Spis treści:
1. O wyobraźni.
2. Eksperyment.
3. Czy wierzysz w czarne dziury?
4. Czy widziałeś ciemną materię?
5. Najnowsza rewolucja w fizyce – kwarki.
6. Hipotezy, hipotezy... porcelanowy czajnik w kosmosie.
1. O wyobraźni.
Twórczość naukowa to działalność kognitywna, której celem jest zdobycie nowej wiedzy i jego wprowadzenie do systemu nauki. Nauka dążąc do precyzyjnej, obiektywnej i spójnej wiedzy, z reguły skupia się na wykorzystaniu zestawu technik i narzędzi mających na celu wyeliminowanie subiektywnych momenty z procesu badawczego. Nie można jednak zredukować kreatywności naukowej tylko do dokładnego przedstawienia problemów, celów i zadań, ścisłego przestrzeganie metod badawczych i dokładnych obliczeń. Aby dokonać odkrycia w nauce, czasami naukowcy muszą rozważać te badania w sposób niestandardowy i dochodzić do nietrywialnych wniosków, a także do wychodzących poza racjonalność i nie spełniających kryteriów naukowych momentów. Dlatego do dokonania wielkich odkryć geniuszy nauki często popychały ich wyobraźnia, intuicja, nagłe spostrzeżenia, podświadome domysły.
Wyobraźnia jest właściwością umysłu człowieka, która pozwala przedstawić sobie obrazy czegoś, czego w danej chwili się nie widzi, co jest nieznane, a być może nawet nie istnieje, czego się nie doświadczyło.
Istotą wyobraźni jest tworzenie obrazów, które zawierają całościową wizję badanego obiektu oraz wzajemne relacje i przejścia między wiedzą empiryczną i teoretyczną.
Wyobraźnia inspiruje i inicjuje aktywność poznawczą człowieka – inicjuje naukowy proces tworzenia. Rola wyobraźni w pracy naukowej przejawia się w metodzie poznania jaką jest eksperyment myślowy. Eksperyment myślowy jest rodzajem poznawczej aktywność, która jest zbudowana na przykładzie prawdziwego eksperymentu, przyjmuje logikę i strukturę tego ostatniego, ale całkowicie rozwija się w sferze idealnej, w świadomości podmiotu wiedzy. Prawdziwie fizyczne eksperyment, który jest często pracochłonny, czasochłonny, drogi i niebezpieczny proces, często zastępowany przez ćwiczenia umysłowe. "Eksperymentujemy w naszych myślach z mniejszymi kosztami" - stwierdził Ernst Mach.
Można zatem wnioskować, że wyobraźnia jest jedną z ważnych poznawczych zdolności człowieka, które pozwalają osiągnąć pozytywny rezultat w pracy naukowej. Korzystając z wyobraźni mamy ma możliwość tworzenia obrazów ułatwiających całościowe zrozumienie badanego przedmiotu, czy problemu, penetracji do jego istoty i rozpatrzenia z różnych stron. W wyobraźni możliwa jest również koordynacja i integracja informacji z różnych poziomów wiedzy dla uzyskania nowej wiedzy w nauce. Ze względu na te cechy ta kognitywna zdolność może znacząco wpływać na pracę twórczą naukowców, wypełniając szereg ważnych funkcji, takich jak: motywacyjna, konstytutywna, metodologiczna, generalizująca, heurystyczna, kompensacyjna – nie będę o tych funkcjach wyobraźni tutaj się rozpisywał. Powyższe funkcje pozwalają wyobraźnię uznać za jedną z ważnych umiejętności ułatwiających uczonemu dokonanie aktu twórczego w nauce.
Rolę wyobraźni w fizyce podkreślał mocno Einstein: „W fizyce pojawiło się nowe pojęcie - najważniejsze osiągnięcie od czasów Newtona: pole. Potrzeba było wielkiej wyobraźni naukowej, aby zdać sobie sprawę, że nie ładunki i nie cząstki, ale pole w przestrzeni między ładunkami i cząstkami jest niezbędne do opisu zjawisk fizycznych”.
„I wyobraźnia i wiedza są ważne” mówi Frank Wilczek, „ale wiedza bez wyobraźni jest jałowa”.
Laureat Nagrody Nobla w dziedzinie fizyki Frank Wilczek uważa, że przesłanka Einsteina dotycząca wyobraźni naukowej jest teraz ważniejsza niż kiedykolwiek wcześniej. Jak sam mówi, wiele z tego, co się robi, to próby zrozumienia przez umysł natury, ściśle podążając za jego "poczuciem piękna".
Ale czy natura ma zdolność wytwarzania piękna? Czy nie jest tak, że to ludzki umysł ma zdolność postrzegania i budowania piękna? Innymi słowy, czy równanie może być piękne?
Fizyczne zrozumienie wszechświata jest zaszyfrowane w równaniach: kawałkach układanki, której pełna postać nikt nie widział, chociaż niektórzy próbowali i ciągle próbują..
Wilczek podkreśla, że istnieją luki w naszym rozumieniu wielu rzeczy - staramy się wypełniać te dziury wyobraźnią. Dokładniej, dziurę można rozumieć jako niepewność, jednostkę nieznanego pośród czegoś znanego. Kiedy mówimy o fizyce kwantowej, umieszczamy się w nieskończenie małym wszechświecie z prawami, które różnią się od makroskopowego wszechświata - jedyną mapą tego świata jest wtedy wyobraźnia, idea jaka powstaje w naszym umyśle.
Wyobraźnia tworzy teorie, które następnie są stosowane i są akceptowane lub odrzucane. Według Wilczka generalnie wyjaśnienia, jakie podajemy dla nieznanych luk mogą być początkowo błędne, ale co jakiś czas równanie zbliża się do rzeczywistości, to znaczy zbliża się do wyjaśnienia prawa natury, i tylko bardzo sporadycznie to wyjaśnienie jest poprawne poza wszystkimi wątpliwościami.
Nauka jest czymś w rodzaju przeciwieństwa sztuki, serii zimnych i sztywnych metod rozwiązywania problemów praktycznych. Ale nie cała nauka jest taka: jest to sposób na stworzenie odpowiednich wyjaśnień wyjaśniających formę i funkcję wszechświata. Jak Einstein powiedział również: "Bóg nie gra w kości ze światem", chodzi o pracę i wyobrażanie sobie, co dzieje się za każdym razem, gdy Bóg rzuca kostką.
Mamy szereg pytań związanych z wszechświatem w skali makro i mikro. Czy prawa fizyki są połączone jakąś ustanowioną przez Stwórcę umową, którą można odczytać za pomocą matematyki?
Forma pytania w dużej mierze determinuje odpowiedź, dla której musimy sobie wyobrazić nowe sposoby zadawania pytań, zadawać pytanie dotyczące tego, co jeszcze jest nam nieznane. I często dzięki wyobraźni otrzymujemy odpowiedź: przestrzeń, którą zajmuje we wszechświecie nasza niewiedza, nagle wypełnia się.
Tak więc wyobraźnia ma wielką rolę w rozwoju fizyki. Schrödinger, de-Broglie, Heisenberg i większość innych naukowców, którzy byli fizykami, byli także świetnymi imaginatorami.
Prawa, które powstały do tej pory w nauce powstały dzięki wyobraźni umysłów ludzkich. Tylko dzięki wyobraźni dotarliśmy na Księżyc, wybieramy się na Marsa i zbudowaliśmy sondy kosmiczne Voyager 1 i 2, które już opuściły heliosferę i przesyłają dane z przestrzeni międzygwiezdnej. Wyobraźnia może nam tylko pomóc zrozumieć naturę i jej tajemnice. Bez wyobraźni nauka nigdy by nie istniała.
Ale nauka wymaga także eksperymentu, który też jest związany z wyobraźnią uczonego.
