Alchemik, teolog, historyk, matematyk, fizyk...

Andrzej M. Sołtan

o książce Jerzego Kierula "Newton"


"Odkrycie tak wielu i tak wartościowych prawd filozoficznych (...)
nigdy dotąd nie było dziełem talentu i pracowitości jednego człowieka."

(Edmund Halley w omówieniu Principiów Newtona)

Odkrywanie praw rządzących Przyrodą zawsze biegło krętą ścieżką, pełną ślepych rozgałęzień. Niepowodzenia na tej drodze spotykały zarówno umysły wielkie, jak i mizerne. Tym pierwszym – nielicznym – udawało się jednak od czasu do czasu pójść we właściwym kierunku. Lektura "Newtona" Jerzego Kierula ukazuje taką właśnie historię sukcesów i porażek. Tak – i porażek. Bowiem w długim naukowym życiorysie Izaaka Newtona obecne są również badania, które należałoby określić co najwyżej jako spekulacje paranaukowe.

Nie ma pewności, którą dziedzinę swoich dokonań cenił najwyżej sam autor rewolucji naukowej. Wydaje się, że więcej czasu poświecał Newton doświadczeniom alchemicznym niż rachunkowi różniczkowemu i całkowemu, a badaniom historii narodów starożytnych niż mechanice i teorii grawitacji. Pod koniec życia musiał chyba zdać sobie sprawę, że prace alchemiczne, których zresztą nie publikował, nie przybliżyły go do tajemnicy kamienia filozoficznego, natomiast prawo powszechnego ciążenia, choć także tajemnicze, jest autentycznym skarbem wydartym Przyrodzie.

Chociaż obecnie jesteśmy przekonani, że istnieje immanentny związek fizyki z matematyką, to historie rozwoju obu dziedzin nauki kształtowały się odmiennie. O ile badania otaczającego świata często prowadziły na bezdroża, to matematycy zawsze poruszali się do przodu, w najgorszym przypadku stali w miejscu, ale nigdy nie musieli się cofać. Książka Jerzego Kierula niejako mimochodem pokazuje tę metodologiczną przepaść oddzielająca fizykę od matematyki. "Mimochodem" nie oznacza tu "nie przywiązując wagi", a raczej "przy okazji". A okazja też jest nie lada jaka. Możemy przyjrzeć się drodze życiowej jednego z najwybitniejszych fizyków wszech czasów. Początki nie wróżyły najlepiej. Syn zamożnego, choć niepiśmiennego chłopa mógł być może liczyć na powiększenie rodzinnego majątku, albo w najlepszym razie – po wstąpieniu do stanu duchownego – na podjęcie obowiązków pastora w jakiejś okolicznej parafii. Tymczasem, Newton przechodzi kolejne szczeble purytańskiej edukacji, od wiejskej szkółki po profesurę w Kolegium Świętej Trójcy w Cambridge. Staje się sławny, po drabinie społecznej przesuwa się wzwyż wiele szczebli, zostaje wysokim urzędnikiem Korony, przebywa wśród wielkich ówczesnej Anglii, by ostatecznie spocząć na wieki w Opactwie Westminsterskim.

Napawa optymizmem fakt, że mimo pewnych "wahań kursu", w każdej epoce cenione były przymioty umysłu, jeżeli tylko wyrastały dostatecznie wysoko ponad przeciętność. Na nic by się bowiem zdało poparcie prowincjonalnych pastorów, ojczyma i wuja, gdyby kolejni protektorzy nie dostrzegli w Newtonie iskry geniuszu.

Badania naukowe, których celem jest poznanie praw rządzących światem materialnym są (niemal) zawsze obarczone wadą zasadniczą – opierają się na rozumowaniu indukcyjnym: na podstwie konkretnych obserwacji usiłujemy sformułować wnioski ogólne, które ubieramy w formę praw Przyrody. Trzeba jednak pamiętać, że samo przejście "od szczegółu do ogółu" dokonuje się w naszym umyśle i wobec tego to my (a nie Przyroda) bierzemy za nie odpowiedzialność. W tym miejscu tkwi istota geniuszu Newtona. Mając do dyspozycji obserwacje ruchu Księżyca i planet sformułował prawo POWSZECHNEGO ciążenia, które faktycznie okazało się obowiązywać (prawie) zawsze i wszędzie. Ten krok myślowy rozszerzajacy pewne jednostkowe zdarzenia na cały Wszechświat może się dziś wydać niemal oczywisty, ale w XVII w. okazał się wielkim skokiem ludzkości przyjętym sceptycznie przez wielu współczesnych Newtonowi "filozofów przyrody".

Intuicja Newtona zderzyła się w tym miejscu z intuicją drugiego wielkiego umysłu – Kartezjusza. Ten skrajny racjonalista również szukał odpowiedzi na pytanie, jakie siły sprawiają, że planety krążą wokół Słońca. Codzienne doświadczenie uczy nas, że aby zmienić tor ciała musimy je pociągnąć albo popchnąć. Tocząca się kula bilardowa, która zmienia swój bieg tylko w chwili zderzenia z inna kulą lub bandą jest tego przekonującym przykładem. Istotnie, już nie pojedyńcze obserwacje, ale niemal wszystko, co widzimy wokół mówi nam, że nie ma sił działających na odległość. Każde poruszające się ciało jest popychane przez inne, a to inne przez kolejne i tak dalej. Zatem cała przestrzeń musi byc wypełniona jakimiś niewidzialnymi drobnymi kulkami, które – same się poruszając – wprawiają w ruch wszystkie ciała makroskopowe. Kartezjusz pewnie by się zgodził, że Newtona siła grawitacji jest zgrabną konstrukcją matematyczną, ale nic poza tym. Dziś ten kartezjański Wszechświat wypełniony poruszającymi wszystko kosmicznymi wirami jawi się jako wydumany i dziwaczny. Współczesnym wydawał się jednak bardziej atrakcyjny niż grawitacja Newtona.

Oba modele, Kartezjusza i Newtona, de facto zawierały w sobie elementy umykające obserwacjom. Zarówno nie można dostrzec sposobu, w jaki oddziaływanie grawitacyjne jest przenoszone na dowolnie duże odległości, jak też nie widać żadnych kosmicznych wirów. Teoria Newtona miała jednak wielką zaletę: posiadała zdolność przewidywania. Można było obliczyć położenia planet w dowolnym momencie przyszłości. Następnie poczekać i sprawdzić, czy przewidywania się spełniają. Ta własność teorii Newtona wynika oczywiście z jej matematycznego sformułowania. Opisanie zależności fizycznych za pomocą równań matematycznych wprawdzie nadal nie daje odpowiedzi na pytanie "dlaczego", ale dla celów praktycznych na ogół wystarcza nam, że wiemy "jak".

Wprzęgnięcie matematyki do opisu Przyrody zdecydowało o sukcesie Newtona i – co niepomiernie ważniejsze – o powstaniu nowoczesnej nauki. Od tej chwili, teoria fizyczna, której nie można sformułować w sposób matematyczny, lub która nie spełnia warunków poprawności matematycznej, nie będzie już traktowana poważnie. W tym miejscu raz jeszcze wracamy do problemu "nieomylności" matematyki. Nie ma tu żadnej tajemnicy. Matematyka tworzy konstrukcje korzystając wyłącznie z dedukcji i wobec tego, podobnie jak Sherlock Holmes, nie może się mylić. Gdy matematyk wybiegnie jednak poza obszar swych zainteresowań zawodowych – bywa różnie. Newton w polemice z innym wielkim matematykiem, Leibnizem, aby wykazać swoje pierwszeństwo w odkryciu rachunku różniczkowego gotów był posuwac się nawet do niewielkich oszustw. Tego również dowiemy się z dzieła Jerzego Kierula.

Wydawcy książek popularnych twierdzą podobno, że lęk przed matematyką jest tak powszechny, iż każdy wzór matematyczny umieszczony w tekście zmniejsza liczbę nabywców książki o połowę. Muszę w tej sytuacji dodać, że w "Newtonie" nie ma wielu wzorów.




Home O książkach Publications After hours Wielka Woda