Niepewność bywa czasem gorsza niż brak uzbrojonej straży.

Gdy rozpatrujemy go na poziomie elementarnym, widzimy tylko masę protonów, neutronów i elektronów. Mamy jednak pojęcie "kryształu soli", które zawiera cały układ fundamental- nych oddziaływań. Podobnie jest też z pojęciem ciśnienia. 132 Charakter praw fizycznych Jeśli teraz pójdziemy wyżej, na kolejnym poziomie mamy własności substancji, takie jak na przykład "współczynnik zała- mania", który mówi nam, jak światło ugina się, przechodząc przez jakąś substancję. Mamy też "napięcie powierzchniowe", czyli dążenie wody do zbierania się w jednym miejscu. Oba te pojęcia możemy przedstawić ilościowo. Chciałbym przypo- mnieć, że musimy przejść kilka praw niżej, żeby wyjaśnić napię- cie powierzchniowe jako skutek przyciągania się atomów, i tak dalej. Mamy jednak to użyteczne pojęcie napięcia powierzch- niowego i gdy rozważamy zjawiska, w których ono występuje, nie zawsze wdajemy się w jego wewnętrzny mechanizm. Idźmy jeszcze wyżej. Gdy mówimy o wodzie, mamy fale i takie rzeczy jak sztorm, przy czym słowo "sztorm" oznacza ogromnie wiele zjawisk. Mówimy też o "plamach na Słońcu" i "gwiazdach", które są bardzo złożone. I nie zawsze warto co- fać się w opisie do elementów najprostszych. W rzeczywistości nie jest to możliwe, bo im wyżej jesteśmy, tym więcej kroków wstecz musielibyśmy wykonać, a każdy z nich jest dość nie- pewny. Nie przemyśleliśmy ich jeszcze do końca. Gdy posuwamy się coraz wyżej w hierarchii złożoności, dochodzimy do takich zjawisk, jak odruch mięśnia czy impuls nerwowy, które są niezwykle skomplikowane i wymagają nad- zwyczaj złożonej organizacji mateńi. Następnie pojawiają się takie rzeczy, jak choćby "żaba". Jeszcze wyżej mamy takie pojęcia, jak "człowiek" i "histo- ria", czy też "polityczna konieczność". Są to pojęcia, których używamy do zrozumienia rzeczy na jeszcze wyższym poziomie. W ten sposób dochodzimy do takich rzeczy jak zło, pięk- no, nadzieja... Który kraniec jest bliżej Boga, jeśli wolno mi użyć religijnej metafory? Piękno i nadzieja czy fundamentalne prawa? Sądzę, że oczywiście należy powiedzieć, iż powinniśmy patrzeć na całość struktury danej rzeczy; że wszystkie nauki, i nie tylko nauki, ale wszystkie intelektualne usiłowania polegają na pró- bach dostrzeżenia więzi między różnymi poziomami hierar- chii, na łączeniu piękna z historią, historii z psychologią, psy- chologii z neurologią, neurologii z działaniem neuronów, ( Rozróżnienie przeszłości i przy'szlości 133 wiedzy o działaniu neuronów z chemią, i tak dalej, w górę i w dół. Dziś nie potrafimy, i nie ma co udawać, że jest inaczej, pociągnąć linii od jednego krańca do drugiego, ponieważ do- piero od niedawna nauczyliśmy się dostrzegać taką hierarchię. I nie myślę, by którykolwiek z krańców był bliżej Boga. Wy- bór jednego krańca jako jedynego punktu wyjścia w nadziei, że ten kierunek doprowadzi do pełnego zrozumienia, jest błędem. Podobnie jest błędem opowiedzenie się za takimi pojęciami, jak zło, piękno i nadzieja, lub też za prawami podstawowymi, licząc na to, że zbadanie tego jedynie aspektu umożliwi głębo- kie zrozumienie całego świata. Nie ma sensu, aby ci, którzy specjalizują się w poszukiwaniach "na jednym końcu", lekce- ważyli tych z krańca przeciwnego. (W rzeczywistości badacze wcale się nie lekceważą, choć często spotyka się takie opinie). Liczni ludzie zajmujący się problemami z dziedzin leżących między tymi skrajnościami wiążą ze sobą kolejne poziomy, dzięki czemu coraz lepiej rozumiemy świat, prowadząc bada- nia zarówno "z obu krańców", jak i "od środka". W ten spo- sób stopniowo poznajemy ogromny świat splatających się ze sobą poziomów. Prawdopodobieństwo i niepewność - kwantowa teoria natury Historia obserwacji eksperymentalnych i wszystkich innych obserwacji naukowych rozpoczyna się od intuicyjnego przeko- nania, opartego w istocie na prostych doświadczeniach z przedmiotami, z którymi mamy do czynienia na co dzień, że rozmaite zjawiska dają się rozsądnie wyjaśnić. W miarę jak usiłujemy rozszerzyć opis obserwowanych zjawisk i nadać mu większą spójność, w miarę jak badamy coraz więcej zjawisk, zamiast prostych wyjaśnień formułujemy tak zwane prawa fi- zyczne. Prawa te mają jedną dziwną cechę - im bardziej wzra- sta ich ogólność, tym stają się odleglejsze od zdroworozsądko- wych przekonań i intuicyjnie coraz mniej zrozumiale. Na przykład z teorii względności wynika, że jeśli ktoś myśli, iż dwa zdarzenia nastąpiły równocześnie, to jest to wyłącznie jego prywatna opinia. Ktoś inny może uważać, że jedno z tych zda- rzeń nastąpiło wcześniej. Pojęcie równoczesności ma charak- ter subiektywny. Nie ma żadnego powodu, abyśmy mieli prawo oczekiwać, że będzie inaczej, ponieważ rzeczy, z którymi mamy do czynienia na co dzień, składają się z wielkiej liczby cząsteczek lub porusza- ją się bardzo wolno, lub posiadają inne jeszcze specjalne cechy, które sprawiają, że nasz kontakt z naturą jest bardzo ograniczo- ny. Bezpośrednie postrzeżenia pozwalają poznać tylko bardzo ograniczoną klasę zjawisk naturalnych. Jedynie staranne po- miary i uważne eksperymenty umożliwiają nam poznanie in- 136 Charakter praw fizycznych nych zjawisk. Widzimy wtedy zupełnie nieoczekiwane rzeczy, takie, których nigdy byśmy nie potrafili przewidzieć, a nawet so- bie wyobrazić. Musimy maksymalnie wytężać wyobraźnię, nie po to, żeby odwrotnie niż w literaturze, wyobrazić sobie rzeczy, których naprawdę nie ma, ale by zrozumieć to, co naprawdę ist- nieje. O takiej właśnie sytuacji chcę mówić w tym wykładzie. Zacznijmy od historii światła. Początkowo zakładano, że światło zachowuje się jak wiązka cząstek, korpuskut, czyli tak jak krople deszczu lub pociski z karabinu. Dalsze badania wy- kazały jednak, że ta koncepcja była błędna. Światło zachowu- je się jak fale, na przykład fale wodne. W XX wieku kolejne eks- perymenty dowiodły, że jednak pod wieloma względami światło zachowuje się tak wiązka cząstek. Cząstki takie, dziś zwane fotonami, można policzyć, obserwując zjawisko foto- elektryczne. W pierwszych eksperymentach, które doprowa- dziły do odkrycia elektronów, fizycy widzieli, że elektrony za- chowują się dokładnie tak, jak powinny zachowywać się cząstki. Późniejsze doświadczenia, na przykład badania dy- frakcji, wykazały, że elektrony zachowują się czasami jak fale