Struktura rewolucji relatywistycznej i kwantowej w fizyce. Wojciech Sady

ogłoszeniu Struktury podjął on badania nad wczesnymi stadiami rewolucji kwantowej w fizyce (Heilbron & Kuhn 1969; Kuhn 1978). Czytelnika tych jego tekstów uderza, że w narracji historycznej w ogóle nie pojawiają się słowa klucze z kart Struktury: paradygmat, wspólnota naukowa, badania normalne, anomalie, kryzys, badania nadzwyczajne, niewspółmierność itd. Wbrew sugestiom z Posłowia do drugiego wydania Black-Body Theory and the Quantum Discontinuity 1894–1912 (1987) jego model rewolucji naukowych nie leży też implicite u podstaw zawartych tam relacji. Zarazem te teksty są wolne od wspomnianego przed chwilą błędu: omawia się w nich rozwój wczesnych idei kwantowych krok po kroku, szczegółowo analizuje się złożone interakcje między badaniami eksperymentatorów a dociekaniami teoretyków itd. Chyba na zawsze zagadką pozostanie, dlaczego Kuhn nawet nie próbował na podstawie tych prac sformułować nowej teorii rewolucji naukowych. Gdy wracał do problemów filozofii nauki, zawsze punktem wyjścia były twierdzenia z kart Struktury, z których jedne łagodził, inne modyfikował – by do śmierci niczego istotnego nie osiągnąć. Poniżej jego prace nad genezą idei kwantowych – a nie obraz rozwoju nauki z kart Struktury – stanowić będą ważne źródło inspiracji.

      Co innego studia nad historią fizyki, a co innego próba stworzenia teorii przemian, jakim fizyka podlega. Do realizacji tego zadania narracje historyków nie wystarczą – tak jak nie da się teorii naukowych sformułować na podstawie „czystych” wyników eksperymentów. Niezbędne są wyjściowe założenia dotyczące natury ludzkiego poznania, które pozwolą w materiale historycznym dostrzec to, co – z danego punktu widzenia – istotne, odpowiednio zestawić poszczególne epizody, niejednego się domyślić itd. Znalazłem szereg takich założeń w pismach późnego Ludwiga Wittgensteina, zwłaszcza w uwagach O pewności (1969). Choć Kuhn w Przedmowie do Struktury jako źródło własnych inspiracji wymienił książkę Ludwika Flecka Entstehung und Entwicklung einer wissenschaftlichen Tatsache: Einführung in die Lehre vom Denkstil und Denkkollektiv (1935), to początkowo nie zwróciłem na to uwagi. Nie byłem w tym odosobniony: wśród setek komentarzy i polemik, jakie w latach 1960. i 1970. powstały w związku z poglądami Kuhna, nikt choćby słowem nie odniósł się do epistemologii Flecka! Dopiero Wilhelm Baldamus (1977) i jego student Thomas Schnelle (1982) wprowadzili teorię kolektywów myślowych i stylów myślowych na rynek idei. W tym okresie ukazał się też angielski przekład książki Flecka (1979). Lektura Flecka, a także prac Imre Lakatosa o naukowych programach badawczych, „przyjaciół odkryć” z lat 1980. (zob. Nickles ed. 1980), Jona Dorlinga o dedukcyjnym charakterze wielkich odkryć teoretycznych (1971, 1995), Andrzeja Wiśniewskiego o logice pytań (1995), Davida Olsona o świecie na papierze (1994), a wreszcie referat Paula Hoyningen-Huenego o systematyczności jako kryterium naukowości, którego wysłuchałem w Krakowie w 1999 (zob. Hoyningen-Huene 2008, 2013), pozwoliły mi zgromadzić teoretyczne narzędzia niezbędne do ukierunkowanej lektury opracowań z historii fizyki i artykułów fizyków budujących podstawy szczególnej teorii względności oraz wczesnej mechaniki kwantowej. Przedstawię teraz część z tego, czego nauczyłem się od wspomnianych myślicieli – i zapewne nie tylko od ich. Uczynię to wybiórczo, dodając tu i ówdzie myśli własne.

      Jeszcze uwaga o historycznych partiach tekstu, stanowiących większą część niniejszej książki. Nie jestem historykiem nauki, wiele natomiast na ten temat przeczytałem. Zaczęło się wszystko od wykładów z historii fizyki, jakie w 1975/76 wygłosił Andrzej Kajetan Wróblewski na Wydziale Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego; po latach przyjęły one formę książki (Wróblewski 2006). Niedługo potem przeczytałem Istoriję fiziki Spasskiego (1977) i tłumaczenia klasycznych tekstów zawartych w opasłych tomach Dziejów rozwoju fizyki w zarysach (1931). Nie potrafię po tylu latach należycie docenić wpływu rozmaitych historyków nauki na moje myślenie. W pracy nad ostateczną wersją rozdziału 3 pomocne były prace (Tricker 1965, 1966), a zwłaszcza (Darrigol 2000). Użytecznym źródłem wiedzy o powstaniu szczególnej teorii względności był (Darrigol 2005), a o wczesnych pracach Einsteina – (Pais 1982). Proces odkrywania pierwszych wzorów kwantowych przedstawiam głównie za (Kuhn 1978) i (Szymborski 1980). Dzieje badań nad promieniami katodowymi omawiam za (Dahl 1997), ale też za (Anderson 1964) i (Davis & Falconer 1997). Przebieg konstruowania kwantowych modeli atomów i cząsteczek Bohra pomogli mi zrozumieć John Heilbron i Kuhn (1969). Zapewne nie spłaciłem licznych długów, jakie zaciągnąłem u innych autorów. W tekście brak odsyłaczy do prac wymienionych przed chwilą, gdyż zbytnio zaciemniłoby to prowadzone wywody.

      Pierwotnie część historyczna miała dwukrotnie większą objętość, była też zaopatrzona w rysunki pomagające zrozumieć sens omawianych badań i teorii. Narrację skróciłem, jak tylko mogłem, aby nie nadużywać cierpliwości czytelniczek/ków; ostatecznie zostawiałem tylko te epizody, które są niezbędne dla zrozumienia przebiegu rewolucyjnych przeobrażeń obrazów świata. Usunąłem też rysunki, gdyż te bez trudu można znaleźć w internecie, wpisując w wyszukiwarkę (najlepiej po angielsku) odpowiednie hasło czy nazwisko. Osoby nieznające w dostatecznym stopniu fizyki łatwo znajdą potrzebne im objaśnienia w bardzo licznych pracach popularnych. Gdybym ja wprowadził je do tekstu, zmieniłoby to zupełnie charakter tej książki.

      Przy okazji wyjaśnienie. Swą krótką książkę Cognitive Structure of Scientific Revolutions Andersen, Barker i Chen (2006) ilustrują przykładami rewolucji kopernikańskiej, a także zmian systemów klasyfikacji ptaków i poglądów na temat rozszczepienia jądra atomowego. Ujmują je w ramy psychologii poznawczej Lawrence’a Barsalou, co pozwala im sformułować szereg interesujących tez na temat m.in. niewspółmierności pojęć. Nie prowadzą badań podobnych do przedstawionych poniżej: mnie interesuje sam proces powstawania nowych pojęć i systemów twierdzeń, a nie porównywanie pojęć i ujętych w ich ramy poglądów już gotowych. Powstaje natomiast pytanie, czy sam nie powinienem wykorzystać np. dokonań teoretyków umysłu rozszerzonego z lat ostatnich, zamiast poprzestawać na stosowaniu epistemologicznych tez Flecka czy Wittgensteina. Odpowiem na to, że wykorzystuję te tezy na bardzo elementarnym poziomie, a one, jak mi się zdaje, całkiem wystarczają. Jeśli krytycy przekonają mnie – na konkretnych przykładach – że wiele w rezultacie moje analizy tracą, postaram się naprawić błędy i coś jeszcze na te tematy napisać.

      Po raz pierwszy próbowałem zrekonstruować schemat, według którego przebiegają rewolucje naukowe, w (Sady 1981), a potem w (1990) i kilku innych tekstach. Te prace wielokrotnie przerywałem, pochłonięty innymi zagadnieniami. O sytuacjach odkryciogennych pisałem w (2003), o systematyczności badań jako kryterium ich naukowości m.in. w (2009). Proces odkrywania elektronu przedstawiłem i skomentowałem w (2011). O tym, że rewolucyjne odkrycia teoretyczne pojawiają się raczej na papierze niż w głowach uczonych, pisałem w (2013).

      Wszystkie cytaty, jeśli w bibliografii brak tłumaczenia polskiego, przetłumaczyłem sam. Wyróżnienia w cytatach pochodzą zawsze z tekstów oryginalnych.

      Rozdział 1

      OBRAZ ŚWIATA MECHANIKI KLASYCZNEJ

      1.1. UWAGI WSTĘPNE: Wspólnoty naukowe

      Zacznijmy od bardzo ogólnych uwag na temat natury poznania ludzkiego. Człowiek przychodzi na świat wyposażony w organy, dzięki którym może spostrzegać i może myśleć, ale te potencjalne zdolności zostają uaktywnione, dopiero gdy zostanie on poddany procesowi socjalizacji pierwotnej. Kluczową w tym rolę odgrywa opanowanie języka wytworzonego przez wspólnotę, w jakiej dorasta, a także przyswojenie sobie podstawowych poglądów właściwych dla owej wspólnoty. Splecione to jest z wdrażaniem we właściwe dla wspólnoty sposoby życia. Bez tej tresury, która wyposaża umysł w zestaw apriorycznych form i kategorii – znajdujących wyraz w używanych słowach i w sposobach łączenia słów w zdania – człowiek ani nie spostrzega, ani nie myśli.

      Aby zostać naukowcem, jednostka musi wejść w bliskie i długotrwałe