Człowiek ma tę dziwną właściwość, że zauważa symetrię. Patrzy na obraz i doszukuje się symetrii. Jednak w przyrodzie idealne symetrie nie występują. Płatek śniegu nie jest idealnie symetryczny i zwierciadła nie są idealne. Poniższy obrazek z CERNu
mówi o jednej z takich złamanych symetrii. W języku angielskim i francuskim czytamy tam:
„Antymateria jest „odbiciem zwierciadlanym” materii. Jednak odbicie zwierciadlane nie zawsze jest idealne. Mniej więcej w jednym przypadku na tysiąc, antymateria zachowuje się nieco inaczej. Rozumienie takiego zachowania się może nam pomóc w zrozumieniu czemu nie ma antymaterii w naszym wszechświecie.”
Można by się do takiego stwierdzenia przyczepiać, ale nie o to idzie. Symetria to coś w nas, w świecie pojęć, także w świecie Platona, świecie opisywanym w sposób ścisły przez matematykę. A jednak trudno by nam było się bez tego pojęcia, i bez aparatu matematycznego z nim związanego, obyć przy opisie Przyrody i zauważonych przez nas regularności i praw.
Jak z tą sprawa z jednej strony idealnej symetrii potrzebnej do sformułowania praw i z drugiej niesymetrycznej rzeczywistości fizycznej radzą sobie fizycy? Otóż fizycy mają wyobraźnię i używają tej wyobraźni do budowania „modeli”. I tak wyobrażają sobie pustą przestrzeń. W tę pustą przestrzeń wkładają jedno lub dwa, lub wiele „ciał materialnych”, punktów posiadających masę, i ruch tych punktów opisują równaniami dynamiki Newtona czy Einsteina. Tej pustej przestrzeni przypisuje się takie czy inne własności, na przykład przestrzeń, choć pusta, jest jednak 'źródłem' bezwładności. Nie wszyscy fizycy to przełykają bez krztuszenia się. Nawet sam wielki Einstein miał wątpliwości jak to ma być naprawdę.
Rozprawiają fizycy o układach odniesienia. Człowiek obserwujący z brzegu płynącą łódkę to jeden układ odniesienia, człowiek na płynącej łódce to inny układ odniesienia. Człowiek w jadącym pociągu to jeszcze inny układ odniesienia. Jadąc pociągiem wydaje nam się, że drzewa i domy jadą a my stoimy. Według Galileusza, Newtona, a potem, w bardziej wyrafinowanej wersji, Einsteina, różne układy odniesienia poruszające się względem siebie i względem przestrzeni ruchem jednostajnym są równouprawnione. Istnieje więc symetria pomiędzy opisami w różnych układach odniesienia. Symetria ta wyrażana jest matematycznie poprzez transformacje Galileusza lub, od czasów Lorentza, Poincare i Einsteina, przez transformacje Lorentza.
Czy jednak tak jest w istocie? I co znaczy to pytanie: „czy tak jest w istocie?”
Wiemy dobrze, że tak nie jest. Wiemy, że gwiazdy będą zachowywały się inaczej dla obserwatora na peronie i obserwatora w pociągu. Każdy z nich będzie miał inna prędkość względem Słońca, względem gwiazd, każdy z nich będzie nieco inaczej widział wypełniające nasz wszechświat mikrofalowe promieniowanie tła.
Pojawia się zatem pytanie: co warta jest nasza fizyka oparta na założeniach, które w naszym wszechświecie ewidentnie nie są spełnione? Odpowiadać na to pytanie można na dwa sposoby:
-
Sposób filozoficzny
-
Sposób fizyka doświadczalnego i inżyniera
I jeden i drugi sposób ma rację bytu. Doświadczalnik będzie starał się tak interpretować i naginać formuły by otrzymać maksymalną zgodność z doświadczeniem. Filozof z kolei będzie się starał zbudować system filozoficzny w którym jak najmniej trzeba by było naciągać. Przyjrzy się więc na przykład różnym wyprowadzeniom oczekiwanych mocy promieniowania grawitacyjnego, zaduma się nad tym skąd takie rozbieżności wśród ekspertów fizyków, wyczai ukryte założenia, błędy w rozumowaniu, nieuzasadnione idealizacje i ekstrapolacje, dotrze do samych podstaw, do pojęć materii, istnienia, czasu i przestrzeni, percepcji, wiedzy. Z twórczego dialogu pomiędzy fizykiem i filozofem coś nowego i lepszego może powstać. Jeśli nie dziś to za lat tysiąc, tak jak to było z ideami atomistyki.
Pytaniem od lat wielu poruszającym umysły tak fizyków jak i filozofów jest:
Jest eter czy go nie ma?
A jeśli jest, czy i jak można go wykryć? Jakie ma własności.
A jeśli eteru nie ma, to co jest?
Nieco tylko innym pytaniem jest:
Czy istnieje uprzywilejowany układ odniesienia we Wszechświecie? A jeśli istnieje, to jakie są tego istnienia konsekwencje?
Szczególna teoria względności została wyprowadzona przez Einsteina przy założeniu, że uprzywilejowanego układu nie ma. Doświadczenie pokazuje, że w naszym świecie uprzywilejowany układ jest. Czy sprzeczność ta ma jakieś konsekwencje? Czy zbagatelizowanie tej sprzeczności przez większość działających fizyków nie zaprowadziło fizyki w ślepą uliczkę?
W rzeczywistym świecie symetria opisywana przekształceniami Galileusza czy Lorentza jest złamana. Można z tego jednak próbować wyjść unikiem: symetria dotyczy opisu praw przyrody a nie konkretnej realizacji tych praw w naszym konkretnym świecie. Innymi słowy wyobrażamy sobie idealny wszechświat w którym symetria istnieje. W naszym, postrzeganym przez nas wszechświecie, ta symetria jest łamana. Kto ją złamał? Dlaczego? Po co? Jak? Och, o to nie pytajmy, to metafizyka. Tak jakby samo pojęcie idealnej symetrii metafizyką nie było!
A skoro fizyka nie może się obejść bez tworów idealnych, pojawia się pytanie: w którym miejscu położyć kres idealizacjom? Które z nich są jeszcze dozwolone a które są już „wariactwem”? Czy wyjście poza cztery wymiary czasoprzestrzeni jest jeszcze dozwolone czy też jest już wariactwem? Czy założenie istnienia wszechwiedzącego i wszechmocnego Stwórcy jest dopuszczalnym założeniem czy też jest wariactwem? Czy poszukiwanie życia nie opartego na białku jest czymś zdrowym czy też wskazuje na chorobę psychiczną?
Poddaję te pytania pod zastanowienie dyskusję nie proponując dziś odpowiedzi od siebie.
