Prawa przyrody? — Ależ to proste

Andrzej M. Sołtan

o książce Waltera Isaacsona "Einstein: jego życie, jego wszechświat"


"Nauczanie rzadko okazuje się prawdziwie skuteczne, z wyjątkiem tych szczęśliwych jednostek, dla których jest ono niemal zbędne" pisał Edward Gibbon (1737-1794), największy historyk angielski doby oświecenia.

Pesymistyczna strona tej refleksji potwierdza się na codzień w masowym wymiarze. O niepowodzeniach edukacji szkolnej świadczy obfitość wszelkiego rodzaju wróżb i horoskopów (czytaj: szarlatanów i oszustów), a także niedawny pomysł amnestii maturalnej, obnażający bezradność państwa wobec porażki systemu edukacji. Dzięki Bogu, od czasu do czasu pojawiają się też osobowości, które dysponując jedynie własnym umysłem przesuwają granice poznania w obszary, “gdzie nie stanęła dotąd ludzka stopa”.

Z dzisiejszej perspektywy wydaje się, że koniec XIX i pierwsza połowa XX wieku obfitowały właśnie w takie wybitne postacie zdolne do przekroczenia granic wyznaczonych przez standardowe nauczanie. Dzięki nim powstały mechanika kwantowa i dwie teorie względności – szczególna i ogólna, czyli nowe koncepcje dotyczące czasu, przestrzeni i grawitacji. W rozwój mechaniki kwantowej, opisującej prawa rządzące materią w mikroskali, znaczący wkład wniosła liczna grupa fizyków. Zasługi wielu doceniono i uhonorowano nagrodami Nobla.

Historia powstania teorii względności miała zgoła inny przebieg. Pewne kłopoty z opisem rozchodzenia się światła dostrzeżone przez fizyków pod koniec XIX wieku doprowadziły do fundamentalnej zmiany w naszym rozumieniu przestrzeni i czasu. Według nowej teorii oba pojęcia straciły własność absolutną. Upływ czasu i rozmiary ciał zależą od układu odniesienia, w którym dokonujemy pomiarów. Inny wynik otrzymamy stojąc na Ziemi, a inny jadąc pociągiem, choć przy małych prędkościach różnice będą niedostrzgalnie małe. Na pierwszy rzut oka przeczy to zdrowemu rozsądkowi, Z drugiej strony – jeżeli nie umiemy nawet zdefinować czym jest czas, to dlaczego ma nas dziwić, że biegnie on inaczej w różnych miejscach?

Inny pozornie drobny fakt, a mianowicie podobieństwo sił bezwładności do siły grawitacji (w spadającej swobodnie windzie, dzięki siłom bezwładności doświadczymy stanu nieważkości – braku grawitacji.), stał się punktem wyjścia do powstania teorii opisującej podstawowe relacje między geometrycznymi własnościami przestrzeni a materią, czyli ogólnej teorii względności.

Sprawcą obu tych rewolucji był Albert Einstein, absolwent politechniki w Zurychu, "techniczny ekspert klasy III" szwajcarskiego urzędu patentowego, wcześniej bezrobotny. Mimo że teorie względności tworzą z mechaniką kwantową fundament współczesnej fizyki i astronomii oraz są wykładane we wszystkich szanujących się uczelniach na świecie, nie zostały za życia Einsteina uznane za dostatecznie pewne, by stanowić uzasadnienie przyznania nagrody Nobla. Owszem, Einstein został jej laureatem, ale za wkład do teorii kwantów.

Biografia Einsteina napisana przez Waltera Isaacsona wyjaśnia, jak do tego doszło, ale przede wszystkim stanowi wspaniałą opowieść o wspaniałym życiu uczonego i – prawdziwie – obywatela świata. “Życiorys naukowy” Einsteina – czemu trudno się dziwić – stanowi motyw przewodni książki, ale dzieło Isaacksona czyta się z ciekawością nie (tylko) dlatego, by dowiedzieć się jakie znaczenie nadał Einstein wielkości znanej obecnie jako stała Plancka, ale – przynajmniej ja tak czytałem – aby skonfrontować swoją wiedzę o Einsteinie nabytą przygodnie z rzetelnym materiałem opartym na źródłach. Rozpowszechniony jest na przykład pogląd, że Eisntein miał w szkole kłopoty z matematyką i raz po prostu oblał egzamin. To wdzięczny temat do kpin z jego nauczycieli: taki geniusz, a oni się nie poznali! – Otóż nie. W szkole z matematyki Einstein miał piątki. Inna sprawa, że jego brak szacunku do autorytetów, również naukowych, był źródłem kłopotów na studiach i przyczynił się do słabej oceny końcowej. Krytyczny stosunek starszych kolegów naukowców do koncepcji Einsteina nie odebrał mu jednak nigdy zaufania do własnych idei. Wiedział, że prędzej, czy później otrzyma nagrodę Nobla. Aspekt finansowy nagrody in spe znalazł się nawet w umowie rozwodowej z pierwszą żoną.

Inna obiegowa opinia: brak konsekwencji w pogladach społecznych. Przez wiele lat występował jako zadeklarowany pacyfista i apelował o powszechne rozbrojenie i nagle w 1939 zwraca się do prezydenta Roosevelta o przyspieszenia prac nad budową broni jądrowej. Takie zachowanie może się wydać niespójne. Ale ... co by się stało, gdyby uczeni III Rzeszy pierwsi skonstruowali bombę?

Działalność publiczna Einsteina wynikała z jego liberalnych, zdecydowanie antytotalitarnych przekonań nawiązujących do demokratycznego socjalizmu. Bliska znajomość pruskiego militaryzmu i – szczęsliwie z oddali – nazizmu, wyrobiły w nim szczere przywiązanie do idei wolności. Zatem pozostając przy swoich lekko lewicowych przekonaniach nie mógł "opowiedzieć się za systemem, który groził eliminacją jednostki jako takiej". Nie miał też złudzeń na temat komunizmu. Pod tym względem zachował znacznie więcej rozsądku, niż wielu intelektualistów zachodnioeuropejskich.

W czym tkwi tajemnica sukcesów Einsteina? Jak to się stało, że jeden człowiek zmienił nasz pogląd na czas, przestrzeń i grawitację? Jego własne słowa pozwalają podać przynajmniej cząstkową odpowiedź: "To wspaniałe uczucie, odkryć jedność w zespole zjawisk, które na pierwszy rzut oka nie mają ze sobą nic wspólnego" oraz "... przyroda jest realizacją tego, co jest najprostsze do pomyślenia pod względem matematycznym". Czyli zdolność kojarzenia pozornie odległych faktów i wewnętrzne przekonanie o prostocie praw przyrody. Przekonania tego Einstein nie próbował udowadniać. "Po prostu opierał się na głębokiej intuicji, że tą właśnie zasadą kierował się Bóg, tworząc wszechświat".

Einsteina wiara w prostotę "pierwszych zasad", która legła u podstaw sukcesów jego teorii, w drugiej połowie życia nie pozwoliła mu zaakceptować fundamentalnych założeń mechaniki kwantowej. Teoria względności, choć na wskroś radykalna, opisywała świat, w którym przestrzegane są związki przyczynowo-skutkowe i nie ma miejsca na przypadek, a właśnie przypadek i dowolność stały się wyznacznikiem teorii kwantów: "Przez resztę życia nie dał się przekonać, że w królestwie mechaniki kwantowej panują rzeczywiście niepewność i prawdopodobieństwo". Twierdził, że "nie da się zrobić teorii z mnóstwa ⋙może⋘ – wyjdzie rzecz z gruntu fałszywa, nawet jeśli empirycznie i logicznie będzie się wydawać poprawna". W liście do Nielsa Bohra ujął to zwięźle: "Bóg nie gra w kości". Dziś jesteśmy przekonani, że "kapryśne zachowania procesów kwantowych" są rzeczywistością, a Einstein w tym miejscu się mylił. Ale nawet jego pomyłki przyczyniły się do rozwoju fizyki. Przez ponad 30 lat wysuwał zastrzeżenia do mechaniki kwantowej i zmuszał jej twórców do bardziej precyzyjnego formułowania wniosków i w efekcie do głębszego zrozumienia praw przyrody.




Home O książkach Publications After hours Wielka Woda