Obalmy prawa przyrody

Metafora prawa przepełnia świat – luźno wzorując się na prawach stanowionych, które sami stworzyliśmy, wyobraziliśmy sobie następnie prawa boskie, a ostatecznie również prawa przyrody. Wyraźnie lubimy myśleć tymi kategoriami; być może daje nam to słodkie poczucie bezpieczeństwa, że ktoś nad nami czuwa?

Starożytni tylko z tą wizją flirtowali: Grecy czasem widzieli w świecie nomos (prawo), choć częściej logos (słowo); rzymskie zamiłowanie do prawa sprawiło jednak, że Cyceron bez wstydu rozciągał już słowo lex na rzeczywistość ziemską, naturalną i boską. Od czasów nowożytnych „prawa przyrody” przyjęły się już na dobre. Newton zatytułował co prawda swoje najsłynniejsze dzieło „Matematyczne zasady filozofii przyrody”, a nie „Matematyczne prawa”, jednak w środku znajdziemy słynne „prawa ruchu” – leges motus. Wychodzi zresztą na jedno: logos przyrody czy kosmiczne principia są tylko o rzut kamieniem od leges naturales. To wciąż ta sama metafora.

Od czasu Newtona utrwaliło się też utożsamienie praw przyrody z matematycznymi prawami fizyki: dla wielu do dzisiaj jest wręcz oczywiste, że prawa przyrody to tak naprawdę jakieś równania, wklejone w bliżej nieokreślony sposób w tkaninę rzeczywistości. Stephen Weinberg, fizyk noblista, w „Śnie o teorii ostatecznej” już w pierwszym zdaniu pisze o „wielkiej przygodzie intelektualnej, jaką jest poszukiwanie ostatecznych praw przyrody” i ledwie kilka stron dalej upewnia nas, co konkretnie ma na myśli, z właściwą fizykom noblistom skromnością. „Siedząc przy biurku lub kawiarnianym stoliku i manipulując wyrażeniami matematycznymi, czuję się jak Faust ze swymi pentagramami przed przybyciem Mefistofelesa”. Nie w tym rzecz jednak, czy prawa przyrody koniecznie muszą mieć postać matematyczną. Grunt, że metafora się spodobała, podczas gdy jest z nią sporo problemów.

Na dnie kapelusza

Zacznijmy od fundamentalnej różnicy między prawem naukowym a prawem przyrody. Prawo naukowe (np. prawo fizyki, chemii czy geologii) to konkretne wyrażenie językowe, sformułowane przez konkretnego człowieka w określonym tekście; jest częścią porządku historii ludzkiej – po prostu obiektem literackim jak Kubuś Puchatek. Prawa fizyki są ewidentnie ludzkim wynalazkiem: o ich umownym charakterze świadczy już choćby fakt, że potrafimy często odtworzyć historię ich powstania (takie np. prawa Maxwella były wielokrotnie przeformułowywane, a w najpopularniejszej dzisiaj postaci wcale nie są autorstwa ­Maxwella, lecz Olivera Heaviside’a) i wiemy o ich umowności (studenci fizyki szybko uczą się sprowadzać cztery równania ­Maxwella-Heaviside’a do dwóch).

Prawa przyrody miałyby być natomiast częścią porządku świata, a człowiek by ich nie wymyślał, lecz odkrywał. W samej istocie prawa – w wąskim sensie określonego przepisu prawnego, traktowanego jako obiekt językowy – leży tymczasem zaś to, że jest ono sformułowane, dookreślone. Prawo nie może być domyślane, musi być jednoznacznie i publicznie wyrażone. Wiara w istnienie praw przyrody to więc wiara w to, że nasze wyrażenia językowe są odzwierciedleniem czegoś zanurzonego w samej rzeczywistości, co przynajmniej trochę te nasze równania przypomina.

Fizyk, który marzy o „teorii wszystkiego”, prawdopodobnie wyobraża sobie jakiś matematyczno-kosmiczny odpowiednik kodeksu Hammurabiego, spisanego w punktach – jak trzy prawa dynamiki Newtona albo cztery prawa elektrodynamiki Maxwella – już po to choćby, aby można było później odpowiedzieć studentowi: „Hola, hola! Łamiesz paragraf szósty, punkt trzy Kodeksu Barionowego”. Jeśli więc wierzyć, że takie prawa przyrody istnieją, to warto zapytać, gdzie je znajdziemy, i kto je sformułował.

Hammurabi otrzymał swoje przepisy od boga Szamasza i wykuł je na bazaltowej steli; Mojżeszowi przykazania podyktował Jahwe, przewidująco wybierając dyskretne miejsce na uboczu, aby ich boskie pochodzenie było dla wszystkich oczywiste. W Dzienniku Ustaw RP każde, najtrywialniejsze rozporządzenie wieńczy podpis takiego czy innego ministra. Fizycy zwykle nie życzą sobie jednak, aby za równaniami ich teorii stała jakaś Inteligencja. Nic dziwnego. Inteligencja taka – bez względu już na jej konkretną tożsamość – byłaby metafizycznie z grubsza równym partnerem dla świata. Idea praw przyrody stoi więc w sporej sprzeczności z innym ulubionym mitem założycielskim fizyki współczesnej: przekonaniem, że wszystko uda się ostatecznie zredukować do świata fizycznego.

Świat funkcjonuje tymczasem według praw przyrody – gdyby więc prawa wyłaniały się dopiero w toku funkcjonowania świata, otrzymalibyśmy paskudną sprzeczność logiczną, przyczynową i metafizyczną. Co miałoby decydować o tym, jakie prawa wyłaniają się w świecie? Kolejne prawa? A skąd brałyby się te z kolei? Świat, który generowałby prawa swego własnego funkcjonowania, byłby jak ów sprytny baron, który sam siebie wyciągnął z wody za włosy. Oj, nie, prawa przyrody ewidentnie nie mogą być ze świata. Możemy więc albo je wypchnąć poza świat – tego jednak grzeczny fizyk redukcjonista raczej nie zniesie – albo mimo wszystko w jakiś sposób w tym świecie ukryć. Filozofowie przyrody, którzy próbują tę drugą opcję wyrazić precyzyjnie, zwykle konkludują, że prawa przyrody to regularności w zachowaniu i właściwościach obiektów fizycznych – pogląd taki określa się jako „regularyzm”. Prawa elektrodynamiki miałyby więc być sposobem, w jaki zachowuje się elektron, i kryć się w jego tożsamości.

Przejście od elektronu, który jako żywo nie jest obiektem językowym, do prawa, które ma ewidentnie charakter językowy, jest jednak procesem co najmniej podejrzanym. Sformułować na podstawie obserwacji elektronu nowe prawo naukowe – to zrozumiałe. Odkryć w elektronie wieczne i niezmienne Prawo Przyrody – to już brzmi podejrzanie.

Naukowiec wpatrujący się w najnowsze wyniki zderzeń ciężkich jonów, a następnie formułujący na ich podstawie nowy człon do równania modelu standardowego cząstek elementarnych, robi to po długiej rundzie przybliżeń statystycznych i procedur obliczeniowych, opierając się na zastanych konwencjach matematycznych, bagażu historii i aktualnej modzie. Nijak tu dostrzec bezpośredni tunel łączący go z Najwyższą Rzeczywistością. Zresztą jego wersję równania za kilka lat znowu ktoś zmodyfikuje.

W dzisiejszych czasach wizja fizyków, którzy w swych tajemnych cyferkach odnajdują Prawdziwe Prawa Przyrody, jest równie podejrzana i archaiczna, co Mojżesz znikający na tajemniczym odludziu i otrzymujący tam bezpośredni przekaz od Boga, albo Joseph Smith, wyczytujący nowe wersety Księgi Mormona ze złotych płyt wręczonych mu przez aniołów i umieszczonych na dnie kapelusza. Pośrednictwo człowieka mocno podważa zaufanie do idei ponadludzkiego pochodzenia praw. Gdzie ten oryginał Słowa Bożego? Gdzie te złote płyty? Gdzie te prawa przyrody?

Atom-rzezimieszek

Wszystkie te głębokie problemy metafizyczne wynikają ostatecznie z faktu, że bardzo trudno jest wyobrazić sobie coś zasadniczo językowego w rzeczywistości przyrodniczej. Prawo musi być językowe, a język jest wynalazkiem człowieka, przez co „prawa przyrody” brzmią trochę jak „limeryki przyrody”. No bo jak to brzmi: „Czy prawa przyrody się rymują?”. To jednak nie koniec problemów: nawet już przy założeniu, że jakoś nam się udało z tej metafizycznej matni przeskoczyć, prawo jako takie ma szereg cech, które kompletnie nie pasują do opisu porządku w świecie.

Pierwszy przykład z brzegu: praw przyrody, w przeciwieństwie do praw ludzkich, nie sposób złamać. Tak w każdym razie zakładamy: prawo zachowania energii nie byłoby prawem przyrody, gdyby działało tylko czasem. Gdy zaś okazało się, że masa nie zawsze jest zachowana, prawo zachowania masy zostało od razu zdetronizowane – to już nie jest „prawo przyrody”! Tymczasem prawo, którego nie da się złamać, nie ma sensu. Po co publikować w Dzienniku Ustaw, że surowo zabrania się lewitacji? Prawo opisuje to, co jest możliwe, lecz niewskazane – nie należy do porządku „tego, jak jest”, lecz „tego, jak powinno być” (jest preskryptywne, a nie deskryptywne).

Gdybyśmy więc chcieli naprawdę poważnie zastosować metaforę prawa do rzeczywistości przyrodniczej, wypadałoby nam się zastanowić, czy obiekty przyrodnicze mogą łamać prawa przyrody, czy istnieje jakiś system wykrywania takich wykroczeń oraz jaka jest za nie kara. W „Opowieściach z Narnii” C.S. Lewisa Ramandu opowiada o Koriakinie, który był niegdyś gwiazdą, jednak za swoje przewiny został strącony na Ziemię. Wymiar kary znamy: Koriakina skazano na rządzenie grupą wyjątkowo nierozumnych poddanych. Przewina jest jednak poza naszym pojmowaniem. Na pytanie Kaspiana, za jakie winy pokutuje Koriakin, Ramandu, sam zresztą będący „gwiazdą na emeryturze”, napomina go łagodnie: „Wiedza o tym, jakie błędy może popełnić gwiazda, nie jest przeznaczona dla ciebie, Syna Adama”.

Kusi jednak, aby wyobrażać sobie kosmiczne wykroczenia, a opis wszechświata z pewnością wzbogaciłaby teoria przestępczości i kar. Czy gdzieś w przestrzeni kosmosu może kryć się szajka buntowniczych, zdemoralizowanych atomów, bezczelnie łamiących zasady zachowania, podkradających sąsiadom ich masę i spin albo produkujących nowe leptony bez poszanowania dla zasady zachowania liczby leptonowej? Może te słynne hipotetyczne tachiony, podróżujące z prędkością szybszą od światła, to po prostu kosmiczni piraci drogowi? Bez tego typu ewentualności „prawa” przyrody naprawdę w niczym nie przypominają praw!

A spróbuj nie uścisnąć!

Zrzędzić łatwo, trudniej zaoferować coś konstruktywnego – ktoś mógłby odpowiedzieć. Spróbujmy więc pofantazjować. W poszukiwaniu kontroferty warto najpierw zastanowić się, jaką funkcję pełni to coś, dla czego szukamy nazwy? Jaką cechę świata ubraliśmy w piórka metafory prawa? Wydaje się, że najogólniejsza odpowiedź brzmi: szukamy nazwy dla czegoś, co ogranicza wolność.

Każde prawo stanowione to zawsze próba ograniczenia wolności. Przepisy ograniczają, gdzie i kiedy wolno mi łowić ryby, i które ryby, i jakiej wielkości, i jaką metodą, i jak mam je przechowywać, i po jakim czasie mogę je sprzedać, i gdzie mogę je sprzedawać, i jak ma przebiegać transakcja. Podobnie – prawa przyrody miałyby ograniczać cząstki ze względu na to, z jaką prędkością mogą się poruszać, i w jakim kierunku pofrunąć, i jakie są ich dozwolone stany końcowe, gdyby przyszło im się rozpaść. W poszukiwaniu kontrkandydatów dla idei prawa przyrody sięgnijmy do naszego własnego życia. Co jeszcze ogranicza naszą wolność?

Gdy pomyśleć o realiach życia codziennego, okazuje się, że siłą jeszcze potężniejszą od prawa jest obyczaj. Złamanie prawa przychodzi nam łatwo, a nikogo tak szczerze nie oburza anegdotka o panu z suszareczką, który właśnie uszczuplił nasz ­­budżet domowy. Spróbujcie jednak kiedyś nie uścisnąć podanej wam ręki. Z wyjątkiem rzadkich sytuacji, gdy gest ten stanowi dobrze umotywowaną demonstrację, jest to praktycznie niewyobrażalne, a i wtedy prawdopodobnie utrzymanie ręki przy boku mocno podniosłoby nam ciśnienie. Siłą, która podnosi naszą rękę, nie jest ani antygrawitacja, ani przepis Kodeksu cywilnego, lecz zwyczaj. „Tak się robi”. Gdy tylko zamykamy drzwi za światem prywatnym, każdy aspekt naszego zachowania zaczyna podlegać przemożnej kontroli, do tego stopnia, że, jak mówi klasyk, stajemy się nieledwie marionetkami w „teatrze życia codziennego”.

Obyczaj można oczywiście kontestować, jednak nie jest to łatwe. Za jego złamanie czeka nas wyłącznie „miękka” kara społeczna, jednak często znacznie boleśniejsza niż mandat. Któż z nas zniósłby bez szwanku wszystkie te formy dezaprobaty, gdybyśmy postanowili przez tydzień nie ściskać wyciągniętych do nas rąk? Ba, być może „obyczaje przyrody” wiązałyby cząstki elementarne nawet silniej od „praw przyrody”? Zastosujmy na próbę tę metaforę do rzeczywistości przyrodniczej.

Elektron bezceremonialny

Pierwsza ciekawa cecha obyczaju – wykształca się on spontanicznie w toku docierania się ze sobą ludzi. Nikt go nie ogłasza i nie formalizuje; obyczaju nie trzeba spisywać, aby obowiązywał. Obyczaj należy do nas wszystkich. To wielka zaleta – przecież właśnie sformułowanie przez prawodawcę, formalizacja na piśmie i publiczne ogłoszenie tak mocno nas uwierały w metaforze prawa! Gdyby więc sposób zachowywania się cząstek, atomów i gwiazd był „obyczajem przyrody”, powinniśmy zakładać, że wyłonił się stopniowo, spontanicznie, w toku wzajemnego docierania się obiektów przyrody. Od tego momentu rzeczy dzieją się już tak, jak się dzieją, bo dzieją się tak, jak się dzieją.

Elektron, zapytany o to, dlaczego odsuwa się od innych elektronów, albo trzyma w pewnej określonej odległości od jądra, prawdopodobnie byłby zdziwiony: przecież tak się zawsze robiło! A może zakaz Pauliego, ograniczający możliwość wskoczenia dwóch cząstek w ten sam stan kwantowy, to po prostu tabu, podobne do tego, przez które nie siadamy w kinie obcemu człowiekowi na kolanach? Teoretycznie można by, ale to się po prostu nigdy nie dzieje.

Podobnie jak i w przypadku praw przyrody, metafora „obyczajów przyrody” ma dalsze interesujące konsekwencje. Prosty przykład: obyczaj obowiązuje tylko do granic danej kultury. Być może w innych regionach kosmosu elektrony trzymają się bliżej jąder? Gdyby do naszej Galaktyki wpadł taki bezceremonialny elektron z gorącego Południa Kosmosu, prawdopodobnie nasze jądra reagowałyby na jego poufałość dziwnie, jak Szwed odsuwający się podświadomie na imprezie od gadającego do niego z ożywieniem Hiszpana. Takie odsuwanie się można by już zmierzyć, hipoteza kosmicznego obyczaju jest więc falsyfikowalna!

Ostatni wniosek: obyczaj nie wiąże nas, gdy znika drugi człowiek. To jedna z ulubionych idei egzystencjalistów – piekło to inni, a gdy znikają, znika też wywierany przez nich ciężar, który Sartre lubił ilustrować poprzez poczucie wstydu. Samotna cząstka w głębokiej pustce kosmicznej mogłaby więc robić, co jej się żywnie podoba – dopóki oczywiście ktoś jej nie podgląda.

Oto i dowód pośredni na koncepcję „obyczajów przyrody”: w mechanice kwantowej mówi się o tym, że obserwacja cząstki nieodwracalnie zaburza swobodny rozwój jej falowego rozpływania się w przestrzeni, wymuszając na niej chwilowe przybranie charakteru cząstkowego i lokalizację. W ramach tej nowej metafory redukcja funkcji falowej byłaby więc odpowiednikiem pracownika biurowego, który, słysząc kroki za plecami, „ogarnia się” – nagle prostuje się w fotelu i wstydliwie wycofuje rękę z któregoś z tych miejsc, gdzie ręce lubią bezwiednie zawędrować, gdy nikt nie patrzy. A gdy kroki ucichną, stan znów swobodnie ewoluuje, rozpływając się po przestrzeni prawdopodobieństwa.

A bariony rozbijam tak

Kolejne zadanie dla chętnych czytelników: dzisiaj wieczorem przed pójściem spać wykonać wszystkie zwyczajowe czynności higieniczne jak w odbiciu lustrzanym. Jeśli myjesz zęby prawą ręką, umyj lewą. Włóż najpierw prawą (lewą?) nogawkę piżamy. Przedziwne uczucie, prawda? A cóż to za siła ogranicza tym razem naszą wolność – zasada zachowania momentu pędu, rozporządzenie ministra właściwego, polska tradycja? Nie, to przyzwyczajenie. W ramach modelu „przyzwyczajeń przyrody” można by wyobrazić sobie, że gorący Wielki Wybuch to faza spontanicznego eksperymentowania, w której dochodziło do wszystkich możliwych kombinacji procesów przyrodniczych, jednak z czasem pewne sposoby dziania się utrwaliły poprzez czystą siłę przyzwyczajenia.

Z jednej strony „przyzwyczajenia przyrody” naturalnie uzupełniają „obyczaje przyrody”. Elektrony, popatrując po sobie nawzajem, z czasem ustaliły sobie pewien sposób postępowania. Każdy z nich natomiast dziś zachowuje się już regularnie po prostu z przyzwyczajenia. Dużą zaletą tej metafory jest jednak niezależność przyzwyczajenia od innych. Robinson Crusoe też miał swoje małe rytuały! Gdy jakąś czynność wykonało się setki razy, po prostu łatwiej jest ją ponownie wykonać w ten sam sposób, jednak wygoda to nie wszystko: często kieruje nami czysta potrzeba konsekwencji, która w wynaturzonej postaci może przemienić się w obsesję albo wewnętrzny przymus.

Najłatwiej zrozumieć te Przyzwyczajenia Przyrody, które są „logiczne” i „naturalne”, jak choćby zasadę, wedle której cząstki swobodne wędrują po najkrótszej trajektorii pomiędzy dwoma punktami. Metafora przyzwyczajenia jest jednak pojemna – fizyk szukający wytłumaczenia dla którejś z nieintuicyjnych, ekscentrycznych cech świata, mógłby zawsze powołać się na działanie kompulsyjne, jeśli nie wręcz nałogowe.

Od kilku dekad nikt nie potrafi wytłumaczyć niepokojącej asymetrii we wszechświecie: choć bariony i antybariony wydają się być swoimi doskonałymi lustrzanymi odbiciami i żadna z tych klas nie powinna być faworyzowana, z jakiegoś powodu w kosmosie jest znacznie więcej tych pierwszych. Być może po prostu świat jakoś już tak ma, że zawsze przy rozpadzie cząstki odsuwa bariony lewą ręką, podobnie jak my zawsze przekładamy prawą sznurówkę pod lewą – choć przecież moglibyśmy w przeciwną! A może produkowanie barionów w rozpadach jest jak przebijanie bąbelków w folii bąbelkowej: gdy już zaczniesz, nie tak łatwo przestać?

Czysta forma

Tego typu arbitralna decyzja, z której niełatwo się wycofać, naprowadza nas na ostatni trop: styl. To rzecz niedoceniana, a jakże potężna. Niewielu z nas ma naprawdę konsekwentny styl – jakiego bowiem wysiłku wymaga utrzymanie go! – tym bardziej jednak podziwiamy tych, którzy zawsze mają pasek dopasowany do obuwia, preferują określony typ kołnierzyka i kolor sznurowadeł.

Konsekwentny, a jednak elastyczny styl wyrabia się też dobrym artystom. Literaturoznawca, przeczytawszy połowę powieści dobrze znanego mu autora, albo historyk sztuki postawiony przed odkrytym do połowy, dopiero co ukończonym płótnem wybitnego malarza, mogą poczynić pewne przypuszczenia co do niewidzianej części. Zauważmy, że znajomość stylu daje koneserowi tak szanowaną przez naukowców moc predykcji i falsyfikacji.

Doświadczony geolog, obejrzawszy odsłoniętą połówkę jakiegoś fałdu, prawdopodobnie potrafi sobie nieźle wyobrazić, jaka może być jego kontynuacja i co jest wykluczone. Czy przewidywanie to wyłania się po ilościowych kalkulacjach, opierających się na prawach mechaniki skał, reologii i fizyki ciała stałego? Nie, jest to raczej intuicyjna ocena człowieka, który napatrzył się już na wystarczająco dużo formacji skalnych, aby wyczuć, jaki jest styl geologiczny naszej planety.

Metafora stylu odsyła nas oczywiście ponownie do pytania o Artystę, podobnie jak metafora prawa odsyłała nas do Prawodawcy. W tym przypadku jednak nieco łatwiej jest nam utrzymywać, że świat jest sam sobie i płótnem, i pędzlem, i farbą. Można mieć pewną trudność z dostrzeżeniem językowego charakteru przyrody, jednak jej wymiar artystyczny jest zrozumiały: oczywiście, że świat to dzieło sztuki!

Również i ta metafora ma swoje zabawne konsekwencje. Naprawdę dobrzy artyści nie dają się zamknąć w jednym stylu i często przechodzą przez rozmaite okresy. Wielki Wybuch, z tymi wszystkimi geometrycznymi oscylacjami i chaosem przecinających się trajektorii, to ewidentny romans z op-artem. Na szczęście mamy też za sobą brutalny ekspresjonizm wczesnych kwazarów, a dojrzały Artysta pięknie już operuje minimalizmem (ach, te pustki między galaktykami!), a także liryczną, niemal secesyjną formą geometryczną. Ewidentnie nie brakuje mu też humoru, lubi szokować (ten turpizm!), a jedyne, czego nie można znaleźć w świecie, to realizm. Oj, tak, świat zdecydowanie jest co najmniej surrealistyczny!

Światem sztuki wstrząsają też mody. Pamiętacie jeszcze te czasy, gdy kontynenty masowo stroiły się w prowincje granitowo-gnejsowe? Pierwsza była chyba Australia, a potem trudno było znaleźć większą masę lądową, która by nie paradowała z tonalitami na wierzchu. To na szczęście mamy już za sobą i od paru miliardów lat królują bazalty wylewne. Ale, kto wie, może archaiczna geologia wróci i znów będzie chic?

Tym, którzy tęsknią do językowego fundamentu rzeczywistości, warto przypomnieć o manifestach, którymi sto lat temu zwyczajowo obsikiwało się swoje poletka na rynku sztuki. „Manifest Przyrody” – to brzmi dumnie! Trochę przesadzony i pretensjonalny, tchnący jednak życiem i pewnością siebie, a później przestrzegany tylko w zarysie i tylko przez pierwszą dekadę.

I co, wierzycie jeszcze w istnienie praw przyrody? ©