Zdeterminowane czy upragnione. Prawa przyrody i celowość w kosmosie

Jak się zwykle dzieje przy rewolucjach naukowych, pełne zrozumienie znaczenia „matematyzacji” fizyki nastąpiło dopiero po fakcie. Koncepcja wszechświata o strukturze trzech poziomów, tylko częściowo odziedziczona z tradycji platońsko-pitagorejskiej, została przyjęta początkowo w sposób mało przemyślany, by później świadomie rozwinąć się. Pierwszy poziom to poziom czystej matematyki, do którego należą struktury matematyczne rzeczywiście konstytuujące wszechświat. Na drugim poziomie istnieje matematyka wypracowana przez ludzi. Zgodnie z poglądem platońskim, te struktury są tylko cieniem pierwszego poziomu. Na trzecim poziomie znajdujemy w rzeczywistości konkretnej obrazy prawdziwych struktur matematycznych. Umysły ludzkie próbują je zrozumieć za pomocą własnej matematyki, która z kolei jest cieniem tej prawdziwej. Warto jednak zaznaczyć, że z czasem następuje subtelny rozwój w myśleniu o tych strukturach, wyśmienicie opisany przez Michała Hellera [13]. Chodzi mianowicie o to, że na drugim poziomie matematyka jest nie tylko językiem czy narzędziem interpretowania fizyki (tzn. przedmiotem formalnym w terminologii scholastycznej), lecz staje się również materią idealnego świata fizyki (przedmiotem materialnym w terminologii scholastycznej). W takim kontekście historycznym, owa „materia” poddawała się kontroli weryfikacji empirycznej: na trzecim poziomie np. obrazy konkretnej rzeczywistości stanowiły test prawdziwości wypracowanej przez ludzi matematyki.

Na początku XX w. wypracowanie mechaniki kwantowej oraz teorii względności szybko osłabiło związek między opisanym wyżej drugim a trzecim poziomem, a podkreśliło związek między drugim a pierwszym. Obrazy rzeczywistości konkretnej wydawały się mało przydatne do testowania struktury matematycznej idealnego świata fizyki. Nie istnieją bowiem obrazy ani przedstawienia graficzne odpowiadające tzw. przestrzeniom Hilberta, które stanowią matematyczny substrat teorii kwantowej. I choć ogólna teoria względności do tej pory wyszła obronną ręką ze wszystkich eksperymentów sprawdzających jej predykcje, nie istnieją obrazy, które odpowiadałyby ruchom o bardzo wielkich prędkościach lub pod wpływem silnych pól grawitacyjnych. W formie najczystszej, fizyka świata subatomowego, jak i ultrarelatywistycznego, jest ściśle matematyczna po linii Platona i Pitagorasa i wydaje się mieć mało wspólnego z jakąkolwiek treścią zmysłową.

Jest też inny znaczący element zawarty w nowej fizyce. Studium dynamiki systemów nielinearnych zrodziło dziedzinę zajmującą się teorią chaosu i złożoności. W pewnym sensie oznacza to powrót od fizyki kwantowej do świata fizyki makroskopowej. Z drugiej strony jest również pewną apologetyką punktu widzenia Arystotelesa, według którego świat zmysłów jest za bogaty, by mógł zostać do końca określony czy zrozumiany przez matematykę. Według tego, co powiedzieliśmy na temat nowej fizyki, współczesne nauki przyrodnicze wykazują dwie tendencje. Z jednej strony jest matematyzacja fizyki oraz jej minimalny związek z danymi zmysłów. Z drugiej zaś, uznanie, że świat doświadczenia zmysłowego ma wpisaną nieprzewidywalność, która sprawia, że nie do końca poddaje się analizom matematycznym.

[13] Zob. M. Heller, The New Physics and a New Theology, Vatican City 1996.