Michał Heller
filozofia i wszechświat
wybór pism
© Copyright by Michał Heller and Towarzystwo Autorów i Wydawców Prac Naukowych UNItfERSITAS, Kraków 2006
ISBN 83-242-0542-X TAiWPN UNIVERSITAS
Redakcja
Edyta Podolska-Frej
Projekt okładki i stron tytułowych Ewa Gray
Treść
WSTĘP
Strategia kompromisu IX
CZĘŚĆ PIERWSZA Wstęp do nowej filozofii przyrody
1 . Jak możliwa jest „filozofia w nauce"? 3
2. Nowa filozofia przyrody 16
3. Nauki przyrodnicze a filozofia przyrody 26
CZĘŚĆ DRUGA Racjonalność i matematyczność świata
1 . Czy świat jest racjonalny? 37
2. Czy świat jest matematyczny? 48
3. Czy kosmos jest chaosem? 58
4. Co to jest matematyka? 71
5. Przeciw fundacjonizmowi 82
CZĘŚĆ TRZECIA W stronę filozofii fizyki
1.0 języku fizyki 105
2, Ewolucja metody 119
3. Spór między esencjalizmem a fenomenalizmem
w kontekście nauk empirycznych 129
4. Ontologiczne zaansażowania współczesnej fizyki 137
5, Kilka uwag o języku i ontologii 157
6. Guine i Godeł — jeszcze o ontoiogicznych
interpretacjach fizycznych teorii 161
7. Jak możliwa jest fizyka? - Dum deus calculat 171
8. Johna Bella filozofia mechaniki kwantowej 184
9. Strukturaiizm w filozofii matematyki 197
10. Spot o realizm strukturalistyczny 215
CZĘŚĆ CZWARTA Metafizyka fizyki
1. Teorie wszystkiego 237
2. Samodualność i wyjaśnianie 256
3. Logika stworzenia 265
CZĘŚĆ PIĄTA Czas - przestrzeń - grawitacja
1. Henri Bergson i szczególna teoria względności 277
2. Whitehead i Einstein - dwa style myślenia 289
3. Czas i matematyka - przyczynek do zrozumienia struktury
procesu 305
4. Matematyka i wyobraźnia w teorii grawitacji 320
5. Czas i przyczynowość w ogólnej teorii względności 337
6. Czasoprzestrzeń w fizyce i kosmologii 354
7. Czas i historia 368
CZĘŚĆ SZÓSTA
Filozofia kosmologii 383
1. Kosmologia i rzeczywistość 385
2. Graniczne zagadnienia fizyki i kosmologii 403
il^Nłłłkońezoność w kosmologii 417
^Wlltchlwlat - Środowisko człowieka 430
5. Koimologkznt znaczenie ewolucji biologicznej 439
6. Kosmologiczna osobliwość a stworzenie Wszechświata .... 449
7. Czy granice metody są granicami Wszechświata 474
CZĘŚĆ SIÓDMA
Wszechświat nieprzemienny
1. Współczesne ewolucje pojęcia przestrzeni 491
2. Kilka uwag o geometriach nieprzemiennych 505
3. Ewolucja pojęć w fizyce - przyczynek do koncepcji analogii
pojęć 514
Nota od wydawcy 533
Indeks nazwisk 537
WSTĘP Strategia kompromisu
Od dość dawna nawiedzała mnie myśl, by usystematyzować i spisać swoje poglądy z pogranicza fizyki i filozofii, ale od jakiegoś czasu wiedziałem już, że nigdy nie będę mieć czasu, żeby ten zamysł wykonać. Pomysł, aby przynajmniej zebrać w jednym tomie moje prace z tej dziedziny rozrzucone w różnych książkach i czasopismach, podsunęli mi moi Przyjaciele i Współpracownicy. Gdy dokonałem wstępnego przeglądu teczek z moimi publikacjami, doszedłem do wniosku, że warto pójść na ten kompromis z upływającym czasem i przygotować wybór najistotniejszych prac. Wyrażam więc wdzięczność moim Przyjaciołom i Współpracownikom za tę inicjatywę, zwłaszcza czynię to w stosunku do ks. dra hab. Stanisława Wszołka, który nie tylko był inicjatorem pomysłu, ale także wykonał niemałą część roboty redakcyjnej.
W miarę gdy ze starych wydruków komputerowych i na nowo odczytywanych dyskietek wyłaniał się zarys przyszłej książki, stawało się dla mnie coraz bardziej jasne, że — pomimo zrozumiałego w takiej sytuacji rozrzutu stylów i podejść — będzie on miał swój tematyczny kościec. A będzie nim filozoficzny namysł nad racjonalnością świata, tzn. nad faktem, że świat daje się tak skutecznie badać racjonalnymi metodami. Co więcej, racjonalność ta nie jest jakakolwiek — świat ulega tylko matematyczno-empirycznej metodzie badania. Fakt ten zawiera w sobie duży ładunek filozoficznej informacji. Jeżeli zgodzimy się z tym, że matematyka jest nauką o strukturach (a godzi się z tym większość „pracujących matematyków" niezależnie od ich stanowisk w filozofii matematyki), a niektóre z tych struktur fizyka stosuje do badania świata, to znaczy, że świat odkrywany przez fizykę jest światem struktur. „Strukturalne widzenie" przenosi się z matematyki na fizykę. Ta strukturalna perspektywa stanowi wspomniany wyżej kościec całej książki.
WSTCP
Niejako preludium do dalszych analiz jest pierwsza część książki, w której proponuję pewien styl uprawiania filozofii przyrody. Nie chodzi o toczenie sporów, jak powinna wyglądać ta dyscyplina filozoficzna, co należy do jej kompetencji, a co nie, lecz o przygotowanie gruntu pod dalsze badania. Zarówno w samej metodzie nauk empirycznych, jak i w treści ich teorii kryją się problemy swoimi korzeniami sięgające wielkich zagadnień tradycyjnej filozofii. Trzeba nauczyć się je wyławiać i rozumieć w nowym kontekście pojęciowym.
Część druga — kluczowa dla całej książki — jest poświęcona wspomnianej wyżej racjonalności i matematycznej racjonalności świata. Moja teza o „matematyczności świata" budziła opory wielu dyskutantów. Jak mogłem się wielokrotnie przekonać, wynikały one na ogół ze zbyt wąskiego rozumienia matematyki (jako naszego wytworu zawartego w matematycznych książkach i innych matematycznych publikacjach). Dlatego ważne jest dokładne wyjaśnienie pojęć. Często ono już stanowi rodzaj argumentu na rzecz przyjmowanego przeze mnie stanowiska. Jest to argument „z metody", trzeba zatem przyjrzeć się, jak metoda działa, a tego nie da się osiągnąć bez analizy pojęć w nią uwikłanych. Z analiz tych wyłania się obraz matematyki jako nauki o strukturach („morfologii struktur", jak to określił Saunders MacLane, twórca matematycznej teorii kategorii). Dopełnieniem tej części są dwa ostatnie rozdziały części trzeciej, które łącznie mówią o strategii przenoszenia „strukturalnego widzenia" z matematyki do fizyki (znalazły się one w trzeciej części ze względu na kontekst, który lepiej uwypukla ich treść). Ostatni rozdział części drugiej stanowi ostrzeżenie, że mojej filozofii nie należy rozumieć w duchu fundacjonalizmu (jako zestawu wniosków wynikających z jakiajś niepodważalnej podstawy), lecz jako pewien zbiór filozoficznych hipotez, powiązanych ze sobą różnymi związkami wynikania — hipotez, które uprawdopodobniają się coraz bardziej w miarę funkcjonowania całego systemu.
Część trzecia jest zbiorem studiów wyraźnie zmierzających w kierunku pewnej filozofii fizyki. Po kilku refleksjach na temat języka i metody fizyki, zastanawiam się nad tym, o czym właściwie mówi fizyka. Najpierw polemizuję z fenomenalizmem: nie jest tak, że teorie fizyczne ślizgają się po powierzchni zjawisk. Fizyka jest bowiem nauką o strukturach świata, a są istotne i nieistotne aspekty struktur. Fizyka ma ambicję docierać do istotnych. O czym więc mówią teorie fizyczne? Szukając odpowiedzi na to pytanie, staram się przystosować koncepcję „ontologii w sensie Quine'a" do pojęciowego środowiska mojej filozofii. Wedle niej nie należy pytać teorii fizycznych, jaka jest struktura świata, lecz, jaka jest struktura świata zakładanego przez daną teorię (chodzi więc nie o „świat rzeczywisty", lecz o „univers de discours" danej
X
STRATEGIA KOMPROMISU
teorii). Na tak sformułowane pytanie można odpowiedzieć na drodze analizy matematycznych struktur danej teorii. Bardziej szczegółowo rozpatruję dwa v przykłady tego rodzaju analizy: model kosmologiczny Godła (z zamkniętymi krzywymi czasopodobnymi) i problem nielokalności w mechanice kwantowej (w poglądach Johna Bella).
Jeżeli w filozofii fizyki wyostrzymy swoje ambicje poznawcze i zapytamy o ostateczne wyjaśnienia (takie, które likwidowałyby wszelkie pytania), znajdziemy się w obszarze, który nazwałem metafizyką fizyki. W części czwartej pod tym kątem omawiam aktualne we współczesnej fizyce poszukiwanie tzw. teorii wszystkiego oraz propozycję ostatecznego wyjaśnienia w ujęciu Shahna Majida (który utrzymuje, że teoria ostateczna winna być samodualna). Problem wyjaśnień ostatecznych prowadzi do pewnych zapętleń logicznych, które analizuję na przykładzie dwu węzłowych etapów kosmicznej ewolucji — powstania życia i powstania świadomości. Trudno także uniknąć pytania Leibniza: dlaczego istnieje raczej coś niż nic?
Następne dwie części są niejako zastosowaniem zasad mojej filozofii (wyłożonej w poprzednich częściach) do konkretnych zagadnień poruszanych w fizyce i kosmologii. W części piątej przedmiotem analizy są problemy z kręgu szczególnej i ogólnej teorii względności. Ponieważ są to teorie zgeo-metryzowane, podejście strukturalistyczne okazuje się w nich nad wyraz dogodne i owocne. Jego istotą, jak już wiemy, jest odczytywanie informacji ze struktury matematycznej (tzw. „egzegeza struktur") wykorzystywanej przez daną teorię empiryczną, w tym przypadku przez teorię względności, a nie narzucanie teorii własnych interpretacji. Pouczająca jest pod tym względem pułapka, w jaką wpadli Bergson i Whitehead w swoich poglądach na teorię względności. Strukturalistyczna metoda zastosowana do fizyki relatywistycznej pozwala dostrzec interesujące aspekty problematyki czasu, przestrzeni i przyczynowości.
Strukturalistyczne spojrzenie na fizykę ujawnia jak bardzo nauka ta jest przesiąknięta pytaniami o charakterze filozoficznym, ale tego rodzaju pytania są najbardziej widoczne w kosmologii. Stawia ona bowiem problem globalnej struktury Wszechświata, a wobec takiej skali trudno powstrzymać się od najdalej idących pytań. Niektóre z nich podejmuję w części szóstej. Z natury rzeczy są to „pytania graniczne", dotyczą one m.in. problemu nieskończoności w kosmologii (nieskończenie wiele „innych wszechświatów"?), zagadnienia początkowej osobliwości i jej konfrontacji z ideą stworzenia Wszechświata przez Boga. Szczególne znaczenie w tych rozważaniach przywiązuję do „miejsca człowieka we Wszechświecie", ale rozpatruję to za-
XI
WSTĘP
gadnienie nie tyle przez odwołanie się do — tradycyjnych już — zasad antropicznych (chociaż i do nich również nawiązuję) — ile raczej stawiam pytanie: jakiego rodzaju układem dynamicznym winien być Wszechświat, by mógł się w nim zawiązać dynamiczny proces biologicznej ewolucji? Jak widać, i tym razem chodzi o strukturalne związki pomiędzy zjawiskiem życia a Wszechświatem.
Nic tak nie stymuluje filozoficznego myślenia o nauce jak czynne uprawia
nie nauki. Mam szczęście od dłuższego czasu brać udział w pracach grupy ba
dawczej, której celem jest zunifikowanie metod matematycznych stosowanych
w ogólnej teorii względności i mechanice kwantowej. Opracowaliśmy pe
wien model (i nadal go udoskonalamy) wykorzystujący w tym celu tzw. ge
ometrię nieprzemienną. Jest to nowy, bujnie rozwijający się dział matematyki
będący silnym uogólnieniem tradycyjnej geometrii. Właśnie to uogólnienie jest
niezwykle interesujące ze strukturalistycznego punktu widzenia. Jeżeli na po
ziomie fundamentalnym funkcjonuje teoria zbudowana w oparciu o geometrię
nieprzemienną, to wiele zagadnień dotyczących czasu, przestrzeni, przy-
czynowości, indywidualności itp. ma zupełnie inne podstawy fizyczne niż
dotychczas sądziliśmy. W części siódmej zgromadziłem trzy eseje, które po
wstały na marginesie moich prac w tej dziedzinie. Przedstawiam w nich ge
nezę geometrii nieprzemiennej, niektóre jej metody oraz perspektywy, jakie
...