Marian Smoluchowski. Fizyk wobec wyzwań filozoficznych - ebook

Zagadnienie hipotez i teorii naukowych w rozważaniach filozoficznych Mariana Smoluchowskiego^()

Małgorzata Dziekan

Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych

1. Wstęp

Postać Mariana Smoluchowskiego, wybitnego polskiego uczonego żyjącego na przełomie XIX i XX wieku, znana jest przede wszystkim w kręgach fizyków. Smoluchowski, związany początkowo ze środowiskiem wiedeńskim, następnie lwowskim, a od roku 1913 z Uniwersytetem Jagiellońskim w Krakowie, należał do czołowych przedstawicieli polskich uczonych. Prowadzone przez niego badania i uzyskiwane rezultaty (w szczególności opis teoretyczny zjawiska ruchów Browna^(), czy analiza zagadnienia fluktuacji) zaliczane są do znaczących dokonań w dziedzinie fizyki^(). Biorąc pod uwagę naukowe osiągnięcia Smoluchowskiego, działalność dydaktyczną i popularyzatorską, a także niezwykłą osobowość^(), nie ma wątpliwości, że jest to uczony, który zasługuje na jedno z najważniejszych miejsc na kartach historii nauki polskiej.

Warto nadmienić, że Smoluchowski znany jest jako autor wielu publikacji z różnych dziedzin fizyki i to przede wszystkim owe prace wypełniają jego pokaźny dorobek naukowy. Nic dziwnego, że w świadomości wielu uczonych funkcjonuje on jako wybitny fizyk, który wniósł znaczący wkład w budowanie naukowego obrazu świata na przełomie XIX i XX wieku. Twórczość Smoluchowskiego zasługuje jednak na zainteresowanie z jeszcze jednego powodu. Bardziej wnikliwe studium jego spuścizny ukazuje bowiem obecność wątków filozoficznych, które po przeanalizowaniu odsłaniają szerszy horyzont myśli słynnego fizyka. Okazuje się, że jego filozoficzne rozważania, rozsiane w różnych pracach naukowych i popularnonaukowych, niejednokrotnie w postaci marginalnych uwag lub rozproszonych w tekście myśli, tworzą w syntetycznym ujęciu interesujący i mniej znany obraz wybitnego polskiego fizyka. Widoczne staje się to również w jego popularnonaukowych wystąpieniach, stanowiących zazwyczaj zapisy odczytów z konferencji lub wykładów przeznaczonych dla szerokiego grona odbiorców. Fakt, że Smoluchowski nie stronił od głębszych analiz zagadnień naukowych jest szczególnie interesujący, jako że działał on i tworzył w okresie dominującego myślenia pozytywistycznego, naznaczonego fundamentalnym postulatem separacji nauk ścisłych od wszelkiej filozofii. Wedle przedstawicieli nurtu pozytywistycznego, w nauce nie ma miejsca na żadne filozoficzne (metafizyczne) pojęcia – nauka i filozofia podążają odrębnymi ścieżkami i nie ma możliwości rozwijania ich w jednej płaszczyźnie. Ten typ myślenia stał się udziałem wielu fizyków działających na przełomie XIX i XX wieku. Tym bardziej godny uwagi jest fakt, że Smoluchowski, wychowany i wykształcony w środowisku wiedeńskim^(), stanowiącym przez długie lata centrum myślenia pozytywistycznego, nie uległ całkowicie panującej modzie myślenia. Lektura jego pism utwierdza wręcz w przekonaniu, że w swojej działalności naukowej i popularnonaukowej wychodził poza ramy dominującego stanowiska.

Warto podkreślić, że swoimi rozważaniami Smoluchowski w dużym stopniu torował drogę nowym koncepcjom relacji między nauką a filozofią. Charakterystyczny jest fakt, że refleksje polskiego uczonego formowały się zasadniczo na bazie jego działalności naukowej – zagadnienia z dziedziny fizyki, którymi się zajmował, dostarczały mu bodźca do refleksji na poziomie metanaukowym. Wymieńmy chociażby takie kwestie jak: zagadnienie wyjaśniania zjawisk jako opisu, zagadnienie obiektywizacji pojęć przypadku i prawdopodobieństwa, a także pewne myśli związane z definiowaniem pojęcia prawa przyrody. Smoluchowski inspirował się w swoich rozważaniach poglądami innych uczonych (np. Gustava Kirchhoffa, Ernsta Macha, Henriego Poincarégo), jednakże w dużej mierze rozwijał i wzbogacał ich koncepcje.

Dostrzegalne w pismach Mariana Smoluchowskiego myśli filozoficzne ukazują pewien obraz polskiego uczonego jako filozofującego fizyka. W niniejszym artykule przeanalizujemy wybrane wątki w jego rozważaniach, które reprezentują zagadnienia filozofii nauki – skupimy się na problematyce hipotez i teorii naukowych, podejmując próbę rekonstrukcji myśli polskiego fizyka w tym obszarze. Wśród różnorakich kwestii poruszanych przez niego, wątki te w interesujący sposób korespondują z jego działalnością naukową – jako twórczy fizyk miał bowiem bezpośrednią znajomość procesu powstawania teorii naukowych. Studium pism Smoluchowskiego rodzi ponadto pytanie, czy w jego dociekaniach filozoficznych odnośnie hipotez i teorii naukowych dostrzec można elementy oryginalnego i nowatorskiego podejścia, opartego na własnych badaniach, czy też są one przejawem eklektyzmu lub zbiorem bardziej luźnych refleksji^().

2. Znaczenie hipotez w nauce

Kwestia hipotez naukowych pojawia się niejednokrotnie w wypowiedziach Smoluchowskiego i już wstępne przejrzenie jego pism może sprawiać wrażenie nieuporządkowania tematu. Bliższa analiza owych rozważań pozwala jednak wyodrębnić tor, którym one podążają. Można mianowicie zauważyć, że zagadnienie hipotez pojawia się w refleksji Smoluchowskiego na dwóch płaszczyznach: 1) jako pojęcie spekulacji teoretycznych – śmiałych pomysłów rozumianych jako koncepcje wychodzące poza doświadczenie oraz 2) jako występujące w nauce hipotezy badawcze^().

Oczywiście należy mieć na uwadze, że Smoluchowski nie wyselekcjonował powyższych zagadnień w swoich pracach, nie sygnalizował nawet owego podziału. Jego analizy koncentrują się na kwestii stosowania hipotez w nauce i ich roli w tworzeniu nowych teorii. Wspomniana wyżej próba klasyfikacji zagadnień związanych z interpretacją pojęcia hipotezy jest w niniejszym studium zabiegiem metodycznym i ma służyć rekonstrukcji poglądów polskiego uczonego w interesującym nas obszarze.

2.1. Analiza pojęcia spekulacji w pismach Smoluchowskiego

Zanim przejdziemy do wątku hipotez, przeanalizujmy samo pojęcie spekulacji pojawiające się niejednokrotnie w pismach polskiego uczonego. Uporządkowanie kwestii terminologicznych jest istotne, szczególnie z uwagi na fakt, że Smoluchowski używał pojęcia spekulacji w skrajnie różnych kontekstach. Ponadto, pojęcie to jest mocno obarczone licznymi konotacjami, co może prowadzić do jego błędnej lub niejednoznacznej interpretacji w interesującym nas przypadku. Niezbędne jest zatem uściślenie owego terminu na gruncie analiz prowadzonych przez samego Smoluchowskiego.

Jest rzeczą zastanawiającą, że w większości opracowań pism polskiego uczonego problematyka spekulacji została pominięta – właściwie brak jest komentarzy dotyczących tego zagadnienia. Temat przybliżył w zasadzie tylko Władysław Krajewski, który pisał:

Terminu „spekulacja” używa Smoluchowski – zgodnie z przyjętym wówczas zwyczajem – dla oznaczenia rozważań teoretycznych, wykraczających poza ramy bezpośredniego doświadczenia. W przeciwieństwie jednak do pozytywistów nie nadaje temu wyrazowi znaczenia pejoratywnego (zob. Krajewski, 1956, s. 51, przypis (*)).

Uwaga Krajewskiego jest poniekąd słuszna, gdyż Smoluchowski, posługując się terminem spekulacji, istotnie miał na myśli teoretyczne rozważania – wynika to z kontekstu wielu jego wypowiedzi. Natomiast z drugą częścią przywołanego komentarza nie sposób się zgodzić – polski uczony w niektórych przypadkach nie tylko wyraźnie nadawał pojęciu spekulacji pejoratywny wydźwięk, ale też czynił to z silnym, wręcz emocjonalnym zaangażowaniem. Celem zweryfikowania powyższych intuicji, spróbujmy prześledzić jego rozważania w tym kontekście. Wbrew temu, co twierdził Krajewski, w wypowiedziach Smoluchowskiego można wyodrębnić dwa różne znaczenia terminu „spekulacja”:

(1) podejście negatywne – spekulacje to bezpodstawne (nieuzasadnione naukowo) „pomysły” uczonych, które nie tylko nie wspierają rozwoju nauki, ale – wręcz przeciwnie – hamują jej ekspansję, blokują rozwój nowych teorii;

(2) podejście pozytywne – spekulacje to śmiałe hipotezy, których wysuwanie przyczynia się w dużym stopniu do rozwoju nauki, niejednokrotnie odgrywając w nim wiodącą rolę.

Ta niejednoznaczność wartości poznawczej pojęcia spekulacji w pismach Smoluchowskiego jest konsekwencją faktu, iż polski fizyk bywał dość oszczędny w definiowaniu i uściślaniu pojęć filozoficznych, którymi się posługiwał. Niektóre z nich traktował z wyjątkową starannością i wręcz drobiazgowością

(np. pojęcie przypadku^(), przyczynowości, czy wyjaśniania^()), przy innych natomiast nie dbał szczególnie o precyzję terminologiczną. Z tym drugim podejściem mamy do czynienia właśnie na przykładzie pojęcia spekulacji – Smoluchowski nigdzie nie definiował owego terminu, jednakże kontekst wypowiedzi oraz zestawienie ze sobą różnych fragmentów jego pism pozwala na odszyfrowanie sensu tego pojęcia w danym miejscu i wpisanie go w odpowiednie ramy znaczeniowe.

W pierwszej kolejności rozważmy kwestię spekulacji w sensie negatywnym (1). Warto zaznaczyć, że najczęściej pojęciem spekulacji – jako bezpodstawnego pomysłu uczonych, funkcjonującego w ich mniemaniu jako hipoteza – posługiwał się Smoluchowski w odniesieniu do teorii atomistycznej. Jest to zrozumiałe w kontekście gwałtownego rozprzestrzeniania się nowych koncepcji, np. dotyczących interpretacji pojęcia atomu na przełomie XIX i XX wieku.

Analizując ewolucję teorii atomistycznej z perspektywy historyka nauki, szczególną uwagę Smoluchowski koncentrował na podkreśleniu faktu, że obraz atomistyki w starożytności wypełniony był konstruktami teoretycznymi, nieposiadającymi w doświadczeniu żadnego potwierdzenia. Jak podkreślał, atomistyka grecka nie wytrzymała konfrontacji ze współczesną fizyką nie dlatego, że została obalona, ale dlatego, że w ogóle nie stanowiła teorii naukowej. Rozważania starożytnych filozofów znajdują się na zupełnie innym poziomie analiz i nie należą, zdaniem Smoluchowskiego, do naukowego dyskursu. Swoje stanowisko wyraźnie podkreślał w jednym z odczytów na temat ewolucji teorii atomistycznej, wygłoszonym na posiedzeniu Akademii Umiejętności^() w 1911 roku:

Toteż fizyka dzisiejsza lekceważy ową atomistykę grecką uważając ją za bezcelowe fantastyczne spekulacje, nie dowiedzione niczym i nie tłumaczące niczego, stojące mało co wyżej od indyjskich i perskich systematów teozoficznych lub od mitologicznych baśni ludów germańskich (Smoluchowski, 1956b, s. 236).

Zwróćmy uwagę, że w przytoczonej wypowiedzi pojęcie spekulacji zostało przez Smoluchowskiego utożsamione z nienaukowymi deliberacjami, posiadającymi rodowody w mitach, religiach, a nawet w opowieściach i podaniach ludowych. Warto zwrócić uwagę na fakt, iż polski uczony powoływał się w ocenie tych domysłów na zadanie fizyki, jakim jest – w jego rozumieniu – wyjaśnianie (tłumaczenie) zjawisk świata przyrody (za pomocą opisu matematycznego)^(). Koncepcje głoszone przez starożytnych greckich myślicieli nie spełniały według niego tej fundamentalnej roli, stając się bezużyteczne dla rozwijającej się nauki. Zwróćmy uwagę, że Smoluchowski, mimo krytycznego podejścia do omawianych koncepcji, dostrzegał pewne pozytywne aspekty w nich tkwiące. Podkreślał to w odczycie wygłoszonym 20 maja 1911 roku w Polskiej Akademii Umiejętności:

Są one z pewnością zajmujące z punktu widzenia filozoficznego i historycznego, mogą objaśnić psychologiczne kiełkowanie poglądów czy wierzeń atomistycznych, ale nie są to teorie naukowe; nie można przyznać tej nazwy fantastycznym twierdzeniom podanym bez żadnego uzasadnienia (Smoluchowski, 1956b, s. 236)^().

W przytoczonych słowach wyeksponował Smoluchowski sedno omawianego zagadnienia – spekulacje greckich filozofów nie miały uzasadnienia naukowego, były jedynie „fantastycznymi twierdzeniami”, teoretycznymi deliberacjami bez pokrycia w nauce. Spełniały jednak, jak zauważył polski uczony, interesującą rolę w historii nauki – naświetlały obraz szkoły myślenia na przestrzeni dziejów oraz genezę powstawania koncepcji opisujących rzeczywistość. Spekulacjom tym przypisywał on więc znaczenie heurystyczne.

W rozważaniach Smoluchowskiego na pierwszy plan wysuwa się stanowisko twórczo działającego fizyka. Interesowały go koncepcje mające podstawy (empiryczne lub teoretyczne) w nauce i to właśnie stanowiło centrum jego analiz. We wspomnianym wyżej odczycie polski fizyk tak scharakteryzował początkowe stadium konstytuowania się naukowego obrazu świata, opartego na atomistycznej koncepcji budowy materii:

Ze stadium fantastycznej spekulacji przeszła atomistyka w stadium ścisłej teorii naukowej właściwie dopiero w wieku XIX, kiedy Dalton w 1805 r. proste liczbowe prawidła, zauważone przy powstawaniu związków chemicznych, wytłumaczył łączeniem się niezmiennych atomów w pewne grupy, molekuły, czyli cząsteczki, które od czasu Berzeliusa (1820 r.) wyrażamy znanymi formułami chemicznymi; kiedy Avogadro w 1811 r. z przemian chemicznych gazów wywnioskował, że w danej objętości takich cząsteczek wszystkie gazy zawierają jednakowe liczby (naturalnie w jednakowych warunkach temperatury i ciśnienia) (Smoluchowski, 1956b, s. 236–237).

W wypowiedzi tej Smoluchowski zwrócił uwagę na kontrast pomiędzy omawianymi etapami rozwoju teorii atomistycznej: teorie naukowe sensu stricto, ujmujące pewne założenia ilościowo, przeciwstawione zostały „fantastycznym” spekulacjom greckich myślicieli. Jednakże pewna kwestia wydaje się być intrygująca: mianowicie fakt, w jakim stopniu polski uczony rzeczywiście dostrzegał związki atomistyki starożytnej ze współczesnymi mu teoriami. Intencje Smoluchowskiego wydają się zrozumiałe – jego celem była separacja przednaukowych spekulacji od ujęcia naukowego, popartego wynikami badań prowadzonych na gruncie współczesnej mu fizyki. Zastanawiający jest jednak fakt, iż w pewnym sensie dostrzegał on przejście greckich koncepcji w stadium naukowe. Czy można rozumieć jego stwierdzenie jako konfirmację tezy o ciągłości tych bezsprzecznie różnych perspektyw? Jeśli mamy do czynienia wyłącznie z zabiegiem metodycznym, mającym na celu zwrócenie uwagi na problem nienaukowości funkcjonujących koncepcji, to argumentacja Smoluchowskiego de facto nie budzi zastrzeżeń. Jeżeli natomiast tłem tych rozważań jest rozwój nauki i ukazanie jej ciągłości oraz zakorzenienia w starożytności (co sugeruje stwierdzenie, iż atomistyka starożytna „przeszła” w stadium teorii naukowej), to stanowisko owo stałoby w sprzeczności z poprzednio cytowanymi wypowiedziami polskiego uczonego, w których deprecjonował on pojęcia i koncepcje stosowane przez greckich myślicieli^(). Ponieważ Smoluchowski nie dywagował szczegółowo nad zagadnieniem owej ciągłości, bardziej prawdopodobna wydaje się zatem interpretacja, że chciał on w ten sposób zwrócić uwagę na samą koncepcję atomistycznej struktury materii i podkreślić fakt, że myśl o nieciągłej budowie materii, chociaż pojawiła się u samych początków namysłu człowieka nad rzeczywistością, mogła dojrzeć dopiero wówczas, gdy w badaniach zastosowano metody matematyczne. Wydaje się zatem, że jest to wyłącznie aspekt metodyczny w rozważaniach Smoluchowskiego.

Za taką interpretacją przemawia również fakt, iż stanowczo i wręcz z wyraźnym nastawieniem emocjonalnym Smoluchowski krytykował pojęcie spekulacji w rozumieniu starożytnych filozofów, określając je epitetem o pejoratywnym wydźwięku „fantastyczny”. Jego zdaniem, odcięcie się od owych koncepcji wprowadziło myśl ludzką na nową drogę, wyznaczoną przez paradygmat ścisłości w nauce, w szczególności wyrażający się pod postacią metody matematycznej:

Jedna cecha charakterystyczna nauki dzisiejszej – stwierdzał Smoluchowski – uchroni ją od pustych fantastycznych spekulacji, jakie w dawniejszych epokach naukę niekiedy chwastami pokrywały: jej ścisłość matematyczna (Smoluchowski, 1956a, s. 275)^().

Matematyka stanowi zatem, wedle Smoluchowskiego, panaceum na kreowany w oparciu o bezpodstawne spekulacje obraz świata i tym samym przyczynia się do przezwyciężenia spekulatywnego (naiwnego, potocznego) podejścia w nauce. Przykładem jest właśnie atomistyczna koncepcja budowy materii – dopiero matematyczne, ilościowe ujęcie okazało się przełomowe i utorowało drogę do przedstawienia budowy materii w ścisłych kategoriach nauki. Interesujący jest fakt, że pewne funkcjonujące jeszcze w myśli starożytnej koncepcje, które Smoluchowski określał jako spekulacje (w naszej terminologii: spekulacje negatywne), stały się według niego orężem walki zwolenników fenomenologicznej termodynamiki przeciwko molekularnej teorii materii. Smoluchowski relacjonował ten stan rzeczy w odczycie we Lwowie w 1911 roku, poświęconym kondycji ówczesnej teorii atomistycznej:

Jakiż był powód owej walki przeciwko teorii atomistyczno-kinetycznej? Poniekąd była to usprawiedliwiona reakcja przeciwko pseudonaukowym wybujałościom, które wyrosły na tle atomistyki (Smoluchowski, 1956a, s. 275).

Zapewne Smoluchowski miał na myśli elementy greckiej atomistyki i stosowane w niej terminy, które zostały zaaplikowane bezkrytycznie do tworzenia koncepcji o naukowym statusie, co sam wyraźnie precyzował: „definicje opierać się powinny na zjawiskach dostrzegalnych, a nie na pojęciach teoretycznych” (Smoluchowski, 1956a, s. 260).

Przedstawione wyżej zagadnienie spekulacji w sensie negatywnym jest w dużej mierze reakcją na pojawiające się nadużycia, wyrażone w szczególności pod postacią wszelkich antropomorfizmów i nieprecyzyjnych pojęć w kiełkujących na przełomie XIX i XX wieku teoriach naukowych, dotyczących przede wszystkim budowy materii. Utrzymane w duchu krytyki wyrażanej przez empiriokrytyków (głównie Macha) rozważania Smoluchowskiego akcentują najbardziej istotne aspekty tych zagadnień, kierując uwagę przede wszystkim na zagrożenie wprowadzania do nauki koncepcji niemających związku ani z doświadczeniem, ani ze strukturą matematyczną rozwijających się teorii naukowych.

Zupełnie inny wydźwięk posiada drugie wyróżnione znaczenie omawianego pojęcia (2) – spekulacje to koncepcje teoretyczne, które pełnią niezwykle ważną rolę w nauce – stymulują jej postęp, wprowadzając nowe perspektywy rozwoju teorii naukowych. Mając na uwadze rozważania Smoluchowskiego, warto zaznaczyć, że pojęcie spekulacji w omawianym sensie bardzo często pokrywało się z jego rozumieniem hipotezy w nauce. Sprawia to niemałą trudność w próbie interpretacji i wiernego odtworzenia jego poglądów w zakresie tej problematyki. Spróbujemy jednak usystematyzować zagadnienia terminologiczne. Na wstępie przyjmijmy, że spekulacje o charakterze pozytywnym stanowią co najwyżej preludium do rozumienia pojęcia hipotezy (hipotezy badawczej w nauce).

Warto odnotować, iż ważną przesłanką do podkreślenia pozytywnej roli spekulacji stał się obserwowany przez polskiego uczonego rozwój nauki i związane z nim przezwyciężenie występującego w niej, niejednokrotnie w szerokiej skali, dogmatyzmu. Nie ma wątpliwości, że Smoluchowski prezentował zdecydowanie antydogmatyczne stanowisko, z naciskiem podkreślając wartość nowego, charakteryzującego się świeżością, spojrzenia na ówczesne zagadnienia naukowe. W tym kontekście stanowczo stwierdzał, że uczeni współcześni mają „mniej szacunku dla dogmatów w fizyce” (Smoluchowski, 1956c, s. 74).

Problematykę spekulacji Smoluchowski mocno zaakcentował w odczycie dla nauczycieli, wygłoszonym we Lwowie w 1913 roku:

Ogólnym hasłem było: „precz ze spekulacjami teoretycznymi!” Zapomniano, że spekulacje były zawsze najpotężniejszym bodźcem postępu w nauce, że one jedynie wskazują nowe drogi badania (Smoluchowski, 1956a, s. 260).

Nie ma wątpliwości, że jest to inny rodzaj spekulacji, niż analizowane uprzednio pojęcie, utożsamiane z nieuzasadnionymi naukowo, bezpodstawnymi koncepcjami. Polski uczony, jak wynika z przytoczonej wypowiedzi, przypisywał spekulacjom rolę heurystyczną – nowe pomysły stanowią punkt wyjścia do dalszych badań naukowych. W innym fragmencie Smoluchowski z emocjonalnym wręcz zaangażowaniem przekonywał o potrzebie budowania nauki na nowych fundamentach, a także o potrzebie odwagi w propagowaniu nowych teorii, nawet całkowicie odmiennych i niewpisujących się w dotychczasowy obraz nauki:

Przeżywamy zajmujące czasy w nauce. Zburzyliśmy w ciągu lat kilku szereg dogmatów uznawanych przez uczonych dawnych generacyj. Bezwzględna ścisłość praw termodynamiki, niezmienność i niepodzielność atomów, matematyczna ścisłość zasad mechaniki newtonowskiej, nawet tradycyjne pojęcia czasu i przestrzeni – wszystkie te dogmaty runęły . Nie ma dzisiaj problematu za wysokiego, nie ma teorii za śmiałej, nie ma hipotezy zbyt dziwacznej, wolno iść jaką bądź drogą, o ile doprowadza nas do wyników nowych lub dawne pozwala ująć w całość z ogólniejszego punktu widzenia (Smoluchowski, 1956a, s. 275).

Zwróćmy uwagę, że ukazywany przez Smoluchowskiego horyzont wykraczał zdecydowanie poza ramy ówczesnej wizji nauki widzianej oczyma spadkobierców pozytywistycznego myślenia. Według polskiego uczonego nauka ma charakter dynamiczny, a ostrze jego krytyki wymierzone było przeciwko skostniałym schematom tkwiącym w dominujących wówczas teoriach naukowych. Swoje przemyślenia ogłaszał w referacie z 1913 roku:

Niespodziewane odkrycia, sprawdzenie doświadczalne najśmielszych spekulacji na polu atomistyki i elektroniki, dały potężny impuls fantazji naukowej. Świeży i śmielszy prąd panuje dziś w nauce; nastał okres romantyzmu naukowego (Smoluchowski, 1956a, s. 274).

Zauważmy, że Smoluchowski wspomniał tu o roli wyobraźni naukowej, której nadawał wyraźnie pozytywny charakter. Interesujący jest fakt, że z jednej strony nowe odkrycia, a także oparte na spekulacjach i domysłach koncepcje, potwierdzone doświadczalnie, stają się silnym bodźcem dla wyobraźni naukowej i są przyczyną powstawania nowych koncepcji. Z drugiej strony, będąca ich wynikiem wyobraźnia uczonych działa stymulująco na rozwój nauki. Ponadto w przytoczonej wypowiedzi Smoluchowski podkreślił znaczącą rolę doświadczeń i eksperymentów, które stanowią niezbędny element w procesie rozwoju nauki – przeplatają się z procesem stawiania śmiałych koncepcji teoretycznych, opartych na wyobraźni i spekulacjach. Fantazja naukowa i wyobraźnia, w powiązaniu z weryfikacją doświadczalną stają się jednym z wyznaczników stanowiska określanego przez Smoluchowskiego mianem romantyzmu naukowego, które coraz mocnej przecierało szlaki nowego myślenia o nauce. Polski uczony często przywoływał owo stanowisko, określające nową, niepozytywistyczną perspektywę spojrzenia na naukę w szerszym – w tym również filozoficznym – kontekście. Kontekst, w jakim Smoluchowski używał tego pojęcia, sugeruje, iż opisuje ono oryginalny zbiór poglądów o charakterze filozoficznym, wyróżniających polskiego uczonego spośród współczesnych mu fizyków. W artykule „Znaczenie nauk ścisłych w wykształceniu ogólnym” (Smoluchowski, 1956e) polski uczony charakteryzując stanowisko romantyka nauki określał je takimi cechami, jak: „burzliwość umysłu, wrażliwość, intensywność wysiłków krótkotrwałych” (Smoluchowski, 1956e, s. 349). Jednocześnie zaznaczył, że jest to postawa wobec nauki i należy odrzucić inne asocjacje związane z tym stanowiskiem. Smoluchowski postrzegał siebie jako jednego z prekursorów romantyzmu nauki, a jeżeli dodamy, że ów romantyzm nauki miał być próbą przezwyciężenia pozytywizmu, a próba ta inspirowana była praktyką naukową na gruncie fizyki, to bardziej widoczne stanie się znaczenie, jakie poglądy te odgrywają w dziejach polskiej refleksji nad przyrodą.

Akcentowanie nowatorskich idei i podkreślanie odwagi w myśleniu było z pewnością jedną z zasadniczych cech nurtu romantyzmu nauki, którego rozwój Smoluchowski przeczuwał. W swoich rozważaniach kierował się on pewnym zamysłem, u źródła którego tkwi holistyczne pojmowanie nauki, dążącej w swoim rozwoju do objęcia zjawisk przyrody w jednym spójnym systemie teoretycznym. W tym kontekście dostrzegał wyraźną rolę spekulacji teoretycznych, które miały przyczynić się do realizacji owego zadania nauki:

Jakiż jest cel ostateczny wszystkich spekulacji atomistyczno-elektronowych? Celem, który w ostatnich latach coraz wyraźniej zarysowywa się, jest stworzenie jednolitej teorii, obejmującej całokształt zjawisk fizyczno-chemicznych, łącznie z krystalografią (Smoluchowski, 1956a, s. 274).

Smoluchowski zauważał przy tym interesującą kwestię – czynnikiem mającym destrukcyjny wpływ na rozwój nowych koncepcji i budowanie obrazu świata było dogmatyczne nastawienie wobec rozwoju nauki, oparte na zastanych wyobrażeniach o rzeczywistości fizycznej. Istniejące za jego czasów i rozpowszechniane interpretacje blokowały ekspansję nowych, świetnie rokujących, popartych doświadczeniami teorii w fizyce (np. kinetycznej teorii gazów):

Zapanował w nauce prąd przesadnie krytyczny, można by powiedzieć: tchórzliwie trzeźwy. Nie łatwo obciąć skrzydła umysłowi ludzkiemu; ale kto nie mógł powstrzymać się od spekulacyj, przynajmniej powstrzymywał się od ogłaszania ich publicznie. Pamiętam, jak sam przez długi czas wahałem się i ociągałem z ogłoszeniem moich przyczynków do teorii kinetycznej (Smoluchowski, 1956a, s. 260).

Smoluchowski dosadnie krytykował owo skostnienie, jakie miało miejsce w interpretacji teorii fizycznych na przełomie XIX i XX wieku. Precyzując następnie swoje uwagi, wyjaśniał:

Prąd ten zwracał się przede wszystkim przeciwko najpotężniejszej teorii, jaką dotychczas nauka wydała, tj. teorii atomistycznej. Kto wie, jak długo ów jałowy nastrój byłby potrwał, gdyby nie były przyszły, w krótkich odstępach czasu, wstrząsające odkrycia Röntgena, Becquerela, małżonków Curie, Zeemana i wiele innych badań, które z jednej strony wykazywały, ile jeszcze jest rzeczy pod niebem, o których dotychczas nie śniło się filozofom, a z drugiej strony udawadniały wartość hipotez naukowych, zwłaszcza teorii atomistyczno-elektronowej (Smoluchowski, 1956a, s. 260–261).

Przytoczone fragmenty naświetlają kwestię związaną z odbiorem pojawiających się nowych koncepcji przez społeczności uczonych. Jak wynika z relacji Smoluchowskiego, recepcja wiodących hipotez z zakresu atomistyki natrafiała na silny opór nie tylko z powodów stricte naukowych (w tym odpowiedniej argumentacji), ale w pewnym stopniu też ze względów psychologicznych. Nowe koncepcje, które przeczyły istniejącym teoriom, wywoływały pewne obawy i lęk. Jak sugerują komentatorzy, dotyczyło to nawet wybitnych uczonych, m.in. Boltzmanna, czy właśnie Smoluchowskiego – obawa wyjścia naprzeciw dominującym poglądom hamowała chęć podążania za własnymi naukowymi intuicjami (zob. np. Teske, 1955, s. 81). Ten stan rzeczy przezwyciężano stopniowo przez szereg doświadczeń potwierdzających wspomniane hipotezy.

Analiza zagadnienia spekulacji teoretycznych u Smoluchowskiego nasuwa pewną interesującą myśl. Proces wprowadzania tego rodzaju koncepcji przypomina mianowicie, chociażby w ogólnym zarysie, stanowisko hipotetyzmu w ujęciu Karla Poppera. Wedle polskiego uczonego rozwój wiedzy w dużej mierze polega bowiem na stawianiu hipotez, a następnie budowaniu teorii w oparciu o owe hipotezy. Podstawą tego procesu są odważne i śmiałe decyzje badacza, aby nową hipotezę przyjąć jako punkt wyjścia do tworzenia teorii. Takie podejście zbliża Smoluchowskiego do stanowiska Poppera. Pewne intuicje, wyrażone przez Austriaka, były podobne do koncepcji prezentowanych wcześniej przez polskiego fizyka.

W tym kontekście warto zwrócić uwagę, że wspomniane intuicje i refleksje odnośnie modelu hipotetyczno-dedukcyjnego kształtowały się u Smoluchowskiego na gruncie dysput i polemik prowadzonych w XIX wieku w środowisku fizyków. Ów model poznania naukowego był przedmiotem krytycznych uwag m.in. J.C. Maxwella. Polski fizyk dobrze znał prace tego uczonego (niejednokrotnie odwoływał się do jego dzieł), można zatem przypuszczać, że jego uwagi i rozważania na temat spekulacji teoretycznych w dużej mierze stanowiły nawiązanie do stanowiska Maxwella (por. Kargon, 1969)^().

Zastanówmy się jeszcze nad jedną kwestią w myśli Smoluchowskiego, dotyczącącą roli spekulacji w nauce. Wskazywał on mianowicie na korzyści, jakie przynoszą nawet owe „fantastyczne” koncepcje. W odczycie „O metodach fizyki doświadczalnej” polski uczony przekonywał mianowicie, że Kepler w procesie odkrywania praw ruchu planet podążał drogą spekulatywnych idei (w sensie omówionego wyżej pozytywnego ujęcia spekulacji):

Kepler – pisał Smoluchowski – prawa swoje znalazł nie postępując sposobem czysto induktywnej i empirycznej kalkulacyi, tylko na podstawie pewnych bardzo fantastycznych i zgoła nieuzasadnionych teoryi. Różne fantastyczne spekulacye jak porównywanie torów planet z wielościanami niemiarowymi zawiodły go, jedna próba się udała i wydała jako wynik owe trzy prawa (Smoluchowski, 1913, k. 7).

Wypowiedź ta potwierdza, że wedle Smoluchowskiego to właśnie spekulacje teoretyczne (w znaczeniu pozytywnym), a nie tylko badanie ugruntowane na doświadczeniu, odgrywają zasadniczą rolę w tworzeniu teorii naukowych. Wskazują kierunek tego rozwoju i sygnalizują nowe problemy, zagadnienia, czy też ukazują znane koncepcje w innym świetle. Przykład Keplera i odkrycia przez niego praw ruchu planet jest w tym kontekście bardzo pouczający.

Analiza pojęcia spekulacji w ujęciu pozytywnym w pismach Smoluchowskiego zdaje się potwierdzać kwestię, którą sygnalizowaliśmy we wstępie niniejszego artykułu – w pojęciu tym w pewnym stopniu dostrzec można pewne elementy, które charakteryzują hipotezy naukowe. Przyjrzyjmy się zatem tej ważnej w oczach Smoluchowskiego problematyce hipotez.

The issue of hypotheses and scientific theories in the philosophical thoughts of Marian Smoluchowski

Abstract

The main purpose of this paper is to investigate and reconstruct the philosophical reflections included in Marian Smoluchowski’s papers (in his publications and in unknown manuscripts as well). He was an outstanding Polish physicist, who lived at the turn of the 19^(th) and 20^(th) centuries. Smoluchowski was particularly interested in theoretical physics. His achievements in this discipline – among which some are very significant – allow us to regard him as a physicist. His work in the theory of fluctuations and kinetic theory of gases, especially in the theory of Brownian motions, is well known among physicists.

In this paper I focus on the metascientific problems which dominated Smoluchowski’s philosophical reflections. His analysis in the fields on philosophy of science (the concept of hypothesis, theory) ought to be perceived in the light of physics. Philosophical reflections were at the margins of science which he practiced – physics was always the background to his deliberations. An important limit to our deliberations was set by concentrating on issues typical of the philosophy of science. In Smoluchowski’s case, however, it is difficult to say that his branch of philosophy is characterized by systematic reflection. It is difficult to classify his reflection in the framework of any given philosophical trend.

Keywords

science, hypothesis, scientific theory, scientific explanation, analogy, models of physical phenomena, Marian Smoluchowski, Ludwig Boltzmann.

Bibliografia

Chandrasekhar, S., Kac, M., Smoluchowski, R., 2000. Marian Smoluchowski: His life and scientific work. Warszawa: PWN.

D’Agostino, S., 1990. Boltzmann and Hertz on the Bild-Conception of Physical Theory. History of Science, 28 (4), s. 380–398.

Dąmbska, I., 1979. O poglądach metanaukowych Władysława Natansona i Mariana Smoluchowskiego. Zagadnienia Naukoznawstwa, 57, s. 3–11.

Einstein, A., 1905. Über die von der molekularkinetischen Theorie der Wärme geforderte Bewegung von in ruhenden Flüssigkeiten suspendierten Teilchen. Annalen der Physik, 17 (1950), s. 549–560.

Godlewski, T., 1918. Ś. P. Marian Smoluchowski: Jego życie i naukowa działalność. Muzeum, XXXIII, s. 93–111.

Goetel, W., 1917. Ze wspomnień osobistych o Maryanie Smoluchowskim. Kosmos, XLII, 5 (12), s. 218–230.

Gostkowski, K.,1953. Kilka wspomnień o Marianie Smoluchowskim. Postępy Fizyki, 4 (2), s. 233–236.

Kargon, R., 1969. Model and analogy in victorian science: Maxwell’s critique of the French physicists’, Journal of the History of Ideas, 30, s. 423–436.

Kapuściński, W., 1953. Poglądy filozoficzne Mariana Smoluchowskiego, Fizyka i Chemia, 4 (28), s. 200–209.

Kociński, J., 1972. Współczesne badania zjawisk krytycznych a klasyczne prace Mariana Smoluchowskiego. Postępy Fizyki, XXIII (5), s. 475–513.

Krajewski, W., 1956. Światopogląd Mariana Smoluchowskiego. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe.

Loria, S., 1953. Marian Smoluchowski i jego dzieło. Postępy Fizyki, 1, s. 6–38.

Mączka, J., 2007. Jak fizyk może współtworzyć środowisko filozoficzne? Na przykładzie Wilhelma Ostwalda, Władysława Natansona i Mariana Smoluchowskiego. W: M. Rembierz, K. Śleziński (red.), Studia z Filozofii Polskiej, T. 2., Bielsko-Biała – Kraków: Scriptum, s. 237–252.

Oldham, K.T.S., 2008. The doctrine of description: Gustav Kirchhoff, classical physics, and the “purpose of all science” in 19th-century Germany. Berkeley: University of California.

Ostwald, W.,1988. Energija i jej przemiany. Wszechświat, 42, s. 662–666; 43, s. 680–683; 44, s. 695–698.

Poincaré, H., 1908. Nauka i hypoteza. Przekład M.H. Horwitza, pod red. Ludwika Silbersteina, nakład Jakóba Mortkowicza, Warszawa – Lwów: Księgarnia H. Altenberga – G. Centnerszwer i S-ka.

Polak, P., 2012. „Byłem Pana przeciwnikiem ...”: Relatywistyczna rewolucja naukowa z perspektywy środowiska naukowo-filozoficznego przedwojennego Lwowa. Kraków: Copernicus Center Press.

Regt Henk de, W., 1999. Ludwig Boltzmann’s bildtheorie and scientific understanding. Synthese, 119 (1–2), s. 113–134.

Sikora, M., 2011. Realizm wobec wyzwań antyrealizmu w świetle badań z zakresu filozofii nauki i socjologii wiedzy naukowej. W: M. Sikora (red.), Realizm wobec wyzwań antyrealizmu. Wrocław: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej.

Smoluchowski, M., O nowszych postępach na polu kinetycznych teoryj materji, Kraków, s. 237–245. Dostępne na: http://matwbn.icm.edu.pl/ksiazki/pms/pms3/pms3116.pdf .

Smoluchowski, M., 1906. Zur kinetischen Theorie der Brownschen Molekularbewegung und der Suspensionen. Annalen der Physik, 21, s. 756–780.

Smoluchowski, M., 1907: Zarys najnowszych postępów fizyki. Muzeum, R. XXIII , t. 1, s. 43–60, 144–165.

Smoluchowski, M., 1917a. Poradnik dla samouków: Wskazówki metodyczne dla studiujących poszczególne nauki. Wydanie nowe, t. 2, Fizyka. Warszawa: Wydawnictwo A. Heflicha i St. Michalskiego.

Smoluchowski, M., 1917b. Wstęp ogólny. W: Poradnik dla samouków: Wskazówki metodyczne dla studiujących poszczególne nauki. Wydanie nowe, t. 2, Warszawa: Wydawnictwo A. Heflicha i St. Michalskiego.

Smoluchowski, M., 1923. O pojęciu przypadku i pochodzeniu praw fizyki opartych na prawdopodobieństwie. Wiadomości Matematyczne, 27 (2), s. 27–52.

Smoluchowski, M., 1928. Kilka uwag o analogjach fizycznych, zwłaszcza w teorjach prądów elektrycznych, prądów cieplnych i zjawiska dyfuzji. Dostępne na: http://matwbn.icm.edu.pl/ksiazki/pms/pms3/pms3116.pdf .

Smoluchowski, M.,1956a. Dzisiejszy stan teorii atomistycznej. W: Wybór pism filozoficznych. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, s. 257–276.

Smoluchowski M., 1956b. Ewolucja teorii atomistycznej. W: Wybór pism filozoficznych. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, s. 235–256.

Smoluchowski, M. 1956c. Obserwowalne zjawiska molekularne sprzeczne z termodynamiką tradycyjną. W: Wybór pism filozoficznych. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe, s. 74–105.

Smoluchowski, M., 1956d. Wybór pism filozoficznych. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe.

Smoluchowski M., 1956e. Znaczenie nauk ścisłych w wykształceniu ogólnym. W: M. Smoluchowski, Wybór pism filozoficznych. Warszawa: Państwowe Wydawnictwo Naukowe.

Starzec, K., 2007a. Dwie interpretacje myśli Mariana Smoluchowskiego. W: M. Heller, J. Mączka, P. Polak, M. Szczerbińska-Polak (red.), Krakowska filozofia przyrody w okresie międzywojennym. Tarnów – Kraków: Biblos – OBI, s. 399–426.

Starzec, K., 2007b. Marian Smoluchowski – teoria nauki a działalność naukowa. W: M. Heller, J. Mączka, P. Polak, M. Szczerbińska-Polak (red.), Krakowska filozofia przyrody w okresie międzywojennym. Tarnów – Kraków: Biblos – OBI, s. 387–398.

Teske, A., 1955. Marian Smoluchowski: Życie i twórczość. Kraków: Państwowe Wydawnictwo Naukowe.

Visser, H., 1999. Boltzmann and Wittgenstein or how pictures became linguistic. Dostępne na: http://logic.sysu.edu.cn/Soft/UploadSoft/200803/20080315110146689.pdf .

Prace nieopublikowane^()

Smoluchowski, M., 1901. O teoryach elektryczności. Wykład w Krakowie 22 III 1901. Biblioteka Jagiellońska w Krakowie, sygn. 9398 IV, k. 1–26.

Smoluchowski, M., 1905. O Elektronach i Szkic drugiego wykładu. Rękopis odczytu w Towarzystwie Politechnicznym, 29 III 1905. Biblioteka Jagiellońska w Krakowie, sygn. 9398 IV, k. 62–110.

Smoluchowski, M., 1913. O metodach fizyki doświadczalnej. Rękopis odczytu inauguracyjnego na Uniwersytecie Jagiellońskim, maj 1913. Biblioteka Jagiellońska w Krakowie, sygn. 9398 IV, k. 6–7.

------------------------------------------------------------------------

Zapraszamy do zakupu pełnej wersji książki

------------------------------------------------------------------------