Poprzednia część „Struktury rzeczywistości (Nie .PDF)”
W takim przypadku stara teoria staje się zbędna i uzyskujemy lepsze zrozumienie bez konieczności uczenia się tak dużo, jak poprzednio. Takie wydarzenie miało miejsce, kiedy teoria Mikołaja Kopernika, mówiąca, że Ziemia porusza się wokół Słońca, wyparła skomplikowany system Ptolomeusza, w którym Ziemia znajdowała się w środku Wszechświata. Innym razem nowa teoria może być prostsza niż teoria istniejąca, tak jak wtedy, kiedy arabska (dziesiętna) notacja liczbowa wyparła notację rzymską. (W tym przypadku teoria działa pośrednio. Każda notacja prowadzi do pewnych operacji, stwierdzeń i pomysłów dotyczących liczb, które są w tej konkretnej notacji prostsze niż w innych, a więc obejmuje ona teorie dotyczące interesujących i użytecznych relacji pomiędzy liczbami). Albo też nowa teoria jest unifikacją dwóch starych, umożliwiając lepsze zrozumienie niż obie te teorie oddzielnie, jak na przykład stało się, kiedy Michael Faraday i James Clerk Maxwell zunifikowali teorie elektryczności i magnetyzmu w jedną teorię elektromagnetyzmu. W warstwie pośredniej lepsze wyjaśnienie jakiegokolwiek problemu prowadzi do postępu w technikach, języku i pojęciach, za pomocą których staramy się zrozumieć inne problemy, a więc nasza wiedza jako całość, choć coraz większa, może stawać się strukturalnie łatwiejsza do zrozumienia.
Oczywiście zdarza się często , że nawet kiedy stare teorie wyparte zostają przez teorie nowe, nie ulegają one zupełnemu zapomnieniu. Po dziś dzień do pewnych celów wykorzystuje się liczby rzymskie. Skomplikowane metody, których ludzie używali niegdyś w celu obliczenia, że XIX razy XVll równa się CCCXXlll, nie są już oczywiście stosowane, ale nie ulega wątpliwości, że są one znane na przykład historykom matematyki. Czy oznacza to, że niemożliwe jest zrozumienie wszystkiego, co jest zrozumiane” bez znajomości liczb rzymskich i wchodzenia w arkana ich arytmetyki? Oczywiście nie. Współczesny matematyk, który z jakichś powodów nie słyszał nigdy o cyfrach rzymskich, rozumie bez wątpienia całą znaną w starożytności matematykę. Nauczenie się cyfr rzymskich nie przyczyni się do poszerzenia tej wiedzy, stanie się jedynie poznaniem nowych faktów – faktów historycznych i faktów dotyczących własności pewnych arbitralnie określonych symboli, a nie nową wiedzą na temat własności liczb. To tak, jakby zoolog nauczył się tłumaczyć nazwy gatunków na inny język lub jakby astrofizyk dowiedział się, w jaki sposób różne kultury grupowały gwiazdy w gwiazdozbiory.
Odrębnym problemem jest pytanie, czy znajomość arytmetyki liczb rzymskich może być konieczna do zrozumienia historii. Przyjmijmy, że jakaś teoria historyczna – jakieś wyjaśnienie – zależy od konkretnych sposobów, jak mnożyli liczby starożytni Rzymianie (tak jak, na przykład, istnieje hipoteza, że stosowane w starożytnym Rzymie specyficzne techniki hydrauliczne z wykorzystaniem ołowianych rur spowodowały zatrucie wody i przyczyniły się do upadku imperium). Aby zrozumieć historię, a więc zrozumieć wszystko, co jest zrozumiane, musimy znać te metody. Jednak żadne współczesne wyjaśnienie historii nie jest oparte na metodach mnożenia, a więc wiadomości o nich można traktować jako zwykłe opisanie faktów. Kiedy, dla przykładu, rozszyfrowujemy starożytny tekst, który o nich wspomina, możemy zawsze się z nimi zapoznać.
Kontynuując kreślenie linii oddzielającej zrozumienie od „zwykłej” wiedzy, chcę zaznaczyć, że nie jest moim celem pomniejszanie znaczenia informacji, które nie zawierają w sobie żadnego wyjaśnienia. Mają one fundamentalne znaczenie i dla reprodukcji mikroorganizmów (poprzez informacje zawarte w cząsteczkach DNA) i dla najbardziej abstrakcyjnych form ludzkiego myślenia.
Cóż więc odróżnia zrozumienie od „zwykłej” wiedzy? W czym wyjaśnienie różni się od zwykłego przedstawienia faktów, takich jak poprawny opis lub przewidywanie? W praktyce nie mamy zazwyczaj trudności ze zrozumieniem tej różnicy. Wiemy, kiedy czegoś nie rozumiemy, nawet jeśli potrafimy to coś dokładnie opisać lub przewidzieć (jak w przypadku choroby, której źródła nie są znane) i wiemy, kiedy wyjaśnienie pozwala nam na lepsze tego czegoś zrozumienie. Trudno jest jednak podać precyzyjną definicję „wyjaśnienia” lub „zrozumienia”. Z grubsza chodzi nam o odpowiedź na pytanie „dlaczego?”, a nie „co?”; interesujemy się mechanizmami funkcjonowania i tym czym rzeczy są w swojej istocie, a nie tym, co się z nimi dzieje; przedmiotem naszych dociekań są głębokie prawa przyrody, a nie powierzchowne „reguły gry”. Chodzi nam również o spójność, elegancję i prostotę – przeciwieństwo dowolności i nadmiernego skomplikowania, choć wszystkie te pojęcia nie są łatwe do zdefiniowania. W każdym razie zrozumienie jest jedną z wyższych funkcji ludzkiego mózgu i świadomości, i to funkcją wyjątkową. Wiele innych układów fizycznych, takich jak mózgi zwierząt, komputery i inne urządzenia posiada zdolność asymilowania faktów i adekwatnych działań. Nie wiemy jednak o niczym, co zdolne byłoby do zrozumienia wyjaśnienia (nie mówiąc o potrzebie takiego zrozumienia) oprócz ludzkiej świadomości. Każde odkrycie nowego wyjaśnienia i każdy akt absorpcji istniejących wyjaśnień powiązany jest z niepowtarzalną ludzką zdolnością do kreatywnego myślenia.
O tym, co zdarzyło się z numeracją rzymską, można myśleć jak o degradacji teorii wyjaśniającej do poziomu opisu faktów. Takie degradacje mają miejsce w trakcie rozszerzania naszej wiedzy. Początkowo numeracja rzymska była elementem pojęciowych i teoretycznych ram, dzięki którym posługujący się nią ludzie rozumieli świat. W chwili obecnej jednak uzyskane w ten sposób zrozumienie jest jedynie niewielką częścią głębszego zrozumienia :zawartego we współczesnych teoriach matematycznych, a pośrednio w notacji przyjętej współcześnie.
Ilustruje to dobrze jeszcze jeden atrybut zrozumienia. Możliwe jest zrozumienie czegoś bez wiedzy, że ktoś to zrozumiał, a nawet nie posiadając wiedzy na ten temat. Może się to wydawać paradoksalne, ale oczywiście istota głębokiego, ogólnego wyjaśnienia polega właśnie na tym, że obejmuje ono z równym powodzeniem sytuacje znane i nieznane. Współczesny matematyk stykający się po raz pierwszy z notacją rzymską może nie zorientować się natychmiast, że ją rozumie.
Musi najpierw nauczyć się faktów mówiących, czym ona jest, a następnie przemyśleć je w kontekście znanego mu zrozumienia matematyki. Po dokonaniu tego może powiedzieć retrospektywnie: „tak, w rzymskim systemie liczbowym nie ma nic nowego poza faktami”. W tym właśnie zawiera się sens stwierdzenia, że jeśli chodzi o funkcję wyjaśniającą, system rzymski jest przestarzały.
Podobnie kiedy mówię, że rozumiem, jak krzywizna przestrzeni i czasu wpływa na ruch planet nawet w układzie planetarnym, o którym nigdy nie słyszałem, nie oznacza to, że twierdzę, iż bez zastanowienia potrafię wyjaśnić wszelkie pętle i odchylenia orbity dowolnej planety. Mam na myśli , że rozumiem teorię, która obejmuje wszystkie te wyjaśnienia i że z tego powodu jestem w stanie objąć wszystkie szczegóły tego ruchu, o ile znać będę pewne fakty dotyczące planety. Uczyniwszy to, będę mógł powiedzieć retrospektywnie: „tak, w ruchu tej planety widzę jedynie fakty, które mogą być wyjaśnione przez ogólną teorię względności”. Rozumiemy strukturę rzeczywistości, gdy rozumiemy wyjaśniające ją teorie. A ponieważ wyjaśniają one więcej niż to, czego jesteśmy bezpośrednio świadomi, rozumiemy więcej niż to, co bezpośrednio wydaje nam się zrozumiałe.
Nie chcę przez to powiedzieć, że ze zrozumienia teorii wynika n a t y c h m i a s t o w e zrozumienie wszystkiego, co teoria ta wyjaśnia. W przypadku bardzo głębokiej teorii zwrócenie uwagi na fakt, że wyjaśnia ona jakieś zjawisko, może być samo w sobie znaczącym odkryciem wymagającym odrębnego wyjaśnienia . Dla przykładu, kwazary, niezwykle jasne źródła promieniowania znajdujące się w środkach niektórych galaktyk, stanowiły przez wiele lat zagadkę dla astrofizyków. Przez pewien czas sądzono, że do ich wyjaśnienia konieczna będzie nowa fizyka, ale teraz wiemy, że do ich zrozumienia wystarcza ogólna teoria względności i inne teorie, które znane były już w momencie, kiedy kwazary zostały odkryte. Sądzimy, że kwazary składają się z gorącej materii spadającej do czarnych dziur (zapadniętych gwiazd, których pole grawitacyjne jest tak potężne, że nic nie może wydostać się z ich wnętrza). Jednak dojście do tej konkluzji wymagało wielu lat badań, obserwacyjnych i teoretycznych. Teraz, kiedy wierzymy, że osiągnęliśmy pewien stopień zrozumienia kwazarów, nie uważamy, że posiadaliśmy to zrozumienie poprzednio. Wyjaśnienie kwazarów, choć dokonane za pomocą istniejących teorii, doprowadziło nas do istotnie nowego poziomu zrozumienia. Tak więc podobnie jak trudno zdefiniować, czym jest wyjaśnienie, tak trudno jest określić, kiedy dodatkowe wyjaśnienie powinno być uważane za niezależną składową tego, co jest zrozumiane, a kiedy powinno być włączone jako element głębszej teorii. Choć niełatwo to zdefiniować, w praktyce bez większego kłopotu udaje się stwierdzić, że ma się do czynienia z nowym wyjaśnieniem. I znów różnica związana jest z ludzką kreatywnością.
Kiedy rozumie się ogólną teorię względności, wyjaśnienie ruchu konkretnej planety jest czynnością mechaniczną, choć może być ona bardzo skomplikowana. Jednak wykorzystanie istniejącej teorii do wyjaśnienia kwazarów wymagało kreatywnego myślenia. Tak więc, aby zrozumieć wszystko, co zrozumiane jest w ramach współczesnej astrofizyki, należy znać teorię kwazarów, ale nie trzeba wiedzieć, po jakiej orbicie krąży jakaś planeta.
Chociaż liczba znanych nam teorii narasta w sposób lawinowy, podobnie jak liczba faktów obserwacyjnych, nie oznacza to, że zrozumienie całości struktury musi koniecznie być trudniejsze niż dawniej. Bowiem wprawdzie liczba szczegółowych teorii staje się coraz większa, wciąż następuje proces „degradacji”, w efekcie którego są one pochłaniane przez ogólniejsze teorie, których jest co raz mniej, a jednocześnie są one bardziej głębokie i ogólne. Mówiąc „bardziej ogólne”, mam na myśli, że każda z nich ma więcej do powiedzenia na temat szerszego spektrum zjawisk niż wiele oddzielnych teorii poprzednio; zaś mówiąc „bardziej głębokie” – że każda z nich wyjaśnia więcej, zawiera w sobie więcej rozumienia niż wszystkie jej poprzedniczki razem wzięte.
Kiedy wieki temu wznoszono wielkie budowle, takie jak mosty lub katedry, angażowano mistrza budowlanego. Miał on wiedzę na temat, jak zapewnić wytrzymałość budowli przy minimalnych kosztach i nakładach. Nie potrafiłby wyrazić swojej wiedzy we współczesnym języku matematyki i fizyki. Wiedza ta stanowiła złożoną kombinację intuicji, nawyków i reguł sztuki, których budowniczy nauczył się od swojego mistrza, a następnie uzupełnił własnymi spostrzeżeniami i doświadczeniem zawodowym. Jednak nawet te intuicje, nawyki i reguły gry tworzyły w efekcie teorię (w mniej lub bardziej jawnej postaci) zawierały rzeczywistą wiedzę na temat tego, co współcześnie nazywamy inżynierią i architekturą. Właśnie znajomość tych teorii decydowała o zatrudnieniu budowniczego, choć były one, w porównaniu do teorii współczesnych, bardzo niedokładne i o ograniczonym zasięgu. Kiedy podziwiamy liczące wieki konstrukcje, zapominamy często, że widzimy jedynie te, które przetrwały. Olbrzymia większość budowli powstałych w wiekach średnich i wcześniej runęła już dawno temu, częstokroć wkrótce po wzniesieniu. Dotyczy to szczególnie budynków, przy konstrukcji których zastosowano jakieś innowacje. Wiadomo było, że wprowadzenie unowocześnień zwiększa ryzyko katastrofy i budowniczowie rzadko odchodzili od projektów i technologii, których użyteczność potwierdzona została długoletnim doświadczeniem. W przeciwieństwie do tego, współcześnie rzadko zdarza się, aby jakakolwiek budowla, nawet zupełnie niepodobna do tego, co wznoszono wcześniej, runęła z powodu błędów konstrukcyjnych. Wszystko to, co średniowieczny budowniczy potrafił wybudować, może być stworzone przez jego współczesnych kolegów taniej i znacznie mniejszym nakładem pracy. Potrafimy tworzyć budowle, o których dawniej nawet się nie śniło, takie jak drapacze chmur czy stacje kosmiczne. Możemy korzystać z materiałów, o których wcześniej nie słyszano, jak włókna szklane lub
zbrojony beton, których średniowieczny budowniczy nie potrafiłby zastosować, nawet gdyby w jakiś sposób uzyskał do nich dostęp, po prostu dlatego, że jego rozumienie własności materiałów budowlanych było bardzo ograniczone i nieprecyzyjne.
Postęp, który doprowadził nas do współczesnej wiedzy, nie polegał na kumulowaniu teorii podobnych do tych, jakie były w posiadaniu średniowiecznego budowniczego.
Nasze wiedza – i ta bezpośrednia, i pośrednia – jest nie tylko niepomiernie większa, ale również strukturalnie odmienna. Jak powiedziałem, współczesnych teorii jest mniej, ale są za to bardziej ogólne i głębokie. Dawny mistrz budowlany znał oparte na intuicji lub regułach sztuki recepty, które stosował w czasie budowy obiektów należących do jego repertuaru, polegające na przykład na umiejętności podjęcia decyzji, jakiej grubości powinna być dana ściana nośna . Przepisy te mogły jednak prowadzić do tragicznie nieadekwatnego rozwiązania w nowych sytuacjach. Dzisiaj analogiczne decyzje podejmujemy posługując się teorią wystarczająco ogólną, że może być ona zastosowana do obiektów zbudowanych z dowolnego materiału i dowolnym miejscu: na powierzchni Księżyca, pod wodą lub gdziekolwiek. Ogólność tej teorii związana jest z głębokim zrozumieniem cech materiałów i konstrukcji budowlanych. W celu określenia grubości ściany zbudowanej z nowego materiału stosuje się tę samą teorię jak w przypadku innych ścian, a jedyna różnica polega na tym, że punktem wyjścia do obliczeń są inne dane: stosuje się inne wartości liczbowe określonych parametrów. Należy jedynie dotrzeć do tych nowych wartości, takich jak wytrzymałość na naprężenia lub elastyczność materiałów, zaś nie jest wymagana nowa jakość zrozumienia.
Fragment I rozdziału
David Deutch: „Struktura rzeczywistości” (Nie .PDF)
wydane przez Prószyński i S-ka
ISBN 83-7469-412-2