Kluczowa idea 1. Jak nauka poznaje Wszechświat

Zanim zaczniemy mówić o czarnych dziurach, Wielkim Wybuchu czy naturze czasu, warto zatrzymać się nad pytaniem podstawowym. Skąd w ogóle wiemy cokolwiek o Wszechświecie? Hawking rozpoczyna od wyjaśnienia, czym jest teoria naukowa i dlaczego to ona, a nie intuicja czy wiara, pozwala nam rozumieć kosmos.

 

Dobra teoria, jak zauważa Hawking, musi spełniać dwa warunki:

 

• Trafnie opisywać obserwowane zjawiska. Powinna wyjaśniać to, co widzimy, na podstawie spójnego modelu, dopuszczając co najwyżej nieliczne wyjątki.

 

• Trafnie przewidywać przyszłe wyniki. Prawdziwą wartość teorii poznajemy wtedy, gdy zapowiada ona rzeczy, których jeszcze nie zaobserwowaliśmy, a późniejsze pomiary to potwierdzają.

 

Jest jednak pewien haczyk. Hawking przypomina, że żadnej teorii nie da się udowodnić raz na zawsze. Możemy zbierać kolejne potwierdzenia i nabierać do niej coraz większego zaufania, ale wystarczy jeden wynik sprzeczny z jej przewidywaniami, by ją obalić. Każda teoria naukowa jest więc z natury tymczasowa. Obowiązuje tak długo, jak długo zgadza się z obserwacjami. To nie słabość nauki, lecz jej siła, bo dowodzi gotowości do porzucenia nawet uznanych przekonań, gdy pojawi się lepsze wyjaśnienie.

 

Komentarz Lumeo  Reguła, którą Hawking przyjmuje za punkt wyjścia, ma swojego autora i swoją nazwę. To, że teorii nie sposób ostatecznie udowodnić, a można ją jedynie obalić, filozof nauki Karl Popper uczynił w Logice odkrycia naukowego kryterium odróżniającym naukę od pseudonauki, czyli falsyfikowalnością. Zdaniem Poppera prawdziwie naukowa teoria musi z góry wskazywać wynik, który by ją pogrążył. Einstein zapowiadał, że grawitacja ugnie promień odległej gwiazdy o ściśle określoną wartość, i gdyby pomiar pokazał co innego, ogólna teoria względności by runęła. Teorie, które potrafią wyjaśnić każdy możliwy wynik i niczego nie zakazują, jak wróżby astrologów, wydają się nie do obalenia, ale właśnie dlatego nie mówią o świecie nic konkretnego. Siłą teorii nie jest zatem odporność na porażkę, lecz gotowość, by się na nią wystawić.

 

Właśnie dlatego nasza wiedza o kosmosie rozwijała się przez wieki jako ciąg teorii wymyślanych, sprawdzanych i poprawianych. Już w 340 roku przed naszą erą Arystoteles twierdził, że Ziemia jest okrągła, a nie płaska. Zakładał jednak, że to Słońce, Księżyc, gwiazdy i planety krążą wokół nieruchomej Ziemi po idealnych okręgach. Ten pogląd utrzymał się przez stulecia, aż w XVII wieku obserwacje ostatecznie potwierdziły inny model. Okazało się, że to Ziemia i pozostałe planety krążą wokół Słońca, i to nie po okręgach, lecz po elipsach, czyli wydłużonych okręgach.