A newtoni világ-gépezet

A kultúránk kiindulópontjául szolgáló világnézet és értékrend alapvető körvonalai – melyeket gondosan újra át kell vizsgálnunk – a 16–17. században rajzolódtak ki. 1500 és 1700 között az emberek világképében és gondolkodásmódjában jelentős változás következett be. Az új gondolkodásmód és a világmindenség újfajta érzékelésének eredményeként jött létre a nyugati civilizáció; ez adja meg a modern kor jellemzőit a kultúránkban háromszáz éve uralkodó – és manapság változni kezdő – paradigma alapját.

1500 előtt Európában a legtöbb civilizációhoz hasonlóan az uralkodó világnézet organikus volt. Az emberek kis létszámú, azonos gondolkodású közösségekben éltek, a természettel szerves kapcsolatban álltak, melyet a spirituális és materiális jelenségek kölcsönös függősége, és az egyéni kívánságok közösségi követelmények alá rendelése jellemzett. Az organikus világnézet két tekintélyelven nyugodott: Arisztotelészen és az egyházon. Aquinói Szent Tamás a 13. században Arisztotelész mindent átfogó természetrendszerét a keresztény teológia tanításaival egyesítette, egy olyan fogalmi rendszert hozva létre, mely az egész középkor folyamán megkérdőjelezetlen maradt. A középkori tudomány lényege sokban különbözik a kortárs tudományétól. Az előbbi a józan észre és a hitre támaszkodott; fő célja sokkal inkább a dolgok értelmének és lényegének tisztázására irányult, mintsem az események megjövendölésére és irányítására. A középkori tudósok – a különböző természeti jelenségek céljait keresve – a felmerülő kérdéseket a legjelentősebb tényezőkkel: Istennel, az emberi lélekkel és az etikával kapcsolatosnak tekintették.

A középkori szemléletmód a 16–17. században gyökeresen megváltozott. Az organikus, élő és spirituális világegyetem fogalmát a világ-gépezet fogalma váltotta fel; ez a világ-gépezet vált a modern kor uralkodó metaforájává. Ez a fejlődés a fizikában, asztronómiában lezajlott forradalmi változások következménye, melyek Newton, Galilei és Kopernikusz teljesítményeiben érték el csúcspontjaikat. A 17. század tudománya egy új – Francis Bacon javasolta – kutatási módszeren alapult, amely magában foglalta a természet matematikai leírását, és a zseniális Descartes analitikus következtetési módszerét. A nagy horderejű változásokat előidéző tudomány döntő szerepének elismerésével a történészek a 16–17. századot a tudományos forradalom századainak nevezték el.

A tudományos forradalom Kopernikusszal kezdődött, aki a ptolemaioszi és a bibliai geocentrikus világképet – melyet több mint ezer éven keresztül hittételként fogadtak el – megcáfolta. Kopernikusz után a Föld már nem volt többé a világegyetem központja, hanem csak egyike a sok égitestnek, melyek kis csillagokként keringenek a galaxis peremén. Ez az elmélet az embert is megfosztotta attól a dicső helyzettől, hogy ő Isten teremtésének központi alakja. Kopernikusz tökéletesen tudatában volt, hogy mélységesen megsérti korának vallási tudatát; heliocentrikus nézeteit tartalmazó művének kiadását 1543-ig, halála évéig késleltette, akkor is csak puszta hipotézisként jelentette meg.

Johannes Kepler, tudós és misztikus következett Kopernikusz után, aki a szférák harmóniáját kutatta, és alapos, asztronómiai ábrákkal illusztrált könyvében az égitestek mozgásának híres, empirikus törvényeit adta meg, mely további kiegészítéssel szolgált Kopernikusz rendszeréhez. De a tudományos nézetek valódi megváltoztatása Galileo Galilei nevéhez fűződik, aki már ismert volt a testek eséséről szóló törvény felfedezéséről, amikor figyelmét a csillagászat felé fordította. Frissen felfedezett távcsövét az égboltra irányítva és az égi jelenségek megfigyelésében való rendkívüli tehetségét alkalmazva teljes biztonsággal vonta kétségbe a régi kozmológia érvényességét; a kopernikuszi hipotézist tudományos elméletként érvényesítette.

Galilei szerepe a tudományos forradalomban jóval nagyobb volt, mint amit az asztronómia területén elért eredményei mutatnak, bár az egyházzal történt összeütközései miatt a legszélesebb körben ezek ismertek. Galileit a modern tudomány atyjának tartják, mivel ő volt az első, aki – hogy az általa felfedezett természeti törvényeket megfogalmazza – a tudományos kísérletezést a matematika nyelvének alkalmazásával kapcsolta össze.

„A filozófia – vallotta – a világ nagy könyvében van megírva, mely állandóan a szemünk előtt fekszik, de nem értjük meg, ha nem tanuljuk meg az ebben használt nyelvet és nem ismerjük meg a jeleit. Az említett nyelv a matematika; jelei pedig a háromszögek, körök és egyéb geometriai formák.”

(A „filozófia” fogalmát a középkortól a 19. századig nagyon tág értelemben használták, ide sorolták azt is, amit mi ma „tudománynak” nevezünk.) Galilei úttörő munkájának két aspektusa – empirikus megközelítési módja és a természet matematikai leírása – a 17. század tudományának uralkodó jellegzetességévé vált, és fontos követelménye maradt mind a mai napig mindennemű tudományos elmélet felállításának.

Hogy a tudósok számára lehetségessé váljon a természet matematikai leírása, Galilei elengedhetetlennek tartotta az anyagi testek lényegi sajátosságainak, a formáknak, a mennyiségeknek és a mozgásnak, azaz minden mérhetőnek és meghatározhatónak a tanulmányozását. Más lényegi jegyek, mint például a szín, a hang, az íz, vagy az illat egyszerűen csak szubjektív mentális vetületek, melyeket ki kell zárni a tudományos kutatás területéről. Galilei módszerét, a tudós figyelmének az anyag mennyiségileg meghatározható jellemzői felé irányítását, különösen a modern tudományban elért eredmények igazolták, bár ez komoly áldozatokat is követelt. R. D. Laing pszichiáter egyértelműen erre hívja fel a figyelmünket:

„Elveszti jelentőségét a látás, hallás, szaglás, ízlelés, tapintás és ezzel együtt az esztétika, az etikai érzékenység, az értékek, a minőség és forma; minden érzés, indíték és szándék; lélek, tudatosság és szellem. A tapasztalat mint olyan, kiűzetett a tudományos értekezések területéről.”

Laing szerint az elmúlt négyszáz év alatt semmi sem változtatta meg annyira a világot, mint a tudósoknak a mennyiségi mérhetőséggel és meghatározhatósággal kapcsolatos megszállottsága.

Amíg Galilei Itáliában szellemes kísérleteit végezte, Francis Bacon Angliában a tudományos megközelítés empirikus módszerét tette közzé. Bacon volt az első, aki az induktív eljárásmód elméletét egyértelműen megfogalmazta. Ennek lényege a kísérletek végrehajtásából adódó általános következtetések levonása, s ezek további kísérletekkel való igazolása. Az új módszer nyomatékos hangsúlyozásának nagyon nagy hatása volt. Bátran támadta a gondolkodás hagyományos iskoláit, és szenvedélyesen végezte tudományos kísérleteit.

A „baconi szellem” gyökeresen megváltoztatta a tudományos kutatások célját és lényegét. A tudomány célja az ókortól kezdve az volt, hogy elérjék a bölcsességet, megértsék a természet rendjét és harmóniában éljenek a természettel. A tudomány „Isten dicsőítésére”, vagy ahogy a kínaiak mondták: a „természet rendjének” és a „Tao áramlatának” követésére törekedett. Ez volt a yin, azaz az egységbe rendezés célja; a tudósok alapállása – ahogy ezt ma mondanánk – ökológiai volt. A 17. században ez az alapállás az ellenkezőjébe fordult: a yinből a yangba, az egyesítésből az önmegvalósításba. Bacontól kezdődően a tudomány célja a tudás elérése volt; a tudásé, mely uralkodhat a természeten, és irányíthatja azt. Ma sem a tudomány, sem a technika nem szolgál ökológiai célokat.

Azok a megnyilatkozások, melyekkel Bacon új, empirikus kutatási módszereit képviselte, nemcsak szenvedélyesek, hanem gyakran gonoszak is voltak Véleménye szerint „állandóan nyomában kell lennünk” a természetnek, „szolgálatunkba kell állítani”, „szolgánkká kell tennünk”. „Kényszeríteni kell”; a tudós célja az, hogy „kikényszerítse a természet titkát”. Az erőszakos gondolatok közül nagyon sokat valószínűleg a Bacon korában gyakori boszorkányperek sugalmaztak. I. Jakab kancellárjaként „intim, bizalmas viszonyban” állt az ilyen perekkel, és mivel a természetet rendszerint nőneműnek tekintették, nem meglepő, hogy a tárgyalóteremben használt metaforák átkerültek Bacon tudományos írásaiba is. Valóban, a nőnemű természetről alkotott véleménye, melyből kínzóeszközök segítségével kell kierőszakolni a titkát, erősen emlékeztet a nők – a kora 17. századi boszorkányperekben – általánosan elterjedt kínzására. Bacon működése kirívó példa a tudományos gondolkodás patriarchális beállítottságára.

A Föld mint tápláló anya képe Bacon írásaiban meglehetősen átalakul; mihelyt a tudományos forradalom a természet organikus szemléletét a világ-gépezet metaforájával váltotta fel, teljesen el is tűnt. Ezt a változást, mely elsődleges fontosságú a nyugati civilizáció további fejlődésében, a 17. század két hatalmas személyisége indította el és teljesítette ki: Descartes és Newton.

René Descartes-ot általában a modern filozófia megteremtőjeként tartják számon. Csodálatos matematikus volt; filozófiai nézetei is komoly hatással voltak az új fizikára és asztronómiára. Semmilyen hagyományos tudást nem fogadott el, elhatározta, hogy a gondolkodás új és tökéletes rendszerét építi fel. Bertrand Russell szerint:

„Arisztotelész óta nem történt ehhez hasonló; ez az új önbizalom jele, mely a tudomány fejlődésének eredménye. Munkáit frissesség veszi körül, amivel nem találkoztunk egyetlen, Descartes-ot megelőző filozófusnál sem Platón óta.”

Huszonhárom éves korában Descartes-nak látomása volt, mely egész életére kihatott. Több órás erős koncentrálás után – mely alatt módszeresen számba vette felhalmozódott tudását – hirtelen intuícióval „egy csodálatos tudomány alapja” világosodott meg előtte, mely minden más tudás egyesítésével kecsegtetett. Ezt jósolta meg Descartes egy barátjához írt levelében, ahol nagyravágyó céljairól is beszámolt:

„És hogy semmit se titkoljak el előled munkám lényegéből… egy teljesen újfajta tudománnyal szeretnék szolgálni az embereknek, amely általános érvénnyel oldaná meg az összes folytonos, vagy szakadásos mennyiség kérdését.”

Látomásában Descartes megértette, hogy milyen módon tudná ezt a tervét valóra váltani. Egy olyan módszerről van szó, amely lehetővé teszi a természetről – amiről abszolút biztos tudással rendelkezik – szóló tökéletes tudomány létrehozását. Ez, akárcsak a matematika, magától értetődő elsődleges princípiumokon alapul. Descartes teljesen a látomás hatása alatt állt. Úgy érezte, hogy élete legfontosabb felfedezését tette, és nem is kételkedett abban, hogy látomása isteni eredetű. Meggyőződését a következő éjszakán egy különös álom erősítette meg: most az új tudomány szimbolikus formában jelentkezett. Descartes már teljesen biztos volt abban, hogy Isten küldetéssel bízta meg, és elhatározta, hogy megalkotja az új tudományos filozófiát.

Descartes-ba látomása beléoltotta a tudományos ismeret bizonyosságába vetett hitet; egész életét az igaz és hamis – az elsajátítás minden területére érvényes – megkülönböztetésének szentelte.

„Minden tudomány biztos, nyilvánvaló ismeret – írta. Minden valószínűségen alapuló ismeretet visszautasítunk, és úgy ítéljük meg, hogy csak azok a dolgok hihetők, melyek tökéletesen ismertek, és amelyekkel kapcsolatban a kétely fel sem merülhet.”

A tudományos ismeret bizonyosságába vetett hit a kartéziánus filozófia és az ebből eredő világnézet alappontja. Descartes már itt, a kezdet kezdetén rossz vágányra tévedt. A 20. század fizikusai minden kétséget kizáróan kimutatták, hogy nem létezik a tudomány területén abszolút igazság; minden fogalmunk és elméletünk korlátok közé szorított és hozzávetőleges. A tudományos igazságba vetett kartéziánus hit még ma is széles körben hat és visszatükröződik a tudományosságban; ez vált tipikussá a nyugati kultúrában. Társadalmunkban sokan – tudósok éppúgy, mint laikusok – meg vannak győződve arról, hogy a tudományos megismerés az egyetlen célravezető módszer a világegyetem megértésében. Descartes gondolkodásmódja és természetszemlélete a modern tudomány minden ágára hatással volt, és még ma is használatos. De hasznos csak akkor lesz, ha korlátaival is tisztában vagyunk. A kartéziánus nézet abszolút igazságának és Descartes módszerének, mint a megismerés egyetlen érvényes útjának elfogadása fontos szerepet játszott jelen kulturális kiegyensúlyozatlanságunk létrejöttében.

A kartéziánus bizonyosság alapvető sajátossága a matematikai jelleg. Descartes úgy hitte, hogy a világegyetem kulcsa annak matematikai struktúrájában rejlik; véleménye szerint a tudomány a matematikával azonos. Így, tekintettel a fizikai tárgyak jellegzetességeire, a következőket írta:

„Semmi olyat nem fogadok el igaznak, ami nem a matematikai bizonyítás tisztaságával következik egy általános elméletből, amelynek igazságában nem kételkedhetünk. Mivel az összes természeti jelenség magyarázható ilyen úton, úgy gondolom, hogy ez az egyetlen elv, melyet a fizikusok elfogadhatnak, és nem is lehet más választásuk.”

Galileihez hasonlóan Descartes is úgy gondolta: a természet nyelve – „a világ nagy könyve, mely a szemünk előtt hever” – a matematika; s vágya, hogy a természetet matematikai úton írja le, az egyik legünnepeltebb felfedezéséhez vezetett. Számmegfeleltetéseket alkalmazva a geometriai formákra, össze tudta kapcsolni az algebrát a geometriával, és ezzel a matematika új ágát alapozta meg, melyet ma analitikus geometriának nevezünk. Ez tartalmazta a görbék algebrai úton való szemléltetését; ennek megoldási lehetőségeit módszeresen tanulmányozta. Descartes a matematikai analízis legáltalánosabb típusát tudta alkalmazni a mozgó testek tanulmányozása során – összhangban valamennyi fizikai jelenség egzakt matematikai összefüggésekre redukálhatóságának hatalmas tervezetével. Így valóban büszkén mondhatta:

„Egész fizikám nem más, mint geometria.”

Descartes zsenije matematikusként jelentkezett, és ez filozófiájában is megfigyelhető. Tervének véghezvitele érdekében – hogy tökéletes és egzakt természettudományt hozzon létre – a következtetés új módszerét dolgozta ki, melyet leghíresebb, az Értekezés a módszerről című könyvében tett közzé. Bár ez a filozófiatörténet egyik leghíresebb klasszikus szövege, eredeti célja nem filozófiájának magyarázata, hanem tudományának bevezetése volt. Descartes módszerét a tudományos igazság elérésének szentelte, ahogy ez ki is derül a könyv teljes címéből: Értekezés az ész helyes vezetésének és a tudományos igazság kutatásának módszeréről. Módszerének alapja a kételkedés. Mindenben kételkedik, amiben csak lehet – az egész hagyományos tudásrendszerben, érzéki észleleteiben, még abban a tényben is, hogy teste van – amíg rá nem talál egy olyan pontra, melyben többé már nem kételkedhet: saját létezésére, mint gondolkodóra. Így érkezik el híres kijelentéséhez:

„Cogito, ergo sum.”

„Gondolkodom, tehát vagyok.”

Ebből következően Descartes szerint az emberi lét lényegi sajátossága a gondolkodás; minden, amit tisztán és pontosan el tudunk gondolni, igaz. Ilyen tiszta és pontos képzelőerő az „egyszerű és figyelmes értelem”, az, amit intuíciónak nevez. Határozottan állítja, hogy

„az igazság biztos megismeréséhez semmilyen más út nincs nyitva az ember előtt, csupán a nyilvánvaló intuíció és a szükséges következtetés.”

A biztos tudás ezek szerint intuíción és következtetéseken keresztül érhető el. Ezek azok az eszközök, amelyekhez Descartes a biztos alapokon álló tudás felépítményének helyreállítási kísérletében folyamodik.

Descartes módszere analitikus, ami abból áll, hogy a problémákat és a gondolatokat szétdarabolja, majd saját logikájuk szerint rendezi el. A következtetés analitikus módszere valószínűleg Descartes legnagyobb tudományos eredménye. A modern tudományos gondolkodás alapvető jellemzőjévé vált, és különösen hasznosnak bizonyult a tudományos elméletek és a komplex műszaki tervek kidolgozásakor. Descartes módszere tette lehetővé a NASA számára, hogy embert lőjön fel a Holdra. Másrészt a kartéziánus módszer túlhangsúlyozása szétdarabolódáshoz vezetett, mely általános gondolkodásmódunkra, tudományosságunkra és a tudományban széles körben elterjedt redukcióműveletekre – arra az elgondolásra, hogy a komplex jelenségek minden nézőpontja érthetővé válik, ha alkotóelemeire bontjuk azokat – egyaránt jellemző.

Descartes COGITO-ja – ahogy nevezni szokták – az értelmet bizonyosabbá tette számára, mint az anyagot, és arra a következtetésre vezette, hogy a kettő elválik egymástól, és gyökereiben más. Ily módon azt állította, hogy semmi olyan nem tartozik a test fogalmába, amit az értelem határozna meg, és semmi sincs az értelemben, ami a testtől függene. Az értelem és a test kartéziánus szétválasztása mély nyomokat hagyott a nyugati gondolkodásmódban. Arra tanított minket, hogy saját magunknak olyan elszigetelt egóként legyünk tudatában, amely testünkön belül létezik. Ez arra vezetett bennünket, hogy a fizikai munkánál magasabbra értékeljük a szellemit; távol tartotta az orvosokat attól, hogy a betegségek pszichológiai oldalát komolyan vegyék, és a pszichiátereket attól, hogy betegeik testével is foglalkozzanak. A biológiában és társtudományaiban a karteziánus felosztás az értelem és agy viszonyának véget nem érő zűrzavarához vezetett; a fizikában a kvantumelmélet megalapítói számára nagyon megnehezítette az atomjelenségekről tett megfigyelések értelmezését. Heisenberg szerint, aki évekig ezzel a problémával küszködött,

„ez a szétválasztás a Descartes-ot követő három évszázad alatt mélyen bevésődött az emberek tudatába, és hosszú idő telik el, míg teljesen más nézőpont váltja fel a valóság problémáinak vizsgálatában.”

Descartes egész természetszemléletét a két független birodalom teljes elkülönítésére alapozta; az értelem, vagyis RES COGITANS – a gondolkodó dolog – és az anyag, vagyis RES EXTENSA – a kiterjedt dolog. Az értelem és az anyag egyaránt Isten teremtménye, aki ezek közös vonatkozási pontját képviseli, lévén az egzakt természeti rendszer és az értelem fényének forrása, s így az emberi elme számára lehetővé tette a rend felismerését.

Descartes esetében Isten léte tudományos filozófiájának alapja volt, de az elkövetkező századokban a tudósok minden Istenre vonatkozó határozott utalást mellőztek, és kidolgozták saját elméletüket a kartéziánus felosztásnak megfelelően; a bölcsészettudományok a RES COGITANS-ra, a természettudományok a RES EXTENSA-ra összpontosítottak.

Descartes számára az egész anyagi világegyetem egy gépezet volt és semmi több. Nem volt cél, élet vagy szellemiség az anyagban. A természet a mechanika törvényeinek megfelelően működött, és az anyagi világban mindent alkotórészeinek elrendezésével és mozgásával lehetett magyarázni. A Descartes-ot követő időszakban a természet mechanikus képe a tudomány uralkodó paradigmája lett. Ez irányította az összes tudományos megfigyelést és a természeti jelenségek minden elméletének megfogalmazását, amíg a 20. századi fizikusok radikális változásokat nem idéztek elő. A 17–18–19. századi műszaki tudományágak teljes kidolgozása – beleértve Newton hatalmas szintézisét is – a kartéziánus gondolatok továbbfejlesztését jelentette. Descartes a tudományos ismereteket általános formájukban adta meg, a természetet olyan tökéletes gépezetnek tekintette, melyet egzakt matematikai szabályok irányítanak.

Az emberek természeti környezetet érintő állásfoglalására erőteljes hatást gyakorolt az organikus természetképnek „gépi” jellegűvé történő gyökeres átváltoztatása. A középkor organikus világképe ökológiai viselkedésmódot elősegítő értékrendszerrel bírt. Carolyn Merchant szavaival:

„A Föld mint élő organizmus és tápláló anya képe olyan kulturális kényszerként működik, amely beszűkíti az emberek cselekvési lehetőségeit. Senki sem öl meg könnyedén egy anyát, ás le a mélyébe aranyért, vagy csonkítja meg a testét… Amíg a Földet élőnek és érzőnek tekintették, az etikus emberi magatartás megszegésének tartották, ha kárára vannak.”

Ezek a kulturális kényszerek eltűntek, mihelyt a tudomány gépesítése teret nyert. A mechanikus rendszerként elképzelt világegyetem kartéziánus képe mentségül szolgált a természet manipulálása és kizsákmányolása során, ami a nyugati kultúra sajátosságává vált. Valójában Descartes maga is osztotta Bacon véleményét, miszerint a tudomány célja a természet feletti uralom és a természet irányítása, bizonygatva, hogy a tudományos ismeret arra használható, hogy „saját magunkat tegyük a természet urává és birtokosává”.

A tökéletes természettudomány létrehozására irányuló kísérletében Descartes mechanikus anyagszemléletét kiterjesztette az élő organizmusokra is. A növényeket és az állatokat egyszerűen gépekként kezelte; az emberekben értelmes lélek lakozik, amelyet az agy középpontjában elhelyezkedő tobozmirigy köt össze a testtel. Ami az emberi testet illeti, nem különböztette meg az állati gépezetektől. Descartes hosszasan magyarázza, hogy a mozgás és a test különböző biológiai funkciói hogyan vezethetők vissza mechanikus tevékenységekre, csak azért, hogy bebizonyítsa: az élő organizmus nem más, mint automata. Elméletének megalkotásában erősen befolyásolták őt a barokk kor ügyes, élethű gépezetei, mely gépezetek a látszólag spontán mozgás varázsával kápráztatták el az embereket. Legtöbb kortársához hasonlóan Descartes-ot is elbűvölték ezek az automaták, sőt néhányat ő maga is szerkesztett. Működésüket az élő szervezetével hasonlította össze:

„Ismerünk órákat, szökőkutakat, malmokat és más hasonló mesterséges gépezeteket, melyek – bár csupán emberi alkotások – olyan erővel rendelkeznek, hogy saját magukat különféle úton-módon mozgatni tudják… Semmilyen különbséget nem vettem észre a mesterek készítette gépek és a különböző, kizárólag a természet alkotta testek között.”

Descartes korában az óraépítés különösen magas fokú mesterségbeli tudást követelt, így az óra az összes automatikus gépezet kitüntetett modellje volt. Descartes az állatokat óra szerkezethez hasonlította, „melyek fogaskerekekből és rugókból állnak”, és ezt a hasonlatot kiterjesztette az emberi testre is:

„Az emberi testet gépnek tekintem. Úgy gondolom… a beteg ember egy rosszul megépített órához, az egészséges pedig egy tökéletesen megépítetthez hasonlít.”

Descartes élő organizmusokról vallott nézetei döntő hatást gyakoroltak a biológiára és annak társtudományaira. Az élő szervezeteket felépítő mechanizmusok pontos leírása az utóbbi háromszáz évben a biológusok, fizikusok és pszichológusok fő feladatává vált. A kartéziánus felfogásmód különösen a biológiában volt nagyon hasznos, ugyanakkor behatárolta a tudományos kutatások irányát. A probléma akkor kezdődött, amikor a tudósok, felháborodva az élő szervezetek gépekként való számontartásán, kezdték elhinni, hogy azok valóban NEM IS MÁSOK, csupán gépek. Ennek a leegyszerűsített, téves következtetésnek kihatásai különösen a gyógyászatban éreztették hatásukat, mivel az emberi test kartéziánus modelljéhez való ragaszkodás – az óramű-hasonlat – megakadályozta az orvosokat abban, hogy sok komoly, ma is létező betegséget megértsenek.

Ez volt tehát Descartes „csodálatos” tudománya. Az analitikus gondolkodás módszerét alkalmazva, az összes természeti jelenségről egyetlen, egyszerű mechanikai alapelv rendszerén belül törekedett szabályos leírásra. Tudományát tökéletesnek szánta; átadott ismeretei az abszolút matematikai bizonyosság jegyében fogantak. Descartes természetesen nem tudta teljesíteni nagyravágyó terveit, maga is felismerte, hogy tudománya nem tökéletes. Következtetési módszere, a természeti jelenségek elméletének általános vázlata mégis három évszázadon keresztül formálta a nyugati tudományos gondolkodást.

Ma, bár a kartéziánus világnézet jó néhány korlátja az összes tudományágban nyilvánvalóvá vált, Descartes módszere az intellektuális problémák általános megközelítési módjában és a gondolkodásmód tisztaságában kétségkívül érvényes maradt. Erre hívták fel a figyelmemet a modern fizikáról tartott egyik előadásom után – melyben hangsúlyoztam a mechanisztikus világnézet kvantumelméletben meglevő korlátait és annak szükségességét, hogy ezen a nézeten más területeken is túl kell lépnünk – azzal, hogy egy francia hölgy „kartéziánus tisztaságomért” dicsért meg. Ahogy Montesqieu a 18. században írta:

„Descartes megtanította az utána következőket arra, hogy hogyan fedezzék fel saját hibáikat.”

Descartes megalkotta a 17. századi tudomány fogalmi vázát, de a természetről mint tökéletes gépezetről vallott, pontos matematikai törvényekre épülő nézete életében csak látomás maradt. Nem tehetett mást, mint hogy felvázolja a természeti jelenségekről alkotott elméletének kereteit. Aki a kartéziánus álmot realizálta, és a tudományos forradalmat kiteljesítette, az az 1642-ben – Galilei halálának évében – Angliában született Isaac Newton volt. Ő dolgozta ki a mechanisztikus természetszemlélet matematikai szabályait, s ezáltal megvalósította Kopernikusz, Kepler, Bacon, Galilei és Descartes munkáinak nagy szintézisét. A 17. század tudományát megkoronázó newtoni fizika a világ következetes matematikai magyarázatát adta, ami a tudományos gondolkodás szilárd alapja maradt egészen a 20. századig. Newton matematikai tájékozottsága jóval alaposabb volt, mint kortársaié. Egy egészen új módszert fedezett fel a szilárd testek mozgásának leírására – ez ma differenciálszámításként ismeretes –; egy olyan módszert, amely messze túlmutat Galilei és Descartes matematikai gyakorlatán. Ezt a hatalmas szellemi teljesítményt Einstein a következőképpen méltatta:

„Talán a legnagyobb előrelépés ez a gondolkodás területén, ami bármikor is egy egyszerű földi halandó kiváltsága lehetett.”

Kepler a bolygók mozgásából empirikus törvényeket vezetett le asztronómiai táblázatok segítségével, Galilei ügyes kísérleteket folytatott, hogy a testek esésének szabályait megfigyelje. Newton ezt a két felfedezést összekapcsolta a Naprendszer minden tárgyát irányító mozgás általános – a kövektől a bolygókig érvényes – törvényeinek megalkotásával.

A legenda szerint Newtonnak egy váratlan pillanatban mindent eldöntő intuíció segített, amikor meglátott egy fáról leeső almát. Felfedezte, hogy az almát a Föld vonzotta magához, ugyanazzal az erővel, amellyel a bolygókat vonzza a Nap, s így megtalálta nagy szintézisének a kulcsát. Új matematikai módszerét felhasználva alkotta meg később az összes, gravitációs erő hatása alatt álló test mozgásának pontos törvényeit. Ezeknek a jelentősége egyetemes alkalmazási lehetőségükben rejlett. Érvényesnek találták a Naprendszer egészére; ezáltal megerősíteni látszott a kartéziánus természetszemléletet. A newtoni világegyetem valójában egzakt matematikai törvények szerint működő hatalmas mechanikus rendszer.

A világról alkotott elképzelését Newton A természetfilozófia matematikai alapjai című munkájában fejtette ki. A Principia – ahogy a könyvet eredeti latin címe után röviden nevezik – összefoglalja a definíciók, törvények és bizonyítások mindent átölelő rendszerét, amit a tudósok több mint kétszáz évig a természet kifogástalan leírásaként tartottak számon. A tanulmány Newton kísérleti módszerét részletesen tartalmazza – saját maga ezt szisztematikus eljárásmódnak nevezte – ezáltal matematikai leírása minden ponton a kísérleti bizonyosság kritikai értékelésén alapul:

„Bármi, ami nem a jelenségből következik: hipotézis. A hipotézisnek – legyen az metafizikai, fizikai vagy okkult, rendelkezzen mechanikai tulajdonságokkal – nincs helye a kísérletekre épülő filozófiában. Ebben az egyedi törvények jelenségekből következnek, majd indukció útján történik meg az általános visszakapcsolás.”

Newton előtt két irányzat állt egymással szemben a 17. század tudományában: a baconi empirikus-induktív, és a Descartes képviselte deduktív módszer. Newton Principiájában ezeknek sajátos ötvözetét dolgozta ki, hangsúlyozva, hogy sem a rendszeres értelmezés nélküli kísérletezés, sem az első alapelvből kiinduló dedukció kísérleti bizonyítás nélkül nem vezet megbízható eredményre. Bacon rendszeres kísérletein és Descartes matematikai analízisén túllépve Newton egyesítette ezt a két irányvonalat, és egy olyan módszertant dolgozott ki, amely a természettudományban mind a mai napig alapvető.

Isaac Newton jóval gazdagabb személyiség volt, mintsem azt bárki tudományos írásai alapján gondolhatná. Nemcsak tudósként és matematikusként emelkedett ki kortársai közül, hanem életének különböző állomásain jogászként, történészként és teológusként is kitűnt, valamint megszállottan érdeklődött az okkult és ezoterikus ismeretek iránt. A világot rejtvényként kezelte, és meg volt győződve arról, hogy rejtélyének nyitja nemcsak a tudományos kísérletekben, hanem az ezoterikus hagyományok titkos felfedezéseiben is keresendő. Newtont, akárcsak Descartes-ot, megkísértette a gondolat, hogy éles elméjével meg tudja fejteni a világmindenség titkait, és ezt az elképzelését azonos intenzitással alkalmazta a természettudományok és ezoterikus ismeretek kutatásának területein is. Amíg a cambridge-i Trinity College-ban a Principián dolgozott, terjedelmes jegyzeteket gyűjtött össze az alkímiáról, az apokaliptikus szövegekről, a nem ortodox teológiai elméletekről és különféle okkult tárgyakról. Ezoterikus írásainak legnagyobb része sohasem jelent meg, de létezésükről tudnunk kell, mivel ezek jelzik, hogy Newton, a tudományos forradalom zsenije, egyúttal „a legutolsó varázsló” is volt.

A newtoni világegyetem színhelye, ahol az összes fizikai jelenség elhelyezkedik, a klasszikus euklideszi geometria háromdimenziós tere. Ez egy abszolút tér, egy üres tartály, mely független minden abban lejátszódó fizikai jelenségtől. Newton szavaival:

„Abszolút tér, saját természettel, minden külső vonatkozás nélkül, állandó és mozdulatlan.”

A fizikai világban minden változás elszigetelt dimenziókban van megadva, az időnek – mely szintén abszolút – semmi kapcsolata nincs az anyagi világgal; egyenletesen halad a múltból a jelenen át a jövő felé.

„Abszolút igaz és matematikai idő – írta Newton – saját természete szerint egyenletesen halad minden külső vonatkozás nélkül.”

A newtoni világ elemei, melyek ebben az abszolút térben és időben mozognak, anyagi részecskék; kicsi, megbonthatatlan és elpusztíthatatlan objektumok, amelyekből minden anyag formálódott. A newtoni anyagmodell atomisztikus, de különbözik az atomról alkotott mai elképzelésektől, mivel Newton szerint a részecskék ugyanabból az anyagi szubsztanciából keletkeztek. Newton az anyagot homogénnek képzelte; az anyagok típusai közti különbséget nem az atomok különböző súlyával vagy fajsúlyával, hanem kisebb vagy nagyobb tömegsűrűségével magyarázta. Az anyag alapvető felépítési egysége különféle méretű lehet, de azonos „matériából” áll, és az anyagi szubsztancia teljes mennyiségét egy tárgyban annak tömege határozza meg.

A részecskéket a gravitációs erő kényszeríti mozgásra, ami Newton szerint egy pillanat alatt hatol át a téren. Az anyagi részecskék és a köztük ható erők gyökeresen különbözőek; a részecskék belső összetétele független a kölcsönhatásoktól. Newton a részecskéket és a gravitációs erőt egyaránt Isten művének tekintette, és ezért nem vetette alá további analízisnek. Optika című művében világos képet fest arról, hogy hogyan képzeli el az Isten műveként létrejött anyagi világot:

„Valószínűnek tartom, hogy Isten a kezdetekben megbonthatatlan, masszív, tömör, mozgásra képes részecskékből alkotta meg az anyagot, abban a méretben, alakzatban és egyéb olyan tulajdonságokkal, a térrel olyan arányban, hogy leginkább elősegítse annak a végcélnak az elérését, amelyért megformálta azt. Ezek az egyszerű részecskék megbonthatatlanok, összehasonlíthatatlanul keményebbek, mint bármely, ezeket felépítő porózus test; annyira kemények, hogy soha nem használódnak el vagy törnek darabokra; semmilyen szokványos erő nem képes megosztani azt, amit Isten a kezdet kezdetén egységesnek teremtett.”

A newtoni mechanikában minden fizikai jelenség az anyagi részecskék mozgására korlátozódik, amit kölcsönös vonzásuk, a gravitációs erő okoz. Ennek hatása a részecskékre vagy bármilyen anyagi tárgyra a newtoni mozgásegyenlet matematikai leírásában található meg, ami a klasszikus mechanika alapját képezi. Ezt minden mozgó tárgyra érvényes törvénynek tekintették, s úgy gondolták, hogy a fizika világában észlelt minden változást megmagyaráz. Newton szerint Isten kezdetben az anyagi részecskéket, a köztük ható erőt és a mozgás alapvető törvényeit teremtette meg. Ily módon az egész világegyetem története mozgással kezdődött, mely mozgás napjainkban is tart; egy géphez hasonlóan, melyet állandó törvények irányítanak.

Így a természet mechanisztikus szemlélete közeli kapcsolatban áll a megfellebbezhetetlen determinizmussal, egy óriási kozmikus gépezettel, amely minden tekintetben kauzális és determinált. Mindannak, ami történik, meghatározott oka van, meghatározott következményekkel jár; a rendszer bármely részének jövője – elvben – abszolút biztonsággal megjósolható, ha helyzete mindenkor részleteiben is ismert.

A tökéletes világ-gépezet képe magában foglal egy kívülálló teremtőt, egy egyeduralkodó istent, aki az isteni törvények szerint, felülről irányítja a világot. Maguk a fizikai jelenségek semmilyen értelemben sem isteni eredetűek; sőt, amikor a tudomány egyre inkább megnehezítette, hogy az emberek egy ilyen istenben higgyenek, ez az isteni jelleg a tudományos világnézetből teljesen eltűnt, egy szellemi vákuumot hagyva maga után, mely kultúránk fő jellemzője. A természet szekularizációjának filozófiai alapjául a szellem és az anyag kartéziánus szétválasztása szolgált. Ennek következményeképpen a világot objektíven – emberi megfigyelő nélkül – leírható mechanikus rendszernek hitték, s a természet ilyenfajta objektív leírása lett az összes tudomány példaképe.

A 18. és a 19. század a newtoni mechanikát óriási sikerrel alkalmazta. A newtoni elmélet segítségével a legapróbb részletig meg lehetett magyarázni a bolygók és holdjaik, valamint az üstökösök mozgását, az apályt és a dagályt s a különböző egyéb, gravitációval kapcsolatos jelenségeket. Newton matematikai alapokon álló világrendszere gyorsan megszilárdult, mint egy, a valóságról szóló, kifogástalan elmélet, és roppant nagy lelkesedést váltott ki a tudósok és laikusok közt egyaránt. A Descartes bevezette világ mint tökéletes gépezet képét bizonyított tényként fogadták el, és Newton vált ennek szimbólumává. Sir Isaac Newton életének utolsó húsz éve alatt korának leghíresebb embereként, a tudományos forradalom hatalmas, ősz bölcseként „uralkodott” Londonban. A Newton életének utolsó szakaszáról szóló beszámolók nagyon ismerősnek tűnnek számunkra a századunkban hasonló szerepet betöltött Albert Einstein emlékezete és a róla készült fotók miatt. A newtoni mechanikának az asztronómia terén elért óriási sikerén felbátorodva a fizikusok kiterjesztették azt a folyadékok folytonos mozgására, a rugalmas testek rezgéseire; és az elmélet ismét helytállt. Még a hőtant is a mechanikára vezették vissza, mikor megállapították, hogy a hő az atomok és molekulák bonyolult „ugrándozásaiból” származik. Így sok hőjelenség, mint például a folyadékok párolgása vagy a gázok nyomása és hőmérséklete, tökéletesen érthető pusztán mechanikai szempontból.

John Daltont a gázok fizikai viselkedésének vizsgálata vezette ünnepelt atom-hipotézisének megalkotásához, mely valószínűleg a legfontosabb lépés volt az egész kémiatörténetben. Dalton élénk képi fantáziával rendelkezett; a gázvegyületek tulajdonságait az atomok geometriai és mechanikai modelljének aprólékos rajzai segítségével próbálta magyarázni. Legfontosabb feltevése az volt, hogy minden kémiai elem atomokból épül fel; az adott elem atomjai hasonlóak, de mindegyik különbözik is a másiktól tömegében, méretében és jellemzőiben. A 19. század kémikusai Dalton hipotézisét felhasználva egy pontos atomelméletet állítottak fel, mely később, a 20. században a fizika és kémia fogalmi egyesítésének útját egyengette. Így a newtoni mechanika a makroszkopikus testek leírásánál messze szélesebb körben érvényesült. A szilárd, folyékony és légnemű anyagok viselkedését – ide értve a hő- és hangjelenségeket is – sikeresen magyarázták az elemi anyagi részecskék mozgásával. A 17. és 18. század tudósait a mechanikai modell alkalmazásának óriási sikerei megerősítették abban a hitükben, hogy a világegyetem valóban egy hatalmas mechanikai rendszer, mely a newtoni mozgástörvények szerint működik; Newton mechanikája a természeti jelenségek végső elmélete.

Bár az atomok tulajdonságait a 19. században inkább a kémikusok és nem a fizikusok tanulmányozták, a klasszikus fizika művelői arra a newtoni elméletre támaszkodtak, amely az atomot az anyag kemény és megbonthatatlan építőelemének tartotta. Ez az elképzelés minden kétséget kizáróan hozzájárult ahhoz, hogy a fizikusokat a „szilárd tudomány” képviselőiként tartják számon, és elősegítette az úgynevezett „szilárd műszaki tudományok” kialakulását. A newtoni fizika és a tudományos megismerés bizonyosságába vetett kartéziánus hit mindent elsöprő sikere kultúránkban közvetlenül a szilárd, tudomány és a szilárd műszaki tudomány szerepének hangsúlyozásához vezetett. Egészen a 20. század közepéig nem tisztázódott, hogy a szilárd tudomány elve a kartéziánus newtoni paradigma része volt, egy olyan paradigmáé, amelyen túl kell lépni.

A 18. században a mechanisztikus világnézet megszilárdulásával természetesen a fizika vált az összes tudomány alapjává. Ha a világ valóban gépezet, működési elvét legegyszerűbb a newtoni mechanika segítségével felfedni. Így a kartéziánus világnézet elkerülhetetlen következménye az lett, hogy a 18. és 19. századi tudományok a newtoni fizikát vették mintaképül. Descartes valójában tudatában volt a fizika – saját természetszemléletében betöltött – szerepével.

„Minden filozófia – írta – olyan, mint egy fa. Gyökere a metafizika, törzse a fizika, lombja pedig az összes többi tudomány.”

Descartes maga vázolta fel a fizika, asztronómia, biológia, pszichológia és az orvostudomány mechanikus megközelítési módjait. A 18. századi gondolkodók továbbfejlesztették ezt a programot; a newtoni mechanika alapelveit az emberi természetre és társadalomra is alkalmazták. Az újonnan létrehozott társadalomtudományokat óriási lelkesedés fogadta; néhány védelmezője ráadásul még a „társadalmi fizika” felállítását is követelte. A világegyetem newtoni elmélete és az emberi problémák racionális megközelítésmódjába vetett hit rohamosan terjedt a 18. századi középosztályhoz tartozók közt; az egész korszak a felvilágosodás kora lett. Ennek meghatározó alakja egy John Locke nevű filozófus, akinek legfontosabb munkáját a 17. század végén adták ki. Locke műve – erős descartesi és newtoni hatást mutatva – döntően befolyásolta a 18. századi gondolkodást.

A newtoni fizikát követve Locke a társadalom atomisztikus elméletét dolgozta ki, melynek kulcspontját az emberi lét adja. Ahogy a fizikusok a gázok sajátosságait atomjaik vagy molekuláik mozgására vezették vissza, Locke megkísérelte a társadalomban megfigyelt sémákat az egyének viselkedésével magyarázni. Ezért először az egyéni lét lényegét kezdte vizsgálni, majd az emberi lényeg alapvonásait a gazdasági és politikai problémákra próbálta meg alkalmazni. Locke vizsgálódásai az emberi természetről egy filozófus előd, Thomas Hobbes elméletére épültek, aki azt állította, hogy minden ismeret az érzéki észlelésen alapul. Ezt elfogadva Locke híres metaforájában az emberi agyat a születés pillanatában tabula rasahoz – egy tiszta laphoz – hasonlította, melybe akkor vésődnek bele az ismeretek, mikor érzéki észlelésünkön keresztül ezeket megszereztük. Ez az elképzelés a klasszikus pszichológia két meghatározó iskolájára – a behaviorizmusra és a pszichoanalízisre – valamint a politikai filozófiára gyakorolt erős hatást. Locke szerint minden emberi lény – ahogy ő mondaná: „minden ember” – születésekor egyenlő, fejlődésük teljes mértékben környezetük függvénye. Cselekedeteiket minden esetben az motiválja, amiről feltételezik, hogy saját érdekük.

Amikor Locke az emberi természetről alkotott elméletét a társadalmi jelenségekre alkalmazta, az a meggyőződés irányította, hogy az emberi társadalmat kormányzó természeti törvények hasonlóak a fizikai világegyetemet meghatározókhoz. Ahogy a gáz atomjai egyensúlyállapotra törekszenek, a társadalom egyéneinek „természetes állapotban” kellene elhelyezkednünk. Tehát a kormány funkciója nem a betartandó törvények előírása, hanem azoknak a természeti törvényeknek a felfedezése és érvényesítése, amelyek már a legelső kormány létrehozása előtt megvoltak. Locke szerint ezek a természeti törvények magukban foglalják minden egyén szabadságát és egyenlőségét éppúgy, mint a magántulajdonhoz való jogot – ami az ember „munkájának gyümölcse”.

Locke eszméi a felvilágosodás értékrendszerének lényegi sajátosságaivá váltak, és erősen hatottak a modern közgazdasági és politikai gondolkodásmódra. Az individualizmus eszményképe, a magántulajdonhoz való jog, a szabadkereskedelem és a népképviseleti kormányzat eszméi mind Locke-ig vezethetők vissza. Mindezek jelentősen hozzájárultak Thomas Jefferson gondolkodásmódjához; a Függetlenségi Nyilatkozatban, valamint az amerikai Alkotmányban tükröződnek vissza.

A 19. században a tudósok folytatták a világegyetem mechanikus modelljének kidolgozását a fizikában, kémiában, biológiában, pszichológiában és a társadalomtudományokban. Ennek eredményeképpen a newtoni világ-gépezet sokkal komplexebb és finomabb struktúrává alakult át. Ugyanakkor az új felfedezések és a gondolkodás új útjai nyilvánvalóvá tették a newtoni modell korlátait, és előkészítették a 20. századi tudományos forradalmat.

A 19. századbeli fejlődés egyik állomása az elektromos és mágneses jelenségek felfedezése és kutatása volt, mely jelenségek egy eddig ismeretlen erőt foglaltak magukba, és így lehetetlen volt azokat a mechanikai modellnek megfelelően leírni. Fontos lépést tett a megoldás felé Michael Faraday, akinek elgondolását Clerk Maxwell teljesítette ki. Faraday a tudománytörténet egyik legkiemelkedőbb kísérletezője, Maxwell pedig briliáns elméleti szakember volt. Nemcsak az elektromos és mágneses erők következményeit vizsgálták, hanem magát az erőt tették vizsgálataik elsődleges tárgyává. Az erő fogalmát felcserélve a jóval árnyaltabb erőtérrel. Elsőként haladták meg a newtoni fizikát, bebizonyítva, hogy a térnek saját valósága van, és mindenféle anyagi testekre való vonatkozása nélkül is tanulmányozható. Ezt az elméletet elektrodinamikának hívják, s annak a felismerésében érte el csúcspontját, hogy a fény tulajdonképpen a téren hullámformában keresztülhaladó, gyorsan váltakozó elektromágneses mező.

E messze ható változások ellenére a newtoni mechanika a fizika alapjaként megtartotta pozícióját. Maxwell saját eredményeit maga is a mechanikának megfelelően próbálta megmagyarázni, a mezőket egy szinte teljesen súlytalan, mindent átható közegben, az úgynevezett éterben ható feszültségállapotként; az elektromágneses hullámokat az éter rugalmas hullámaiként határozva meg. Ugyanakkor elméletének többfajta mechanikai értelmezését adta. Szemmel láthatóan egyiket sem vette igazán komolyan, sejtve, hogy elméletének lényege a mezőkben és nem a mechanikai modellekben keresendő. Ennek a ténynek egyértelmű felismerése századunk tudósára, Einsteinre maradt, aki kijelentette, hogy az éter nem létezik, az elektromágneses mezők önálló fizikai valóságok, áthatolnak az üres téren és mechanikai alapokon nem magyarázhatók.

Az elektromágnesesség felfedezése megfosztotta trónjától a newtoni mechanikát mint a természeti jelenségek alapvető elméletét; új gondolkodásmód jelent meg, mely túllépett Newton világgépezetén, és nemcsak a 19. század, hanem az elkövetkezendő korszakok tudományos gondolkodásának az irányát is meghatározta. Tartalmazta az evolúció, a változás, a növekedés és a fejlődés gondolatait. Az evolúció fogalma a geológiában jelent meg először, amikor a kövületek körültekintő vizsgálata arra engedte következtetni a tudósokat, hogy a Föld jelen állapota egy, a természeti erők okozta nagyon hosszú, folyamatos fejlődés eredménye. De nemcsak a geológusok gondolkodtak így. Az Immanuel Kant és Pierre Laplace felvetette Naprendszer-elméletnek szintén az evolúciós, azaz a fejlődéstani gondolkodásmód volt a kiindulópontja. Az evolúció döntő szerepet játszott Hegel és Engels politikai filozófiájában is, a 19. század költői és filozófusai szintén komolyan kapcsolódtak a valamivé válás problémájához.

Ezek a gondolatok intellektuális háttérként szolgáltak az evolúción alapuló gondolkodásmód legtisztább és legnagyobb hatású elméletének – a fajok biológiai evolúciójának – megfogalmazásához. A természetfilozófusok az ókortól kezdve a „létezők nagy láncolatának” elvét kivétel nélkül elfogadták. Statikus hierarchiának képzelték, amely legfelül, az Istennél kezdődik, és az angyalokon keresztül lefelé ereszkedve az emberekig és állatokig, az élet mind alacsonyabb szintű formájáig húzódik. A fajok száma meghatározott, teremtésük napja óta változatlan. Ahogy Linné, a híres botanikus és rendszerező írta:

„Annyi fajt tartunk számon, ahányat a Teremtő kezei közül párosával kibocsátott.”

A biológiai fajok ilyen szemlélete tökéletesen megegyezik a zsidó-keresztény felfogással, és jól illeszkedett a newtoni világrendszerbe is.

A 19. század elején Jean Baptiste Lamarck hozta a döntő változást, melynek akkora hatása volt, hogy Gregory Bateson – korunk egyik legmélyebb és legszélesebb látókörű gondolkodója – a kopernikuszi forradalomhoz hasonlította:

„Lamarck, aki valószínűleg a történelem legnagyobb biológusa volt, az értelmezés lépcsőfokait a feje tetejére állította. Ő mondta azt, hogy minden az infuzóriákkal kezdődött, és a változások az emberig vezettek. A rendszertan fejtetőre állítása az egyik legmegdöbbentőbb tett, amit valaha is végrehajtottak. Ugyanolyan horderejű volt ez a biológiában, mint a kopernikuszi forradalom az asztronómiában.”

Lamarck volt az első, aki az evolúció koherens elméletének létrehozását tűzte ki célul, mely szerint minden élőlény egy korábbi, egyszerűbb formából fejlődött ki, környezetének kényszerítő hatása alatt. Bár a lamarcki elmélet részletei a későbbiek folyamán feledésbe merültek, mégis az első döntő lépésnek számít.

Pár évtizeddel később Charles Darwin a biológiai evolúció érdekében, mindent elsöprő bizonyítékok tömkelegével állt elő; minden kétséget kizáróan mutatva be a jelenséget a tudósoknak. Ő is javasolt egy magyarázatot a valószínűség-variáció fogalmára, amit ma véletlen mutációként ismerünk. Ezt a természetes kiválasztódásra alapozta, ami a modern evolúciós gondolkodás sarkköve maradt. Darwin A fajok eredete című hatalmas műve az őt megelőző gondolkodók elméleteit szintetizálta és valamennyi későbbi biológiai elméletre hatással volt. Szerepe a biológiában és társtudományaiban hasonló a két évszázaddal korábbi Principiának a fizikában és a csillagászatban betöltött szerepéhez.

A biológiai evolúcióelmélet megerősítette a tudósokat abban, hogy felhagyjanak a világ mint gépezet kartéziánus gondolatának követésével, miszerint a világ a legapróbb részletekig készen került ki Teremtőjének kezei közül. Ehelyett a világegyetemet fejlődésben lévőnek és változónak kell elképzelni, melyben az egyszerűbb formákból alakulnak ki a bonyolultabb struktúrák. Miközben a biológiában és társtudományaiban a gondolkodás új útjait dolgozták ki, az evolúció fogalma a fizikában is megjelent. Míg a biológiai értelemben vett evolúció egy tökéletesedő rendszer és egy bonyolultabb forma felé történő mozgást jelent, a fizikában ez épp az ellenkezőjébe fordul: az egyre növekvő szabálytalanság irányába.

A hőjelenségek tanulmányozására alkalmazott newtoni mechanika – amibe beletartozott az is, hogy a folyadékokat és gázokat bonyolult mechanikai rendszernek tekintették – a fizikusokat a termodinamika, „a komplex tudomány” elméletének megfogalmazásához vezette. Az új tudományág első nagy eredménye az egyik legalapvetőbb fizikai törvény, az energiamegmaradás felfedezése volt. Eszerint egy folyamatban részt vevő teljes energiamennyiség mindig megmarad. A legbonyolultabb módon változtathatja megjelenési formáját, de semmi sem veszik el belőle. Ez a törvény, melyet a tudósok a gőzmozdony és egyéb hőtermelő gépek tanulmányozása során fedeztek fel, a termodinamika első főtételeként ismeretes.

Ezt a termodinamika második, az energiaszóródásról szóló főtétele követte. Míg a folyamatban részt vevő összes energia állandó, a hasznos energia mennyisége csökken, szétszóródik; hővé alakul súrlódás és egyéb okok miatt. A második főtételt a gőzgépek működési elvéből kiindulva, Sadi Carnot fogalmazta meg először, de hamarosan kiderült, hogy jelentősége ennél sokkal nagyobb. Ennek felfedezése vezette be a fizikába az irreverzibilis folyamatok gondolatát, „az idő nyilát”. A második főtételnek megfelelően a fizikai jelenségek esetében létezik egy biztos irányvonal. A mechanikai energia hővé alakul, amit lehetetlen teljes egészében visszanyerni; amikor meleg és hideg vizet öntünk össze, az eredmény langyos víz lesz; a kétfajta folyadékot nem lehet szétválasztani. Ehhez hasonlóan, amikor egy zsák fehér és egy zsák fekete homokot keverünk össze, az eredmény szürke homok lesz. Minél jobban összerázzuk a keveréket, annál egyenletesebb lesz a szürke szín; magunktól nem tudjuk megkülönböztetni a kétfajta homokot.

Ezek a folyamatok abban egyeznek meg, hogy egy bizonyos irányban zajlanak le – a szabályszerűségtől a szabályszerűtlenség felé – és ez a második főtétel legáltalánosabb szabálya. Bármely elszigetelt fizikai rendszer spontán módon az örökké növekvő szabályszerűtlenség felé tart. A század közepén, hogy pontos matematikai megfeleltetéssel fejezhesse ki a fizikai rendszer evolúciós irányultságát, Rudolf Clausius egy új mértékegységet vezetett be: az úgynevezett „entrópiát”. A kifejezés az „energia” és a „tropos” szó kombinációja, mely utóbbi a görög nyelvben az átalakulás, vagy az evolúció megfelelője. Így az entrópia a fizikai rendszer evolúcióját mérő egység. A második főtételnek megfelelően egy elszigetelt fizikai rendszer entrópiája állandóan növekszik, és mivel az evolúció növekvő szabályszerűtlenséggel jár együtt, az entrópia a szabályszerűtlenség mértékegységének is tekinthető. Az entrópia és a termodinamika második főtételének megfogalmazása a 19. századi fizika egyik legfontosabb tudományos eredménye. Az entrópia növekedése a fizikai rendszerekben, amely egyúttal az idő irányát is jelöli, nem volt magyarázható a newtoni mechanika törvényeivel, és titokzatos maradt, amíg Ludwig Boltzmann nem tisztázta a helyzetet egy újabb fogalom, a valószínűség fogalmának bevezetésével. A valószínűségelmélet segítségével az összetett mechanikai rendszerek viselkedése statisztikus törvények alapján vált leírhatóvá, a termodinamikát szilárd newtoni alapokra lehetett helyezni, s ezt ma statisztikus mechanikaként ismerjük.

Boltzmann bebizonyította, hogy a termodinamika második főtétele statisztikus törvény. Eszerint biztos folyamat nem fordul elő – például a hőenergia spontán átalakulása mechanikai energiává –, de ez nem jelenti az előbbi lehetetlenségét, csupán valószínűtlenségét. A mikroszkopikus rendszerek, melyek csak néhány molekulából állnak, a második főtételét szabályszerűen áthágják. A makroszkopikus rendszerekben viszont, melyek számtalan molekulából épülnek fel,⁽¹⁾ annak valószínűsége, hogy a rendszer teljes entrópiája növekedni fog, tényleges, virtuális valószínűséggé válik. Ily módon bármely elszigetelt rendszerben, amely nagyszámú molekulából épül fel, az entrópia – vagy szabályszerűtlenség – mindaddig növekvő tendenciát mutat, amíg a rendszer el nem éri a maximális entrópia állapotát, melyet „hőhalálnak” is neveznek. Ebben az állapotban minden aktivitás szünetel, minden anyagi létező egyformán oszlik szét ugyanazon a hőmérsékleten. A klasszikus fizikának megfelelően a világegyetem egésze az entrópia maximumára törekszik, kimerülőben van, és végül lassacskán elpusztul.

A kozmikus evolúció félelmetes képe éles ellentétben áll a biológusok által vallott evolúcióelmélettel, ők ugyanis azt figyelték meg, hogy az élő világegyetem a szabályszerűtlenből a szabályszerű, az örökké növekvő komplexitás állapota felé halad. A fizikában felmerülő evolúció fogalma tehát a newtoni elmélet egy újabb korlátját hozta magával. A világegyetem mechanikus felfogása, mintha billió kis gömb véletlenszerű mozgásából állna, túlságosan leegyszerűsített ahhoz, hogy az élet evolúciójával is ennek jegyében foglalkozzunk.

A 19. század végén a newtoni mechanika mint a természeti jelenségek alapvető elmélete elvesztette vezető szerepét. Maxwell elektrodinamikája, Darwin evolúcióelmélete olyan fogalmakat tartalmazott, melyek határozottan túlléptek a newtoni modellen, és azt jelezték, hogy a világegyetem jóval bonyolultabb, mint ahogy azt Newton és Darwin képzelte. Mindemellett a newtoni fizika alapjait képező általános gondolatokat – bár nem voltak elégségesek az összes természeti jelenség magyarázatára – még mindig igaznak vélték. Ez a helyzet századunk első három évtizede alatt gyökeresen megváltozott. A fizika két fejlődésvonala, mely a relativitáselméletben és a kvantumelméletben teljesedett ki, érvénytelenítette a kartéziánus világnézetet és a newtoni mechanikát. Az abszolút tér és idő fogalma, a megoszthatatlan elemi részecskék, az alapvető anyagi szubsztancia, a fizikai jelenségek szigorúan oksági természete, a természet objektív leírhatósága ezek közül a fogalmak közül egyiket sem terjeszthettük ki azokra az új kutatási területekre, melyekkel a tudósok mostanában behatóan foglalkoznak.

Medve Zoltán fordítása