Struktura rewolucji relatywistycznej i kwantowej w fizyce. Wojciech Sady
niemal po omacku. Wreszcie ktoś wpada na nowy, rewolucyjny pomysł.
Na czym polega istota tego ostatniego stadium – w jaki sposób jednostka wymyśla (lub stwierdza, że wymyśliła) nowy sposób uporządkowania zebranych danych – to pytanie, które tu musimy pozostawić bez odpowiedzi i być może nigdy się to nie zmieni (Kuhn 1962, rozdz. VIII).
Jeśli pomysł ów zyska zwolenników, rodzi się nowy paradygmat. Ale nie jest to tylko nowy teoretyczny obraz pewnych zjawisk. Wraz z nim powstaje nowa lista problemów uznanych za ważne, a nawet za sensowne, nowy zestaw narzędzi do ich rozwiązywania i nowy zbiór kryteriów akceptacji rozwiązań. Zmienia się język, za pomocą którego opisuje się zjawiska, a gdy jakieś terminy zostają przejęte ze starego paradygmatu, to zyskują one nowe znaczenia – gdyż zmienia się postulowana przez paradygmat ontologia. A wreszcie zmiana paradygmatu powoduje zmianę sposobu, na jaki badacze postrzegają rzeczywistość: patrząc z tego samego miejsca w tym samym kierunku, zwolennicy różnych paradygmatów czasem widzą coś innego. Kuhn podsumowuje to, mówiąc, tak jak niegdyś Fleck, że konkurencyjne paradygmaty są niewspółmierne, a „W sensie, którego nie jestem w stanie bliżej wyjaśnić, zwolennicy rywalizujących paradygmatów uprawiają swoje zawody w różnych światach” (Kuhn 1962, rozdz. XII).
Ćwierć wieku później Kuhn dodał ważne uzupełnienie. Ponieważ rewolucyjne zmiany są holistyczne, to: „Nie mogą zostać dokonane po kawałku, krok po kroku i pod tym względem są przeciwieństwem zmian normalnych czy kumulatywnych, takich jak na przykład odkrycie prawa Boyle’a” (Kuhn 1987).
Skoro brak wspólnej listy problemów badawczych i kryteriów akceptacji, wspólnego języka i wspólnych „faktów”, to sporów między zwolennikami różnych paradygmatów nie da się rozstrzygnąć, odwołując się do praw logiki i wyników doświadczeń. „Każdy paradygmat lepiej lub gorzej spełnia kryteria, jakie sam sobie stawia, i nie może sprostać tym, które narzuca mu stanowisko konkurencyjne”. W rezultacie: „Jedynym historycznym procesem, który faktycznie doprowadza do zarzucenia poprzednio akceptowanej teorii i do przyjęcia nowej, jest współzawodnictwo między odłamami wspólnoty naukowej” (Kuhn 1962, rozdz. I). Jeśli chcemy wyjaśnić przebieg rewolucji naukowej, czyli procesu, w wyniku którego stary paradygmat (macierz dyscyplinarna) zostaje zastąpiony przez nowy, to:
[…] wyjaśnienie musi mieć w ostatecznym rachunku charakter psychologiczny lub socjologiczny. Znaczy to, że musi ono być opisem systemu wartości, ideologii, a zarazem analizą instytucji, za których pośrednictwem system ten jest przekazywany i narzucany. Możemy mieć nadzieję, iż wiedząc, co cenią uczeni, zrozumiemy, jakie będą podejmować problemy i jakich wyborów będą dokonywać w danej sytuacji konfliktowej (Kuhn 1970, § IV).
5. Zasadniczy błąd Kuhna
Książkę Kuhna przeczytałem w 1976, gdy kończyłem studia z fizyki. Wywarła na mnie wielkie wrażenie i pobudziła do lektury dzieł z zakresu historii nauki, te zaś szybko uzmysłowiły mi, że schemat rewolucji naukowych, nakreślony na kartach Struktury, jest nie do utrzymania. Szczególną w tym rolę odegrała znakomita Istorija fiziki Borisa I. Spasskiego (1977), a później inne prace historyków nauki. Uzmysłowiły mi one, że Kuhn, ilustrując w (1962) swoje rozważania przykładami, popełnia charakterystyczny błąd: porównuje tylko stany wiedzy odległe w czasie, a ignoruje pośrednie stadia rozwoju teoretycznego.
Błąd ten jest szczególnie wyraźny w jego debiutanckiej książce, Przewrocie kopernikańskim (Kuhn 1957). Znaleźć tam można popularne omówienie i porównanie założeń leżących u podstaw pitagorejskich modeli astronomicznych, zarówno geocentrycznych, jak i heliocentrycznego. Ale pominięte zostało to, co działo się pomiędzy Ptolemeuszem a Kopernikiem. Z całej plejady astronomów świata islamu wspomniany jest jedynie al-Fargani. Brak informacji o tłumaczeniach Almagestu i innych starożytnych dzieł astronomicznych oraz matematycznych na arabski, a potem na łacinę, o okolicznościach powstania Tablic toledańskich, a później Tablic alfonsyńskich i ich roli. Bezpośredni poprzednicy Kopernika, Peurbach i Regiomontanus, są ledwie wspomniani, bez analizy ich poglądów i ewentualnego wpływu na narodziny heliocentryzmu. O Wojciechu z Brudzewa, od którego Kopernik uczył się w Krakowie astronomii, a który krytycznie podchodził do modeli heliocentrycznych, Kuhn nawet nie wspomina. Astronom i astrolog Domenico Maria Novara doczekał się jednej lakonicznej wzmianki, ani słowa zaś nie ma o dokonanych przez Novarę i Kopernika pomiarach zaćmienia Aldebarana przez Księżyc w 1497. W sumie Kuhn ogranicza się do porównania systemów astronomicznych odległych w czasie o czternaście wieków – by na tej podstawie kilka lat później stwierdzić, że były one niewspółmierne.
6. Lakatos o racjonalności rewolucji naukowych
Imre Lakatos (1970) zaakceptował znaczną część zawartych w Strukturze rewolucji naukowych ustaleń historycznych, ale twierdził, że za wyborami naukowych programów badawczych dokonywanymi przez (dobrych) naukowców kryją się uniwersalne reguły racjonalności. Program badawczy składa się z twardego rdzenia i pasa ochronnego. Gdy naukowcy natrafiają na doświadczalną anomalię, to modyfikują pas ochronny tak, aby system jako całość z nią uzgodnić, ale twardy rdzeń pozostawiają nietknięty. Jeśli kolejne modyfikacje pasa ochronnego prowadzą do nowych przewidywań, a przynajmniej część z nich zostaje doświadczalnie potwierdzona, to program jest teoretycznie i empirycznie postępowy. Jeśli nowych przewidywań nie ma i/lub (prawie) żadne nie zostają potwierdzone, to program ulega teoretycznej i/lub empirycznej degeneracji. Naukowcy, twierdzi Lakatos, zazwyczaj są racjonalni, a polega to na tym, że: „Jeśli mamy dwa konkurencyjne programy badawcze i jeden z nich jest postępowy, a drugi ulega degeneracji, naukowcy wykazują skłonność do przechodzenia na stronę programu postępowego” (Lakatos 1974). Choć przyznaje, że w praktyce nie jest to takie proste, to w świetle jego metodologii wybór między konkurencyjnymi programami dokonuje się pod presją kryteriów racjonalności wspólnych dla spierających się stron i niezmiennych w całej historii nauki. Rewolucje naukowe definiuje Lakatos prosto: „[…] rewolucje naukowe polegają na tym, że jeden program badawczy wypiera inny (będąc bardziej od niego postępowy)” (Lakatos 1971, § 1d). Zwycięski program ma odmienny twardy rdzeń i odmienną heurystykę od swego pokonanego poprzednika.
Pisząc: „Filozofia nauki bez historii nauki jest pusta, historia nauki bez filozofii nauki jest ślepa”, Lakatos (1971, Wstęp) wyrażał nadzieję, że jego metodologia naukowych programów badawczych stanie się podstawą badań historyków nauki. Tak się nie stało i z punktu widzenia rozważań prowadzonych poniżej będzie ona niemal bezużyteczna.
7. Rzut oka na debaty po Kuhnie i Lakatosie
Od lat 1960. powstała niemożliwa wręcz do ogarnięcia liczba komentarzy do Kuhna i Lakatosa, a filozofowie nauki podzielili się na tych, którzy sądzą, że rewolucyjne zmiany naukowe są racjonalne, a zatem można je wyjaśnić przez odwołanie się do wyników eksperymentów i praw logiki, oraz na tych, którzy zmiany takie uważają za irracjonalne, wymagające wyjaśnień psychologicznych bądź socjologicznych. W koncepcjach obu filozofów ujawniono liczne wady i dziś jest oczywiste, że w wersjach oryginalnych są one nie do utrzymania. A jednak w ciągu pół wieku nie zaproponowano w ich miejsce żadnego modelu rewolucji naukowych, który zyskałby rangę paradygmatycznego: takiego, który skupiłby na sobie uwagę kolejnych dyskutantów, a przede wszystkim wiódłby do dalszych badań logicznych, historycznych, socjologicznych i innych. Nie będę po kolei odnosił się do rozmaitych propozycji w tym zakresie, bo to by wymagało napisania całej książki. Obszerny i wciąż aktualizowany obraz znaleźć można w (Nickles 2017) – zainteresowanym łatwo więc zyskać podstawową wiedzę w tym