Czy metafizyka może być
eksperymentalna?
Zagadnienia Filozoficzne w Nauce nr 58 [Numer specjalny: filozofia matematyki], 159-169
Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015
może być
eksperymentalna?
Tadeusz Pabjan, Eksperymentalnametafizyka. Johna S. Bella filozofia mechaniki kwantowej, Copernicus
Center Press, Kraków 2011, ss. 368.
Do niedawna żaden filo- zof zajmujący się metafizyką ni- gdy nie postawiłby pytania znaj-dującego się w tytule niniejszej recenzji. Jednak Tadeusz Pabjan w swojej książce stara się przeko-nać czytelnika, że w przypadku poglądów Johna S. Bella (1928– 90), powyższe pytanie wydaje się być zasadne. Stanowisko Bella najogólniej można byłoby przed-stawić, jako ciekawą propozycję przebicia się przez schematy my- ślowe akceptowane przez filozo-fów przyrody i filozofów nauki, które związane są z relacją filo-zofii z naukami przyrodniczymi. Książka Tadeusza Pabjana jest
tej wyraźnie filozoficznej propo- zycji Johna S. Bella. Autor podej- muje się w pewnym sensie nowa-torskiego podejścia. Co prawda, pojawiło się parę prac poświęco- nych wybranym aspektom filozo-fii Bella (co autor odnotowuje), ale na rynku wydawniczym nie ma pracy, która dokonywałaby tak całościowej i wnikliwej rekon-strukcji tych poglądów. Gdyby jednak realizacja całego projektu badawczego ujętego w książce oparta została tylko na rekon-strukcji filozoficznej myśli Bella i jej ocenie, to wówczas trudno byłoby uznać prezentowaną książkę za poważnie wpisującą się w rozwój filozofii uprawia- nej w kontekście nauk przyrodni-czych. Nowość zasygnalizowana jest wszakże w tytule rozprawy. Chodzi o zrozumienie użytego terminu „eksperymentalna me- tafizyka” w odniesieniu do filozo-ficznych wątków tego wybitnego
Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 fizyka. Jest oczywiste, że terminy łatwo się tworzy, ale gorzej jest z ich uzasadnieniem. Trzeba jed-nak podkreślić, że prezentowana monografia wskazuje na ciekawe i ważne przesłanki oraz intere-sujące argumenty za słusznością przyjętego terminu w zastosowa-niu do przemyśleń Bella.
Postać Johna S. Bella znana jest zwłaszcza fizykom zajmują-cym się mechaniką kwantową. Jego propozycja nowego podej- ścia do podstaw mechaniki kwan-towej (tzw. twierdzenia Bella) już za życia Bella wzbudziła wiele kontrowersji. Warto jednak pa- miętać, że teoretyczne sformuło-wania Bella dały mocny impuls dla przemyśleń dotyczących fi-lozoficznych aspektów mecha-niki kwantowej. W całym ze-stawie opracowań myśli Bella brakowało kompleksowego opra-cowania z zakresu filozofii, które, bazując na jego pracach, wskaza-
łoby najważniejsze i najciekaw-sze ustalenia filozoficznona-ukowe.
Bell nie stworzył żadnej spójnej koncepcji filozofii na-uki, co więcej, brak jest rów-nież w jego spuściźnie naukowej dzieła o ściśle filozoficznym cha-rakterze. Porozrzucane fragmenty filozoficzne autor książki mu-siał odnaleźć i poddać krytycz- nej analizie filozoficznej. To ko-lejny ważny aspekt tej rozprawy. Autor pracował na oryginalnych dziełach Bella i krytycznie od- nosił się do istniejących opraco-wań, w których obecne były tylko wzmianki o filozofii Bella.
Po tych wprowadzających uwagach przejdźmy do bliższego przyjrzenia się strukturze pracy oraz treści poszczególnych roz-działów. Monografia poświęcona filozofii Johna Stewarta Bella za-wiera cztery obszerne rozdziały wraz ze wstępem, zakończeniem, a także bibliografią i indeksem osób. Książka nie zawiera
in-Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 deksu rzeczowego oraz streszcze-nia w języku obcym. Brak tych dwóch elementów trochę osłabia stronę redakcyjną. W tego typu opracowaniach standardem jest indeks rzeczowy oraz streszcze-nie w języku obcym.
Struktura pracy jest przej-rzysta i spójna. Kolejność roz-działów jest uzasadniona i do-brze wpisuje się w realizację zamierzonego celu. Dla ułatwie- nia wniknięcia w treść poszcze-gólnych rozdziałów każdy z nich poprzedzony jest krótkim wstę-pem, często o charakterze hi-storycznym. To kolejny element pracy podnoszący wartość oma-wianej książki. T. Pabjan po-rządkuje poszczególne rozdziały poprzez wyodrębnienie w pod-rozdziałach szczegółowych te- matów. W książce jest sporo cy-tatów; w niektórych przypadkach zostały one (w przypisach) przy-toczone w wersji angielskiej.
W pracach naukowych jest to do-bry zwyczaj, gdyż pozwala ła-two skonfrontować tłumaczenie autora z oryginalnym tekstem. Przypisy są ważnym elemen- tem całości. Przejdźmy do omó-wienia treści poszczególnych rozdziałów. W pierwszym roz- dziale została przedstawiona po-stać Johna Stewarta Bella. Nie jest to życiorys Bella, ale przede wszystkim prezentacja jego do-konań naukowych na tle epoki. Ten północnoirlandzki fizyk jest już dla nas postacią historyczną (zm. w 1990 r.), ale właśnie histo-ryczne rozczytanie jego miejsca w toczących się dyskusjach nad mechaniką kwantową jest waż-nym wprowadzeniem do książki. Pierwszy rozdział składa się z dwóch części. W pierwszej au-tor zajął się prostym i ogólnym wprowadzeniem do problematyki mechaniki kwantowej. W drugiej części skupił się na osobie Johna Bella. Wprowadzenie do proble-matyki mechaniki kwantowej
Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 z pierwszej części tego rozdziału pozwala zorientować się czytel-nikowi, z jakim etapem dysku-sji w zakresie interpretacji me-chaniki kwantowej spotkał się Bell. Pojawia się tu ważne pyta- nie, czy opis układu kwantowo-mechanicznego jest zupełny. Kolejną kwestią dyskutowaną wówczas w fizyce było stanowi- sko szkoły kopenhaskiej w spra-wie statusu obiektu kwantowego. Pojawiają się tu także pierwsze propozycje związane z zmien-nymi ukrytymi. Sam Bell uwa- żał, że rozwiązanie tych proble-mów można osiągnąć poprzez uporządkowanie podstaw mecha-niki kwantowej. Zdaniem Bella, stanowisko Einsteina, de Bro-glie’a i Schrödingera, mówiące o niezupełności standardowego sformułowania mechaniki kwan-towej, należy uzupełnić o kon-cepcję zmiennych ukrytych. Jak sam Bell wspomina, inspirował się w tej kwestii teorią fali pilotu-jącej de Broglie’aBohma. Zanim jednak doszło do sformułowania słynnego twierdzenia Bella, pod- dał on krytyce dowody niemożli-wości wprowadzenia zmiennych ukrytych do formalizmu mecha-niki kwantowej. Autor rozprawy interesująco omawia to zagad-nienie przypominając, że Bell nie kwestionował poprawności mechaniki kwantowej, a jedynie niemożliwość jej uzupełnienia. Przełomowym dla prowadzonych przez Balla analiz okazał się rok 1964. Wówczas zaproponował rozwiązanie problemu zmien- nych ukrytych, formułując odpo-wiednie twierdzenie. W swojej pracy z tego roku przedstawia on nierówność, w której zawarte są właśnie ukryte parametry. W rozdziale drugim Pabjan bliżej omawia samo twierdzenie Bella. Ten trudny problem wyma-gał najpierw przybliżenia kwestii terminologicznych, a następnie omówienia założeń związanych
Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015
z tym twierdzeniem. Podsta-wowe znacznie w tym przypadku odgrywa pojęcie lokalności, ale z filozoficznego punktu widzenia nie mniej istotne są pojęcia reali-zmu, przyczynowości oraz de-terminizmu. Autor zaznacza, że fundamentalną rolę odegrały po-jęcia lokalności i realizmu. Pa-bjan wyraźnie pokazuje, że Bell świadom był konsekwencji po-minięcia powyższych założeń. Samo twierdzenie prowadzi do wniosku, że jeżeli „dowolna teo-ria fizyczna przyjmuje warunek lokalności i zarazem warunek re- alizmu, to musi spełniać matema- tyczne wyrażenia zwane nierów-nością Bella”. W następnej części tego rozdziału autor przechodzi do omówienia eksperymental-nych testów związaeksperymental-nych z tym twierdzeniem Bella. Obszernie omawia całe spektrum przepro-wadzanych testów. Jak wiadomo, eksperyment Aspecta ostatecznie
wykazał łamanie tych nierówno- ści. W dalszej części autor zasta-nawia się nad konsekwencjami tego złamania. Jest to ważna część analiz prowadzonych w rozprawie, gdyż odsłania ona głębszy problem stosunku teorii do wyniku eksperymentu. Ostat-nia część rozdziału poświęcona jest dyskusji związanej z recep- cją twierdzenia Bella. Autor roz- poczyna od przedstawiania ewo-lucji rosnącego zainteresowania twierdzeniem. Wiele elementów filozoficznych i pozafilozoficz- nych wpłynęło na jego zrozumie-nie, ale wydaje się, że najważ-niejszymi spośród nich są pojęcia realizmu i nielokalności. Dalsze analizy prowadzone przez autora wskazują na nielokalność, jako główne źródło problemów doty-czących interpretacji twierdzenia Bella. Nie można także pominąć ciekawych rozważań związanych z nieporozumieniami powstają-cymi na tle tych interpretacji. Za autorem monografii warto
przy-Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 toczyć konkluzywne zdanie w tej kwestii: „niemal wszystkie nadin-terpretacje mechaniki kwantowej, a w szczególności samego twier-dzenia Bella, biorą się stąd, że w sposób całkowicie nieuzasad-niony przechodzi się od tej teorii do innych ‘niesamowitych’ i ‘nie-prawdopodobnych’ fenomenów, które albo nie mają nic wspólnego z nauką, albo – w najlepszym wy- padku – nie są jeszcze w wystar- czającym stopniu zbadane i wyja-śnione przez zastosowanie metody naukowej” (s. 223).
Kolejny rozdział pracy Ta-deusz Pabjan poświęca analizie samej lokalności. Jest to ważny głos we wciąż aktualnej dysku- sji nad rolą lokalności (może le-piej nielokalności) w konflikcie zachodzącym między mecha- niką kwantową a szczególną teo-rią względności. Analizę tego problemu autor rozpoczyna od przedstawienia różnych koncep-cji nielokalności, a następnie
wchodzi w dyskusję na temat nie- porozumień związanych z termi- nami „oddziaływanie” i „korela-cja”. Problematyka jest również związana z zagadnieniem kau- zalności. Charakterystyka nielo- kalnych korelacji w istotny spo-sób wpływa na odpowiedź na pytanie o konflikt między me-chaniką kwantową a szczególną teorią względności. Chodzi o to, czy nielokalność kwantowa do-puszcza przenoszenie sygnałów z prędkością większą niż pręd-kość światła, podczas gdy, jak wiadomo, „do wygenerowania i przesłania ‘jakiegokolwiek sy-gnału fizycznego’ potrzebna jest energia (pewna forma materii), a żadna znana fizyce forma ener-gii nie porusza się z taką pręd-kością” (s. 238). Sam Bell, co relacjonuje autor książki, miał z jednej strony dość sceptyczne podejście do stanowiska o po-zornej sprzeczności między tymi
teoriami, ale z drugiej strony wi-Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015
dział, że zbyt ostre rozdzielenie obu teorii może prowadzić do po- ważnych problemów z przyczy-nowością. Nigdy nie twierdził, że nie jest możliwe uzgodnie-nie między mechaniką kwantową a szczególną teorią względności. Nie opowiadając się za skrajnymi stanowiskami, Bell podkreślał, że „nielokalność jest fundamen-talną własnością świata kwan-towego i że własności tej nie da się z opisu świata usunąć żadną prostą metodą” (s. 240). Z kwan-tową nielokalnością musi zmie-rzyć się i mechanika kwantowa, i szczególna teoria względno- ści. Problem nadal jest dyskuto-wany w fizyce. W ostatniej części tego rozdziału autor dość szcze-gółowo omawia przemyślenia Bella nad możliwymi interpreta- cjami fenomenu kwantowej nie-lokalności. Jednym z ostatnich wniosków wyłaniających się z tego rozdziału jest stwierdze-nie, że „wszystkie próby
wyja-śnienia tego, czym jest kwantowa nielokalność i jaka jest relacja tego fenomenu zarówno do teo-rii względności, jak i do innych pozostałych teorii naukowych, wcześniej czy później napoty-kają problem pomiaru i związaną z nim trudność ustalenia granicy pomiędzy światem kwantowym i makroskopowym” (s. 277).
Ostatni rozdział swojej mo-nografii Pabjan poświęca zasy-gnalizowanemu już wcześniej problemowi pomiaru. Jest to nie-rozwiązany problem mechaniki kwantowej, który łączy się z pro-blemem nielokalności kwanto-wej, a zwłaszcza z problemem jasnego określenia obserwabli. Autor rozpoczyna od nakreślenia w tej kwestii stanowiska szkoły kopenhaskiej, która wprowadzała dychotomię między oboma świa- tami oraz od przedstawienia sta-nowiska Bella, który nie widział tak jednoznacznie wyznaczo-
nej granicy. Zdaniem Bella, me-Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 chanika kwantowa nie wyklucza jednorodnego opisu świata. Pa-bjan omawia różne stanowiska w tej kwestii, jednak zauważa, że ciągle pozostaje nierozwiązany problem granicy między oboma światami. W dalszej części roz-ważany jest problem obserwabli. Bell, aby uniknąć nieporozumień z takimi terminami, jak pomiar i obserwacja, proponuje wpro-wadzić nowy termin, który autor tłumaczy jako biabla (w liczbie mnogiej: biable). Zdaniem Pa-bjana, ujawniają się tu te aspekty świata fizyki, „które dotyczą za-gadnień metafizycznych; okazuje się bowiem, że ‘ruchoma granica’ w rzeczywistości jest granicą od-dzielającą dwa światy o całko-wicie różnych ontologiach” (s. 300). Dopóki problem „granicy” nie zostanie dobrze rozwiązany, to „znalezienie wspólnej ontolo- gii opisującej jednocześnie oby-dwa światy jawić się będzie jako wyjątkowo trudne zadanie”.
Ostatnie kwestie poruszane w tej książce dotyczą najpierw sta- nowiska, które Bell określa skró-tem FAPP (for all practical
pur-poses). Głosi ono, że nie należy
przejmować się interpretacyjnymi trudnościami, gdyż nie wpływają one na wyniki mechaniki kwanto-wej. Bell odrzuca takie podejście i wskazuje na dwa rozwiązania, które jego zdaniem są najkorzyst-niejsze dla rozstrzygnięcia in-terpretacyjnych problemów. Za Bellem autor omawia teorię fali pilotującej de Broglie’aBohma oraz teorię spontanicznego ko-lapsu funkcji falowej (Ghirar-diego, Rimini i Webra, GRW).
Na koniec warto dokonać podsumowania recenzowanej książki:
Pabjan dokonał rekonstruk-cji filozoficznych poglądów Johna S. Bella. Zadanie to było trudne, gdyż wymagało wnikli- wego prześledzenia całej spuści-zny naukowej opracowywanego
Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 autora. Bell był przede wszystkim fizykiem i sam dziwił się, gdy za-uważył, że niektóre jego sfor- mułowania mają wydźwięk filo-zoficzny. Pewnym ułatwieniem przy tej rekonstrukcji była – jak zauważa autor książki – „niezwy-kła przejrzystość i logika argu-mentów zawartych w pracach Bella” (s. 18). Warto jeszcze raz podkreślić, że Pabjan zapropo-nował samodzielne analizy ory-ginalnych tekstów irlandzkiego fizyka. Ważnym narzędziem, które posłużyło Pabjanowi do wyłowienia filozoficznych myśli Bella, było solidne wczytanie się w interpretację formalizmu me-chaniki kwantowej.
Analizy prowadzone w roz- prawie w dużym stopniu uzasad-niają użycie terminu „ekspery-mentalna metafizyka”. Dlaczego nie w pełni? Jak słusznie stwier-dza autor, problem leży w za-gadnieniach o charakterze konceptualnym. W obszarze
in-terpretacyjnym zagadnienia te nie mają wymaganej jasności i przej-rzystości. Pabjan dobrze poka-zuje to na przykładzie problemu pomiaru oraz kwantowej nielo-kalności.
Trzeba jednak odpowiedzieć na pytanie: na jakie elementy zwrócił uwagę Pabjan uzasad- niając termin „metafizyka ekspe-rymentalna”? Z rozprawy trzeba je trochę wyławiać. Prace Bella są dobrym przykładem zaciera-nia się wyraźniej granicy między filozofią a nauką. Osiągnięciem autora jest uzasadnienie, że po-stawienie ostrej granicy między filozofią a nauką prowadzi do po-ważnych problemów z interpre-tacją formalizmu teorii. W pracy nie trudno dostrzec, jak interpre-tacja wyłaniająca się z twierdzeń Bella wpływa na kształtowanie się pojęć filozoficznych, np. po-jęcie przyczynowości. Innymi słowy autor pokazał, że nauka (w tym przypadku fizyka,
ma-Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 jąca charakter eksperymentalny) wpływa na modyfikację pojęć fi- lozoficznych (o charakterze me-tafizycznym).
W tym kontekście warto zwrócić uwagę na termin „eks-peryment” w odniesieniu do metafizyki. Jest to coraz silniej pojawiająca się nowa jakość w rozważaniach metametafi-zycznych. Chodzi o to, że me-toda empiryczna może wpływać w sensowny sposób na rozumie-nie przesłanek metafizycznych. Nie można nie zauważyć, że au-tor rozprawy do terminu ekspe-rymentalna metafizyka pochodzi od strony analiz konkretnej teorii naukowej. Nie ma w pracy kla- sycznych metafizycznych rozwa-żań. Autor wyraża przekonanie, że jego propozycja (od nauki do metafizyki), co prawda nie jest nowa, ale znajduje nowe wspar-cie w przemyśleniach Bella. Może się ona przyczynić do roz-wikłania sporów (przynajmniej
niektórych), jakie toczą się w ob-rębie pojęć i kategorii metafi-zycznych. Pabjan słusznie za-uważa, że „‘zwykła’ metafizyka może stać się metafizyką ekspe-rymentalną tylko w takim sensie, że przypisywane jej tradycyjne zagadnienia i problemy uzyskują całkowicie nową interpretację przez to, iż pojawiają się w kon-tekście teorii fizycznych, w ra-mach których przeprowadza się – zgodnie z metodą nauk empi- rycznych – różnego rodzaju eks-perymenty” (s. 22).
Wstęp i zakończenie książki wyraźnie swoim stylem odbie-gają od rozważań prowadzonych w rozprawie. Pomimo tej od-mienności wstęp dobrze wpro-wadza do dalszych analiz. Za-kończenie ma raczej charakter filozoficznego eseju niż podsu-mowania.
Książka Tadeusza Pabjana nie należy do łatwych lektur. Wy-
maga ona przygotowania filozo-Zagadnienia F ilo zoficzne w N auc e | L VIII • 2015 ficznego, a zwłaszcza znajomości (choćby na podstawowym pozio-mie) mechaniki kwantowej.
Swoista odwaga myślenia
autora tej książki może zainspi-rować wielu filozofów, nie tylko filozofów przyrody, by krytycz- nie przyjrzeć się różnym mode-lom związku filozofii z naukami przyrodniczymi i matematyką.
