Mennyire elfogadható az az álláspont, hogy a fizikától elvárt egyetlen követelmény, hogy prediktív legyen?

(Az 54. válaszig olvasva kezdtem el írni ezt a választ. Most látom, hogy közben született vagy 50 további válasz vagy komment, de most le akarom kerekíteni a válaszomat az 54. kommentre való reflektálásra, és csak utána olvasgatok tovább. Így elnézést, ha olyan kérdésköröket pedzegetnék, amelyek azóta kitárgyalásra kerültek, de így akkor ez a válaszom a megelőző válaszomra való közvetlen reflektálásra adott viszontválasz lesz.)

> A meteorológiai előrejelzések is hibásak.

(Az, amit a „nép” előrejelzésként kap, az az érthetőség kedvéért egy végtelenül leegyszerűsített interpretációja a tényleges előrejelzésnek. Azzal aligha tud a többség mit kezdeni, hogy x paraméterek között – ami ma is fennáll –, az a, b, c és d numerikus modell összegzéseként azt kaptuk, hogy 5,8-es szórással 78,3% az esélye annak, hogy a következő nap az ország adott 10*10 km-es területén 1 mm-t meghaladó csapadék lesz. A „nép” azt érti, hogy holnap Piripócs eső várható. Csak a tudományos igényű előrejelzés nem ezt mondja.)

> Ptolemaiosz pontatlansága semennyivel se másabb a meteorológiai pontatlanságoknál.

Amúgy tényleg nem. Ptolemaiosz csinált az égitestek mozgásáról egy modellt. Amíg jobb modell nem volt – a pontatlanságai ellenére – ezt a modellt használták. Meg használhatja ma is bárki, és lehet egyszerűbb is adott esetben használni, ha valakinek elégséges ez a szintű pontosság. Aztán újabb ismeretek birtokában sikerült egy ennél pontosabb, majd később egy még pontosabb, majd később egy még pontosabb modellt alkotni. A jelenlegi meteorológiai modelleknél szívesen használnánk pontosabb modelleket, csak az a bökkenő, hogy jelenleg nincsenek. Majd lesznek. Addig ez van, ezt kell szeretni. Ismerjük a korlátait, határait, és azon belül használható a modell.

> Ptolemaiosz is tudott volna jobb előrejelzést adni

Nyilván a tudomány fejlődik. Az eredeti ptolemaioszi modell viszonylag egyszerű volt. Később mások pontosítgatták, amit meglehet Ptolemaiosz is megtehette volna egy bizonyos határig, ha kellően ráfekszik a témára és sokáig él. De történetileg úgy alakult, hogy mások folytatták Ptolemaiosz modelljének a pontosítgatását, a körpályákból (a kristályszférákra szögezett égitestekből) előbb körpályán mozgó körpályák lettek (a kristályszférán magán körmozgást végző égitestek), aztán Kopernikusznál már megjelenik a körpályán mozgó körpályán mozgó körpálya koncepciója is, Tycho Brahe-nál megjelenik az, hogy a Nap a Föld körül kering, és minden más bolygó kering a Nap körül. (Az állócsillagok leszámítva tulajdonképpen ez analóg a heliocentrikus világképpel.) Aztán jött Kepler, jött Newton és kiderült, hogy az égitestek pályáját egy sokkal alapvetőbb összefüggés határozza meg. Aztán jött Einstein, aki magyarázatot adott – mellékesen – arra, hogy a newtoni mechanikában mi okozza a Merkúr pályájának nagyon kicsi, de egyértelmű pontatlanságát.

> Vagyis (ha jól értem) szerinted se különbözik a newtoni és a ptolemaioszi fizika egymástól a prediktív jellegében.

Az a fizika – a világról való modellalkotás – egyik lépcsőfoka volt. Ugyanolyan jó, mint az azután lévő lépcsőfokok, meg az utánunk lévő lépcsőfokok lesznek. De az is igaz, hogy minden új lépcsőfok olyan modellt jelent, ami általánosabban, szélesebb körűen, pontosabban írja le a világot.

> A pályák alakját ugyanolyan okból feltételezték, amilyen okból Rutherford feltételezte, hogy az elektronok körpályán mozognak az atommag körül.

Nos nem egészen. Az égitestek pályájának alakja két-három feltétezésből adódott, abból, hogy az égitestek tökéletesek, illetve abból, hogy a tökéletes pálya a körpálya. Illetve még abból, hogy tökéletes objektumoknak a pályája is tökéletes. Ezek nem igazán megfigyelések eredményei, hanem homályos, emberi értékítéletből fakadó feltételezések. Érthető, a kor ismereteihez mérten egészen észszerűnek tűnő feltételezések voltak ezek, de mégiscsak feltételezések.

Rutherford viszont csak annyit állapított meg, hogy az atomok tömegének jelentős része egy nagyon kicsi, pozitív töltésű térrészen koncentrálódik, az elektronok ezek körül keringenek a Coulomb-törvény által leírható vonzóerő hatására. A pályák alakjáról Rutherford kísérletei nem mondtak semmit. A pályákat viszont tényleg a legtöbben – maga Rutherford is – körpályának gondolták, mert más megfigyelésekből arra következtettek, hogy az atomok gömb alakúak. Ezt különböző szimmetriák, az atomok viselkedésének az irányfüggetlensége miatt feltételezték. Ez meg innen logikus következtetés. Ha az atomok gömbszimmetrikusnak tűnnek más megfigyelésekből, akkor az atommag körül keringő elektronok is körpályán kell, hogy mozogjanak.

> "Nem, az ókori fizikát nem tekintjük ma sem ezoterikus hablatynak."

> Kivéve, akik igen.

Nos, ez már nem tudományos kérdés. Hogy ki mit minek tart, az szubjektív ítélet kérdése. Amúgy azt hozzá érdemes itt tenni, hogy egy csomó ókori „tudományból” a későbbi korok tényleg hagymázas ezoterikus masszát gyúrtak. Az, amit ma az ezoterikus tanokból megismerhetünk négy elem tanaként, az nem az, ami az ókorban volt a négy elem tana. Ugyanez igaz az asztrológiára, vagy az alkímiára is. Nem mennék bele bővebben, mert szerintem részletkérdésről van szó. Maga a fizika semmit nem minősít „ezoterikus hablatynak”, valami vagy megfelel a tudományos módszertan kritériumainak, vagy nem. De még az, ami nem felel meg a tudományos módszertan kritériumainak a tudomány arra sem azt mondja, hogy nem igaz, hanem annyit, hogy tudományos módszertannak megfelelő módon nem igazolt.

Sőt az, hogy mik a tudományos módszertan ismérvei, az a kérdéskör sem tudományos kérdéskör, azt, hogy a világ kvantitatív leírása vezet biztosabban a világ *valódi* összefüggéseinek megismeréséhez, az önmagában filozófiai természetű megállapítás, ugye ezzel a kérdéssel foglalkozik a tudományfilozófia.

folyt. köv…

folyt…

> 2000 év múlva is ki fogják találni, hogy a ti elméleteitek miért vannak tele filozófiával.

Meglehet. De ez egy roppan összetett kérdéskör.

Ahhoz, hogy bármilyen rendszerben következtetéseket lehessen levonni, új ismeretekre szert tenni két dolog elengedhetetlen. Egyrészt kellenek olyan következtetési módszerek, amiket helyesnek tartunk. Ez nagyjából a mai napig is az arisztotelészi logika. Másrészt kellenek alapigazságok, olyan állítások, amiket kiindulópontként igaznak fogadunk el.

De ez nem csak a tudományra igaz, hanem mindenre. Pl. teológia sincs, ha nem fogadja el a teológus azt a nem bizonyított, de kiindulópontul szolgáló, igaznak tartott állítást, hogy a Biblia Isten által ihletett mű. A matematikai rendszereknek is vannak axiómái, posztulátumai.

Így logikusan az következik, hogy a fizikának is megvannak a maga axiómái és posztulátumai. A mai értelemben vett tudomány előtt számos olyan alapigazságra próbáltak tudományt felhúzni, amik objektíven nézve erősen megkérdőjelezhetőek voltak. Ugye szépen lassan kiderült, hogy ezek igen nagy részéből olyan következtetések adódnak, amik nem felelnek meg a valóságnak.

A mai értelemben vett tudományhoz az út pont az volt, hogy megpróbáltuk ezen alapigazságok számát minimálisra csökkenteni, illetve olyan alapigazságokra építkezni, amik vagy nagyon magától értődők, vagy ha meg is kérdőjelezhetőek, az igaznak elfogadásuk szükségszerű.

És ezekből leginkább a triviális, magától értődő alapigazságokkal szívtuk meg a leginkább. Pl. az elég triviálisnak hangzott, hogy ami 1 méter, az minden megfigyelő számára 1 méter, vagy az, hogy az idő minden megfigyelő számára egyformán telik. Kiderült, hogy bármilyen meglepő, ezek nem igazak. A matematikán belül is voltak ilyen pontok, pl. az is magától értődő volt, hogy ha egy axiómarendszerben egy állítás igaz, akkor ez az állítás előbb-utóbb bizonyítható is lesz. Kiderült, hogy ennek is az ellenkezője igaz.

A fizikában voltak olyan rejtett alapigazságok, amik így utólag nézve tényleg spekulatív természetűek voltak. Pl. Giordano Bruno után ilyen mindenki számára lefogadott alapigazság volt, hogy a világegyetem stacionárius, időben és térben végtelen. Még Einstein is alapul vette ezt az általános relativitáselméletnél, aztán tényleges megfigyelések tükrében ezt a koncepciót el kellett vetni.

A XX. század eleji fizika új eredményei arra sarkallták a tudományt, hogy igyekezzen feltárni a fizikában rejlő rejtett posztulátumokat. Számos tudományos kutatás irányult pl. arra, hogy megnézze, mi a helyzet akkor, ha x konstans esetleg nem konstans, hanem tértől és időtől, vagy valamilyen más paramétertől függő érték. (A konstansokat itt tágabban kell értelmezni, nem csak mondjuk a fénysebesség értéke ilyen konstans, hanem pl. a térdimenziók száma is.)

~ ~ ~

Mik a mai fizika posztulátumai? Néhányat említsünk meg:

1. Létezik egy objektív valóság, és ez közös minden racionális megfigyelő számára. Ez egy szükségszerű posztulátum. Meg lehet kérdőjelezni? Meg, bár ez egy falszifikálhatatlan állítás. Mindenesetre ha ez nem lenne igaz, mondjuk én ugyanazt a követ elsüllyedni látnám, te meg lebegni a víz felszínén, és ha egyikünk sem skizofrén és nem hallucinál, akkor nyilván mindketten más értékeket fogunk mérni és/vagy más törvényszerűségeket fogunk látni. Ha nincs objektív valóság, nincs objektív fizika sem. A világról nem lennének semmiféle ismereteink.

2. Az objektív valóságot természeti törvények írják le. Ez is szükségszerű posztulátum ahhoz, hogy fizikát csinálhassunk. Megkérdőjelezhető? Igen, bár minél többször bizonyul egy modell helyesnek, annál kevésbé észszerű megkérdőjelezni, mert annál kisebb valószínűséggel igaz. De nem lehetetlen. Matematikailag lehetséges, hogy ha most itt fogok egy almát, és elengedem, akkor az nem leesik, hanem felszáll, holott minden körülmény hétköznapi. Azért, mert az, amit eddig törvénynek gondoltunk, az pusztán a véletlenek összjátéka volt, valójában az alma mozgását nem határozza meg semmiféle törvényszerűség. Egyrészt igen valószínűtlen, hogy ez a posztulátum nem igaz, de ha nem igaz, akkor minden fizikai összefüggésünk talmi.

3. A törvények felfedezhetők szisztematikus megfigyelések és kísérletek által. Ez is olyan, ami eddig megerősítettnek látszott. Ha viszont ez a posztulátum nem igaz, akkor a világ jelenségei, vagy bizonyos jelenségcsoportok valódi összefüggései nem ismerhetők meg az ember – sem bármilyen racionális entitás – számára.

4. A világnak egységesek a fizikai törvényei. Ez egy érdekes posztulátum, mert szükségszerűen igazzá tehető. Ha mondjuk egy fizikai konstans térben és/vagy időben változó lenne, akkor tulajdonképpen kifejezhető a tér és/vagy az idő függvényeként meghatározott mennyiséggel, és máris egy térben és időben egységes törvényt tudtunk belőle fabrikálni. A gond maximum akkor lenne, ha a függvény komplexitása olyan, amit képtelenség lenne visszakövetkeztetni.

5. A kísérletek kimenetele nem függ a kísérletet végző személy elfogultságától, vélelmétől. Ez is szükségszerű posztulátum, hiszen ha nem igaz, akkor nincsenek objektív fizikai összefüggések, a világ jelenségeinek összefüggései a megfigyelő elvárásaitól függnek. (Vannak ugyan kvantumfizikai jelenségek, amik függnek attól, hogy bizonyos tulajdonságokat megfigyelünk-e vagy sem. De itt nem a megfigyelő elfogultsága, vagy vélelme határozza meg ezen jelenségek lezajlásának mikéntjét, hanem maga a megfigyelés ténye, vagy hiánya.)

Aztán van még néhány ilyen posztulátum, felsorolni nehéz lenne őket, de ilyen természetűek. Ha nem igazak, akkor eleve lehetetlen a világ működéséről bármit megállapítani, sem a tudománynak, sem más módszereknek. Viszont minden a világ megismerésére tett kísérlet azt sugallja, hogy ezek a posztulátumok igazak. Nem bizonyítja ez a posztulátumok igaz voltát, csak egyre valószínűtlenebbé teszi azok hamis voltát.

Hogy ez spekuláció-e? Én nem érzem annak. De ha beleásod magad a témába, és sikerül találni olyan spekulatív alapját a fizikának, amitől elvi szinten még mindig lehetséges lenne fizikát csinálni, hát rajta.

> Szóval fel nem tudom fogni, hogy miért lett a 19. századtól kezdődően az igazság mellékes, míg a modellek az egekig lettek magasztalva.

Mert beláttuk, hogy annak a kimondása, hogy az igazságot találtuk meg, az önhittség. Az igazságot keressük ugyan, de amit találni tudunk, azok csak modellek, de bízunk benne, hogy minél több ismeretet szerzünk a világról, a modelljeink annál inkább fognak hasonlítani a tényleges igazsághoz. De mintha az első válaszomat valami ilyesmivel kezdtem volna.

A newtoni mechanika majdnem 400 évig megbízhatónak bizonyult. Miért? Mert nem találkoztunk olyan sebességekkel – illetve nem tudtuk őket mérni –, amik összemérhetőek a fénysebességgel, és eleve nem volt miből feltételezni, hogy létezne valamiféle korláta a sebességnek. A fene sem gondolta volna mondjuk a XVIII. században, hogy két sebesség összegzésénél a sebességek összegét még el kellene osztani egy (1+v₁v₂/c²) szorzóval. A fénysebesség ezredrészénél kisebb sebességnél – ami még mindig irgalmatlanul nagyobb a XVIII. században megfigyelhető és megmérhető sebességeknél – az eltérés a newtoni és a relativisztikus sebességösszegzés között milliomodrésznyi, ami a sebesség mérésének bőven a hibahatára alatt van. Persze, hogy nem vettük észre, hogy valami nem stimmel a newtoni fizikával.

Ma persze tudjuk, hogy a newtoni fizika észszerű elhanyagolásokkal a relativitáselmélet határértéke. De pont ezért nem tudhatjuk, hogy a mai relativitáselmélet nem egy komplexebb, a világot átfogóbb módon leíró összefüggésrendszernek a határértéke-e.

Ahogy írtam az igazság megismeréséhez *mindent* kellene ismerni végtelen pontossággal. Az meg elv szinten is lehetetlen. Így más nem marad, mint az, hogy a véges számú megfigyeléseinkből próbálunk következtetni a világ jelenségeinek a természetére.

Próbáld egy űrlény helyébe képzelned magad, aki idejön a Földre március közepén, és pusztán az aktuális nap dátumának a napjából próbálja összerakni a naptárunk működését. Pár hónap alatt arra a következtetésre jut, hogy bár ezt még korai kijelenteni, de úgy tűnik, hogy a naptárunkban 30 és 31 napos hónapok váltakoznak felváltva. Majd nagyon hamar rájön, hogy a dolog komplikáltabb, hiszen van egy törés ebben a váltakozásban, egyrészt július és augusztus között, ahol két 31 napos hónap követi egymást, meg februárban, ami kivételesen 28 napból áll. Pár év után látja az éves ciklikusságot, és fel tudja írni a napok számát a hónapokban. Voala, megfejtette a naptárunk működésének a „valódi” törvényszerűségét. (Hát egy fenét.) Aztán jön egy szökőév, és rájön, hogy a modellje a naptárunkról hiányos. De további pár évnyi megfigyelés után rájön, hogy minden negyedik évben a február 28 helyett 29 napból áll. Figyel, és megint azt gondolja, hogy megfejtette az igazságot a naptárunk működéséről. Pedig még mindig csak modellt alkot, és nem is teljes a modellje. Ha tovább figyel, akkor rájön, hogy a szökőév minden századik évben elmarad. A modellje *szinte* már tökéletes. Aztán rájön arra, a százévente elmaradó szökőév négy századfordulóból csak háromnál marad el, a negyediknél nem. És – tanulva az addigi elhamarkodott kijelentéséből, miszerint megfejtette a naptárunk működését – még mindig nem lehet biztos abban, hogy a modellje az igazságot tükrözi. És joggal, mert lehet, hogy pár ezer év múlva úgy döntünk, hogy a Gergely-naptár addig összegyűlő kb. egy napos eltérését korrigáljuk egy extra szökőnap elmaradással.