tego Planck był pewien – nie mogły mieć mechanistycznego charakteru. „Świat zewnętrzny jest czymś niezależnym od człowieka, czymś absolutnym, i poszukiwanie praw rządzących tym absolutem wydawało mi się najwznioślejszym naukowym celem w życiu” – wyznaje w swej Scientific Autobiography [Naukowa autobiografia][4]. Planck uważał, że do tego niezależnego „zewnętrznego świata”, którego domagała się jego potrzeba absolutu, najlepiej ze wszystkich praw fizyki stosują się zasady termodynamiki. Wcześnie dostrzegł, że czysto mechanistyczny model atomu jest sprzeczny z drugą zasadą termodynamiki. Wybór Plancka był oczywisty.

Druga zasada termodynamiki głosi, że ciepło nie przepływa samorzutnie z ciała chłodniejszego do cieplejszego bez dodatkowych zmian w układzie. Czyli, jak sam Planck udowodnił w pracy doktorskiej, którą obronił na Uniwersytecie Monachijskim w 1879 roku, „w żaden sposób nie można całkowicie odwrócić procesu przewodzenia ciepła”[5]. Druga zasada termodynamiki wyklucza budowę perpetuum mobile i definiuje entropię, wielkość wprowadzoną do fizyki przez Rudolfa Clausiusa, poprzednika Plancka: ponieważ wykonywanej pracy zawsze towarzyszy rozpraszanie energii w postaci ciepła – którego nie można odzyskać w użytecznej, uporządkowanej postaci – wszechświat powoli, lecz nieuchronnie zmierza do stanu całkowitego chaosu. Wzrost nieuporządkowania oznacza, że wszechświat zmienia się jednokierunkowo i nieodwracalnie. Druga zasada termodynamiki wyraża w sposób fizyczny to, co nazywamy czasem. Ale zgodnie z równaniami fizyki, którą obecnie nazywa się klasyczną, teoretycznie zmiany we wszechświecie mogłyby zachodzić w dwóch kierunkach. „Wobec tego – narzekał wybitny chemik niemiecki – w świecie czysto mechanicznym nie istnieje opozycja przed–po, którą znamy z naszego świata: drzewa mogą się zmienić w pędy i nasiona, motyl może przepoczwarzyć się w gąsienicę, a starzec może zmienić się w dziecko. Doktryna mechaniczna w żaden sposób nie wyjaśnia, dlaczego takie zjawiska się nie zdarzają. Takiego wyjaśnienia dać nie może z powodu fundamentalnych właściwości równań mechaniki. Faktyczna nieodwracalność zjawisk naturalnych dowodzi zatem, że zachodzą procesy, których nie można wyjaśnić, odwołując się do równań mechaniki, a tym samym wydaje wyrok na materializm w nauce”[6]. Kilka lat wcześniej Planck napisał to bardziej zwięźle: „Przyjęcie, że druga zasada termodynamiki jest ściśle spełniona, jest sprzeczne z założeniem istnienia atomów o niezerowych rozmiarach”[7].

Przyczyną sporów był częściowo fakt, że nie można było przeprowadzić doświadczeń bezpośrednio dotyczących atomów. Pojęcie atomu było bardzo przydatne w chemii, gdzie odwoływano się do niego w celu wyjaśnienia, dlaczego pewne substancje – pierwiastki – łączą się i tworzą inne substancje, ale ich samych nie można rozłożyć metodami chemicznymi na składniki. Istnienie atomów tłumaczyło zachowanie się gazów, które rozszerzają się i wypełniają każdy zbiornik, wywierając jednakowe ciśnienie na wszystkie jego ścianki. Powoływano się na atomy, gdy wyjaśniano zaskakujące odkrycie, że każdy pierwiastek podgrzany w płomieniu laboratoryjnego palnika lub odparowany w łuku elektrycznym emituje barwne światło, którego tęczowe widmo, powstające po przejściu światła przez pryzmat lub siatkę dyfrakcyjną, dzieli się zawsze na pasma złożone z charakterystycznych jasnych prążków. Jeszcze w 1894 roku, gdy Robert Cecil, trzeci markiz Salisbury, rektor Oksfordu i były premier Anglii, w przemówieniu na forum Towarzystwa Brytyjskiego wymieniał nierozwiązane zagadnienia naukowe, stwierdził między innymi, że nadal nie wiadomo, czy atomy istnieją, czy też są jedynie wygodnym pojęciem, i jaka jest ich budowa:

Czym jest atom każdego pierwiastka, czy jest ruchem, czy też rzeczą, wirem, czy punktem o określonej bezwładności, czy istnieje granica jego podzielności, a jeżeli tak, to co wyznacza tę granicę, czy długa lista pierwiastków jest ostateczna, czy też niektóre z nich mają wspólne pochodzenie; odpowiedzi na wszystkie te pytania nadal kryją się w ciemnościach równie głębokich jak dawniej.[8]

W taki właśnie sposób pracowali fizycy, dokonując wyboru między różnymi możliwościami; na tym polega praca we wszystkich dziedzinach nauki. Chemik Mihály Polanyi, przyjaciel Leo Szilarda, gdy pracował już na Uniwersytecie Manchesterskim i w Oksfordzie, obserwował życie naukowe. Stwierdził, że nauka jest tradycyjną organizacją, daleką od wyobrażeń większości laików. „Republika nauki[9], czyli społeczność niezależnych mężczyzn i kobiet, dobrowolnie współpracująca – to bardzo uproszczony model wolnego społeczeństwa”[10]. Filozofowie nauki, a Polanyi był wówczas jednym z nich, nie są w tej sprawie zgodni. Nawet Polanyi mówił czasem, że nauka jest „ortodoksją”. Jednakże jego republikański model życia naukowego, podobnie jak wszystkie udane modele naukowe, jest przydatny, gdyż tłumaczy niejasne dotychczas zależności.

Polanyi stawiał proste pytania. Jak się zostaje naukowcem? Co zawiera przysięga wierności naukowca? Kto kieruje badaniami – wybiera tematy, zatwierdza doświadczenia, ocenia wyniki? W ostatecznej ocenie kto orzeka, co jest naukową „prawdą”? Uzbrojony w te pytania, Polanyi przyjrzał się nauce okiem człowieka z zewnątrz.

 

U podstaw działania wielkiej struktury, która zaledwie od trzech wieków przekształca cały nasz świat, leży fundamentalne przekonanie o słuszności naturalistycznego poglądu na życie. W różnym czasie i miejscu dominowały inne poglądy na życie – magiczne, mityczne. Dzieci przyswajają sobie pogląd naturalistyczny, gdy zaczynają się uczyć mówić, czytać, chodzić do szkoły. „Każdego roku władze wydają miliony na uprawianie i upowszechnianie nauki – napisał kiedyś Polanyi, gdy zniecierpliwili go ludzie niechcący zrozumieć jego argumentów – nie dadzą natomiast ani centa na rozwój astrologii czy czarów. Innymi słowy, nasza cywilizacja jest głęboko przywiązana do pewnych wierzeń odnoszących się do natury; wierzeń, które różnią się na przykład od wierzeń dawnych cywilizacji egipskich czy azteckich”[11].

Większość młodych ludzi uczy się jedynie naukowej ortodoksji. Przyswajają „doktrynę, suche twierdzenia”[12]. Ci, którzy podejmują studia uniwersyteckie, poznają podstawy naukowej metody. Uczą się stosować metody eksperymentalne w rutynowych badaniach. Odkrywają „niepewność i wieczną prowizoryczność” nauki[13]. Dzięki temu nauka wraca do życia.

To jednak zbyt mało, by zostać naukowcem; zdaniem Polanyiego trzeba jeszcze osiągnąć „pełne wtajemniczenie”[14], a zdobywa się je dzięki „bliskim bezpośrednim związkom z poglądami i praktyką mistrza”[15]. Samo uprawianie nauki nie jest jeszcze nauką; to sztuka, którą mistrz przekazuje uczniowi, podobnie jak przekazuje się umiejętności artystyczne czy też doświadczenie i tradycję w prawie lub medycynie. Nie można nauczyć się prawa jedynie z książek i wykładów. Nie można w ten sposób nauczyć się medycyny. Nie można również tą metodą zostać naukowcem, ponieważ nic w nauce nie jest ustalone raz na zawsze; żadne doświadczenie nie jest ostatecznym dowodem, wszystko jest uproszczone i przybliżone.

Richard Feynman, amerykański fizyk teoretyk, równie otwarcie opowiadał o swojej dyscyplinie rzeszy studentów zgromadzonych w auli Kalifornijskiego Instytutu Techniki [California Institute of Technology – Caltech]: „Co to znaczy, że coś «rozumiemy»?” – zapytał niewinnie. W odpowiedzi przebija jego pobłażliwa świadomość ludzkich ograniczeń:

Możemy sobie wyobrazić, że zachowanie się tego skomplikowanego zespołu poruszających się obiektów tworzących nasz „świat” przypomina coś w rodzaju prowadzonej na wielką skalę przez bogów gry w szachy, której się przyglądamy. Nie znamy prawideł tej gry; wolno nam tylko obserwować grających. Oczywiście, jeśli będziemy się przyglądać dostatecznie długo, uchwycimy pewne prawidła gry. Te prawidła – to właśnie podstawowe prawa fizyki. Jednak nawet gdybyśmy znali wszystkie prawidła [...] to jeszcze zakres sytuacji, które można wyjaśnić przy pomocy tych już znanych prawideł, jest bardzo ograniczony, ponieważ prawie wszystkie sytuacje rzeczywiste są tak skomplikowane, że nawet znając prawidła, nie umiemy śledzić przebiegu gry, nie mówiąc już o przewidywaniu dalszych ruchów. Musimy zatem z konieczności ograniczyć się do problemu bardziej podstawowego, do poszukiwania właściwych prawideł gry. Jeśli poznamy te prawidła, będziemy mogli uznać, że „rozumiemy”, co się dzieje w świecie.[16]

Umiejętność oceny dowodu, wydawania sądu, wyboru problemów badawczych; wyczucie, które zaskakujące obliczenia należy przeprowadzić jeszcze raz, do jakich wyników doświadczalnych nie należy mieć zaufania – wszystkie te umiejętności zyskuje się, obserwując z ławki dla widzów bogów grających w szachy, i żeby je zdobyć, trzeba siedzieć u stóp mistrza.

Polanyi wskazał na jeszcze jeden niezbędny warunek pełnego wtajemniczenia w nauce: wiarę. Jeżeli nawet nauka na Zachodzie przekształciła się w ortodoksję, to jednak każdy człowiek ma swobodę wyboru, może zaakceptować naukę albo ją odrzucić, w całości lub częściowo. Wciąż nie brakuje zwolenników astrologii, marksizmu i niepokalanego poczęcia, ale „nikt nie może zostać uczonym, jeżeli nie przyjmie, że naukowe doktryny i metody są z gruntu słuszne i że ich podstawowe przesłanki można przyjąć bez zastrzeżeń”[17].

Decyzja o zostaniu naukowcem musi być aktem głębokiego oddania się nauce i naukowemu poglądowi na świat. „Dowolny obraz nauki, który nie opisuje jej wyraźnie jako czegoś, w co wierzymy, jest absolutnie niekompletny i jest fałszywy. Sprowadza się do twierdzenia, że nauka różni się zasadniczo i jest lepsza od wszystkich ludzkich przekonań, które nie należą do nauki – a to jest nieprawda”[18]. Przysięga na wierność, którą składają naukowcy, polega na przyjęciu tej wiary.

Właśnie tak dobiera się naukowców i przyjmuje do zakonu. Tworzą oni republikę wykształconych wiernych, a cały szereg mistrzów i terminatorów uczy ich ostrożności w ocenie wyników ich pracy.

Kto zatem kieruje tą pracą? Pytanie składa się właściwie z dwóch: kto decyduje o wyborze przedmiotu badań i doświadczeń, które należy przeprowadzić? I kto ocenia wartość wyników?

Polanyi przedstawił pewną analogię: wyobraźmy sobie – powiedział – grupę robotników, którzy mają ułożyć bardzo dużą i bardzo skomplikowaną układankę. Jak powinni zorganizować pracę, by jak najsprawniej wykonać zadanie?[19]

Każdy pracownik może wziąć kilka kawałków układanki ze stosu i starać się je zestawić. Byłaby to skuteczna metoda, gdyby układanie było czynnością podobną do łuskania grochu. Ale nie jest. Poszczególne kawałki są od siebie zależne, dopasowane i razem tworzą układankę. Prawdopodobieństwo, że kawałki, które wziął jeden pracownik, będą do siebie pasowały, jest bardzo niewielkie. Gdyby nawet zrobiono tyle kopii wszystkich kawałków, ilu jest pracowników, i każdy mógłby układać całą układankę, żaden oddzielnie nie zrobiłby tyle, ile mogłaby zrobić cała grupa, gdyby pracowała wspólnie.

Najlepszy sposób wykonania zadania, sądził Polanyi, polega na tym, by każdy pracownik śledził, co robią pozostali. „Niech układają tak, by każdy widział innych; gdy jeden pracownik dopasuje kawałek, pozostali mogą natychmiast szukać następnego, który teraz można umieścić w odpowiednim miejscu”[20]. W ten sposób, jeżeli nawet każdy pracownik działa na własną rękę, to jednak przyczynia się do powodzenia całej grupy. Grupa pracuje razem, ale każdy jej członek niezależnie, i to jest najbardziej sprawny sposób ułożenia układanki.

Polanyi uważał, że proces naukowego poznania polega na przejściu przez wiele „punktów rozwoju”[21], wyznaczonych przez ważne odkrycia. Pod wpływem informacji rozchodzących się dzięki pismom naukowym i sieci zawodowych kontaktów, których funkcjonowanie zależy od całkowitej wzajemnej szczerości oraz swobody wypowiedzi, mającej fundamentalne znaczenie, naukowcy podejmują pracę w dziedzinach, w których ich talenty, w zamian za nakład trudu i myśli, gwarantują im największe emocjonalne i intelektualne korzyści.

Jasne jest zatem, że wszyscy naukowcy oceniają wyniki naukowe: każdy członek grupy, tak jak na zebraniu kwakrów. „Prawo do formułowania naukowej opinii przysługuje wszystkim na zasadzie wzajemności; opinia naukowa nie jest formułowana przez kogoś ponad uczonymi”[22]. Niektórzy naukowcy wybili się, ponieważ osiągnęli liczne i ważne wyniki dotyczące punktów rozwoju nauki, ale nauka nie ma żadnych najwyższych przywódców. Panuje duch porozumienia.

Nie jest jednak tak, że każdy naukowiec potrafi kompetentnie ocenić każdą pracę. Dzięki sieci kontaktów między uczonymi został rozwiązany również ten problem. Przypuśćmy, że uczony M ogłasza jakieś nowe wyniki. Zna swą wąską specjalność najlepiej na świecie, kto zatem może kompetentnie go osądzić? Ale w pokrewnej dziedzinie pracują uczeni L i N. Ich badania zazębiają się z badaniami M i uczeni ci znają je na tyle, że mogą ocenić ich jakość oraz rzetelność i miejsce w nauce. Obok L i N są inni naukowcy, K i O oraz J i P, którzy znają L i N na tyle dobrze, by ufać ich opinii o M. I tak dalej, do uczonych A i Z, których dziedziny nie mają już prawie nic wspólnego ze specjalnością M.