Wojciech Sady: O tym, że fakty nie są nam „dane”

Powiada się zwykle, że wiedza obiektywna (w odróżnieniu od subiektywnych przekonań) to ta, która oparta jest na faktach – na tym, co dane naszym zmysłom – i poza fakty nie wykracza. A fakty, dodaje się, są takie, jakie są, niezależnie od tego, co na ich temat sądzimy. Budując system wiedzy, nie wolno faktów selekcjonować, brać pod uwagę akurat tych, które potwierdzają nasze przekonania, inne ignorując, a przynajmniej uznając za mniej ważne. Obserwować zaś trzeba uważnie, tak aby niczego nie przegapić.

Tekst ukazał się w „Filozofuj!” 2020 nr 6 (36), s. 13–15. W pełnej wersji graficznej jest dostępny w pliku PDF.

Ale gdy studiujemy historię nauki, okazuje się, że takie postulaty teoriopoznawcze rozmijają się z tym, co się w trakcie badań dzieje. Przyjrzyjmy się serii wydarzeń, jakie miały miejsce w ciągu XIX w. w trakcie prac nad zbudowaniem elektrodynamiki. Będzie tu mowa, co warto podkreślić, o najważniejszych odkryciach eksperymentalnych w tej dziedzinie.

O odkryciach przegapionych

Systematyczne badania nad zjawiskami elektrycznymi i magnetycznymi podjęto w XVIII w. Do 1800 r. stwierdzono eksperymentalnie, że (1) są dwa rodzaje elektryczności, ujemna i dodatnia, oraz dwa rodzaje magnetyzmu, północny i południowy; (2) ciała naelektryzowane przyciągają się lub odpychają; (3) bieguny magnesów przyciągają się lub odpychają; (4) magnesy przyciągają żelazo, kobalt i nikiel, ale nie inne znane pierwiastki; (5) między ciałami naelektryzowanymi a znajdującymi się w ich pobliżu magnesami siły nie działają. W 1800 r. nie przypuszczano – i nie miano powodu, by przypuszczać – że elektryczność i magnetyzm mają ze sobą coś wspólnego.

Wiedziano, że elektryczność przepływa przez metale. Ale gdy połączymy np. ciało naelektryzowane i nienaelektryzowane drutem, to przepływ elektryczności trwa tylko chwilę, co ograniczało możliwości badań nad tym zjawiskiem. Podobnie chwilowym, a w dodatku przypadkowym zjawiskiem jest uderzenie pioruna (Franklin w 1750 r. wykazał, że jest ono wyładowaniem elektrycznym). Sytuacja zmieniła się, gdy Volta zbudował w 1800 r. stosy elektryczne. Pozwoliły one wytworzyć stałe prądy elektryczne.

Badania nad prądami elektrycznymi doprowadziły do powstania elektrodynamiki, łączącej elektryczność z magnetyzmem. Zaczęło się to, jak głosi obiegowy pogląd, gdy w 1820 r. Ørsted eksperymentalnie odkrył siły działające między prądami elektrycznymi a magnesami, a Ampère odkrył siły między prądami i wykazał, że magnetyzm jest wytworem ruchu elektryczności. Tymczasem już w 1801 r. Gautherot, a nieco później Laplace i Biot donosili, że dwa równoległe i umieszczone blisko jeden drugiego przewody, połączone z biegunami stosu Volty, przywierają do siebie. Czyżby więc siły między prądami elektrycznymi odkryto dwadzieścia lat wcześniej? Zanim na to pytanie spróbujemy odpowiedzieć, przyjrzyjmy się innym, analogicznym przypadkom.

W typowych podręcznikach fizyki czytamy, że indukcję elektromagnetyczną odkryli niezależnie w 1831 r. Faraday i James. Tymczasem już w 1822 r. Ampère i La Rive prowadzili eksperyment, w którym metalowy pierścień zawieszony był we wnętrzu cewki, przez którą płynął prąd; w sąsiedztwie znajdował się też silny magnes stały. Zauważyli, że w chwili wyłączania i włączania prądu pierścień wykonuje niewielkie ruchy. Ampère wspomniał o tym na posiedzeniu Francuskiej Akademii Nauk, La Rive opisał to krótko w artykule – ale ani oni sami, ani ich słuchacze i czytelnicy nie zainteresowali się tym zjawiskiem. W tym samym roku Arago stwierdził, w trakcie badań nad polem magnetycznym Ziemi, że drgania igły magnetycznej są szybko wygaszane, jeśli znajduje się ona nad płytką miedzianą – a przecież miedź nie ulega magnetyzacji. Współczesny fizyk natychmiast powie, że Ampère i Arago mieli do czynienia ze zjawiskami, w których zmienne pole magnetyczne indukowało prądy elektryczne – najwyraźniej jednak nie wystarczyło to do dokonania odkrycia.

Kolejny rodzaj fal elektromagnetycznych, o bardzo krótkich długościach, odkrył w 1895 r. Röntgen. W trakcie badań nad promieniami katodowymi zauważył, że ekran fluorescencyjny, leżący w odległości ok. 2 m od działającej rury, w której biegły promienie, świeci – a dalsze badania doprowadziły go do odkrycia promieni X. Tymczasem o świeceniu podobnego ekranu skierowanego w stronę miejsca, gdzie promienie katodowe uderzały w przeszkodę, donosił Goldstein w 1880 r. w artykule, który czytali wówczas wszyscy zainteresowani tematem. W 1890 A. Goodspeed i W. Jennings fotografowali eksperymenty z promieniami katodowymi. Odłożyli obok rury z promieniami użytą już płytę fotograficzną, w światłoszczelnej kasecie, a na niej umieścili przypadkiem dwie monety. Po wywołaniu okazało się, że płyta jest zaczerniona, a widnieją na niej cienie monet. Jednak badań nad tym, co się stało, nie podjęli, a odłożoną do archiwum płytę wyciągnęli dopiero, gdy dowiedzieli się o odkryciu Röntgena. Jeden z najwybitniejszych eksperymentatorów tamtych czasów, J.J. Thomson, wspomniał w opublikowanym w 1894 r. artykule, że obserwował fluorescencję kawałków szkła niemieckiego leżących kilka stóp od rury z promieniami katodowymi – ale i on poprzestał na izolowanej wzmiance, nie podjął nad tym, co dostrzegł, systematycznych badań.

Aby coś dostrzec, trzeba wcześniej coś wiedzieć i umieć

Takie „odkrycia przegapione” stanowią tylko wierzchołek góry lodowej: znamy tylko te, po których zostały jakieś zapiski czy relacje świadków. Zapewne o wiele częściej eksperymentator coś obserwuje, ale ignoruje to na tyle, że nie czyni na ten temat zapisków i szybko o tym zapomina.

Czyżby przytoczone przykłady miały świadczyć o tym, że wiedza naukowa nie jest obiektywna – bo nieoparta na neutralnym doborze faktów? Jeśli przyjrzeć się bliżej sposobom, na jakie naukowcy opisują wyniki eksperymentów – na co w tym tekście nie ma miejsca – stwierdza się, że w opisy wbudowane są daleko idące założenia teoretyczne. Nie opisuje się faktów w sposób neutralny, ale opisuje się je takimi, jakimi jawią się z punktu widzenia przyjętych teorii. Ludwik Fleck (Powstanie i rozwój faktu naukowego, 1935), Thomas Kuhn (Struktura rewolucji naukowych, 1962) i Paul Feyerabend (Przeciw metodzie, 1975), kiedy zdali sobie sprawę z tzw. teoretycznego obciążenia obserwacji, przestali wręcz, pisząc o wiedzy naukowej, używać słowa „prawda” w klasycznym tego słowa znaczeniu.

A przecież jeśli w ogóle mamy jakiekolwiek z naszych przekonań określić mianem prawdziwych – i rzetelnie uzasadnionych – to będą to w pierwszym rzędzie te przekonania, które wykłada się dziś w podręcznikach fizyki, chemii czy biologii. Spróbujmy więc powiedzieć o działalności eksperymentatorów coś pozytywnego.

Po pierwsze, aby zaplanować eksperyment, trzeba wcześniej opanować całą dostępną wiedzę na pewien temat (a gdy tej wiedzy jest za wiele, trzeba zebrać zespół, który, dzieląc kompetencje, będzie w stanie badania przeprowadzić). Po drugie, wyniki eksperymentów mają dostarczyć nie jakichś danych, ale odpowiedzieć na pytanie, które powstało w związku z aktualnym stanem wiedzy teoretycznej. Dlatego gromadzenie faktów jest działalnością wysoce selektywną – i inne być nie może.

Jest też selektywne w inny sposób, tym razem niezamierzony. Nie jest tak, że najpierw doznajemy „czystych” wrażeń, a potem wnioskujemy na ich podstawie o tym, co się wokół nas dzieje. W procesie kształcenia zyskujemy zespół form, które później automatycznie rozpoznajemy w naszym otoczeniu. A nazwy, odnoszące się do tych form, narzucają się nam. Ten, kto przyswoił sobie odpowiedni sposób nazywania, automatycznie rozpozna to, czego doznaje, jako to-a-to, ale ktoś, kto danego języka nie opanował, nie zobaczy niczego.

W przytoczonych przykładach badacze, nie dysponując jeszcze adekwatnymi sposobami opisu, nie zwracali uwagi na fakty nowego rodzaju, a w najlepszym razie je ignorowali. A dlaczego inni jednak odkryć dokonywali? Dlatego, że wiedzieli już coś więcej, zanim przystępowali do badań. Röntgen (zob. moja Struktura rewolucji relatywistycznej i kwantowej w fizyce, 2020) odkrył promienie X nie dlatego, że był genialny czy szczególnie spostrzegawczy, ale dlatego, iż znał wyniki najnowszych badań Lenarda nad rozchodzeniem się promieni katodowych w powietrzu. Podobnie było w pozostałych wspomnianych przypadkach (na bliższe wyjaśnienia brak tu miejsca). A to oznacza, że choć tytuł odkrywcy przypada jednostce, to faktycznie odkrycia dokonuje systematycznie pracująca wspólnota badaczy – bo to wspólnota wcześniej wytworzyła formy, które prowadziły do badań i badania te ukierunkowywały. Jednostka niezwiązana z jakąś wspólnotą jest ślepa i bezmyślna.

Wojciech Sady – ukończył w 1977 r. fizykę na Uniwersytecie Warszawskim, natomiast doktorat, habilitację i tytuł profesorski uzyskał na podstawie prac z filozofii nauki. Publikował prace o L. Wittgensteinie i L. Flecku, historii religii, filozofii nauki; przetłumaczył m.in. książki B. Russella, L. Wittgensteina, I. Lakatosa, M. Dummetta i J. Krishnamurtiego. Od 2011 r. wykłada na Uniwersytecie Pedagogicznym w Krakowie. Dla studentów prowadzi stronę internetową sady.up.krakow.pl. Gdy może, wędruje z namiotem po Beskidach i innych miejscach, najlepiej odludnych.