Piotr Kozak: Filozoficzne problemy z wyobraźnią naukową

Choć wyobraźnia zdaje się odgrywać istotną rolę w poznaniu naukowym, to niejasne są powody, dla których tak jest.

Tekst ukazał się w „Filozofuj!” 2022 nr 3 (45), s. 23–25. W pełnej wersji graficznej jest dostępny w pliku PDF.

Wyobraź sobie wgłębienie w kształcie litery U, a następnie z jednego z brzegów spuść kulę. Jeżeli założymy, że powierzchnia wgłębienia jest doskonale gładka, a na kulę nie oddziałuje opór powietrza, to bez względu na kształt wgłębienia kula powinna osiągnąć tę samą wysokość, gdy znajdzie się na jego drugim brzegu. Jest to tzw. prawo równych wysokości Galileusza.

Przyjrzyjmy się modyfikacji tego przykładu, którą zaproponował sam Galileusz. Wyobraź sobie, że zmieniasz kształt wgłębienia w taki sposób, że jego prawa strona ulega spłaszczeniu, choć wysokość brzegów wgłębienia pozostaje taka sama. Zgodnie z prawem równych wysokości bez względu na to, jak spłaszczymy prawą stronę wgłębienia, kula spuszczona z lewego brzegu powinna osiągnąć tę samą wysokość na drugim brzegu. Nasz eksperyment myślowy możemy kontynuować aż do momentu, w którym dochodzimy do scenariusza, gdzie prawą stronę spłaszczamy na tyle, że staje się ona całkowicie pozioma. Prawo równych wysokości wciąż obowiązuje, więc kula powinna osiągnąć tę samą wysokość co na lewym brzegu. Jeżeli jednak prawa strona wgłębienia jest pozioma, to kula nie może poruszać się w górę. W konsekwencji musi poruszać się ona w nieskończoność. Stąd możemy wywnioskować, że nie potrzebujemy żadnej siły, żeby kula poruszała się ze stałą prędkością. Brawo, właśnie dowiodłeś zasady bezwładności!

Opisany eksperyment myślowy Galileusza to tylko jeden z wielu przykładów zastosowania wyobraźni w nauce. Jeżeli chcesz zrozumieć teorię relatywistyczną, możesz wyobrazić sobie podróż na promieniu światła. Jeżeli chcesz zrozumieć relację równowagi pomiędzy działaniem konsumentów i producentów w mikroekonomii, możesz wyobrazić sobie relację Robinsona Crusoe i Piętaszka.

Podobne przykłady zastosowania wyobraźni w nauce można mnożyć. Jednak choć wyobraźnia wydaje się nieodzowna w myśleniu naukowym, to trudno znaleźć zadowalające wyjaśnienie, dlaczego tak jest. Jeżeli filozof pyta się o rolę wyobraźni w nauce, to nie zadowala go stwierdzenie, że wyobraźnia jest istotna w myśleniu naukowym. Pyta się o to, dlaczego – jeżeli w ogóle – jest istotna. Z punktu widzenia filozofii wyobraźnia jest problematyczna. Z jednej strony nie wiadomo, czym ona jest. Z drugiej nie wiadomo, jakie ma pełnić funkcje.

Filozoficzny sceptycyzm w stosunku do wyobraźni

Rozważmy inny eksperyment myślowy Galileusza. Wyobraź sobie, że spuszczamy z wieży dwa ciała o różnych masach. Zgodnie z fizyką Arystotelesa ciało o większej masie powinno spaść na ziemię szybciej niż to o niższej masie. Załóżmy jednak, że łączymy oba ciała tak, że masa połączonych ciał będzie większa niż masa jednego z nich. Jeżeli oba ciała spadałyby z różnym przyspieszeniem, to ciało o większej masie byłoby hamowane przez ciało o mniejszej masie, a ciało o mniejszej masie powinno być przyspieszane przez ciało o większej masie. Oznacza to, że połączone ciała spadną szybciej niż ciało lżejsze, ale wolniej niż ciało cięższe. Jest to jednak sprzeczność, ponieważ ciała o połączonej masie powinny spaść szybciej niż dowolne inne ciało o masie mniejszej. Jedyny sposób, żeby uniknąć sprzeczności, to przyjęcie, że ciała o różnych masach powinny spadać z takim samym przyspieszeniem (zob. też artykuł Ch. Daly’ego Problem eksperymentów myślowych na s. 6–8 tego numeru). Tym samym dowiedliśmy prawa swobodnego spadania ciał.

Co jest nie tak z tym eksperymentem myślowym? Sceptyk mógłby argumentować, że aby wyjaśnić opisane rozumowanie, nie trzeba odwoływać się do wyobraźni. Jest to co najwyżej żywa ilustracja dobrze znanego schematu argumentacyjnego redukcji do absurdu, w którym przyjęcie przesłanki, że przyspieszenie jest zależne od masy ciała, prowadzi do sprzeczności. Czy wyobraźnia jest istotna dla tego argumentu? Tak, ale pełni ona rolę tylko w tzw. kontekście odkrycia. Jest pomocna w procesie formułowania dowodu, tak jak ilustracje są pomocne, żeby zrozumieć treść książki. Nie jest ona jednak nieodzowna w rozumowaniu naukowym.

Warto mimo to powściągnąć nasz sceptycyzm. Historia nauki jednoznacznie wskazuje, że naukowcy czerpią swą wiedzę z wyobraźni. Jeżeli praktyka naukowa pokazuje, że wyobraźnia jest istotna w procesie rozumowania naukowego, to warto zaufać praktyce. Nie ma gorszej filozofii nauki niż próby wyjaśniania naukowcom, co tak naprawdę robią lub (o zgrozo!) co powinni robić, gdy uprawiają naukę.

Czym jest wyobraźnia?

Nawet jeżeli powściągniemy nasz sceptycyzm, to wcale nie oznacza to, że rozwiązaliśmy problem wyobraźni naukowej. Zamieniamy tylko jeden problem na drugi. Gdy odrzucamy sceptycyzm w kwestii wyobraźni, unikamy wikłania się w sprzeczności z praktyką naukową, ale spoczywa na nas wówczas obowiązek wyjaśnienia, dlaczego wyobraźnia jest naukowo istotna.

Odpowiedź na pytanie o to, dlaczego wyobraźnia jest istotna, jest problematyczna głównie z tego powodu, że nie mamy jasności co do tego, czym jest sama wyobraźnia. Potocznie utożsamiamy ją z tzw. wyobraźnią zmysłową, czyli ze zdolnością do posiadania obrazów umysłowych. Te ostatnie rozumiemy z kolei jako quasi-percepcyjne doświadczenia. W psychologii poznawczej posługujemy się również często terminami „oko umysłu” czy „wizualizacja”, które miałyby być synonimami terminu „wyobraźnia”. W takim „obrazkowym” ujęciu wyobraźnia naukowa stanowi pewną umiejętność wizualizacji argumentów i dowodów naukowych. Dodatkowo zakłada się najczęściej, że wizualizacja jest środkiem ułatwiającym procesy rozumowania naukowego.

Co najmniej z trzech względów taki obrazkowy model wyobraźni jest niezadowalający. Po pierwsze, nie jest prawdą, że wizualizacja jest wystarczająca dla przeprowadzenia rozumowania naukowego. Może ona wręcz osłabiać nasze zdolności do rozwiązywania problemów naukowych (tzw. efekt oporu wizualnego). Po drugie, nie jest prawdą, że wizualizacja jest konieczna dla zajścia procesu poznania naukowego. Jeżeli chcemy zrozumieć statystyczną naturę zjawisk kwantowych, nie powinniśmy ich sobie wizualizować. Co więcej, trudno byłoby argumentować, że osoby pozbawione wyobraźni nie potrafią zrozumieć dowodu Galileusza zasady bezwładności ciał. Po trzecie, problematyczne wydaje się wyjaśnienie, w jaki sposób obrazy umysłowe mogłyby być częścią procesu rozumowania. Obrazy nie posiadają tzw. formy logicznej. Jeden obraz nie implikuje drugiego. Dwa obrazy nie stanowią koniunkcji. Tym samym wyobraźnia naukowa nie może być zredukowana do wyobraźni zmysłowej.

Wyobraźnia propozycjonalna

Alternatywą dla obrazkowej koncepcji wyobraźni może być tzw. wyobraźnia propozycjonalna. Zakłada ona umiejętność myślenia o kontrfaktycznych scenariuszach. W psychologii poznawczej ten rodzaj wyobraźni określa się niekiedy jako „umysł umysłu”. Co ważne, jest ona nieredukowalna do wyobraźni zmysłowej. Jeżeli wyobrażasz sobie, że Putin nie żyje, nie musisz tworzyć obrazu umysłowego martwego Putina. Możesz wyobrazić sobie fakt, że Putin nie żyje.

Odwoływanie się do wyobraźni propozycjonalnej dobrze tłumaczy rolę, jaką wyobraźnia pełni w rozumowaniach hipotetycznych i moralnych. Na nią również powołują się najczęściej filozofowie, którzy chcą wyjaśnić naturę eksperymentów myślowych.

Odwołanie się do działania wyobraźni propozycjonalnej nie może jednak stanowić satysfakcjonującego wyjaśnienia tego, jak działa wyobraźnia naukowa. Po pierwsze, choć wyobraźnia propozycjonalna podobna jest do sądów i przekonań, rządzi się ona innymi regułami niż sądy i przekonania. Wyobraźnia wydaje się mieć bardziej swobodny stosunek do reguł logiki. Przykładowo nie obowiązuje jej prawo sprzeczności. Mogę wyobrazić sobie, że Putin jest obecnie na księżycu, choć jestem przekonany, że ukrywa się w rosyjskim bunkrze. Nie mogę być jednak przekonany, że Putin jest na księżycu i ukrywa się w rosyjskim bunkrze zarazem. Od rozumowań naukowych oczekujemy, by wykluczały sprzeczności.

Po drugie, odwoływanie się do wyobraźni propozycjonalnej wydaje się niezgodne z fenomenologią wyobraźni. Mamy silną intuicję mówiącą, że zdolność do wizualizacji stanów możliwych nie jest wyłącznie elementem towarzyszącym eksperymentom myślowym, ale stanowi jego nieodzowną część. Jeżeli Galileusz każe nam sobie wyobrazić wgłębienie, to wyobrażenie sobie własności przestrzennych tego wgłębienia jest istotną częścią eksperymentu myślowego. Nie wyobrażamy sobie wyłącznie tego, że istnieje wgłębienie. Wyobrażamy sobie również to, jakie ono jest.

Co więcej, chcemy, żeby wyobraźnia była zdolnością do znajdywania rozwiązań kreatywnych (choć kreatywność nie jest ani konieczna, ani wystarczająca dla wyobraźni). Kreatywność najczęściej wyjaśniamy, odwołując się do posiadania wyobraźni zmysłowej, a nie propozycjonalnej.

Wydaje się zatem, że znajdujemy się w paradoksalnej sytuacji. Z jednej strony chcemy twierdzić, że wyobraźnia jest istotna w poznaniu naukowym. Z drugiej nie może ona pełnić tej roli ze względu na swój obrazkowy charakter. Możemy zrezygnować z myślenia o wyobraźni w kategoriach obrazów umysłowych, ale wówczas nie jesteśmy w stanie wyjaśnić tego, jak wyobraźnia działa w poznaniu naukowym.

Próbując wyjść z tej paradoksalnej sytuacji, nie musimy oczywiście zaczynać od zera. Istnieje bogata literatura na temat wyobraźni w filozofii umysłu i estetyce (choć rzadko wskazuje się ich wzajemne związki). Wyobrazić sobie drogę wyjścia, drogi Czytelniku, musisz już jednak sam.

Warto doczytać

Knowledge Through Imagination, A. Kind, P. Kung (red.), Oxford 2016.
H. de Regt, Understanding Scientific Understanding, Oxford 2017.
The Scientific Imagination, A. Levy, P. Godfrey-Smith (red.), Oxford 2019.

Piotr Kozak – doktor filozofii, adiunkt w Instytucie Socjologii i Kognitywistyki na Uniwersytecie w Białymstoku. Specjalizuje się w filozofii umysłu, epistemologii i estetyce. Autor m.in. książek Sztuka i myśl (Warszawa 2015) oraz Co to jest myślenie? (Warszawa 2015).