Moim zdaniem. Naukowe przewidywanie przyszłości
Dzisiaj kończy się rok 2021. Był to trudny rok, do którego w przyszłości będziemy jeszcze wracać, rozważając różne zdarzenia, które w tym właśnie roku miały miejsce, oraz ich skutki, z którymi będziemy się borykać w następnych latach.
Ale u progu Nowego Roku chętnie zastanawiamy się, co nam przyniesie najbliższa i nieco dalsza przyszłość. Jesteśmy w sytuacji podobnej jak człowiek, który musi wejść do mrocznego pokoju. Przyszłe zdarzenia kryje bowiem ciemność niewiedzy, a to budzi niepokój, a czasem nawet lęk.
Niektórzy szukają więc różnych wróżb. Chcą rozświetlić ten mrok metafizyczną poświatą. Ale to bywa zawodne.
Dlatego odwołujemy się do nauki. Tyle rzeczy zdołała odkryć, więc może powie nam także o tym, co nas czeka?
Niestety, zbyt wiele nie możemy oczekiwać. Naukowe prognozy przypominają wąskie promienie światła, wpuszczane do owego ciemnego wnętrza. Trochę informacji o przyszłości wydobywają, ale tylko w ciasnym obszarze. Na tej podstawie niepodobna rekonstruować całości. W dodatku im dalej - tym te promienie są słabsze.
Kiedyś przypisywano możliwość przewidywania przyszłości matematyce. Od czasów Newtona nauczyliśmy się opisywać różne procesy za pomocą równań matematycznych. Dzięki nim udało się zamodelować wiele prostych procesów, wykorzystywanych w technice. Poddając określony surowiec dobrze zaplanowanym działaniom możemy przewidzieć, jaki produkt uzyskamy. Potrafimy też przewidywać zjawiska w astronomii, bo matematycznie opisaliśmy ruchy ciał niebieskich, więc wiemy, co się pojawi na naszym niebie jutro, za tydzień, za rok, nawet za tysiąc lat. Możemy matematycznie zmienić kierunek biegu czasu i na przykład przewidzieć, jakie zjawisko astronomiczne było słynną Gwiazdą Betlejemską, o czym pisałem w zeszłym tygodniu. Równania matematyczne pozwalają też zaprojektować lot sond kosmicznych docierających do najdalszych planet i wiele innych imponujących sukcesów nauki jako takiej.
Opierając się na tych sukcesach matematycznego modelowania różnych systemów matematyk Jules Henri Poincaré sformułował tezę, że jeśli znajdziemy równania, dokładnie opisujące analizowane zjawiska (na przykład gospodarkę, demografię, rozwój cywilizacji itp.) i jeśli dokładnie określimy stan tych zjawisk w chwili obecnej - to potrafimy przewidzieć, co się zdarzy w przyszłości. Nie dało się tego zrealizować w czasach Poincaré, bo uczeni nie mieli jeszcze odpowiednich równań, ale sądzono, że postęp nauki doprowadzi do przyszłej wszechwiedzy.
Okazało się to złudne. Zwątpienie zasiało odkrycie przez Edwarda Lorenza zjawiska chaosu. Okazało się, że nawet bardzo dokładne równania mogą dawać błędne wyniki, jeśli nie potrafimy dokładnie określić danych startowych. Obrazowo ilustruje to powiedzenie o tak zwanym „efekcie motyla”. Lorenz próbował opisać dynamikę atmosfery, żeby przewidzieć przyszłe zdarzenia pogodowe. Przy tych pracach odkrył, że nawet minimalna zmiana danych początkowych wprowadzanych do równań - może dramatycznie zmienić efekt końcowy, co opisał tak:
Wystarczy łopot skrzydeł motyla w brazylijskiej dżungli, by nad Florydą rozszalał się niszczycielski tajfun!
Dlatego w modele matematyczne przestaliśmy wierzyć. Na krótki okres pogodę możemy przewidzieć. Ale długofalowe prognozy są zwykle nieudane. Dotyczy to także wielu innych obszarów, gdzie wierzono w możliwość matematycznego prognozowania.
Na szczęście istnieją także inne metody naukowego przewidywania przyszłości. Nie rozświetlą one wszystkich mroków owego „ciemnego pokoju”, do którego musimy wkroczyć, ale rzucą promienie światła pozwalające wykryć przynajmniej niektóre zagrożenia i przeszkody. O metodach tych napiszę w następnym felietonie za tydzień.