Aktuální číslo:

2020/7

Téma měsíce:

Klimatické změny

Modré, těžké a kulaté věci

 |  5. 8. 1998
 |  Vesmír 77, 423, 1998/8

Vše, co je kulaté a modré, je těžké, a vše, co je modré a těžké, je kulaté. Nedivte se tomu a raději si představte, že žijete v pohádkovém světě, v němž to platí. Přesněji: v němž je to empirické, mnohým pozorováním ověřené tvrzení o vztazích tří empirických, dobře pozorovatelných vlastností (kterým se v onom světě shodou okolností říká „modré“, „těžké“ a „kulaté“). Octli jsme se tak v příběhu, který vypráví Jiří Fiala v tomto čísle (s. 464–466) a který doporučuji vaší pozornosti. Jde totiž o důležitou otázku, co si můžeme a co si nemáme dovolit při tvorbě přírodovědeckých teorií.

Představte si, že máte za úkol vybudovat teorii, která by vysvětlila shora popsané souvislosti mezi třemi empirickými vlastnostmi (modré, těžké a kulaté). V obdobném smyslu, jako Maxwellova teorie vysvětluje vychýlení magnetické střelky v blízkosti vodiče nebo jako inflační teorie vesmíru vysvětluje strukturu jeho pozorované části. Možná že si pro svou teorii vymyslíte (podobně jako ve Fialově příběhu) nějaké teoretické vlastnosti či veličiny – nazývejme je třeba „modatost“, „těžrost“ a „kulkost“ – a postulujete jejich vztah k empirickým vlastnostem takto: konjunkcí kulkého a modatého vzniká kulaté, konjunkcí modatého a těžrého vzniká modré a konjunkcí těžrého a kulkého vzniká těžké. Když vám pak někdo předloží zcela nová pozorování, například že vše, co je kulaté a velké, je mokré, a vše, co je mokré a kulaté, je velké („velké“ a „mokré“ jsou dříve nepozorované empirické vlastnosti), lze tato pozorování (a možná mnohá další) vysvětlit postulováním jen jedné další teoretické vlastnosti, řekněme „vekrosti“, a to tak, že konjunkcí vekrého a kulkého vzniká velké a konjunkcí modatého a vekrého vzniká mokré.

Dále již odkazuji na zmíněný Fialův příběh (kde je to vše přesněji a v písmenech). Nevšímejte si, že je to velice zjednodušená parodie na vznik vědecké teorie, zato si však povšimněte zádrhele, který se v onom příběhu objeví, jakož i poučení, které z toho zádrhele plyne. Poučení je zhruba takovéto: nebuďme zbrklí v touze po úspornosti našich teorií a mysleme trochu i na netušené empirické objevy našich potomků.

Úspornost teorií je jejich velkou předností, ba do jisté míry i důvodem jejich existence: příroda nám přece předvádí nepřeberné množství jsoucen a jevů, v nichž bychom se nevyznali, kdyby nám zkušenost neodhalovala a nepojmenovávala rozličné podobnosti, pravidelnosti a zákonitosti. Ale i ty podobnosti, pravidelnosti a zákonitosti by se mohly nezvládnutelně rozmnožovat, nebýt teorií, které do nich vnášejí pořádek a radikální zjednodušení, byť za cenu nově zaváděných teoretických pojmů, vlastností, veličin a vztahů. (Na našem příkladu, tak jak byl popsán v prvních dvou odstavcích, nebylo ovšem toto zjednodušení příliš výrazné: k „vysvětlení“ tří empirických pojmů byly zavedeny tři teoretické pojmy; jen v poslední větě se skóre vylepšilo na pět ku čtyřem.)

Odtud pramení ona všeobecně požadovaná tendence k úspornosti či jednoduchosti vědeckých teorií. V nejostřejší (a tudíž nejošemetnější) podobě je vyjádřena známým pravidlem Occamovy břitvy: 1) nevkládat do navrhovaných teorií víc (axiomů, typů, predikátů, konstant atd.), než je nezbytně třeba. Ve slabší, vágnější a emotivnější podobě lze zmíněnou tendenci vidět v oblíbenosti těch teorií, které jsou hodnoceny jako „elegantní“.

Jak se tedy chovat? Máme se Occamovou břitvou ohánět, či před ní uhýbat? Myslím, že je třeba vzít v úvahu dějinný aspekt vývoje vědeckých teorií: occamovsky oholená teorie může být ve své době vynikajícím vysvětlujícím nástrojem (jak i vidno ve Fialově příběhu) a zádrhel se může objevit až po mnoha letech. Takže bychom k eleganci teorie měli přičíst i  otevřenost. Naučit se ponechávat místa (snad pro ně mít i jména) pro vstup nových (případně pro modifikaci či štěpení starých) pojmů, veličin, jevů, faktů a souvislostí. I to ovšem uváženě. Occamova břitva nebudiž útočnou zbraní, nýbrž znamením, v němž se vědecká teorie rodí.

Určitý dějinný aspekt má i samo rozlišení na entity empirické a teoretické. Neurčité a pružné rozhraní mezi nimi je i propustné. Nejeden pojem, původně odvozený z pozorování, byl později povýšen (možná zprvu jako metafora) na pojem čistě teoretický a naopak: až banálně známé jsou případy, kdy se entita postulovaná teoretikem časem přestěhovala do zorného pole důmyslných empirických metod. Fyzika vysokých energií stejně jako astrofyzika o tom vědí své. (Nezapomeňme však, že důmyslné empirické metody jsou přímo či nepřímo závislé na postulátech teoretiků a že ono přestěhování může být i zjednané.)

Nevím, přiznávám se, jak pohlížet na odvážné, mnohdy elegantní a možná nutné předpoklady teoretiků, které z principu nic nemohou nabídnout pro zkoumání empirické. Příkladem jsou některé kosmologické teorie o obrovském a stále rostoucím počtu paralelních vesmírů (jedním z nich je ten náš), vzájemně nepřekonatelně a navěky od sebe odříznutých stále pokračující inflací mezilehlého prostoru.

Poznámky

1) William Occam, 1285–1347, angl. filozof a teolog pozdní scholastiky

Ke stažení

OBORY A KLÍČOVÁ SLOVA: Různé
RUBRIKA: Úvodník

O autorovi

Ivan M. Havel

Doc. Ing. Ivan M. Havel, Ph.D., (*1938) absolvoval FEL ČVUT v Praze. V letech 1969–1971 studoval Ph.D. (počítačové vědy) na University of California v Berkeley. Několik let pracoval jako výzkumný pracovník v Ústavu teorie informace a automatizace ČSAV. V současné době je docentem na Univerzitě Karlově v Praze a působí v Centru pro teoretická studia (společném pracovišti UK v Praze a AV ČR), jehož byl v letech 1990 – 2008 ředitelem. Přednáší na MFF UK.
Havel Ivan M.

Doporučujeme

O mariánském sloupu, který se nevrátil na Staroměstské náměstí

O mariánském sloupu, který se nevrátil na Staroměstské náměstí

Eliška Fulínová  |  18. 7. 2020
Instalace neúplné kopie mariánského sloupu na pražské Staroměstské náměstí přišla ironií osudu ve zjitřené době, kdy se na různých místech po...
Na staré zkušenosti nezapomínejme

Na staré zkušenosti nezapomínejme

Eva Bobůrková  |  13. 7. 2020
Vladimír Vonka je uznávaný virolog v Česku i ve světě. Ač brzy oslaví devadesáté narozeniny, stále se věnuje vědě, konkrétně vývoji...
Komu se nelení…

Komu se nelení…

Petr Pokorný  |  13. 7. 2020
Jsou-li nějaké změny příliš pomalé, lidé je v subjektivním čase svých životů skoro nevnímají. Stačí se ale podívat na staré krajinomalby či...

Předplatným pomůžete zajistit budoucnost Vesmíru

Tištěná i elektronická
verze časopisu
Digitální archiv
od roku 1994
Speciální nabídka
pro školy a studenty

 

Objednat předplatné