12 grudnia ubiegłego roku w Instytucie Fizyki Uniwersytetu Śląskiego odbyła się czwarta coroczna Dyskusja Panelowa na powyższy temat. Miałem zaszczyt już po raz czwarty być przewodniczącym jej Komitetu Organizacyjnego.

Pierwsza dyskusja odbyła się w roku 2005, następne w latach 2006, 2007 i 2008. Sprawozdania z trzech poprzednich zamieszczone są w PF 57, 83 (2006), 58, 184 (2007) i 59, 178 (2008).

Czwarta Dyskusja Panelowa miała swój temat przewodni "Fizyka - Biologia - Filozofia", ale oczywiście - jak zwykle - nie obyło się bez różnych innych kontrapunktów tematycznych. Celem Dyskusji była - podobnie jak w trzech poprzednich - kolejna próba ukazania przedstawicielom innych nauk oraz sztuk, a także całemu społeczeństwu i władzom, roli fizyki jako fundamentu naszej cywilizacji i kultury. Chcieliśmy ukazać rozmaite oblicza fizyki, która nie tylko fascynuje, lecz także może wywoływać niepokój. Prócz tego wciąż pragniemy zasypać, przynajmniej częściowo, rów pojęciowy między fizykami a resztą społeczeństwa, wynikający m.in. z tego, że społeczeństwo jest wciąż za mało świadome znaczenia i osiągnięć fizyki oraz tego, jak głęboko nasze życie i egzystencja są zanurzone w morzu pojęć fizyki i urządzeń technicznych, wytworzonych w oparciu o jej idee.

Fizyka jest właściwie kamieniem węgielnym naszej cywilizacji i kultury. Kształtuje ona nasz pogląd na świat. Dzięki fizyce poznajemy Naturę, począwszy od skali cząstek elementarnych a skończywszy na skali Wszechświata. Nauki techniczne są w istocie zastosowaniami fizyki, nauki zaś przyrodnicze są po prostu jej działami. Dotyczy to w szczególności medycyny, wszystkie bowiem procesy biologiczne znajdują prawidłowe wyjaśnienie w kategoriach pojęć i praw fizyki. Przewiduje się, że w XXI stuleciu fizyka nadal będzie siłą sprawczą rozwoju naukowego, technicznego i ekonomicznego w skali świata. Jej wkład będzie istotny dla rozwiązania takich globalnych i fundamentalnych problemów, jak: produkcja i składowanie energii oraz nowe jej źródła, nowe materiały, w szczególności te otrzymane przy użyciu nanotechnologii, technika przekazu informacji klasycznej i kwantowej, transport, zmiany klimatu, ochrona środowiska i ochrona zdrowia społeczeństwa, budowa genomu i proteomu. Trzeba sobie wreszcie zdać sprawę, że w dzisiejszych czasach człowiek kulturalny to nie tylko człowiek, który zna literaturę, muzykę, malarstwo i inne sztuki, lecz także człowiek, który zna fundamentalne prawa fizyki i umie je wytłumaczyć innym. Proponowany punkt wyjścia do Dyskusji - oczywiście w żadnym wypadku nie ograniczający inwencji uczestników - stanowiły jak zwykle: po pierwsze jej temat, a prócz tego tezy mojego autorstwa (nieco zmienione i uzupełnione w porównaniu do ich pierwotnej wersji z pierwszych trzech Dyskusji) oraz rezolucja Graz Forum on Physics and Society, której jestem współautorem oraz sygnatariuszem (patrz: www.wyp2005.at Graz Forum Physics and Society - wybrać resolution).

Program Dyskusji był podzielony na cztery sesje. W sesji I, zatytułowanej "Medycyna, biologia, mózg i umysł", już z pierwszego wykładu "Rozwój chirurgii szczękowo-twarzowej na przestrzeni wieków" powiało Wielką Medycyną. Przedstawił go prof. Tadeusz Cieślik (kierownik Katedry i Kliniki Chirurgii Czaszkowo-Szczękowo-Twarzowej, Śląski Uniwersytet Medyczny). "Potrójna" chirurgia czaszkowo-szczękowo-twarzowa należy do najtrudniejszych rodzajów chirurgii. Wykład dotyczył podwójnego jej wcielenia, tj. chirurgii szczękowo-twarzowej, ale trzeba sobie zdać sprawę z tego, że wszystko to dzieje się w czaszce. Dla przykładu wspomnimy tu terapię chirurgiczną raka żuchwy czyli szkliwiaka. Otóż podczas operacji najpierw usuwa się zdegenerowaną tkankę żuchwy a potem, przy tej samej narkozie, wycina się pacjentowi kawałek kości biodrowej i wszczepia się w miejsce usuniętej tkanki. Zwykle umacnia się ten przeszczep za pomocą specjalnej blaszki ze stopu z pamięcią kształtu. Taki zabieg operacyjny należy do technik odtwórczej chirurgii twarzo-czaszki. Innym przykładem takiej chirurgii jest implantacja całego uzębienia.

Następnie wykład "Czym różni się biologia od fizyki i co z tego wynika?" przedstawił prof. Andrzej Elżanowski (kierownik Zakładu Zoologii Kręgowców, Instytut Zoologii, Uniwersytet Wrocławski). Część biologii odpowiadającej na pytania "jak...?", jest zastosowaniem fizyki, ponieważ rozmaite procesy biologiczne, w tym fizjologiczne, a także działanie rozmaitych narządów, np. serca, dają się opisać i wyjaśnić przynajmniej do pewnego stopnia za pomocą praw fizyki. Prawa te opisują także reakcje chemiczne zachodzące w organizmach, ponieważ reakcje te na poziomie molekularnym są także zjawiskami fizycznymi. Jednak inna część biologii, biologia ewolucyjna odpowiadająca na pytania "dlaczego...?" posługuje się biologicznym prawem systemowym, jakim jest dobór naturalny, do wyjaśniania historycznych przemian organizmów nazywanych ewolucją. Metodologicznie ta część biologii zbliża się według autora do niektórych dziedzin tradycyjnie zaliczanych do nauk humanistycznych i jest obca fizyce.

Ostatni w tej sesji wykład "Symulacje mózgu: skąd przybywamy, kim jesteśmy, dokąd idziemy?" przedstawił prof. Wiesław Kamiński (dotychczasowy rektor Uniwersytetu Marii Curie-Skłodowskiej, kierownik Zakładu Układów Złożonych i Neurodynamiki, Wydział Matematyki, Fizyki i Informatyki, UMCS, Lublin) dając przegląd symulacji jednego z najbardziej złożonych układów we Wszechświecie, jakim jest mózg homo sapiens. Symulacje te, wykraczając poza li tylko modele struktury, stawiają w nowym świetle fundamentalne kwestie istoty umysłu zdolnego nie tylko do formułowania pytań, takich jak te w tytule wykładu pochodzące od Paula Gauguina, ale i nienasyconego w poszukiwaniu odpowiedzi na pytania o swoje pochodzenie, zakorzenienie i przyszłość.

Sesja II, zatytułowana "Struktura materii, komunikacja kwantowa, neutrina - nosiciele informacji o ewolucji Wszechświata" ukazała już zupełnie inny świat. Na początek prof. Stefan Pokorski (kierownik Katedry Teorii Cząstek i Oddziaływań Elementarnych, Instytut Fizyki Teoretycznej, Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski) w wykładzie pt. "LHC - początek nowego rozdziału w badaniu struktury materii i historii Wszechświata" przedstawił jako gigantyczny krok naprzód w kontekście historii badań oddziaływań elementarnych i ich znaczenia dla rozwoju naszej cywilizacji i kultury, niezwykłą maszynę budowaną przez ostatnie 25 lat w CERN-e (Geneva): Large Hadron Collider (LHC) - Wielki Zderzacz Hadronowy. Ma ona posłużyć ludzkości do wydarcia przyrodzie niezwykłych tajemnic. Chodzi tu z jednej strony o te oczekiwane, tj. o odkrycie pola Higgsa, będącego przyczyną istnienia masy, o znalezienie przykładów istnienia supersymetrii, czyli symetrii między takimi fundamentalnymi składnikami materii jak bozony i fermiony, czy wreszcie o znalezienie wyższych wymiarów przestrzennych. Z drugiej zaś strony chodzi tu także o możliwość zaobserwowania zupełnie nowych, nieoczekiwanych zjawisk.

Drugi mówca w tej sesji prof. Paweł Horodecki (Katedra Fizyki Teoretycznej i Informatyki Kwantowej, Wydział Fizyki Technicznej i Matematyki Stosowanej, Politechnika Gdańska) w wykładzie "Osobliwy świat kwantowej komunikacji" wprowadził nas w świat bitów kwantowych, teleportacji oraz kryptografii kwantowej. Przybliżył fenomen stanów splątanych i ich nietypowych zachowań jako źródła osobliwości komunikacji kwantowej.

Ostatni mówca w tej sesji prof. Jan Kisiel (Zakład Fizyki Jądrowej, Instytut Fizyki, Uniwersytet Śląski) w wykładzie "Tajemnice neutrin" mówił o tych chyba najdziwniejszych cząstkach elementarnych, jakimi są neutrina. Usłyszeliśmy o ich pochodzeniu, naturze, rodzajach i właściwościach oraz o tym, że neutrina przynoszą - w zależności od tego skąd przybywają - informacje o ewolucji Wszechświata, począwszy niemal od Wielkiego Wybuchu, a także informacje o reakcjach jądrowych zachodzących wewnątrz gwiazd, w szczególności wewnątrz Słońca, i wreszcie informacje o podobnych reakcjach zachodzących w jądrze Ziemi. Usłyszeliśmy również o metodach - bardzo trudnej zresztą - detekcji tych niezwykłych cząstek.

Sesję III noszącą tytuł "Poezja w fizyce, nauka i Natura, muza astronomii" rozpoczął niecodziennym wystąpieniem "Przestrzeń między Naturą a słowem" prof. Ryszard Horodecki (dyrektor Krajowego Centrum Informatyki Kwantowej, kierownik Zakładu Optyki i Informacji Kwantowej, Instytut Fizyki Teoretycznej i Astrofizyki, Uniwersytet Gdański). Tegoroczny laureat Polskiego Nobla w obszarze nauk ścisłych i autor również kilku tomików poezji inspirowanej fizyką tym razem opowiedział o tych swoich poetyckich doświadczeniach. Przestrzeń między Naturą a słowem jest dla niego wypełniona poezją. Co więcej, tak jak fizyka inspiruje jego wyobraźnię poetycką, tak poezja inspiruje go jako badacza Natury.

Następny wykład "Czy współczesna nauka dociera do Natury?" wygłosił ks. prof. Janusz Mączka SDB (Katedra Filozofii Przyrody, Wydział Filozoficzny, Papieska Akademia Teologiczna, Kraków). Filozof, teolog i fizyk w jednej osobie próbuje odpowiedzieć na fundamentalne pytanie postawione w tytule swojego wykładu, przy czym używa on pojęcia "Natura" w znaczeniu "istota rzeczy". Dawne (np. Newtonowskie) pojęcie "filozofii naturalnej" jest możliwe do uchwycenia również w dzisiejszych warunkach. Warunki te ustawiane są zarówno przez filozofię, jak i przez naukę. W tym przypadku np. badanie "istoty rzeczy" może być rozumiane jako badanie struktury matematycznej zjawiska, czy procesu fizycznego. Podejście to może nie daje poczucia rozwiązania uniwersalnego i ostatecznego, ale przynajmniej mocno trzyma się realizmu ontologicznego i poznawczego.

Dr Stanisław Bajtlik (Centrum Astronomiczne Mikołaja Kopernika, Warszawa) zaproponował wykład "Dlaczego astronomia ma swoją muzę, a inne nauki nie?". Laureat tegorocznej Nagrody im. Krzysztofa Ernsta, tj. nagrody Polskiego Towarzystwa Fizycznego za popularyzację nauki, skoncentrował się na wielowiekowych więzach astronomii z naszą cywilizacją i kulturą. Nawiązał do proklamowanego przez ONZ Światowego Roku Astronomii 2009. To właśnie w tym roku będziemy obchodzić 400-lecie użycia pierwszy raz przez Galileusza lunety astronomicznej. Z wykładu można było dowiedzieć się również, jaką muzę ma astronomia, oraz poznać odpowiedź na pytanie postawione w tytule wykładu. Dr Bajtlik w ostatniej chwili musiał odwołać z przyczyn obiektywnych swój przyjazd do Katowic.

Sesja IV zatytułowana "Matematyczność przyrody, matematyka, filozofia" miała się zacząć wykładem "O matematyczności przyrody", którego autorem jest prof. Andrzej Staruszkiewicz (dotychczasowy kierownik Zakładu Teorii Względności i Astrofizyki, emerytowany profesor fizyki, Instytut Fizyki, Uniwersytet Jagielloński). Chodzi tu o fakt, że wszystkie prawa fizyki mają formę matematyczną. Stwierdzenie to samo w sobie jest (fundamentalnym) prawem fizyki. To właśnie na tej podstawie możemy mówić o matematyczności przyrody. Prof. Staruszkiewicz był zmuszony w ostatniej chwili odwołać z przyczyn obiektywnych swój przyjazd.

Następny wykład pt. "Osobliwe twory matematyczne" wygłosił prof. Jerzy Mioduszewski (emerytowany profesor matematyki, Instytut Matematyki, Uniwersytet Śląski). Usłyszeliśmy rozważania o specyficznych konstrukcjach myślowych, które są wprawdzie wewnętrznymi pojęciami matematyki (np. pierwiastek z minus jeden, punkty w nieskończoności, continuum matematyczne), ale które sprawiają uwolnienie pewnych procesów myślowych prowadzących do rozwinięcia kompletnych i użytecznych teorii, mających także znaczenie dla nauk przyrodniczych.

Ostatni w tej sesji - i w całej konferencji - wykład zatytułowany "Jak może realizować się w przyszłości związek filozofii z fizyką?" wygłosił prof. Wiesław Sztumski (emerytowany profesor filozofii, Instytut Filozofii, Uniwersytet Śląski). Zauważył on, że od pewnego czasu związek filozofii z fizyką ulega stopniowemu osłabieniu z różnych przyczyn. Wprawdzie fizyka może rozwijać się bez filozofii, która z pewnością nie stanowi przesłanki dla rozwoju fizyki, ale pośrednio wpływa na jej rozwój poprzez uwarunkowania kulturowe. Natomiast filozofia niespekulatywna powinna uwzględniać odkrycia fizyki. Autor poświęcił wykład głównie uzasadnieniu hipotezy, że obie te dziedziny wiedzy będą rozwijać się coraz bardziej niezależnie od siebie.

Niezwykle ciekawa i bogata dyskusja podsumowująca trwała prawie dwie godziny i stanowiła ukoronowanie konferencji. Dyskusję tę prowadzili: prof. Ryszard Horodecki (wspomniany wyżej) i prof. Tadeusz Sławek (były rektor Uniwersytetu Śląskiego, filolog polski i angielski, poeta, filozof, kierownik Katedry Literatury Porównawczej, Wydział Filologiczny, Uniwersytet Śląski).

Podobnie jak to miało miejsce podczas pierwszych trzech Dyskusji, tak i w tej wzięło udział wielu znakomitych przedstawicieli nauk przyrodniczych i matematycznych, nauk humanistycznych, w tym nauk filozoficznych i teologicznych, artystów oraz przedstawicieli nauk technicznych, wszystkich w liczbie około 350 osób. Pragnę dodać, że Czwarta Dyskusja Panelowa w całości była filmowana w sposób profesjonalny, zamierzamy bowiem wydać kompletne materiały z tej Dyskusji w postaci płyt DVD.

JERZY WARCZEWSKI

 

---

 

Tezy do Dyskusji Panelowej

(Poniższe 12 tez oraz towarzyszące im szczegółowe hasła, nie stanowią listy zamkniętej.)

1. Definicja cywilizacji i kultury

Cywilizacja jako kultura materialna. Kultura jako cywilizacja ducha.
Na czym polega ich rozwój? Bliskoznaczność obu tych pojęć.

2. Czym jest fizyka?

Przedmiot fizyki. Hierarchia praw fizyki. Fundamentalne prawa fizyki. Teoria i eksperyment. Eksperymenty myślowe. Kanon (współczesnej) wiedzy fizycznej. Niekompatybilność dwóch fundamentalnych teorii: mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności. GPS - najbardziej zdumiewający przyrząd naszych czasów, którego działanie wymaga precyzyjnego zastosowania obu tych teorii a także szczególnej teorii względności!
Informacja i informatyka klasyczna oraz kwantowa!
Nanotechnologia.
Energia i energetyka.
Przekaz wiedzy (fizycznej) jest tak samo ważny jak sama wiedza. W związku z tym właściwa dydaktyka na każdym szczeblu edukacji (popularyzacji) jest nie do przecenienia.

3. Etyczny wymiar zastosowań fizyki

Liczne idee i wynalazki fizyki mogą być użyte zarówno dla dobra człowieka jak też i dla jego zagłady, podobnie jak - jeden z najstarszych wynalazków - nóż może służyć nie tylko do krojenia chleba w celu podzielenia się nim z bliźnim, lecz także do wbicia bliźniemu w plecy. W poczynaniach zatem fizyków (i wszelkich uczonych) potrzebna jest etyka.

4. Fizyka a nauki przyrodnicze

Nauki przyrodnicze, w szczególności medycyna, jako działy fizyki.
Tak pojęta fizyka stanowi najbardziej ogólną naukę o przyrodzie.
Dwa aspekty medycyny: przyrodniczy i humanistyczny.
Metody fizyczne badania genomu i proteomu.
Metody fizyczne badania morfologii, skorupy i wnętrza Ziemi.

5. Fizyka a nauki techniczne

Fizyka fundamentem nauk technicznych.
Nauki techniczne fundamentem naszej cywilizacji.
Kultura przenika całą tę konstrukcję i wyrasta ponad nią.

6. Fizyka a kosmologia

Wielki Wybuch i ekspansja Wszechświata. Astrofizyka.
Teoria kosmologicznej inflacji. Teoria strun i Wszechświat przed Wielkim Wybuchem. Wszechświaty równoległe. "Atomy" czasu i przestrzeni.

7. Fizyka a filozofia

Filozofia przyrody. Rola matematyki w opisie i rozumieniu przyrody.
Człowiek jako podmiot i przedmiot fizyki (nauki). Ewolucjonizm teistyczny (kreacjonizm) i ateistyczny.
Zdolności poznawcze człowieka a ewolucja.
Zasada antropiczna i podobne koncepcje.
Istniejący obiektywnie świat.
Sześć cytatów (z wielu możliwych) jako punkty odniesienia:
"Pierwsza mowa szatana do rodu ludzkiego zaczęła się najskromniej od słowa: dlaczego?" (Adam Mickiewicz),
"Jest pięć tysięcy pytań gdzie, siedem tysięcy pytań jak i sto tysięcy pytań dlaczego." (Rudyard Kipling),
"Dla nich, powiedziałem, prawda nie byłaby niczym innym, tylko cieniami obrazów." (Platon, Rzeczpospolita),
"Jest tylko jedno dobro, mianowicie wiedza, i tylko jedno zło, mianowicie ignorancja." (Sokrates),
"Tej małej części ignorancji, którą porządkujemy i klasyfikujemy, nadajemy imię wiedzy." (Ambrose Bierce),
"Wiem, że nic nie wiem" (Sokrates).

8. Fizyka (nauka) a wiara (religia)

Przedmiot fizyki i przedmiot wiary są różne.
Dwa cytaty (z wielu możliwych) jako punkty odniesienia:
"Nauka bez religii jest ułomna, religia zaś bez nauki ślepa." (Albert Einstein),
"Wiara i rozum są jak dwa skrzydła, na których duch ludzki unosi się ku kontemplacji prawdy." (Jan Paweł II).

9. Fizyka a sztuka

Fizyka jako opis stanów Przyrody. Sztuka jako przedstawienie stanów Ducha. Symetria i jej łamanie w Przyrodzie i w Sztuce.

10. Uczony a artysta

Co ich łączy? Co ich odróżnia? Co mają sobie nawzajem do zaoferowania?

11. Różnice i podobieństwa sensu poszukiwań twórczych

Różnice i podobieństwa sensu poszukiwań twórczych w fizyce oraz innych naukach przyrodniczych, a także w naukach technicznych, w naukach humanistycznych i w sztuce.

12. Zastosowania aparatu myślowego fizyki w innych dziedzinach

Na przykład w socjologii, ekonomii (ekonofizyka), grach rynkowych etc.