MOJE STANOVIŠTE*

OVAJ ČLANAK NIJE o tome vjerujem li ja u Boga. Umjesto
toga, izložit ću moje viđenje o tome kako se može
shvatiti svemir: kakav je status i značenje velike
jedinstvene teorije, "teorije svega". Tu postoji stvarni
problem. Ljudi koji bi trebali proučavati i raspravljati
takva pitanja, filozofi, obično nemaju dovoljno
matematičke naobrazbe da bi držali korak sa suvremenim
razvojem teorijske fizike. Postoji podvrsta zvana filozofi
znanosti, koji bi trebali biti bolje obrazovani. No mnogi od
njih su neuspjeli fizičari koji ustanoviše da im je preteško
poraditi na novim teorijama pa su se tako umjesto toga
bacili na pisanje o filozofiji fizike. Oni i dalje
raspravljaju o
'Predavanje izvorno održano u svibnju 1992. na učilištu Caius.
znanstvenim teorijama ranih godina ovoga stoljeća, poput
relativnosti i kvantne mehanike. Nisu u dodiru sa
sadašnjom prvom crtom napredovanja fizike.
Možda sam malko pregrub glede filozofa, ali baš ni
oni nisu bili jako ljubazni prema meni. Moj pristup je bio
opisan kao naivan i prostodušan. Bijah nazivan raznim
imenima, poput nominalist, instrumentalist, pozitivist i
više drugih —ist. Tehnika je, čini se, bila pobijanje putem
etiketiranja: ako mome stanovištu nalijepite neku etiketu,
ne trebati ni objašnjavati što s njim nije u redu. Siguran
sam da svatko pozna kobne pogreške svih tih izama.
Ljudi koji stvarno nešto pridonose razvoju teorijske
fizike uopće ne razmišljaju u kategorijama što ih kasnije
za njih smišljaju filozofi i povjesničari znanosti. Siguran
sam da Einstein, Heisenberg i Dirac nisu vodili brigu o
tome jesu li bili realisti ili instrumentalisti. Oni su jednostavno
bili zabrinuti time što se postojeće teorije nisu
međusobno uklapale. U teorijskoj je fizici u cilju postizanja
napretka uvijek bilo važnije traženje logičke samostojnosti
negoli eksperimantalni rezultati. Mnoge elegantne i lijepe
teorije bijahu odbačene, jer se nisu slagale s promatračkim
podacima, a ne znam ni za jednu važnu teoriju u kojoj je
učinjen napredak tek zahvaljujući pokusu. Teorija dolazi
uvijek prva, vučena naprijed težnjom za posjedovanjem
elegantnog i dosljednog matematičkog modela. Teorija
tada donosi predviđanja koja se mogu promatranjem
provjeriti. Ako se promatranja slažu s predviđanjima, to
ne dokazuje teoriju, ali teorija preživljava kušnju da bi
donijela sljedeća predviđanja, koja se opet provjeravaju
opetovanim promatranjem. Ukoliko se promatranja ne
slažu s predviđanjima, teorija se napušta.
Zapravo, očekujemo da se stvari tako odvijaju. U
praksi, ljudi vrlo nerado odustaju od teorije u koju su
uložili mnogo truda i vremena. Obično se počnu propitkivati
o točnosti promatranja. Ako im ni to ne pomaže,
trude se preinačiti teoriju na ad hoc način. Na kraju teorija
postaje neugledno i ruševno zdanje. Tada netko predloži
novu teoriju u kojoj su sva neugodna promatranja
objašnjena na elegantan i prirodan način. Primjer za to je
Michelson-Morleyev pokus, izveden 1887., koji je pokazivao
uvijek istu brzinu svjetlosti, bez obzira kako su
se izvor ili promatrač gibali. To se činilo smiješnim. Sigurno
bi netko tko se giba prema svjetlosti trebao izmjeriti
njenu veću brzinu negoli netko tko se giba od nje; međutim,
pokus je pokazivao da bi oba promatrača izmjerila posve
istu brzinu svjetlosti. Tijekom sljedećih osamnaest godina
pokušavaše ljudi poput Hendrika Lorentza i Georgea
Fitzgeralda smjestiti ovo promatranje unutar prihvaćenih
zamisli o prostoru i vremenu. Uveli su ad hoc postulate,
poput predlaganja da predmeti pri gibanju velikim
brzinamam postaju kraći. Čitava zgrada fizike poružnila se
i počela škripati. Tada je — 1905. — Einstein predložio
mnogo privlačnije gledište, u kojem vrijeme nije bilo
uzimano kao posve izdvojeno i samo za sebe. Umjesto toga,
bilo je s prostorom sjedinjeno u če-tverodimenzionu
tvorbu zvanu prostorvrijeme. Einsteina na ovu zamisao
nisu toliko mnogo tjerali rezultati pokusa koliko želja da
dva dijela teorije spoji zajedno u dosljednu cjelinu. Ta dva
dijela bijahu zakoni po kojima se ponašaju električna i
magnetska polja te zakoni po kojima se ponašaju tijela u
gibanju.
Ne mislim da je Einstein, ili bilo tko drugi 1905.,
uvidio koliko je nova teorija relativnosti bila jednostavna i
elegantna. Ona je posve izokrenula naše poimanje prostora
i vremena. Ovaj primjer dobro oslikava poteškoću
položaja nekoga tko je realist u fiozofiji znanosti, jer ono
što gledamo kao stvarnost uvjetovano je teorijom koju
potpisujemo. Siguran sam da su Lorentz i Fitzgerald sebe
smatrali realistima, tumačeći pokus o brzini svjetlosti pomoću
Newtonovih pojmova apsolutnog prostora i apsolutnog
vremena. Činilo se da su ti pojmovi prostora i vremena
u skladu sa zdravim razumom i stvarnošću. Danas
pak, oni koji su dobro upoznati s teorijom relativnosti, još
žalosno manjina, imaju na to posve drukčiji pogled. Morali
bismo reći ljudima kakvo je suvremeno razumijevanje tako
temeljnih pojmova kakvi su prostor i vrijeme.
Ukoliko ono što smatramo stvarnim zavisi od naše
teorije, kako onda možemo od stvarnost praviti temelj
naše filozofije? Rekao bih da sam realist u smislu da mislim
kako tamo vani postoji neki svemir, čekajući da ga
istražimo i razumijemo. Gledište solipsista, da je sve
stvoreno u našoj mašti, smatram gubitkom vremena. Ništa
se ne postiže na taj način. Ali bez neke teorije, ne možemo
razlučiti što je stvarno glede svemira. Stoga sam zauzeo
stanovište, koje se bilo opisivalo kao prosto-dušno i naivno,
da je neka fizikalna teorija tek matematički model kojeg
rabimo pri opisu rezultata promatranja. Neka teorija je
dobra teorija ako je lijep model, ako opisuje široki raspon
promatranja te ako pretkazuje rezultate budućih
promatranja. Izvan toga, nema smisla pitati odgovara li
ona stvarnosti, jer mi ne znamo kakva je stvarnost
neovisna od teorije. Takvo gledište o znanstvenim
teorijama može imati i neki instrumentalist ili pozitivist
— a kako sam rekao ranije, meni su priljepljeni ti nazivi.
Osoba koja me nazvala pozitivistom smatrala je za shodno
još dodati kako svatko danas zna da je poziti-vizam
zastario — opet slučaj pobijanja putem etiketiranja. To
dakako može biti zastarjelo, u smislu nečeg što je bilo
dojučerašnja intelektualna zabava, ali pozitivističko
stajalište što sam ga bio izložio čini se jedino moguće za
nekog tko traži nove zakone i nove načine za opisivanje
svemira. Nije dobro pozivanje na stvarnost, budući da
nemamo neki uzoran neovisan pojam stvarnosti.
Po mome mišljenju, neizrečeno vjerovanje u neku
uzornu nezavisnu stvarnost je nevidljivi uzrok poteškoća
što ih glede kvantne mehanike i načela neodređenosti
imaju filozofi znanosti. Uzmimo slavni misaoni pokus
zvan Schrodingerova mačka. Jedna se mačka nalazi u zapečaćenoj
kutiji. U nju je uperena neka pucaljka, koja
okida ako se raspadne neka radioaktivna jezgra. Vjerojatnost
okidanja pucaljke iznosi pedeset posto. (Danas se
nitko više ne bi usudio predložiti takvu stvar, čak i kao
čisti misaoni pokus, ali u Schrodingerovo vrijeme nisu
znali za pokret za zaštitu životinja.)
Kad se otvori kutija, ustanovit će se je li mačka živa
ili mrtva. Ali prije negoli se kutija otvori, kvantno stanje
mačke bit će mješavina stanja mrtve mačke i stanja u
kojem je mačka živa. To je za neke filozofe teško prihvatljiva
slika. Mačka ne može biti napola ubijena, a napola
neubijena, izjavljuju oni, kao što žena ne može biti napola
trudna. Poteškoća za njih se javlja stoga što oni, kao samo
po sebi razumljivo, upotrebljavaju klasični pojam
stvarnosti u kojem neki predmet posjeduje jedan određeni,
jedini prikaz. Čitava zamisao kvantne mehanike i jest u
tome da ona ima drugačiji nazor o stvarnosti. Po tom
nazoru, neki predmet ne iskazuje se u jednom jedinom
prikazu već u svim mogućim prikazima. U najvećem broju
slučajeva, vjerojatnost posjedovanja nekog određenog
prikaza poništava se s vjerojatnošću posjedovanja vrlo
neznatno drugačije prikaza; ali u nekim slučajevima, vjerojatnosti
susjednih prikaza pojačavaju jedni druge (kao
pri interferenciji valova.) Ono što promatramo kao prikaz
tog predmeta jedan je od tih pojačanih prikaza.
U slučaju Schrodingerove mačke, postoje dva prikaza
koja su pojačana. U jednome je mačka ubijena, dok u
drugome ostaje živa. U kvantnoj teoriji mogu obje mogućnosti
postojati zajedno. Ali neke filozofe to dovodi u
veliku nepriliku, jer oni kao nešto što se samo po sebi
podrazumijeva uzimaju da mačka može imati samo jedan
prikaz.
Priroda vremena je drugi primjer područja gdje fizikalne
teorije određuju naš pojam stvarnosti. Uobičajilo
se smatrati očitim da vrijeme zauvijek teče, bez obzira
što se događalo; ali teorija relativnosti je spojila vrijeme s
prostorom i rekla da oba mogu biti iskrivljena, izobličena,
materijom i energijom svemira. Tako se naše poimanje
naravi vremena promijenilo: ranije je vrijeme bilo
nezavisno od svemira, sad je oblikovano njime. Tako je
postalo razumljivo da se vrijeme uopće ne može odrediti
prije određene točke; idemo li unatrag kroz vrijeme, mogli
bismo doći do nepremostive prepreke, singularnosti, iza
koje se dalje ne može ići. Ako bi to bio slučaj, ne bi imalo
smisla pitati se tko, ili što, je uzrokovalo ili proizvelo
Veliki prasak. Ako govorimo o uzrokovanju ili stvaranju,
samo po sebi se podrazumijeva da je postojalo neko
vrijeme prije singularnosti Velikog praska. Već nam je
tridesetak godina poznato kako Einsteinova teorija relativnosti
pretkazuje da je vrijeme moralo imati neki početak
prije petnaestak milijardi godina. Ali filozofi nisu to
prihvatili. Oni su još zabrinuti o temeljima kvantne
mehanike koji su položeni prije gotovo sedamdeset godina.
Ne shvaćaju da su se granice fizike u međuvremenu
pomaknule.
Još gore je s matematičkim pojmom imaginarnog
vremena, u kojem smo Jim Hartle i ja predložili da svemir
nema ni početka ni kraja. Zbog tog imaginarnog vremena
bijesno me je napao jedan filozof. Rekao je: Kako može
neki matematički trik poput imaginarnog vremena imati
išta sa stvarnim svemirom? Mislim da je taj
filozof pobrkao čisto matematičke veličine zvane realni i
imaginarni brojevi s načinom na koji se u svakidašnjem
jeziku rabe pojmovi realno i imaginarno. Ovo upravo ilustrira
moje stanovište: Kako možemo znati što je stvarno,
neovisno o teoriji ili modelu s pomoću kojeg to tumačimo?
Upotrijebio sam primjere iz relativnosti i kvantne
mehanike da bih pokazao probleme s kojima se netko
suočava kad nastoji osmisliti svemir. Nije zaista važno
razumijete li ili ne razumijete relativnost i kvantnu mehaniku,
ili čak ako su obje te teorije netočne. Ono što se
nadam da sam pokazao jest da je neka vrsta pozitivističkog
pristupa, u kojoj se na teoriju gleda kao na model, jedini
način razumijevanja svemira, barem za teorijskog fizičara.
Pun sam nade da ćemo naći čvrsti model koji opisuje sve u
svemiru. Učinimo li to, bit će to zaista blistavi uspjeh
ljudske vrste.