Proszę popatrzeć na niebo, na płynące w oddali statki, na działanie wiatru… to nie było proste, żeby pomyśleć, że to wszystko opisuje matematyka; że matematyka nadaje się np. do opisu ruchu ciał – zwraca uwagę w Radiu Naukowym dr hab. Jacek Szczytko z Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. W odcinku rozmawiamy o tym, jak fascynujące, ale i niełatwe jest komunikowanie się z przyrodą w jej języku.

Przywołujemy nie byle kogo, bo samego Galileusza. Geniusz notował:

„Filozofia zapisana jest w tej ogromnej księdze, którą mamy stale otwartą przed naszymi oczami: myślę o wszechświecie. Ale nie można jej zrozumieć, jeśli się wpierw nie nauczy rozumieć języka i odróżniać liter, jakimi została zapisana. Zapisana zaś została w języku matematyki, a jej litery, to trójkąty, koła i inne figury geometryczne, bez pomocy których nie podobna z niej pojąć ludzkim umysłem ani słowa; bez nich jest to próżne błądzenie po mrocznym labiryncie.”*

– Zasadniczo się zgadzam z Galileuszem – uśmiecha się Jacek Szczytko. – Co więcej, wydaje mi się, że wtedy Galileuszowi zależało, żeby opisać nasz świat. A my, szczególnie w XX i XXI wieku, nauczyliśmy się również słuchać języka matematyki. Ten dialog z przyrodą jest dwutorowy – podkreśla fizyk. Przykładem jest chociażby odkrycie świata kwantowego dokonane najpierw na poziomie matematycznym.

Matematyka mówi językiem smoków

– Trudność z językiem matematyki jest taka sama, jak przy nauce dowolnego innego języka. Trzeba umieć przetłumaczyć z polskiego na angielski i z polskiego na matematykę – porównuje gość Radia Naukowego. Dokładnie to wszyscy robiliśmy w szkole, rozwiązując zadania z treścią. Za każdym razem wynik obliczeń danego zadania będzie taki sam. Matematyka nie kłamie, jeśli stosuje się ją zgodnie z zasadami.

– Kiedyś użyłem porównania, że matematyka jest językiem smoków – mówi Jacek Szczytko. Metafora pochodzi z powieści Ursuli Le Guin „Ziemiomorze”, w których zaczytywał się jako młody człowiek (czyli niedawno). – Tam był właśnie język smoków. Człowiek posługujący się tym językiem nie mógł skłamać. Smoki mogły mówić wszystko, ale człowiek mógł powiedzieć tylko prawdę. Dla mnie matematyka jest językiem smoków. Jeśli państwo zapiszą coś w języku matematyki, to stosując gramatykę tego języka, nie da się powiedzieć bzdury – podkreśla fizyk.

Czasem się nie da

Matematyka jest więc potężnym narzędziem nauki, jednak mimo wysiłków pokoleń przyrodników, matematyków i fizyków dalej nie potrafimy wszystkiego.  – Większość rzeczy w fizyce, moim zdaniem, jest nieobliczalna. Jeżeli mówimy w zadaniu, że pociąg jedzie z A do B… to stosujemy abstrakty, uproszczone opisy – zauważa Jacek Szczytko.  Kiedy zechcemy obliczyć rzeczywiste sytuacje, to zaczynają się schody. – Weźmy na przykład dwa ciała związane potencjałem grawitacyjnym, dajmy na to Ziemię i Słońce. Spokojnie policzymy wszystkie prawa Keplera, krzywe stożkowe… układ będzie stabilny. Ale jak dorzucimy do tego trzecie ciało, np. Jowisza, i zadamy proste pytanie: wymyśl konfigurację, żeby ten układ nie rozpadł się przez wieki, to okazuje się, że nie ma rozwiązań. Jest bardzo wiele różnych zjawisk, gdzie po prostu nie umiemy tych rozwiązań podać – przyznaje fizyk.

Ten odcinek to ćwiczenia dla mózgu, wyobraźni, z dawką historii, zwrotami akcji i dobrym humorem. Nie możecie go przegapić!

Obraz Gerd Altmann z Pixabay