Zasady Sir Izaaka

W październiku ukaże się pierwszy od czasów publikacji w 1687 r. polski przekład dzieła Izaaka Newtona "Philosophiae naturalis principia mathematica" ("Matematyczne zasady filozofii przyrody"). Książkę wyda Wyższa Szkoła Informatyki i Zarządzania w Rzeszowie w kooperacji z Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych w Krakowie. Autorem przekładu jest dr Jarosław Wawrzycki. Publikacji towarzyszyć będzie spotkanie, które odbędzie się 3 października o godz. 11.00 w Centralnej Bibliotece Rolniczej w Warszawie, przy ul. Krakowskie Przedmieście 66. Prezentacji przekładu dokonają ks. prof. Michał Heller oraz prof. Andrzej Kajetan Wróblewski, przewodniczący Rady Naukowej Instytutu Historii Nauki PAN.

Chociaż bohaterem tego eseju jest Izaak Newton, zacznę jednak od Einsteina. Bo historyczny czas nauki nie przemija, lecz narasta. Wielkie dokonania mają to do siebie, że pełniej się je ocenia z perspektywy późniejszych dokonań.

29 stycznia 1931 r. Albert Einstein w towarzystwie Edwina Hubble’a zwiedzał Obserwatorium Astronomiczne na Mount Wilson w Kalifornii. Jego ogromne zainteresowanie wzbudził największy wówczas na świecie, stucalowy teleskop. Podczas gdy Einstein, ku konsternacji obecnych astronomów, wdrapywał się na stalową konstrukcję teleskopu, by wszystko lepiej zobaczyć, jego żona przyglądała się temu z boku. "Kiedy powiedziano jej, że ten gigantyczny instrument służy do wyznaczania kształtu Wszechświata, Elsa podobno odparła z dumą: »No cóż, mój mąż robi to na odwrocie starej koperty«".

Na odwrocie starej koperty

Potrafię sobie wyobrazić, jak zamyślony Einstein - być może w momencie, gdy żona o coś go prosi - sięga po pierwszy lepszy, znajdujący się pod ręką, skrawek papieru, by zapisać jakąś długo poszukiwaną formułę lub tylko jej "szkic". "Kształtu Wszechświata" nie odkrywa się w kilkunastu olśniewających sekundach. Olśnienia są z reguły wynikiem gigantycznej pracy i uporczywego myślenia, które zawsze jest w tle, nawet gdy robi się coś innego. A gdy wreszcie myśl przebija się na powierzchnię "innych zajęć", trzeba ją natychmiast zapisać, żeby nie uleciała, choćby na odwrocie starej koperty.

To prawda, że w XX wieku Wszechświat Einsteina zastąpił Wszechświat Newtona, ale rewolucje w nauce nie przypominają rewolucji politycznych. Nie jest tak, że nowy reżim, obaliwszy stary porządek, odsądza go od czci i wiary, chociaż nierzadko z czasem przejmuje wiele jego ponurych własności. Dla małych prędkości (w stosunku do prędkości światła) i słabych pól grawitacyjnych równania Einsteina przechodzą w równania Newtona. A ponieważ żyjemy w obszarze małych prędkości i słabego pola grawitacyjnego Ziemi, świat naszego codziennego doświadczenia jest światem Newtona.

Podobnie dzieje się w przypadku innych naukowych rewolucji: przeszłość nie jest przekreślana jako "wsteczna i fałszywa", lecz zostaje wchłonięta do nowych osiągnięć jako ich szczególny przypadek. Newton mówił o sobie, że mógł widzieć dalej niż inni, ponieważ stał na ramionach olbrzymów. Czy zdawał sobie sprawę z tego, że i na jego ramionach staną inni? Każdy wielki uczony jest jak Atlas dźwigający na swoich ramionach przyszłe dokonania.

Gdyby komuś przyszedł do głowy pomysł, by lata nowej ery liczyć od powstania nowożytnej nauki, to za zerowy powinien przyjąć rok 1687, rok ukazania się drukiem dzieła Newtona "Philosophiae naturalis principia mathematica" ("Matematyczne zasady filozofii przyrody"), gdyż właśnie tę datę przyjmuje się za symboliczny początek nowożytnej fizyki.

Trzy lata przed "nową erą", w sierpniu 1684 r., Edmund Halley (znamy go jako odkrywcę "komety Halleya") postanowił odwiedzić Newtona w Cambrigde. Podejrzewał mianowicie, że siła, jaka działa pomiędzy Słońcem i planetą, zmuszająca tę ostatnią do poruszania się po elipsie, musi być odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości między planetą a Słońcem, ale nie potrafił tego udowodnić. Tak go to zagadnienie męczyło, że zdecydował się zapytać Newtona. Pytanie swoje sformułował "w przeciwną stronę":

- Po jakiej krzywej będzie poruszać się planeta, jeżeli siła działająca między nią a Słońcem jest odwrotnie proporcjonalna do kwadratu odległości?

Jakież było jego zaskoczenie, gdy Newton bez chwili wahania odpowiedział:

- Po elipsie.

Skąd Newton to wie? Bo już dawno wyliczył. Halley zapragnął zobaczyć dowód, ale Newton nie mógł znaleźć kartki, na której go spisał (to jednak nie była stara koperta!). Wziął więc inną kartkę i próbował dowód odtworzyć, ale... "nie wychodziło". Dopiero po jakimś czasie okazało się, że szkopuł tkwił w niedokładnie zrobionym pomocniczym rysunku. Gdy rysunek został poprawiony, wynik pojawił się prawie natychmiast.

Newton pod wpływem Halleya uporządkował wszystkie swoje dotychczasowe wyniki i na ich podstawie w najbliższym roku akademickim wygłosił wykład "O ruchu ciał". Szkice z tych wykładów stały się zalążkiem przyszłych "Principiów".

Jabłko i Wszechświat

Grawitacja zmusza planety do krążenia po eliptycznych orbitach, ale działa również na Ziemi. Jesteśmy przyzwyczajeni traktować symboliczne wydarzenia z życia wielkich ludzi za wymyślone potem anegdoty, ale ze spadającym jabłkiem Newtona coś musiało być na rzeczy. To prawda, że dopiero po wielu latach (bo w 1752 r.) William Stukeley opowiedział tę historię i być może ją trochę ubarwił, ale powołał się na osobiste wspomnienia Newtona i trudno przypuścić, żeby ją całkowicie wymyślił.

Pisał: "W ciepłą, poobiednią porę (działo się to 15 kwietnia 1726 r.) poszliśmy do ogrodu i piliśmy herbatę w cieniu jabłoni, tylko on i ja. Prowadząc różne dyskursy, powiedział mi też, że właśnie w takiej samej sytuacji pojawiło się w jego umyśle pojęcie ciążenia. Sprawiło to spadnięcie jabłka w czasie, kiedy siedział zamyślony. Pomyślał sobie, dlaczego to jabłko zawsze spadnie prostopadle do Ziemi? Na pewno przyczyną jest to, że Ziemia je przyciąga. Musi być w materii siła przyciągająca: a suma siły przyciągającej musi znajdować się w środku Ziemi, nie w żadnym innym miejscu. Dlatego jabłko to spada prostopadle, czyli ku środkowi. Jeśli w ten sposób materia przyciąga materię, musi to pozostawać w proporcji do jej ilości. Dlatego zarówno jabłko przyciąga Ziemię, jak Ziemia przyciąga jabłko. Istnieje jakaś siła, podobna do nazwanej przez nas tu ciężkością, która przejawia się w całym Wszechświecie".

Rewolucja Newtona była pierwszą wielką unifikacją fizyki: zjawiska nieba i zjawiska Ziemi, fizyka planety i fizyka jabłka rządzą się tymi samymi prawami. Nasze poszukiwanie zunifikowanej grawitacji, elektromagnetyzmu oraz (słabych i silnych) oddziaływań jądrowych jest tylko prostą konsekwencją tamtej rewolucji.

W świecie Newtona

Dziś już możemy wziąć do ręki polski przekład "Matematycznych zasad filozofii przyrody" Sir Izaaka Newtona i przynajmniej dokładnie przekartkować. Bardziej wnikliwa lektura wymaga pewnego przygotowania, ale warto mieć w ręku książkę, której w dużej mierze zawdzięczamy, kim jesteśmy. Bo konsekwencje dzieła Newtona ogarniają nas ze wszystkich stron, więcej - przenikają nas nawet. Nie chodzi tylko o to, że cały współczesny świat z jego techniką, przemysłem, gospodarką jest bezpośrednim lub pośrednim następstwem ewolucji, której Newton jest istotnym ogniwem, lecz także o to, że my sami - nie zdając sobie z tego sprawy - myślimy kategoriami, których nauczył nas Sir Izaak. Rozpatrzmy najbardziej narzucający się przykład.

Czymże byłoby nasze codzienne życie bez zegarka i odmierzania przestrzeni? Nieubłaganie następujące po sobie godziny, pokonywanie kolejnych kilometrów zmęczonymi krokami to tylko małe poletka na ogromnej scenie Wszechświata. I nieubłagane pytania: czy czas i przestrzeń totalnie rządzą wszystkim? Czy sięgają poza fizyczny Wszechświat, do nieskończoności? Idea absolutnego czasu i absolutnej przestrzeni pochodzi od Sir Izaaka. Przed nim myślano w innych kategoriach.

Gdy będziemy przeglądać polski przekład "Principiów" Newtona, spróbujmy poczytać "pomiędzy wzorami". Zresztą jest tam wiele stron, na których nie ma ani jednego wzoru. Dzieło zaczyna się od fragmentu zatytułowanego "Definicje", po którym następuje "Scholium" (czyli "Uzupełnienie"). Mało jest tekstów w historii myśli ludzkiej, które jak to "Uzupełnienie" Newtona obfitowałyby w tyle następstw i sprowokowały tyle komentarzy. Do drugiego wydania "Principiów" Newton dodał "Scholium generale" ("Uzupełnienie ogólne", znajduje się ono na końcu dzieła), które miało wyjaśnić wiele kontrowersji, także teologicznych, jakie już wówczas zaczęły narastać wokół dzieła Sir Izaaka. Dokonania Newtona niewątpliwie należą do światowego dziedzictwa kultury.

Epitafium

Mój pierwszy wyjazd "na Zachód". Do Londynu przyjechałem wieczorem i poza migającymi światłami za szybami taksówki niewiele widziałem. Następnego ranka długo wpatrywałem się przez okno w lekko przymglone wieże City. A potem było obowiązkowe zwiedzanie. W Opactwie Westminsterskim, wśród królewskich grobów, ciągle jeszcze panuje gęsta atmosfera dawnego imperium. Grób Izaaka Newtona jest niemal skromny w porównaniu z innymi pomnikami, ale żaden z królów nie ma takiego epitafium. Wyjąłem notes i przepisałem: "H.S.E. Izaak Newton, Eques Auratus (tytuł szlachecki) - który prawie boską siłą ducha, pochodnią swojej wspaniałej matematyki, pierwszy wyjaśnił ruch planet, kształty dróg komet, przypływy oceanów, zbadał różnorodność świetlnych promieni i pochodzące z niej własności barw. Pilny, mądry i wierny interpretator Przyrody, Czasów Starożytnych i Pisma Św.; przy pomocy filozofii Majestat Wszechmogącego Boga oświetlił; Ewangelię prostotą obyczajów w życiu wyraził. - Niech sobie śmiertelni gratulują, że coś tak wielkiego zaistniało. - OZDOBA RODZAJU LUDZKIEGO. Ur. 25 grudnia Roku Pańskiego 1642, zmarł 20 marca 1726" (oryginał jest oczywiście po łacinie).

Odwołanie do komentowania Pisma Św. wśród innych osiągnięć Newtona nie jest tylko pośmiertnym ozdobnikiem. W spuściźnie Newtona znajduje się więcej pism o treści teologicznej niż prac odnoszących się do matematyki i fizyki. Choć oczywiście ciężaru gatunkowego nie mierzy się ilością. W tym przypadku ciężar gatunkowy najlepiej wyraża myśl, która mi wtedy przyszła do głowy: tu spoczywa IZAAK NEWTON, wśród "bezimiennych" królów.

***

Pojęcie kultury jest bardzo rozciągliwe. Do kultury zalicza się muzykę Chopina i Bacha, ale i pokrzykiwania lokalnego zespołu, dzieła Tycjana i Rembrandta, ale nierzadko i graffiti na murach. W czasach umasowienia wszystkiego, może tak musi być. Sytuację ratuje nieco rozróżnienie na kulturę wysoką i po prostu kulturę (bo przecież nie ma kultury niskiej). Czy nauka należy do kultury? Nazwy takie jak "Pałac Kultury i Nauki" sugerują, że nie. Spróbujmy np. przejrzeć programy kulturalne w mediach, nawet tych nielicznych, które specjalizują się w kulturze wysokiej.

My żyjemy efektami sezonowymi, a dzieła takie jak "Matematyczne zasady filozofii przyrody" tworzą epoki.