Newton w stringach, czyli o krytykowaniu nowatorskich idei w nauce

Dział: Technologie, Temat: Nauka

Co i rusz w Salonie24 (ale nie tylko) pojawia się krytyka teorii strun (którą ja wolę nazywać hipotezą stringów). Argumenty są wciąż takie same: a to, że jest czystą matematyką bez związku z realnym światem; a to, że nie została udowodniona; a to, że jest zbyt dziwaczna, aby mogła być prawdziwa... Nihil novi sub sole. Właściwie każda nowatorska koncepcja, poczynając od systemu heliocentrycznegoKopernika, była atakowana kiedyś w podobny sposób.

Dla przykładu przyjrzyjmy się, jakie były pierwsze reakcje świata na ideę powszechnej grawitacji, przedstawionej w dziele Newtona Matematyczne zasady filozofii naturalnej. Oto fragment anonimowej recenzji, która ukazała się we francuskim czasopiśmie naukowym w rok po wydrukowaniu Zasad:

Praca pana Newtona to mechanika, najbardziej doskonała, jaką można sobie wyobrazić, gdyż nie jest możliwe przeprowadzenie dowodów bardziej dokładnych i ścisłych (…) Trzeba jednak przyznać, że dowodów tych nie można traktować inaczej jak tylko dowody mechaniczne; rzeczywiście, sam autor, na końcu strony czwartej i początku piątej, przyznaje, że rozważał ich zasady nie jako fizyk, lecz jako geometra.

Przyznaje on to samo na początku księgi trzeciej, gdzie mimo to usiłuje wyjaśnić system świata. Ale jest to uczynione tylko z pomocą hipotez, których większość jest arbitralna, może więc z tego powodu służyć jako podstawa tylko do traktatu z czystej mechaniki. Opiera on swe wyjaśnienie nierówności pływów na zasadzie, że wszystkie planety wzajemnie grawitują ku sobie... Przypuszczenie to jednak jest arbitralne, ponieważ nie zostało udowodnione; dowód na nim oparty może więc tylko dotyczyć mechaniki.

Zastąpmy słowo „mechanika” słowem „matematyka”, a otrzymamy – wypisz, wymaluj – współczesną krytykę hipotezy stringów...

No tak, ale powyższy tekst to uwagi jakiegoś anonima, który być może nie całkiem zrozumiał, o co w Zasadach chodziło. Jak zatem odbierali tę księgę najwięksi uczeni przełomu XVII i XVIII wieku? W dziele Christiaana Huygensa Rozprawa o naturze ciężkości znajdujemy:

Nie zgadzam się z zasadą, według której wszystkie małe części, jakie możemy sobie wyobrazić w dwóch lub więcej różnych ciałach, przyciągają się nawzajem, czyli dążą do zbliżenia do siebie. Jest to coś, z czym nie mogę się zgodzić, ponieważ wierzę, że widzę jasno, iż przyczyny takiego przyciągania nie można wyjaśnić żadnymi zasadami mechaniki.

A w liście do Gottfrieda Leibniza Huygens tak pisał o Newtonie:

Nie jestem przekonany przez jego teorie budowane na zasadzie przyciągania, która wydaje mi się absurdem, jak to już wspomniałem w dodatku do Rozprawy o naturze ciężkości. Dziwię się często, jak mógł on zadać sobie taki trud wykonania licznych badań i trudnych rachunków, niemających innej podstawy niż ta zasada.

Sam Leibniz też ostro krytykował Newtona:

Jego filozofia wydaje mi się dość dziwna i nie wierzę, żeby ją można było uzasadnić. Jeśli każde ciało jest ciężkie, to stąd wynika (cokolwiek jego zwolennicy powiedzą i jakkolwiek gorąco będą zaprzeczać), że grawitacja jest scholastyczną właściwością ukrytą, albo wynikiem cudu... Mocno popieram filozofię eksperymentalną, ale pan Newton bardzo daleko od niej odchodzi, kiedy twierdzi, że wszystka materia obdarzona jest ciężkością (lub że każda cząstka materii przyciąga każdą inną jej cząstkę), co na pewno nie zostało potwierdzone doświadczalnie.

Obecnie wszystkie te opinie wydają się nam śmieszne. Ale zaakceptowanie prawa powszechnego ciążenia zajęło naukowcom ładne kilkadziesiąt lat. Nawet tacy wybitni osiemnastowieczni uczeni jak Jean d'Alembert czy Leonhard Euler przez pewien czas kwestionowali uniwersalność tego prawa.

Podobnie negatywnie wypowiadano się o atomistycznej koncepcji budowy materii, teorii względności, mechanice kwantowej... Miażdżącej krytyki doczekało się nawet tak – wydawałoby się – niewinne prawo Ohma (które przecież nie wywraca do góry nogami obowiązującego wcześniej obrazu świata, a jedynie opisuje związek między napięciem a natężeniem prądu w obwodzie). Oto co pewien niemiecki profesor napisał o książce Georga Ohma Obwód galwaniczny opisany matematycznie, w której to prawo zostało sformułowane:

Każdy, kto patrzy na świat z szacunkiem dla jego urządzenia, musi odwrócić się od tej książki jako produktu nieuleczalnego urojenia, którego jedynym celem jest umniejszenie dostojeństwa przyrody.

Zupełnie jakbym czytał niektórych tutejszych blogerów i komentatorów!...

Opisane fakty są dobrze znane tym, którzy interesują się historią fizyki. Powinny one uczyć pokory w próbach oceny wszelkich nowatorskich idei. Niestety, wciąż jest wielu takich, co z wysokości swego autorytetu wali z grubej rury, co jest dobrą fizyką, a co nie, a wyłącznym kryterium ich oceny jest ich własne (czyli „jedynie słuszne”) wyobrażenie, jak powinny wyglądać badania i teorie naukowe.

Na zakończenie, aby uniknąć nieporozumień, chciałbym po raz n-ty zakomunikować, że nie mam zielonego pojęcia, czy hipoteza stringów jest prawdziwa, czy nie. Nie mnie to oceniać. Wiem jednak, że należy traktować ją poważnie. Stanowi próbę opisu realnego świata w najdrobniejszej skali i w chwili obecnej nie ma żadnych doświadczalnych podstaw, żeby ją odrzucić. Dopiero czas pokaże, czy opis ten jest poprawny, czy też należy umieścić go na śmietniku historii.

PS. Wszystkie zamieszczone cytaty pochodzą z książki A.K. Wróblewski Historia fizyki; Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2006.