Michał Tempczyk
"Kres pewności : czas, chaos i nowe
prawa natury", Ilya Prigogine,
Warszawa 2000 : [recenzja]
Studia Philosophiae Christianae 37/2, 195-200
Ilya Prigogine, Kres pewności. Czas, chaos i nowe prawa natury, Wyd. W. A. B. i Wyd. CiS, Warszawa 2000, ss. 267.
Jeszcze sto lat tem u uczeni i filozofowie powszechnie sądzili, że rozwój nauki polega głównie na pom nażaniu istniejącej wiedzy, czyli na coraz dokładniejszym poznawaniu tego, co już wiadomo i na odkrywaniu nowych obszarów badawczych, któ re stopniowo włącza się do gm achu uznanej i sprawdzonej wiedzy. M ijające stu lecie zm ieniło ten optymistyczny obraz rozwoju nauki. Powstały mianowicie nowe podstawowe teorie fizyczne, które zaprzeczyły te mu, co o m aterii i jej własnościach mówiła fizyka klasyczna i zmusi ły naukowców do gruntownej przebudow y naukowego obrazu świa ta. Przebudow a ta wciąż trwa, ponieważ nie udało się dotychczas sform ułować teorii fizycznej w spójny i kom pletny sposób tłum a czącej podstaw ową strukturę m aterii i jej własności. N a drodze do jednolitego obrazu świata uczeni napotkali zasadnicze trudności i nie w iadom o naw et w jakim kierunku należy iść, aby je pokonać. Stąd ciągłe trw ają spory na tem at cząstek elem entarnych, istoty czasu i przestrzeni, pochodzenia i historii W szechświata. Z agadnie nia te są często om aw iane w książkach popularyzujących najnowsze osiągnięcia nauki. N iektóre z prezentow anych w nich propozycji mogą łatwo spowodować zawrót głowy. Jest to, jak podejrzewam , jeden z celów, jaki stawiają przed sobą autorzy tych książek, bo wiem sprawy dziwne i tajem nicze budzą większe zainteresow anie niż to, do czego przywykliśmy.
Jednak do namysłu nad podstawowymi założeniam i i pojęciam i nauki zm uszają nie tylko odkrycia nowe, zaskakujące lub rew olu cyjne. K ażda ogólna teoria przyrodnicza rozpoczyna od pewnych pojęć i twierdzeń, których upraszczający ch arakter i granice stają się coraz bardziej widoczne w m iarę jej rozwoju. Z tego powodu istnieją pytania, na które uczeni od setek lat starają się odpowie dzieć i stają wobec nich bezsilni. Często jest tak, że rozwiązanie problem u przyjęte w nauce nie zadowala nas, bowiem doświadcze nie osobiste i obserwacja uczą, iż jest inaczej, dlatego stanowisko nauki w tej sprawie nie może być przyjęte bez zastrzeżeń. Takim nierozstrzygniętym problem em , dyskutowanym już przez starożyt nych filozofów, jest stosunek wolnej woli do determ inizm u zjawisk przyrody. Pytanie dręczące zarów no starożytnych atomistów, jak i nowożytnych fizyków m ożna wyrazić w sposób następujący: Sko
ro, jak dow odzą tego podstaw owe teo rie fizyczne, wszystkie proce sy zachodzące w świecie przebiegają w jednoznaczny, zd eterm ino wany sposób, to w jaki sposób człowiek, który jest dzieckiem przy rody, m oże mieć wolną wolę i być m oralnie odpowiedzialny za swoje czyny?
W ciągu trwającej dwa i pól tysiąca lat dyskusji na ten tem at fo r m ułow ano różne stanowiska, starając się przezwyciężyć sprzecz ność między fizyką i m oralnością, lecz, ogólnie rzecz biorąc, fizyka była faworyzowana w tej rozgrywce z teo rią człowieka. Z punktu widzenia nauki dwa założenia były najważniejsze w tej sprawie: je d noznaczność praw przyrody i odwracalność czasu. Z jednoznaczno ści rozwiązań dynamicznych rów nań fizyki wynika, że procesy m a terialne m uszą przebiegać w jednoznaczny, ustalony sposób, natom iast z odwracalności czasu wyciągano wniosek, że jego upływ niczego nowego nie wnosi. Gdyby w m iarę upływu czasu świat m a terii wzbogacał się na stałe o nowe jakości, to nie byłoby możliwe odw rócenie pewnych zjawisk, bowiem ich dynamika wyróżniałaby jed en kierunek czasu. Tymczasem wszystkie podstawowe rów nania fizyki są odw racalne w czasie!
Jedyną ogólną teorią fizyczną, k tó ra wyłamała się z tego schem a tu i opisywała świat zmienny, rozwijający się w jednym kierunku, była term odynam ika. Jej najwybitniejszy twórca, Ludwig B olt zm ann, zafascynowany teo rią D arw ina, chciał stworzyć podobną ewolucyjną teorię rozwoju m aterii nieożywionej, lecz ostatecznie przegrał z tradycyjnie myślącymi kolegam i i na sto lat zwyciężyło w fizyce przekonanie, że nieodw racalne procesy, w których e n tro pia rośnie, zachodzą tylko w układach złożonych, a sam a entropia jest m iarą naszej niewiedzy.
O d tego czasu wiele się w nauce zmieniło, powstało kilka nowych teorii ogólnych, a wśród nich teo ria chaosu. Jednym z jej wybitnych przedstawicieli jest chem ik Ilya Prigogine, twórca term odynam iki nieliniowej, który od 50 łat konsekw entnie rozwija teorię procesów zachodzących daleko od stanu równowagi. Procesy takie z pew no ścią nie są odw racalne w czasie, ponieważ powstają w nich nowe ca łościowe struktury, których istnienie zależy od dopływu entropii. Ten nieliniowy, dynamiczny obraz historii m aterii na wszystkich p o ziom ach jej budowy, od wszechświata poczynając, a na organi zm ach żywych i człowieku kończąc, jest dosyć dobrze znany i nie on stanowi istotę książki Kres pewności. Prigogine’owi nie wystarczają
wybitne osiągnięcia naukowe, uhonorow ane w roku 1977 N agrodą Nobla z chemii. Jest on przekonany o tym, że oczywisty dla każde go fakt zmienności i rozwoju świata pow inien znaleźć swój wyraz w fundam entalnych praw ach przyrody. N ie zgadza się on z duali stycznym obrazem świata, w którym z jednej strony wszystkie p o d stawowe procesy są odwracalne w czasie, z drugiej zaś, prawie wszystko, co obserwujemy, przebiega w sposób nieodwracalny. Sta nowiące chlubę klasycznej m echaniki odw racalne procesy, takie jak ruch planet, zderzenia kul sprężystych czy spadanie ciał bez oporu powietrza, są w gruncie rzeczy idealizacjami prawdziwych proce sów nieodwracalnych. W ostatnim dziesięcioleciu teoria chaosu przeniknęła nawet do teorii U kładu Słonecznego i okazało się, że harm onijne odw racalne ruchy planet m ają w sobie zalążki niesta bilności i chaosu.
To radykalne zadanie przeform ułow ania najważniejszych teorii fizyki, jakie postawił sobie Prigogine, pow oduje, że jest on w swoim dążeniu odosobniony. O d kilkudziesięciu lat próbuje wraz z gro nem współpracowników sform ułow ać m echanikę klasyczną od p o czątku o p artą na pojęciu praw dopodobieństw a, rezygnującą z poję cia trajektorii. Dzięki wynikom dynamiki nieliniowej dobrze wiadomo, że śledzenie to ru jednego ciała, którego ruch jest niesta bilny, nie jest możliwe w długim okresie czasu i że w związku z tym naturalne jest przejście do opisu statystycznego całych zespołów trajektorii w przestrzeni fazowej. Prigogine, korzystając z rezulta tów uzyskanych przez H. Poincarego w końcu X IX wieku i zapo czątkowanej przez tego m atem atyka teorii rezonansów w układach mechanicznych, chce zrezygnować z sam ego pojęcia trajektorii i z opisu toru pojedynczego obiektu swobodnego. Twierdzi, że na prawdę ciał swobodnych w przyrodzie nie m a i że należy dostoso wać m echanikę do tego faktu, dając jej nowy język i form alizm m a tematyczny. Ten statystyczny form alizm , w którym podstawowym pojęciem jest o p e ra to r Liouville’a, wymaga wzbogacenia przestrze ni stanów o dystrybucje, których teoria pow stała stosunkowo nie dawno. Istota nowego podejścia do ruchu m echanicznego jest przy stępnie om ówiona w rozdziale 5. Czytelnik dostatecznie dobrze znający form alizm m echaniki i fizyki statystycznej m oże zrozumieć, o co tutaj chodzi. Podane przez au to ra pozycje bibliograficzne za wierają prace naukowe, w których szczegółowe zagadnienia są opracow ane w form alny, dokładny sposób.
N a m echanice klasycznej spraw a się nie kończy. Z punktu widze nia problem u nieodw racalności czasu m echanika kwantowa nie różni się od klasycznej, dlatego także wymaga nowego ogólniejsze go sform ułow ania. W prawdzie funkcja falowa m a natu rę staty styczną, co tak bardzo drażniło A. E insteina, lecz dynam ika tej funkcji, zad ana przez rów nanie Schródingera, jest odwracalna w czasie. Jest to poważnym brakiem tej teorii, ponieważ każdy p ro ces pom iaru prowadzi do tak zwanej redukcji funkcji falowej, k tó rej nie udało się fizykom opisać ani zrozum ieć, chociaż dyskutują 0 niej od początku istnienia teorii kwantowej. Problem pom iaru 1 redukcji funkcji stanu stanowi centrum kwantowego obrazu m ate rii i jest on źródłem niezliczonych sporów, propozycji, m odeli, z których niektóre idą bardzo daleko, włączając świadomość obser w atora do czynników konstytuujących wszechświat. Prigogine wie, jak należy zakończyć te spory: Trzeba procesy nieodw racalne w łą czyć do rów nania Schródingera, tworząc dzięki tem u kom pletną i zgodną z faktam i teorię dynamiki świata atomowego. I znowu, tak jak dla m echaniki klasycznej, przestrzeń H ilberta funkcji falowych trzeba poszerzyć o dystrybucje. W rozdziale 6 zawarte jest om ówie nie tego kierunku rozwoju m echaniki kwantowej. Sądząc po po d a nej w nim bibliografii, prace nad tym zagadnieniem są w toku, a uzyskane wyniki są obiecujące.
Treść książki m ożna podzielić n a cztery części. R ozdział 1, n aj dłuższy w catej książce, om aw ia h isto rię pro blem u determ inizm u i wolnej woli od E p ik u ra do naszych dni. Stanowi on sam odzielną całość, tw orząc pu n k t wyjścia propozycji Prigogine’a. Propozycja ta jest treścią następnych pięciu rozdziałów . Trzy pierw sze tw o rzą o k reślo n ą całość tem atyczną, jest w nich bowiem zaw arte om ów ienie podstaw ow ych wyników teo rii chaosu, dotyczących niestabilności, nieodw racalności i praw dopodobieństw a. Wyniki te, p o d an e w przystępnej fo rm ie, są często om aw iane w książ kach pośw ięconych dynam ice nieliniow ej i jak o takie nie są sam e w sobie nowością. Prigogine pisał o nich w swoich innych książ kach. N ajciekaw sze i najw ażniejsze są rozdziały 5 i 6, zaw ierające nowe sform ułow ania obu m echanik, o których w spom inałem p o przednio.
O statnie trzy rozdziały om awiają filozoficzne stanowisko Prigo gine’a. Pokazuje on, jak dzięki tym nowym teoriom fizyki powstaje obraz W szechświata dynamicznego, nieustannie rozwijającego się
i wzbogacającego strukturalnie od W ielkiego W ybuchu aż do cza sów obecnych, gdy gwałtowne procesy kształtow ania się poszcze gólnych poziom ów m aterii zakończyły się, a rozwój polega na two rzeniu coraz bogatszego świata układów makroskopowych, w którym wiodącą rolę pełnią organizmy żywe. A u to r jest optym i stą. Wierzy, że jednolita teoria całej m aterii, uwzględniająca jej dy namikę i rozwój, jest możliwa i powstanie w najbliższym czasie. O to co pisze o tym na ostatniej stronie:
„Tym, co wyłania się obecnie, jest opis leżący dokładnie pom ię dzy przygnębiającymi wizjami świata determ inistycznego i świata w pełni losowego. Praw a fizyki wiodą dziś ku nowej form ie pozna nia, wyrażanej przez nieredukow alne reprezentacje probabilistycz ne. W powiązaniu z niestabilnością, na poziom ie m ikro- i m akro skopowym, te nowe praw a pozwalają wyjaśnić możliwość pojawienia się nowych zdarzeń, nie redukując ich do przewidywal nych i dających się wydedukować konsekwencji czegoś, co działo się wcześniej.”
Powstaje pytanie, czy rzeczywiście uda się naukow com stworzyć tę nową teorię ruchu, opisującą jego nieodw racalny charakter. U ogólnienia filozoficzne i światopoglądowe nie m uszą liczyć się z realnym i możliwościami i ograniczeniam i nauki, dlatego nie za wsze się spraw dzają. Takie jest praw o i ryzyko filozofii nauki. M am jednak zaufanie do Prigogine’a. Z aufanie to wynika z trzech naj ważniejszych cech jego twórczości naukowej i filozoficznej. Po pierwsze, dobrze zna się na tem acie, wszystko sam zrobił lub d o kładnie przem yślał. W swoim filozofowaniu nie odwołuje się do teorii, w których nie jest specjalistą. Po drugie, trzym a się k o n kre tów, nie uogólnia zbyt pochopnie, zawsze zaczyna od całkowicie opracowanych wyników jednostkowych. W taki sposób rozwijał term odynam ikę nieliniową, dlatego stworzył teorię, która, nigdy nie zrywając z tradycją, zm ieniła nasz obraz dynam iki m aterii. I po trzecie, nie fantazjuje i nie ulega m odom m atem atycznym . Nie p i sze o różnych wszechświatach, podróżach w czasie, jeszcze nieod- krytych, lecz postulow anych przez teo rię cząstkach ele m en ta r nych, takich jak bezskutecznie poszukiw ane bozony Higgsa itp. Dobrze wie i czuje, że fizyka jest nauką em piryczną, w której n a d m ierna wyobraźnia m oże łatwo sprow adzić uczonego na m anow ce. Oczywiście z tego pow odu nie m ożna z góry zagwarantować, że idea Prigogine’a okaże się słuszna, a zarysowany przez niego p ro
gram rozwoju m echaniki klasycznej i kwantowej doprow adzi do wyjaśnienia zagadki czasu. W arto jed n a k przeczytać tę ciekawą chociaż tru d n ą książkę.
M ichał Tempczyk
Wydział Filozofii Chrześcijańskiej, UKSW
Piotr M oskal, Spór o racje rełigii, Towarzystwo Naukowe KUL, Lublin 2000, ss. 253.
Z wielu powodów człowiek współczesny powinien interesow ać się religią. Najpoważniejszym z nich, nie zawsze jedn ak należycie docenianym przez różnych myślicieli, jest to, iż religijny wymiar n a leży do konstytutywnych czynników bycia osobą. „M ilczenie współ czesnej antropologii w kwestii pozaziem skiego wymiaru osoby ludzkiej utrudniało głębokie rozum ienie bytu” - brzm iała jed na z konkluzji pierwszej z czterech, obradujących przed W ielkim Ju bi leuszem Wykładowców (3-10 w rześnia 2000 r.) w Rzymie, grup te matycznych (Osoba ludzka: genealogia, biologia, biografia).
J. Navarro-V ails, rzecznik prasowy Stolicy Apostolskiej, powie dział podczas spotkania na K U L -u w osiem dziesiątą rocznicę u ro dzin Ja n a Pawła II: „Podczas, gdy pielgrzymowanie Jan a Pawła II trwa, niektórzy przenikliwi obserw atorzy świata laickiego stwier dzają pewien fakt: w pejzażu kulturalnym Z achodu zaczyna się kru szyć antyreligijny przesąd, który w ostatnich wiekach był obowiąz kową oznaką nowoczesności. K atalizatorem tego fenom enu jest niezwykłe dzieło Jana Pawła II Zachow anie transcen den tne go charakteru osoby ludzkiej uczynił Jan Paweł II - przypom niał także J. N a v a rro -Vals, odwołując się do własnych słów papieża - centralnym punktem swojej odpowiedzialności2.
Czy m oże kogokolwiek dziwić tak wyjątkowe wyczulenie Jana Pawła II na religijny wymiar życia osoby (wyczulenie na transcen dentny ch arak ter osoby ludzkiej), skoro ów żywy wymiar człowie czeństwa (o ile jest żywy, o ile jest przeżywany - co dokum entow
a-1 J. Navarro-Vails, Papież Pielgrzym na drogach świata, Przegląd Uniwersytecki KUL 65(2000)3,21.
