Jak poznawać świat

Albert Einstein stwierdził kiedyś, że „nie istnieje żadna logiczna reguła, według której można odkryć podstawowe prawa przyrody. Zdolna jest do tego tylko i wyłącznie intuicja”. W swojej pracy postaram się przedstawić argumenty popierające tą tezę.

Już jako młodzi ludzie staramy się odkryć zasady świata w którym żyjemy. W tym okresie życia jest dla nas ważne by jak najszybciej poznać prawa otaczającego nas świata. Zasady te, miały by nas uchronić przed nieprzyjemnymi sytuacjami, które mogą nas spotkać w trakcie przyszłego życia. Również skłonność do unikania zbytniego wysiłku powoduje, że chcemy znaleźć jak najbardziej optymalne rozwiązanie danego problemu, co zmusza nas do poznania praw przyrody.

Historia pokazuje, że prawa te bardzo często są przez nas poznawane przypadkowo, lub w wyniku nieporozumień. Mimo wszystko warto byłoby znaleźć logiczną regułę, według której można odkryć zasady rządzące światem.

Rola nauki

Dzisiaj problemem badania praw przyrody zajmuje się nauka, jednak nie istniała ona w takiej formie od początku historii ludzkości. Pierwsi ludzie starali się zrozumieć świat i jego zasady w sposób bardziej intuicyjny. Oddawali władzę nad przyrodą bóstwom i bytom nadludzkim, których działania miały tłumaczyć świat wokół nas. Liczne przykłady tego typu postrzegania przyrody możemy znaleźć w mitologiach ludów starożytnych. Przykładem może tutaj być Helios podróżujący na swym rydwanie uosabiający ruch słońca.

Z czasem jednak takie wytłumaczenia przestawały być wystarczające, a ludzie starali się znaleźć rzeczywiste i wytłumaczalne zasady rządzące światem. Prawdziwa wiedza stała się czymś, co pierwsi filozofowie starali się posiąść. Chcieli oni poznać prawa przyrody by stać się lepszymi ludźmi i by poznać świat, który nie był w zasięgu przeciętnego śmiertelnika.

Powstało zatem pytanie jakich narzędzi należy użyć, by lepiej poznawać przyrodę. Mamy do dyspozycji swoje zmysły oraz rozum. Zmysłowe poznanie wydaje się najbardziej owocne. Pozwala nam na szybkie określenie sytuacji w jakiej się znajdujemy i dają ogólne wyobrażenie o świecie.

Nasze narządy specjalizujące się w poznawaniu świata muszą stanowić podstawę w zdobywaniu wiedzy o otoczeniu. Zasady mówiące np. o konieczności podlewania kwiatów, czy wpływu ognia na potrawy są przecież intuicyjne i nie wymagają przeprowadzania od nas skomplikowanych rozmyślań prowadzących do przewidywania skutków tych wydarzeń w przyszłości.

Problem pojawia się wówczas gdy wiedza o świecie naturalnym nam nie wystarcza i chcielibyśmy poznać dokładniejsze zasady działania obiektów w naszym otoczeniu. Wiedza ta stanowiła ukryty zapis pewnej informacji o świecie, która dawała ludziom możliwość lepszego zrozumienia świata, a przy tym stanowiła powód do poczucia wyższości nad osobami, które tej wiedzy byli pozbawieni.

Początki obserwacji świata

Swoją wyższość jako naukowca rozumiał to już sam Platon, gdyż krytykował ludzi nie zdobywających mądrości. Starał się kontemplować nad światem idei, które były nieosiągalne przez naturalne ludzkie zmysły. To myślenie przyczyniło się do powstania geometrii, której istnienie nie było możliwe przez jedynie zmysłowe poznawanie świata.

Inną rzeczą jakiej zbadanie nie było możliwe przez zwykłą obserwację, była grawitacja. Ludzie od wielu lat starali się wytłumaczyć te przedziwne zjawisko. Powstawało wiele teorii na temat tego, dlaczego przedmioty zazwyczaj chcą spadać w dół. Starożytni za sprawą Arystotelesa przypisywali to zjawisko naturze przedmiotów. Według nich jedne przedmioty miały spadać na ziemię, a inne takie jak pióro ptaka, opadać z mniejszą prędkością, lub nawet się wznosić, tylko z powodu swojego charakteru.

Pogląd ten zmienił się, gdy połączono siły grawitacji z prawami kosmosu przemieszczającymi planety. Kiedy tylko została rozpowszechniona teoria o powiązaniu tych dwóch ruchów i przypisaniu im tej samej siły rządzącej wszechświatem, poglądy na temat praw rządzących światem zostały zmienione. Przyczynił się do tego włoski filozof Bruno Giordano, który za swoje teorie został spalony na stosie inkwizycyjnym. Udowodnił on jednak swoim postępowaniem jak wielkie było przywiązanie ówczesnych ludzi do sposobu zdobywania wiedzy i badania świata. Późniejsza historia pokazała, jak błędne były przekonania ówczesnych uczonych i jak wiele zjawisk udało się zdefiniować dzięki odpowiedniemu spojrzeniu na świat.

Ten sam problem dotyczył również określenia sposobu ruchu planet, Słońca i Ziemi. Niegdyś narzędzi do badania tego zjawiska były niewiele, przez co jedyne możliwe obserwacje ograniczały się do oglądania nocnego nieba. Zainteresowanie to doprowadziło do powstania teorii geocentrycznej. Była ona jedyną słuszną wiedzą, ponieważ z punktu widzenia człowieka wszystkie ciała niebieskie takie jak planety, czy słońce krążą wokół naszego globu.

Niestety ciała niebieskie nie chciały krążyć wokół Ziemi w przewidziany sposób, ale na przekór badaczom poruszały się po dziwacznych orbitach. Z tego też powodu astronomowie dodawali coraz to nowe epicykle, by ich model zgadzał się z rzeczywistością. Powstaje pytanie czy ta droga do badania zasad rządzących kosmosem była prawdziwa? Jak się później okazało istniała lepsza i znacznie prostsza droga do poznania praw przyrody.

W 1543 ukazał się w Norymberdze druk dzieła Mikołaja Kopernika który miał zaprzeczać dotychczasowym teoriom na temat działania Układu Słonecznego. W dziele tym, autor próbował dowodzić, że dotychczasowe wyobrażenia na temat funkcjonowania Wszechświata jego poprzedników jest błędne. Spowodował on także uproszczenie dotychczasowego układu planetarnego udowadniając, że próba komplikowania go za wszelką cenę, nie jest najlepszą drogą do poznania prawdy o Wszechświecie.

Domysły na temat drogi planet nie były jednak do końca doskonałe. Z czasem okazało się, że krążenie planet wokół Słońca po orbitach kołowych również nie jest modelem doskonałym. Poprawki wprowadził niemiecki astronom Johanes Keppler, który odchodząc od dotychczasowego modelu kołowego, wprowadził orbity eliptyczne planet. Krok ten doprowadził do uproszczenia modelu, a przy tym lepszego opisu ruchu planet w kosmosie.

Historia ta pokazuje, że dotychczasowa utarta ścieżka badania i opisu ruchu planet okazała się niesłuszna. Krok ten pozwolił w późniejszych latach na wyprawy na Księżyc, czy wysyłanie sond badawczych na inne planety. Można zatem wysnuć wniosek, że nie istnieje logiczna zasada pozwalająca na badanie przyrody, ale dopiero odejście od dotychczasowych utartych schematów może doprowadzić nas do lepszego badania Wszechświata.

Powstaje jednak pytanie, co jeśli wybrana przez nas droga od razu okaże się tą prawidłową. Można przecież oskarżyć średniowiecznych uczonych o zbyt pochopne przyjęcie tezy o umiejscowieniu Ziemi we Wszechświecie. Gdy jako założenie umiejscowiono Słońce w środku Układu Słonecznego, a Ziemię potraktowano jako planetę, mogłoby to znacznie ułatwić proces zdobywania wiedzy w tym zakresie.

Wszystko jest względne

Jest to jednak moim zdaniem błędne założenie, że względu na charakter budowy Wszechświata. Okazuje się bowiem, że dokładne badanie przyrody jest niemożliwe, a formułowane przez nas prawa są niedokładne. Co prawda zasady mechaniki są przez nas opanowane na zadowalającym poziomie, jednak sprawa komplikuje się gdy mamy do czynienia z pojedynczymi atomami. Zasady mechaniki kwantowej są dla nas wciąż niepoznane pomimo wielu lat doświadczenia z badaniem praw przyrody.

Świetnie obrazuje to zasada nieoznaczoności, która mówi o niemożliwości jednoczesnego zbadania położenia i pędu cząstki. Wynika ona z faktu, że narzędzia użyte do poznania tych parametrów wpływają zbyt silnie na obiekt co znacznie utrudnia analizę jego wszystkich parametrów.

Przekonać się można o tym analizując model atomu Bohra. Przedstawia on jądro atomu wokół którego krążą elektrony. Opis zjawisk w nich zachodzących, mimo że pozornie poprawny spotkał się z krytyką uczonych i został odrzucony. Mimo, iż tłumaczył wiele zjawisk w zakresie sił w cząsteczkach, to wielu potwierdzonych potem eksperymentalnie działań nie dawało się opisać.

Mimo wszystko model ten daje poprawne wyniki w odpowiednich przypadkach i jest przykładem teorii, która pomimo swojej niezgodności z rzeczywistością jest użyteczna. Może to powodować złudzenie jej prawdziwości, dlatego jest przykładem opisu praw przyrody, które nie mogą być podstawą do dalszych rozważań naukowych.

Podobne problemy mieli niegdysiejsi ludzie z badaniem Wszechświata. Nie mieli oni odpowiednich narzędzi do badania przestworzy, a liczne zjawiska występujące w kosmosie, które umiemy opisać dopiero teraz, są znaczącą przeszkodą w poprawnym formułowaniu wniosków na temat rzeczywistości. Trzeba w nie wnieść jeszcze pomysł lub teorie na temat danego zjawiska. To powoduje, że odpowiedzi na pytania, które zadaje nauka nie są często dokładne, ale znacznie przybliżają nam obraz rzeczywistości. Są one wystarczające na pewien okres w nauce, ale potrafią być potem brutalnie potraktowane przez kolejne odkrycia naukowe. Wynika z tego, że prawdziwy naukowiec powinien umieć pogodzić się z faktem, że jego odkrycia naukowe mogą być wkrótce obalone, a obraz rzeczywistości może się drastycznie zmienić w ramach jednej teorii.

Jak to wszystko rozumiał Einstein?

Aby lepiej zrozumieć słowa Einsteina warto odnieść się również do jego badań. Opracował on bowiem ogólną teorię względności która jak na owe czasy była rewolucyjna. Próbowała ona wytłumaczyć grawitację, przez zakrzywienia masy i energii w czasoprzestrzeni. Trzeba przyznać, że nawet na owe czasy, ten typ myślenia był dość niezwykły. Wymagał sprzeciwienia się starym ideałom w którym czas był wartością niezmienną.

Po sformułowaniu swoich teorii Einstein stwierdził, że zbyteczne jest formułowanie skompilowanych praw i nie jest możliwe w sposób empiryczny. Są one zbyt skomplikowane by dało się je zauważyć i opisać. Można jedynie odnaleźć odpowiednie twierdzenia matematyczne, które pomogą zrozumieć dany problem.

Dzięki temu, że poznanie empiryczne jest niepotrzebne do prawidłowego zrozumienia istoty problemu można wysnuć wniosek, że wystarczy minimalna wiedza o danym problemie. Pogląd ten potwierdzał sam twórca teorii. Stwierdza on: „Równania tak skomplikowane jak równania pola grawitacyjnego mogą być sformułowane jedynie poprzez odkrycie logicznie prostej zasady matematycznej, która całkowicie lub prawie całkowicie określa równanie. Po uzyskaniu tych warunków formalnych w postaci dostatecznie silnej do skonstruowania teorii wystarczy minimalna znajomość faktów”.

Nie dziwi więc fakt, że Einstein nie przykładał dużej wagi do standardowych metod zdobywania wiedzy o prawach przyrody. Udowadnia on także, że aby opisać nowe fakty należy odejść od utartych wcześniej schematów i znaleźć nową drogę do zdobywania wiedzy. Historia pokazuje nam, że największe odkrycia naukowe, czy przełomowe rewolucje w myśleniu osiągane są gdy zaprzecza się powszechnie utartym schematom.

Podsumowanie

Moim zdaniem prezentowany w pracy pogląd o konieczności używania intuicji jest słuszny. Podkreśla on, że nie jest potrzebna żadna utarta zasada, a wręcz może ona być przeszkodą w formułowaniu nowych, przełomowych twierdzeń. To często nie brak wiedzy, ale jej nadmiar jest przyczyną zastoju w nauce.

Myślę, że słowa Einsteina można odnieść także do naszych czasów. Wielu ludziom wydaje się, że nauka osiągnęła już swoje apogeum i nie można wykrzesać z niej nowych twierdzeń, wzorów czy wniosków. Prawda jest jednak taka, że również i szary człowiek może wnieść swój wkład w naukę.

Problemem jest natomiast stosunek naukowców do nowych twierdzeń i zaangażowania naukowców niezgadzających się z powszechnie przyjętymi normami. Mam wrażenie, że autor stara się rozbudzić w adresatach tą ciekawość świata i dać im odwagi w podejmowaniu wysiłku w imię nauki.

Bibliografia

1. Tu żył Albert Einstein_._ P. Abraham tłum. Marek Krośniak.
   Warszawa: Prószyński i S-ka, listopad 2005
2. Tajemnice Wszechświata. Jak odkrywaliśmy kosmos. P. Murdin
   Warszawa: Albatros, 2010
3. Astronomia ogólna  (wyd. 7 popr. i uzup.)__, E. Rybka Warszawa: PWN 1978
4. Model Bohra .[Online] Wikipedia [dostęp: 03.05.2014].
   Dostępny w Internecie: http://pl.wikipedia.org/wiki/Model_Bohra