Język naukowy powinien być ostry jak brzytwa. Słownikowe wybiegi, na które wszyscy sobie pozwalamy na co dzień, w kontekście naukowym potrafią kompletnie zburzyć cały sens wywodu. Przyjrzyjmy się zatem siedmiu przykładom pojęć, nagminnie mylonym przez dziennikarzy, internautów, pisarzy, filmowców, a od czasu do czasu również przez nas samych.

1. Cząstka a cząsteczka

Pojęcia cząstki i czą­steczki stosują zamien­nie nie tylko laicy, ale również osoby związane bądź chcące być związane z nauką. Dosko­nale pamiętam wywiad doktorem nazy­wa­ją­cym siebie “psy­cho­lo­giem kwan­to­wym”, który podczas rozmowy kil­ka­na­ście razy używał sfor­mu­ło­wań typu “czą­steczki sub­a­to­mowe” czy “czą­steczki światła”.

czastki-i-molekuly

O ile w rozmowie potocz­nej można przy­mknąć oko na cząst­ko­wa­nie i czą­stecz­ko­wa­nie, o tyle mówiąc o biologii, chemii a zwłasz­cza fizyce, nie powin­ni­śmy sobie na to pozwalać. Cząst­kami nazywamy naj­mniej­sze cegiełki budujące materię oraz prze­no­szące oddzia­ły­wa­nia. Często mówi się o cząst­kach ele­men­tar­nych – choć akurat ten przy­miot­nik wynika z zaszło­ści histo­rycz­nych i nie uwzględ­nia faktu, iż niektóre z tych cząstek posia­dają wewnętrzną struk­turę (np. proton i neutron składają się z kwarków). Z kolei czą­steczki, czy inaczej molekuły, to związki złożone z dwóch lub więcej atomów. Do czą­ste­czek będziemy zatem zaliczać CO2, H2O, czy H2SO4, a do cząstek – proton, neutron, elektron, neutrino czy foton. Chemicy mają tu większą swobodę i pozwa­lają na pod­cią­ga­nie obu grup pod termin “cząstka”, lecz działa to tylko w jedną stronę. Oznacza to, że cząstką mogli­by­śmy ewen­tu­al­nie ochrzcić molekułę DNA, ale na pewno nie powin­ni­śmy pod żadnym pozorem prze­mia­no­wy­wać elek­tronu lub fotonu na czą­steczkę (co uczynił wspo­mniany psy­cho­log). Oso­bi­ście pre­fe­ruję bez­pieczny rozdział na cząstki sub­a­to­mowe i czą­steczki-molekuły. Przy­naj­mniej na gruncie fizyki.

2. Czarna materia i ciemna dziura

Światło w pobliżu hory­zontu zdarzeń.

Niby nic, a wkurza. Gdybym spo­rzą­dził jakąś sta­ty­stykę wypo­wie­dzi inter­nau­tów o astro­fi­zyce, jestem pewny, że co najmniej w połowie przy­pad­ków użyto nie­ist­nie­ją­cego okre­śle­nia “czarna materia”. Zdarzyło mi się również usłyszeć pytanie o to, czy “czarna dziura składa się z czarnej materii?”. Niby terminy podobne, związane z kosmosem i tajem­ni­czymi, intry­gu­ją­cymi tworami – ale nie mają ze sobą za wiele wspól­nego. Podobnie, użyte w ich przy­padku przy­miot­niki – “czarna” i “ciemna” – są różne nie bez powodu. Termin black hole, dla przekory ukuł słynny fizyk John Wheeler. Ku jego zdzi­wie­niu okazał się on strzałem w dzie­siątkę, bo idealnie oddawał istotę rzeczy. Nic, łącznie ze światłem, nie posiada dosta­tecz­nej pręd­ko­ści aby uciec spoza hory­zontu zdarzeń czarnej dziury – powin­ni­śmy więc mieć rze­czy­wi­ście do czy­nie­nia z obiektem abso­lut­nie czarnym. Pomijam tu oczy­wi­ście kwestie dysków akre­cyj­nych czy hipo­te­tycz­nego pro­mie­nio­wa­nia Hawkinga.

Nazwa dark matter, wskazuje raczej na enig­ma­tycz­ność i nie­uchwyt­ność poszu­ki­wa­nego typu cząstek wypeł­nia­ją­cych wszech­świat. W rze­czy­wi­sto­ści odpo­wied­niej­szy byłby tu mniej eks­cy­tu­jący termin: nie­wi­dzialna materia. Nie­wi­dzialna, ponieważ cząstki ciemnej materii – jeśli istnieją – na pewno ignorują oddzia­ły­wa­nie elek­tro­ma­gne­tyczne. Nie odbijają ani nie pochła­niają (więc nie mogą być czarne…) światła i nie ma sposobu na ich doj­rze­nie. Jedyne co możemy, to tropić ich ślady pozo­sta­wiane w polu gra­wi­ta­cyj­nym.

3. Rok świetlny jako miara czasu

Naprawdę, z góry Was prze­pra­szam, bo nie sądzę aby któ­ry­kol­wiek spośród czy­tel­ni­ków Kwantowo pozwolił sobie na tego typu omyłkę. Jednakże wiele osób wciąż uważa rok świetlny za ozna­cze­nie czasu, a nie odle­gło­ści. O jednym takim, wysoko posta­wio­nym deli­kwen­cie, wspo­mniał w swojej książce dyrektor SETI Frank Drake. Gdy przed­sta­wiał twar­do­gło­wemu kon­gres­me­nowi argu­menty za dofi­nan­so­wa­niem projektu, usłyszał “może za kilka lat świetl­nych”, co chyba miało być arcy­za­baw­nym żartem. Oczy­wi­ście rok świetlny to naj­wy­god­niej­sza i naj­czę­ściej spo­ty­kana, astro­no­miczna jed­nostka odle­gło­ści. Jeden rok świetlny to dystans prze­mie­rzany przez wiązkę światła w ciągu roku, czyli w praktyce około 9,5 biliona kilo­me­trów.

4. Masa a ciężar

mass

Chyba więk­szość słow­ni­ków potwier­dzi, że takie słowa jak “ciężki” i “masywny” można trak­to­wać zamien­nie. Niestety gdy wcho­dzimy na grunt fizyki, musimy porzucić językową róż­no­rod­ność i do znu­dze­nia powta­rzać jeden z tych terminów. O ciężarze możemy myśleć jako o sile wywo­ła­nej przez gra­wi­ta­cję, ścią­ga­ją­cej nas ku środkowi Ziemi lub innego ciała nie­bie­skiego. Ciężar danego obiektu jest względny, zależnie od tego gdzie zostanie prze­pro­wa­dzony pomiar. Jak każde dziecko wie, skok osoby prze­by­wa­ją­cej na Księżycu będzie wyglądał zupełnie inaczej od tej, pró­bu­ją­cej oderwać się od powierzchni Ziemi. Siła przy­cią­ga­nia naszego satelity jest sze­ścio­krot­nie mniejsza od ziem­skiej, co oznacza, że prze­by­wa­jący na jego powierzchni astro­nauta nie będzie ważył 600 niutonów (tu mamy kolejną “pułapkę”, bo kilogram to jed­nostka… masy. Ciężar powin­ni­śmy wyrażać w jed­nost­kach siły, czyli niu­to­nach), a zaledwie około 100.

Masa to wbrew pozorom znacznie bardziej skom­pli­ko­wane pojęcie. Gdybyśmy posłu­chali wykładów eks­per­tów od fizyki rela­ty­wi­stycz­nej, fizyki teo­re­tycz­nej a zwłasz­cza fizyki cząstek ele­men­tar­nych, mogli­by­śmy złapać się za głowę już nigdy nie wracając do tematu. (Leon Lederman w jeden ze swoich książek dowodzi, że tak “proste” terminy jak masa, energia czy praca są w istocie naj­trud­niej­sze do wyja­śnie­nia). Nam wystar­czy naj­bar­dziej pospo­lita defi­ni­cja, okre­śla­jąca masę, jako ilość materii zawartej w danym ciele. W odróż­nie­niu od ciężaru, jest ona wła­sno­ścią bez­względną, nie­za­leżną od miejsca pomiaru. Ciało o większej masie w każdych warun­kach będzie nam trudniej popchnąć od ciała o masie mniej­szej – mówiąc łopa­to­lo­gicz­nie. Obie wartości pozo­stają ze sobą związane, bo siła gra­wi­ta­cji (wpły­wa­jąca na ciężar) rze­czy­wi­ście zależy od masy, ale nie są one tożsame.

5. Szybkość, prędkość, zwrot, kierunek

Wektory o tym samym kierunku, ale różnych zwrotach.
Wektory o tym samym kierunku, ale różnych zwrotach.

W przy­padku pojęć zwią­za­nych z szeroko rozu­mia­nym ruchem, rzecz ma się podobnie. Roz­ma­wia­jąc ze znajomym podczas jazdy samo­cho­dem, raczej nie silimy się na ter­mi­no­lo­giczny nazizm. Słowa prędkość i szybkość trak­tu­jemy jak synonimy, a kierunek wła­ści­wie zawsze mylimy ze zwrotem. Co do ostat­niego problemu, to naj­le­piej pod­su­mo­wuje go stary suchar:

Idzie student fizyki ulicą, zaczepia go sta­ruszka:
- Panie, do kościoła to dobry kierunek?
- Dobry babciu – odpo­wiada student.
Sta­ruszka odchodzi, a student do siebie:
- Kierunek dobry, ale zwrot prze­ciwny.

Tak naprawdę to co potocz­nie rozu­miemy jako ozna­cze­nie prze­by­tej drogi w danym czasie, w fizyce powinno być ozna­czane wyłącz­nie jako prędkość. Posypuję w tym miejscu głowę popiołem, ponieważ sam w kilku miej­scach – dla złamania języ­ko­wej mono­to­nii – wspo­mnia­łem o “szyb­ko­ści światła” zamiast o jego pręd­ko­ści. Dlaczego to niezbyt fortunne wyjście? Ponieważ szybkość w ścisłym zna­cze­niu tego pojęcia, odnosi się do zmian w wiel­ko­ściach ska­lar­nych, a nie wek­to­ro­wych. Z czystym sumie­niem możemy więc mówić o szyb­ko­ści zmian tem­pe­ra­tury, gęstości, ciśnie­nia i tak dalej. Z tego co obser­wuję zasada ta jest jednak coraz częściej igno­ro­wana i nawet w nie­któ­rych pod­ręcz­ni­kach autorzy pozwa­lają sobie na ter­mi­no­lo­giczną dowol­ność. Tyle dobrze, że akurat w tym przy­padku nie­ści­sło­ści nie prowadzą do więk­szych kom­pli­ka­cji.

6. Meteory i meteoryty

A teraz coś z astro­no­mii. Ten babol jest na tyle powszechny, że można go spotkać na każdym kroku. Pewien czy­tel­nik zwrócił mi uwagę cho­ciażby na polską wersję gry Heroes of Might & Magic III, gdzie wśród zaklęć magii ziemi figuruje Deszcz meteorów. Od razu przy­po­mniało mi się, że podobną nie­ści­słość kryją umie­jęt­no­ści cza­ro­dziejki z gry Diablo II, która również korzysta z meteoru. W obu przy­pad­kach mamy do czy­nie­nia z poci­skami spa­da­ją­cymi na wrogów z niebios – a zatem z mete­ory­tami, nie mete­orami. Jak infor­muje książka Astro­no­mia dla każdego, meteorem nazywamy zjawisko świetlne, wywołane obcym ciałem wni­ka­ją­cym w atmos­ferę Ziemi (popu­larne “spa­da­jące gwiazdy”). Jeżeli obiekt nie spłonie w atmos­fe­rze lecz uderzy w powierzch­nię Ziemi, to mówimy o mete­ory­cie.

7. Teoria a hipoteza

Ten błąd został już omówiony i to dość szeroko w tekście Hipoteza to nie teoria. Zapa­mię­taj!, do lektury którego oczy­wi­ście zachęcam. Uznałem jednak, że drobne przy­po­mnie­nie nie zaszko­dzi, ponieważ powszechne nie­ro­zu­mie­nie tych pojęć totalnie wypacza myślenie wielu osób. Ambaras wynika z prób zasto­so­wa­nia w nauce pojęcia teorii, w zna­cze­niu zaczerp­nię­tym z języka powszech­nego. Słownik PWN nam pod­po­wiada, iż teoria może być rozu­miana jako “teza jeszcze nie­udo­wod­niona lub nie­znaj­du­jąca potwier­dze­nia w praktyce”. Tak się składa, że w świetle meto­do­lo­gii naukowej tak możemy  zde­fi­nio­wać hipotezę.

Czym jest zatem teoria? Naj­kró­cej mówiąc to hipoteza, która pomyśl­nie przeszła proces wery­fi­ka­cji. Eks­pe­ry­men­tal­nie lub obser­wa­cyj­nie dowie­dziono jej słusz­no­ści i w tym momencie stanowi ona naj­peł­niej­sze wyja­śnie­nie danego zjawiska. Kiedy więc takie osoby jak Wojciech Cej­row­ski, rzucają w odnie­sie­niu do ewolucji czy teorii względ­no­ści formułą “to tylko teoria!”, nie tylko dają wyraz swojej kosmicz­nej igno­ran­cji w danej dzie­dzi­nie, ale przede wszyst­kim okazują jak bardzo nie ogar­niają istoty metody naukowej.

Ale Wam chyba nie muszę tego powta­rzać? =)