Myśl jak kryształ

Myślę, więc jestem - mawiał Kartezjusz. Ale - bądźmy poważni - co za przyjemność z samego bycia? Działanie - oto jest zadanie. Richard Feynman (1918-1988), jeden z najwybitniejszych fizyków XX w., przegrywając walkę z nowotworem powiedział: "Nienawidzę myśli, że miałbym umierać po raz drugi. To takie nudne". Niczego bowiem tak nie znosił jak bezczynności i nierozwiązanych zagadek. Z tych samych powodów konstruował teorię relatywistycznej elektrodynamiki kwantowej, ale i śledził wędrówki mrówek, rozszyfrowywał hieroglify Majów, a pracując w Los Alamos, włamywał się do sejfów wojskowych tylko po to, by wewnątrz zostawić karteczkę: "Dokument nr LA4312 - Feynman Kasiarz".

Bo być, to działać. Doświadczam, więc jestem. Jestem, bo robię doświadczenia. George Johnson, dziennikarz naukowy gazety "New York Times", wydał niedawno ranking najpiękniejszych doświadczeń ("The Ten Most Beautiful Experiments"). Przekonuje, że z doświadczeniami w nauce jest jak z dziewczynami na zabawie: im piękniejsze, tym ważniejsze.

Tylko czym jest piękno? Matematyk brytyjski Godfrey Harold Hardy (1877-1947) w klasycznym eseju "A Mathematician's Apology" podpowiadał, że w jego dziedzinie idea jest piękna, jeśli korzysta z minimalnej liczby założeń, jest zwięzła, zaskakująca, oparta na nowym, oryginalnym spojrzeniu i może zostać łatwo uogólniona. Podobnie jest w naukach doświadczalnych, choć z pewnością w ich przypadku piękno nieco bliższe jest homeryckiemu kalós, które u autora "Odysei" oznacza właściwe proporcje, a przede wszystkim - użyteczność. Piękna może być myśl, ale i lokomotywa.

Do przeprowadzenia pięknego eksperymentu wystarczy w zasadzie sam eksperymentator. Rzymski filozof Lukrecjusz (99-55 r. p.n.e.), wystrzeliwując z wyimaginowanego łuku strzałę w kierunku granic Wszechświata, dowodził, że jest on nieskończony. Galileusz (1564-1642) w myślach zrzucał kule z krzywej wieży w Pizie, przekonując, że prędkość spadania nie zależy od ich masy. Izaak Newton (1643-1727) usiłował dowieść istnienia absolutnego punktu odniesienia, posługując się wyobrażeniem obracanego, wypełnionego wodą wiadra. Mistrzem w przeprowadzaniu podobnych doświadczeń był Albert Einstein (1879-1955), któremu nie dawała spokoju myśl, jak wygląda promień światła widziany okiem obserwatora poruszającego się z taką prędkością jak ono. Eksperymenty myślowe (jest ich tyle, że można ułożyć osobny ranking) rodziły się w głowach uczonych zawsze wtedy - jak pisał Thomas Kuhn (1922-1996) - gdy nauka stawała w obliczu kryzysu albo punktu zwrotnego, by zaakcentować (i wyjaśnić) anomalie, niemieszczące się w dotychczasowym sposobie rozumienia świata.

Eksperymenty myślowe są łatwiejsze do przeprowadzenia niż laboratoryjne. Kiedy George Johnson usiłował (za pomocą sprzętu kupionego na e-Bayu) powtórzyć banalnie proste, jak by się mogło zdawać z dzisiejszej perspektywy, doświadczenie Roberta Millikana (patrz ramka), stwierdził, że dla niego "pełne opanowanie aparatury byłoby jak nauczenie się gry na skrzypcach". Żeby potwierdzić poprawność prawa grawitacji i zmierzyć masę Ziemi, królewski astronom Nevil Maskelyne (1732?1811) spędził 17 tygodni w prymitywnej drewnianej chacie na północnym stoku góry Schiehallion. A lało wtedy, jak nigdy w dziejach Szkocji. Uczeni opisani przez Johnsona (i nie tylko oni) zmagali się z materią i żywiołami.

Ale nierzadko największymi wrogami uczonych byli inni uczeni - krępowani intelektualnym klimatem epoki. I to z tego starcia rodziła się prawdziwa nauka. Jeszcze w czasach Newtona (i przez wiele lat potem) oświeceniowi uczeni, przedkładający katalogowanie osobliwości przyrody ponad poszukiwania regularności, bez zażenowania pisali na przykład o świetle, które "porusza i rozwesela całą Naturę, tam zaś, gdzie nie sięga, nie masz wcale radości ani siły, ani życia, a jedynie koszmar, bezsilność i niebyt" (Claude de La Chambre, "La Lumičre"). Ten i inne przykłady, podawane przez Gastona Bachelarda w "Kształtowaniu się umysłu naukowego", świadczą o tym, jak niestabilny był gmach nauki, w którym ustawiali swą aparaturę Newton, Luigi Galvani (1737-1798) czy Antoine Lavoisier (1743-1794), nie wspominając o żyjących dużo wcześniej Galileuszu i Williamie Harveyu (1578-1657). Sam mistrz Newton - o czym pisze Frank E. Manuel w znakomitej biografii uczonego - w niepojęty sposób łączył uznanie dla Kartezjusza i Plotyna z zamiłowaniem do kabały i proroctw Dawida. Zanim umysł naukowy na dobre się ukształtował, zwodził uczonych błędnymi ognikami uproszczeń i magicznych metafor.

Kiedy anatom William Harvey otwierał kolejne serca, by w końcu dowieść, że krew krąży w obiegu zamkniętym, powszechne było przekonanie, że nasze organizmy zasilają dwa rodzaje krwi - niebieskawy, wytwarzany w wątrobie fluid wegetatywny, odpowiedzialny za odżywianie i wzrost ciała (i wypełniający żyły), oraz jasnoczerwony płyn witalny, pobudzający do działania mięśnie (płynący w tętnicach). Rzecz jasna Harvey szybko dorobił się zagorzałych przeciwników. Podobnie jak Lavoisier. Odkrycie natury procesu spalania (oraz prawa zachowania masy), którego dokonał ten francuski chemik, wymagało zerwania z obowiązującym alchemicznym spojrzeniem na materię, zgodnie z którym rtęć miała sprawiać, że stawała się ona płynna, sól, że stała, a siarka pobudzała ją do spalania.

Czasem swym odkryciom nie dowierzali sami odkrywcy. Obserwując pobudzane bez wyraźnej przyczyny (po podłączeniu elektrod, ale w nieobecności źródła prądu) żabie udka, Galvani i Alessandro Volta (1745-1827) stoczyli coś w rodzaju pojedynku na eksperymenty, które dowieść miały prawdziwej natury elektryczności. Galvani twierdził, że jej źródłem są żywe tkanki, Volta zaś uważał, że niewielki impuls wytwarzają same działające jak ogniwa elektrody. Obaj mieli rację (co udowodnili doświadczalnie) i w pewien sposób, odmawiając racji stronie przeciwnej, obaj byli w błędzie (czego dowiodła historia). Istota elektryczności, niezależnie od tego, czy jej źródłem jest materia ożywiona czy nie, pozostaje niezmienna.

Nikt chyba jednak nie pomylił się równie spektakularnie jak Albert Abraham Michelson (1852-1931), amerykański fizyk urodzony w Strzelnie (wówczas leżącym w Królestwie Prus). Jego doniosły błąd doprowadził go nawet do Nagrody Nobla. Uparcie bowiem dążąc do odkrycia eteru kosmicznego, rzekomego ośrodka wypełniającego cały Wszechświat, nośnika oddziaływań elektromagnetycznych, wykazał w 1887 r., że eter... nie istnieje. Przy okazji zmierzył z niezwykłą dokładnością prędkość światła (za skonstruowanie precyzyjnych instrumentów optycznych, których użył między innymi do tych pomiarów, został w 1907 r. wyróżniony przez Królewską Szwedzką Akademię Nauk). Jak pisze Johnson, Michelson we wspólnym doświadczeniu z amerykańskim uczonym Edwardem Morleyem (1838-1923) "dowiedli, przeciwnie do swych oczekiwań, że nie istnieje coś takiego jak tło przestrzeni czy nawet czasu. Kiedy poruszamy naszą linijkę, wydłuża się ona i skraca, nasze zegary zwalniają i przyspieszają - zachowując tylko jeden wspólny standard. Nie eter, ale prędkość światła". Michelson pomniejszał potem udział Morleya, dając dowód twierdzeniu, że eksperymenty bywają nieraz piękniejsze niż charaktery tych, którzy je przeprowadzają.

Ale nauka się skomplikowała. Wielka, kosztowna, nierzadko angażująca tysiące osób i godzin obliczeniowych najpotężniejszych komputerów machina poznania, której symboliczny początek wyznacza projekt Manhattan, a ostatnimi przykładami są projekty poznania ludzkiego genomu, proteomu (zestawu białek), wielki zderzacz hadronów w CERN pod Genewą czy maszyna do syntezy termojądrowej ITER wymagają udziału tyluż uczonych, co inżynierów i księgowych. Na opublikowanej w 1995 r. pracy potwierdzającej istnienie kwarka górnego widnieje ponad 400 nazwisk.

Ale małe niezmiennie bywa piękne. Szczęśliwie bowiem tak to zwykle bywa, że kiedy wydaje się, że prawie wszystko już wiadomo, pojawia się ktoś, kto od nowa mówi sobie: doświadczam, więc jestem; jestem, dopóki robię doświadczenia.