Ogólna teoria względności a filozofia. Sto lat interakcji ebook

Paweł Polak

Wprowadzenie

„Jestem głęboko przekonany, że wybrana droga jest w zasadzie słuszna i że potomni będą zdziwieni wielkim oporem, jaki wywołuje obecnie idea ogólnej względności”. Słowa te zapisał Albert Einstein na początku stycznia 1915 r. w jednym ze swych listów. Niecały rok później zmagania z przetłumaczeniem tej idei na język struktur matematycznych zostały uwieńczone sukcesem – w listopadzie 1915 r. Albert Einstein ukończył formułowanie jednej z najważniejszych teorii naukowych XX wieku, ogólnej teorii względności (OTW). Dziś uważana jest ona za najlepiej potwierdzoną teorię fizyczną, choć z drugiej strony wciąż kryje w sobie wiele nierozpoznanych implikacji.

Okrągła, setna rocznica sformułowania OTW, jest doskonałą okazją, aby przyjrzeć się bliżej na jej przykładzie interakcjom między fizyką a filozofią. Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych uczciło rocznicę poświęcając wspomnianej kwestii XIX Krakowską Konferencję Metodologiczną „Sto lat Ogólnej Teorii Względności”, która odbyła się w Krakowie w dniach 26–27 maja 2015 r. Niniejsza książka, powstała również w ramach Centrum Kopernika, przy wsparciu Wydziału Filozoficznego UPJPII w Krakowie jest kolejną odsłoną obchodów tej rocznicy.

Rozważania o charakterze filozoficznym splecione są z OTW w wyjątkowy sposób: towarzyszyły Einsteinowi podczas tworzenia tej teorii, jak i rozwijały się przez całe następne stulecie w mozolnych próbach zrozumienia implikacji tej wyjątkowo pięknej oraz wyjątkowo trudnej teorii. Ogólna teoria względności postawiła filozofię wobec radykalnych wyzwań związanych z koniecznością przebudowy obrazu świata, jak i koniecznością przebudowy samego sposobu myślenia o tym, w jaki sposób należy uprawiać refleksję nad przyrodą.

W niniejszej książce staramy się przybliżyć różnorakie aspekty interakcji fizyki i filozofii, które związane są z OTW. Rozpoczynamy od przybliżenia perspektywy historycznej, dzięki której ukazane zostaną niektóre problemy towarzyszące początkom OTW oraz początkom recepcji tej teorii przez filozofów przyrody. Michał Heller przybliża problemy, jakie powstały w związku z narzucaniem niezależnie ustalonych założeń filozoficznych na matematyczną strukturę teorii „kodującą” niezliczoną ilość implikacji, także tych mających związek z założeniami o charakterze filozoficznym. Paweł Polak wskazuje natomiast drugie oblicze tego problemu, które ujawniło się w trakcie filozoficznej recepcji OTW. Ze względu na rozległość tematu wybrany został jaskrawy przykład niepowodzenia neoscholastycznych filozofów przyrody. Interesujące jest to, że neoscholastycy niejako „programowo” interesowali się nową teorią, ale filozofia, którą uprawiali była tak skonstruowana, że z gruntu rzeczy eliminowała możliwość uniknięcia wspomnianych problemów.

W drugiej części książki przyjrzymy się różnorodnym zagadnieniom filozoficznym, które mają związek z zastosowaniami OTW. Innymi słowy, przybliżone zostaną inspiracje, jakie teoria Einsteina wniosła do refleksji filozoficznej na różnych płaszczyznach, począwszy od szeroko rozumianej filozofii przyrody, poprzez dyskusje wokół ontologicznych zaangażowań tej teorii aż po kwestie metodologiczno-epistemologiczne.

Część tę otwiera szeroka i pogłębiona analiza wpływu OTW na różnorodne aspekty filozofii przyrody autorstwa Leszka Sokołowskiego. Przedstawione zostały zagadnienia związane z tym, w jaki sposób nowoczesna fizyka zakwestionowała różnorakie potoczne wyobrażenia (które były często wykorzystywane do budowy filozofii przyrody, jak to miało choćby miejsce w przypadku wspomnianej już neoscholastyki). Następnie w interesujących analizach ukazana została rola OTW w sprecyzowaniu roli układów odniesienia oraz wpływ tej teorii na rozumienie tego, czym są wielkości fizyczne, prawa fizyczne oraz niezmienniki teorii; wskazane zostały również trudności z ważnymi pojęciami, takimi jak energia i odległość w świetle teorii Einsteina.

W pracy Wojciecha P. Grygiela ukazana została dyskusja wokół ontologicznych interpretacji OTW, która swe źródła ma jeszcze w pracach związanych z formułowaniem OTW, natomiast do dziś inspiruje do rozważań nad strukturą rzeczywistości ujmowanej przez teorie fizyczne.

Kolejne dwie prace przybliżają zagadnienia związane z zastosowaniami OTW w kosmologii. Tadeusz Pabjan przedstawia problem brakującej masy w kosmologicznym „bilansie”, natomiast Sebastian J. Szybka przedstawia dyskusję wokół problemu niejednorodności w kosmologii, która dopełnia wcześniej ukazaną problematykę.

Zaskakujące sukcesy OTW w zakresie słabych pól (choć efekty powinny objawiać się głównie w zasadzie dla silnych pól) ukazuje Marek Biesiada, który przybliża zagadnienia związane z soczewkami i falami grawitacyjnymi. Sukcesy OTW wskazują po raz kolejny, jak zadziwiająca może być skuteczność matematyki w opisywaniu świata.

Ostatnie dwie prace ukazują wybrane aspekty epistemologiczno-metodologiczne w świetle OTW. W swej pracy Zdzisław A. Golda podejmuje m.in. kwestie perturbacji kosmologicznych w kontekście teorii Einsteina. Natomiast praca Łukasza Lamży, last but not least, stawia na zakończenie poważne pytania odnośnie roli OTW w procesie wyjaśniania rzeczywistości. Na bazie analizy zastosowań OTW w astrofizyce formułuje kilka intrygujących obserwacji, które w nowym świetle ukazują sensowność poszukiwań ostatecznych teorii fizycznych.

Z perspektywy wieku możemy z całą pewnością stwierdzić, że wspomniana na początku droga Einsteina okazała się nie tylko słuszna, ale ważna dla nowoczesnej fizyki. Warto jednak zauważyć, że wciąż nie jest powszechne zdziwienie tym, że recepcja OTW mogła wywoływać opór. Obserwacja ta wskazuje, że mimo upływu stu lat teoria Einsteina jest wciąż na tyle młoda, iż fizycy wraz z filozofami wciąż przekonują się, jak długa droga dzieli nas od tego, aby w pełni zgłębić jej znaczenie.

Kraków, 9 kwietnia 2016 r.