Katolicki Uniwersytet Lubelski Jana Pawła II

Instytut Filozofii UMK

Z punktu widzenia filozofa fizyki trzy pytania, zaproponowane jako podstawa dyskusji, sprowadzają się do drugiego: Czy istnieje naturalna granica działalności technicznej? W pytaniu pierwszym mowa o granicy zdolności poznawczych człowieka. Naturalne zdolności, związane ze zmysłowym postrzeganiem świata przyrody, są w naszej cywilizacji ogromnie poszerzone dzięki wytworom techniki, takim jak mikroskopy, lunety, radia, klisze, przyrządy chemiczne itp., wobec czego rozwój poznawczych zdolności ludzi jest w istocie wynikiem rozwoju techniki, a jego ewentualne ograniczenia wynikają z ograniczeń techniki. Podobnie przekształcanie rzeczywistości przyrodniczej, o którym mowa w pytaniu trzecim, dokonuje się dzięki szeroko rozumianej działalności technicznej, dlatego swoją wypowiedź ograniczę do problemu ograniczeń techniki wynikających z praw fizyki i struktury materii.

Ograniczenia te są oczywiste, ponieważ wszelka działalność materialna ludzi polega na manipulowaniu obiektami otaczającego nas świata i niezależnie od pomysłowości uczonych i techników, nie mogą oni wykroczyć poza struktury, łańcuchy przyczynowe i prawa świata przyrody. Zastanawiając się nad tym problemem jako filozof fizyki nie biorę pod uwagę możliwości stosowania magii, istnienia u ludzi zdolności ponadzmysłowych, oraz odwoływania się do sił nadprzyrodzonych. Już obecnie w kilku nowoczesnych, wyrafinowanych dziedzinach techniki konstruktorzy doszli do granic możliwości technicznych, wynikających z fizycznych własności stosowanych w nich procesów i materiałów. Ograniczenia te widać wyraźnie w mikroelektronice. Na przykład, budowane obecnie komputery o częstościach kilku gigaherzów są bliskie granicy częstości wynikającej z praw fizyki kwantowej. Możliwy jest już niewielki postęp w tej dziedzinie, ponieważ przy częstościach jeszcze wyższych istotną rolę zaczyna odgrywać zasada nieoznaczoności Heisenberga i statystyczny charakter praw mikroświata. Inną granicą budowy coraz silniejszych komputerów są trudne do przezwyciężenia problemy z ich chłodzeniem, ponieważ każdy proces przetwarzania informacji musi odbywać się kosztem pewnej energii. Energia ta musi być odprowadzona na zewnątrz układu, bowiem w przeciwnym wypadku będzie się on nagrzewał do temperatur uniemożliwiających jego sprawne działanie. Przy obecnym stanie techniki komputerowej granica wzrostu ich mocy związana z chłodzeniem nie jest jeszcze wyraźnie określona. Ponadto możliwości ludzkiego mózgu są pod tym względem zadziwiająco większe od możliwości nowoczesnych komputerów, dlatego na tej podstawie uzasadnione jest przypuszczenie, iż konstruktorom uda się zbudować wiele efektywniejsze energetycznie struktury przetwarzające informację, które będą zastosowane w komputerach przyszłości. Niezależnie od tych perspektyw jest oczywiste, że nie będzie można budować komputerów o dowolnie dużej mocy.

Strona 1 z 5 :: Idź do strony: [1] 2 3 4 5

Bardzo interesujące z punktu widzenia naszego pytania są działy fizyki i techniki związane z atomowym poziomem budowy materii, ponieważ w nich konstruktorzy dochodzą do granic możliwych struktur i najprostszych procesów. Kropki kwantowe, warstwy jednoatomowe, manipulowanie pojedynczymi atomami itp. to dziedziny, w których uczeni doszli do granic danych technologii. Granice te wynikają z atomowej struktury materii. Wielkie nadzieje budzą nanotechnologie, lecz dotychczasowe wyniki dalekie są od tego, o czym marzą ich twórcy. Do granic możliwości technicznych dochodzą także fizycy cząstek elementarnych. Akceleratory mogą być silniejsze tylko dzięki coraz większym rozmiarom, dlatego stosując obecne metody przyspieszania cząstek trudno zbudować urządzenia wiele silniejsze. Zakończenie budowy akceleratora w CERN uważa się za sukces podobny do wyprawy na Księżyc. Można wprawdzie zgodzić się z tym, że budowa podobnego akceleratora o dwa razy większych rozmiarach jest możliwa, lecz podobne urządzenie dziesięć razy większe wydaje się być tylko fantazją niemożliwą do zrealizowania. Kończąc ten wątek rozważań, chciałbym przypomnieć, że w klasycznej fizyce także dochodzono do granic określonych technik. Na przykład budowano mikroskopy, w których granicą powiększania były falowe własności światła, dlatego nie ma mikroskopów optycznych o powiększeniu większym od tysiąca razy. Z kolei w astronomii okazało się, że nie można budować teleskopów o średnicy większej niż 5 m., ponieważ stosowane w nich soczewki odkształcają się one pod wpływem siły ciężkości.

Zajmijmy się teraz zagadnieniem przyszłości techniki, rozpatrywanej z punktu widzenia aktualnej nauki, bo tylko przy tym założeniu można sensownie mówić o tej sprawie. W kilku ważnych działach nauk przyrodniczych i związanych z nimi technikach dokonuje się obecnie postęp, którego granice są trudne do oszacowania. Na przykład w chemii buduje się związki o zadanych kształtach i własnościach, których możliwe zastosowania są bardzo obiecujące. Ogromne nadzieje budzą postępy biologii molekularnej, odczytywania genotypów, manipulowania genami, walki z chorobami. Inną ważną dziedziną przełomowych badań jest szeroko pojęta neurobiologia, obiecująca zrozumienie mechanizmów ludzkiej świadomości i możliwości ‘poprawiania' ludzkiej natury. O tych możliwościach dużo się dyskutuje, zwracając uwagę na wynikające z nich zagrożenia natury moralnej. Zagrożenia te staną się prawdopodobnie ważniejszym motywem ograniczania badań i konstrukcji nowych rodzajów obiektów, niż trudne do określenia granice wynikające z praw przyrody.

Strona 2 z 5 :: Idź do strony: 1 [2] 3 4 5

Chciałbym teraz powiedzieć o pewnych entuzjastach techniki, którzy mówiąc o przyszłości nauki lub ludzkiej cywilizacji, rysują perspektywy znacznie przekraczające to, czego możemy spodziewać się znając fizykę. O dziwo są to fizycy, którzy jakby zapomnieli o tym, iż każde prawo to przede wszystkim istotne ograniczenie przebiegu i własności procesów. To właśnie dzięki działaniu praw przyroda nie może robić co zechce i przebieg procesów jest przewidywalny, a odpowiednio manipulując nimi można tworzyć układy techniczne o zadanych własnościach. Astronom może z wielką dokładnością przewidzieć położenie planety nawet w odległej przyszłości właśnie dzięki temu, że ruch planety jest bardzo dokładnie ograniczony do jednej możliwości, wynikającej z równań ruchu i działających sił. Podobnie jest we wszystkich innych dziedzinach nauk przyrodniczych, badających dobrze określone i kontrolowane procesy materialne. Procesy takie są skutecznie wykorzystywane w technice. Są jednak uczeni, którzy jakby zapomnieli o tym i wydaje im się, że ludzie, dzięki swojej wyobraźni i pomysłowości będą mogli budować urządzenia przekraczające naturalne ograniczenia, wynikające z praw przyrody. Podam przykład trzech fizyków o tak swobodnej wyobraźni.

M. Kaku w książce ‘Hiperprzestrzeń' podaje przykłady ogromnych możliwości, jakie ludzie zdobędą po zrozumieniu teorii cząstek elementarnych, opartej na koncepcji dodatkowych wymiarów. Jego zdaniem, jeżeli proces rozszerzania się Wszechświata zostanie zahamowany i nastąpi kurczenie się, zakończone Wielkim Kolapsem, to ludzkość będzie mogła w ostatnich sekundach istnienia Wszechświata uciec do dodatkowych wymiarów, unikając w ten sposób zagłady. Nie zastanawia się, jak ludzkość przeżyje 300000 lat w temperaturach niszczących atomową strukturę materii, lecz sądzi, że w zasadzie będzie to możliwe (s. 13). W innym miejscu pisze, że Guth wyliczył, iż do stworzenia wszechświata w laboratorium potrzeba 1000 bilionów bilionów stopni. Obecnie uczeni nie potrafią uzyskać takiej temperatury, lecz Kaku uważa, że dla wysoce rozwiniętej cywilizacji będzie to możliwe. Jak wobec tego wyjaśni, dlaczego po 50 latach badań nie udało się zbudować urządzeń do kontrolowanej syntezy jądrowej, skoro potrzeba do tego zaledwie temperatur rzędu kilku milionów stopni? Podobne pomysły mieli astrofizycy, z którymi rozmawiał J. Horgan, autor książki ‘Koniec nauki'.

Strona 3 z 5 :: Idź do strony: 1 2 [3] 4 5

Fizykiem o ogromnym zaufaniu do możliwości technicznych ludzkiej cywilizacji w przyszłości jest F. Dyson, autor książki ‘Światy wyobraźni'. Przewiduje on, że ludzie zasiedlą najpierw naszą Galaktykę, w potem inne, staną się nieśmiertelni, będą dowolnie tworzyć gatunki itp. W artykule ‘Fizyka i biologia w rozszerzającym się wszechświecie' pisze o możliwości przetrwania ludzi w okresie, gdy Wszechświat stanie się zimny i nie będzie już gwiazd wysyłających promieniowanie. Trzeba będzie, po prostu, przenieść informację i strukturę z ludzkich mózgów na chmury pyłu złożonego z drobinek żelaza. Takie zamrożone sztuczne mózgi będą od czasu do czasu podgrzewane resztkami energii starzejących się gwiazd i będę mogły trochę pożyć. Niezależnie od technicznych problemów takiej wizji, która jest moim zdaniem czystą fantazją, warto zastanowić się nad jakością życia w takim zamrożonym stanie.

Jako podsumowanie tego wątku użyję cytatu z artykułu P. Daviesa, zwolennika teorii superstrun: „moglibyśmy zmieniać strukturę przestrzeni i czasu, wiązać węzły w nicości i na życzenie tworzyć materię. Ujarzmienie supersiły umożliwiłoby nam tworzenie i przekształcanie cząstek według własnego widzimisię: powstawałyby w ten sposób egzotyczne formy materii. Może moglibyśmy nawet manipulować wymiarowością samej przestrzeni, tworząc zadziwiające sztuczne światy o niewyobrażalnych własnościach." Czy optymizm Daviesa nie jest zbyt duży? Obecnie znamy dobrze grawitację, lecz nie potrafimy tak swobodnie nią manipulować, jak chciałby tego Davies. Czy hipotetyczna wiedza o poszukiwanym przez fizyków superoddziaływaniu dawałaby nieograniczone możliwości? Wątpię.

Strona 4 z 5 :: Idź do strony: 1 2 3 [4] 5

Na koniec chciałbym poruszyć problem porównania tego, co powstaje w przyrodzie bez ingerencji człowieka, z budowanymi przez ludzi układami technicznymi. Sprawa ta ma dwa aspekty. Gdy mowa o układach względnie prostych, które potrafimy budować i eksploatować w sposób prawie niezawodny, przyroda w tym porównaniu wygląda marnie. Maszyny parowe i elektryczne, innego typu urządzenia mechaniczne, tworzywa sztuczne, lasery i komputery to urządzenia, które albo nie mają swoich naturalnych odpowiedników, albo odpowiedniki te są znacznie mniej doskonałe. Wyraźna przewaga techniki w tych dziedzinach wynika przede wszystkim z prostoty tych obiektów, lub procesów i możliwości pełnej kontroli ich budowy, oraz działania. Sytuacja zmienia się radykalnie, gdy przechodzimy do układów żywych, o bogatej budowie i elastycznej strukturze. Są wprawdzie budowane urządzenia o podobnym działaniu, lecz ich możliwości są znacznie mniejsze od możliwości oka, stawów, mózgu, wątroby itp. Pojawia się pytanie, czy technika dogoni lub przegoni przyrodę w budowie takich skomplikowanych układów. Optymiści sądzą, że nie będzie zasadniczych przeszkód i systematycznie będziemy mieli coraz doskonalsze obiekty techniczne o podobnych lub lepszych własnościach. Wydaje mi się, że ten optymizm nie jest dobrze uzasadniony, ponieważ w ciągu miliardów lat ewolucji przyroda wypróbowała wiele możliwych dróg, dokonała selekcji ze względu na skuteczność i niezawodność powstających struktur i dzięki temu organizmy żywe mają wiele rozwiązań prawie optymalnych. Nie trzeba mówić o oku, stawach czy mózgu, wystarczy przypomnieć, że nić pajęcza jest bardziej elastyczna i wytrzymała od nici stalowej o tej samej średnicy. Podobnie skóra delfinów ma fantastyczne własności mechaniczne. Ludzkie oko potrafi zarejestrować pojedyncze fotony, podobną czułość mają pewne rośliny, które reagują na światło odległych gwiazd i dostosowują do niego swój rozwój.

Szczególnie ważny jest z tego punktu widzenia mózg ludzki. Jest to najbardziej skomplikowany dynamiczny układ, jaki znamy, a jego zdolności są zdumiewające. Z tego powodu trzeba ostrożnie podchodzić do twierdzeń tych uczonych, którzy przewidują, iż w przyszłości będzie on ‘poprawiany' za pomocą wszczepianych elementów elektronicznych. Zamiast mozolnie uczyć się języka chińskiego można będzie, ich zdaniem, wstawić do odpowiedniej kieszonki mózgu dyskietkę, zawierającą pełną informację o tym języku, pozwalającą na biegłe posługiwanie się nim. Wydaje się, że układ tak fantastycznie zintegrowany, dynamiczny i wieloczynnościowy jak mózg, nie będzie mógł być w taki prosty sposób uzupełniany. Fantazje o odczytywaniu aktualnego stanu mózgu i wysyłaniu ludzkiej świadomości przez telefon, o którym czasami wspominają naukowcy lub autorzy książek z fantastyki naukowej, należy, moim zdaniem, zaliczyć do pomysłów niemożliwych do zrealizowania. Jeżeli nawet uda się ludziom w tych dziedzinach dogonić lub przegonić przyrodę, to nie będzie to na pewno sprawa prosta.

Strona 5 z 5 :: Idź do strony: 1 2 3 4 [5]