Filozofia fizyki

Niektórzy filozofowie fizyki;
w kolejnych wierszach:
Newton i Gottfried Leibniz
Pierre de Laplace i Ernst Mach
Einstein i Hans Reichenbach
oraz Werner Heisenberg.

Filozofia fizyki – dział filozofii nauki i filozofii przyrody analizujący zagadnienia filozoficzne wytworzone przez fizykę, takie jak:

• ontologiczny status jej pojęć,
• metodologiczny status jej hipotez i modeli,
• filozoficzne konsekwencje jej odkryć.

Fizyka przed uformowaniem się w nowożytnej postaci (rewolucja naukowa) była dziedziną filozofii, przez co rozważania zaliczane potem do filozofii fizyki sięgają początków obu dziedzin, występując np. u filozofów przedsokratejskich. Początków samodzielnej filozofii fizyki można dopatrywać się w XVII wieku, kiedy to uformowana już nauka matematyczno-empiryczna wywołała pewne dyskusje nad jej podstawami i implikacjami teologicznymi. Dalsze stulecia przyniosły kontynuację tych debat oraz otworzyły nowe, związane z demonem Laplace’a, fizyką statystyczną, kosmologią i fizyką kwantową; w XXI wieku większość z nich pozostaje otwartych.

Filozofia fizyki jest uprawiana zarówno w ramach instytucji filozoficznych, jak i przez zawodowych fizyków, np. w ich twórczości popularyzatorskiej. Obie formy aktywności oddziaływały na badania w samej fizyce fundamentalnej – m.in. doprowadziły do sformułowania hipotez jak zasada Macha i przez to ogólnej teorii względności, innych teorii grawitacji, modeli kosmologicznych oraz inspirowały badania nad splątaniem kwantowym, np. twierdzenie Bella. Pobudki filozoficzne bywają używane jako heurystyka w wyborze kierunku badań, np. konkurencyjnych teorii kwantowej grawitacji. Mimo to zdarzali się fizycy krytyczni do filozofii i negujący klasyfikację tych rozważań jako filozoficznych.

Twórczość na pograniczu filozofii i fizyki bywała nagradzana Nagrodą Templetona – wśród wyróżnionych było co najmniej 10 fizyków, konkretniej Carl Friedrich von Weizsäcker, Paul Davies, Freeman Dyson, John Polkinghorne, George Ellis, Charles Townes, John D. Barrow, Michał Heller, Bernard d’Espagnat i Frank Wilczek.

Zakres

Czas to przedmiot szeregu debat filozoficznych. Dyskutowano jego samodzielność (substancjalność), przyczyny jego asymetrii (strzałka czasu) i jej konsekwencje, np. dla możliwości podróży wstecz w czasie. Rozważano też, czy czas miał początek i czy jest to problem rozstrzygalny. Niektórzy fizycy i filozofowie – jak Julian Barbour – uznawali czas za iluzję.

Przykłady problemów z pogranicza fizyki i filozofii to:

• natura przestrzeni i czasu – spory Newtona z Leibnizem o samodzielność (substancjalność) tych obiektów, kontynuowane potem przez Berkeleya, Macha, Einsteina i niektórych teoretyków kwantowej grawitacji;
• strzałka czasu – zależność między zjawiskami asymetrycznymi czasowo a teoriami fundamentalnymi, które są czasowo symetryczne; poglądy na ten temat prowadziły do hipotez jak mózg Boltzmanna, a także różniły Stephena Hawkinga i Rogera Penrose’a;
• możliwość cofania się w czasie i przyczynowości wstecznej (retrokauzacji), np. status modeli jak metryka Gödla i doświadczenia Wheelera z opóźnionym wyborem w obliczu paradoksu dziadka;
• interpretacje mechaniki kwantowej – dominująca przez dekady interpretacja kopenhaska spotykała się z krytyką, m.in. przez współtwórców tej teorii jak Albert Einstein, Louis de Broglie i Erwin Schrödinger; stąd różne teorie zmiennych ukrytych, m.in. teoria fali pilotującej, a potem też pozbawiona zmiennych ukrytych interpretacja Everetta i inne;
• logiki kwantowe, znajdujące się na pograniczu filozofii i fizyki matematycznej;
• aspekty kosmologii – argumenty za i przeciw hipotezom trudnym do rozstrzygnięcia empirycznie jak nieskończona przestrzeń i czas, Wieloświat, hipoteza symulacji czy niektóre zasady antropiczne;
• szerszy problem demarkacji w fizyce, np. falsyfikowalność modeli kwantowej grawitacji i niektórych teorii unifikacyjnych jak teoria strun;
• perspektywy „teorii wszystkiego”.

Oprócz tego do osiągnięć fizyki odwołują się niektóre inne spory filozoficzne, np. o istnienie wolnej woli czy Stwórcy. Przykładowo:

• determinizm obecny w mechanice klasycznej oraz indeterminizm standardowej mechaniki kwantowej bywały używane jako argumenty zarówno przeciwko istnieniu wolnej woli (inkompatybilizm), jak i za nim (pewne formy kompatybilizmu);
• interpretacje Wielkiego Wybuchu jako początku czasu, antropiczne koincydencje oraz samo istnienie poznawalnych praw fizyki bywały używane jako dowody na istnienie Boga, wpisujące się w tradycje argumentów kosmologicznych oraz teleologicznych. Rozumowania te krytykowano jako błędne metodologicznie koncepcje Boga luk;
• pewne modele Wielkiego Wybuchu – usuwające początkową osobliwość jak model Hartle’a-Hawkinga – bywały używane jako argumenty przeciwko istnieniu Boga; Stephen Hawking twierdził, że jego hipoteza odpowiada na pytanie Leibniza.

Przedstawiciele i ich wpływ

Filozofii fizyki bywają poświęcone osobne zespoły badawcze oraz towarzystwa naukowe prowadzące własne czasopisma. Niektóre uczelnie w Wielkiej Brytanii i USA otworzyły też łączone studia fizyczno-filozoficzne, zarówno na poziomie licencjackim, jak i magisterskim; wśród tych uczelni są:

• Uniwersytet Oksfordzki,
• King’s College London,
• University of York,
• University of Bristol,
• University of Sheffield,
• University of Lincoln,
• University of Nottingham,
• Columbia University.

W Polsce powstały dwa główne ośrodki filozofii fizyki:

• Kraków – na Uniwersytecie Jagiellońskim prowadzono jej kurs i zajmowała się nią część pracowników jak Tomasz Placek oraz ludzie związani z Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych jak Łukasz Lamża, Michał Heller i jego uczniowie – Tadeusz Pabjan i Wojciech Grygiel;
• Warszawa – na Uniwersytecie Warszawskim filozofię czasu uprawiał Zdzisław Augustynek, a interpretacją fizyki kwantowej zajmował się między innymi Czesław Białobrzeski.

Filozofią fizyki zajmowali się też Witkacy i Andrzej Łukasik (UMCS).

Niektórzy fizycy wypowiadali się chłodno o filozofii – przykłady to Richard Feynman, Stephen Hawking, Neil deGrasse Tyson, Lawrence Krauss czy Andrzej Dragan. Inni podkreślali, że ta działalność bywa owocna i czasem inspiruje ich prace; przykłady bezpośrednich polemików to Sean Carroll, Lee Smolin i Carlo Rovelli. Wszyscy trzej wyrazili też opinię, że problemy w kwantowaniu grawitacji mogą wynikać z marginalizacji filozofii i badań nad fundamentami fizyki kwantowej.

Literatura dodatkowa

• Wojciech Grygiel, Stephena Hawkinga i Rogera Penrose’a spór o rzeczywistość, Copernicus Center Press, Kraków 2014, ISBN 978-83-7886-106-5.
• Werner Heisenberg, Fizyka a filozofia, tłum. Stefan Amsterdamski, Książka i Wiedza, Warszawa 1962.
• Michał Heller, Filozofia kosmologii, Copernicus Center Press, Kraków 2013, ISBN 978-83-7886-020-4.
• Tadeusz Pabjan, Eksperymentalna metafizyka. Johna S. Bella filozofia mechaniki kwantowej, Copernicus Center Press, Kraków 2011, ISBN 978-83-6225927-4.
• David Wallace, Filozofia fizyki. Krótkie Wprowadzenie, Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego, tłum. Wojciech Sady, Łódź 2022, ISBN 978-83-8220956-3.

Linki zewnętrzne

Polskojęzyczne

• Michał Heller, Filozofia fizyki przed nowym millenium, „Filozofia Nauki” 4/2, 7-15, 1996 [dostęp 2022-12-05].
• Andrzej Staruszkiewicz, Filozofia fizyki teoretycznej Einsteina i Diraca, „Foton” [dostęp 2022-12-05].
• Wojciech Grygiel, Filozofujący fizycy, kanał Centrum Kopernika Badań Interdyscyplinarnych na YouTube, 28 lipca 2011 [dostęp 2023-04-14].
• FiFA – Fizyka i filozofia analityczna, facebook.com [dostęp 2022-12-05] – grupa dyskusyjna w serwisie Facebook poświęcona filozofii fizyki.

Anglojęzyczne

• David Z. Albert, Philosophy of Physics, Britannica Online [dostęp 2022-12-04].
• Foundations of Physics, springer.com [dostęp 2022-12-04] – czasopismo poświęcone fizyce fundamentalnej oraz jej filozofii.
• Studies in History and Philosophy of Science Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics, sciencedirect.com [dostęp 2022-12-06] – czasopismo poświęcone historii i filozofii fizyki nowożytnej.
• Physics, philosophy of (ang.), Routledge Encyclopedia of Philosophy, rep.routledge.com [dostęp 2023-05-08].