Łukasz Michoń – Ronalda N. Giere’a koncepcja realizmu konstruktywnego i jej aplikacje w filozofii nanobiologii

8. listopada 2017 r. na Wydziale Filozofii Katolickiego Uniwersytetu Lubelskiego Jana Pawła II w Lublinie odbyła się publiczna obrona rozprawy doktorskiej  Ks. mgra Łukasza Michonia pt. Ronalda N. Giere’a koncepcja realizmu konstruktywnego i jej aplikacje w filozofii nanobiologii. Rozprawa doktorska została napisana na seminarium z biofilozofii pod kierunkiem Prof. dr. hab. Mariana Wnuka; promotor pomocniczy: Ks. dr Jacek Golbiak.

Recenzenci

1. prof. dr hab. Anna Latawiec – recenzja
2. ks. dr hab. Tadeusz Pabjan – recenzja

Spis treści

Wykaz skrótów                 5

Wstęp                   6

1. Realizm naukowy we współczesnym ujęciu 10

• 1.1. Realizm naukowy we współczesnej filozofii nauki           11
  • 1.1.1. Geneza realizmu naukowego           11
    • 1.1.1.1. Pragmatyzm            13
    • 1.1.1.2. Empiryzm logiczny           14
  • 1.1.2. Rozwój realizmu naukowego           17
    • 1.1.2.1. Thomas Kuhn           18
    • 1.1.2.2. Imre Lakatos              19
    • 1.1.2.3. Lary Laudan            20
  • 1.1.3. Aktualna postać               22
• 1.2. Realizm naukowy w mechanice kwantowej         26
  • 1.2.1. Realizm naukowy u początków mechaniki kwantowej       27
  • 1.2.2. Realizm naukowy wobec paradoksu EPR             29
  • 1.2.3. Aktualna postać               33
    • 1.2.3.1. Elektrodynamika kwantowa          33
    • 1.2.3.2. Kwantowa teoria pola               34
• 1.3. Realizm naukowy w biologii           36
  • 1.3.1. Geneza realizmu naukowego w biologii      36
  • 1.3.2. Rozwój realizmu naukowego w biologii      40
  • 1.3.3. Aktualna postać               42

2. Modele mikrotubulowych komputerów nanobiologicznych 46

• 2.1. Rogera Penrose’a oraz Stuarta Hameroffa „Orch OR Model”           47
  • 2.1.1. Prezentacja „Orch OR Model”          47
  • 2.1.2. Ogólna metodologia modeli teoretycznych            54
  • 2.1.3. Interpretacja przyrodniczo-filozoficzna         61
• 2.2. Maksa Tegmarka krytyka „Orch OR Model”        64
  • 2.2.1. Negatywny model           64
  • 2.2.2. Praktyka laboratoryjna oraz problem pomiaru        68
    • 2.2.2.1. Relacja model – eksperyment         68
    • 2.2.2.2. Model – fizyka          69
    • 2.2.2.3. Laboratorium              70
    • 2.2.2.4. Obserwowalność               72
    • 2.2.2.5. Obserwowalność – pomiar w wymiarze społecznym           73
    • 2.2.2.6. Świat kwantów          74
    • 2.2.2.7. Interpretacja przyrodniczo-filozoficzna         75
• 2.3. Konieczność ujęcia syntetycznego        77
  • 2.3.1. Autorski model komputera nanobiologicznego           78
    • 2.3.1.1. Postulat metodologiczny           78
    • 2.3.1.2. Postulaty kwantowe        78
    • 2.3.1.3. Postulaty nanobiologiczne             79
    • 2.3.1.4. Postulaty informatyczne           80
  • 2.3.2. Eksperymentalne oraz społeczne niedookreślenie modeli teoretycznych         82
    • 2.3.2.1. Empiryzm konstruktywny          82
    • 2.3.2.2. Model – eksperyment – dane         83
    • 2.3.2.3. Kluczowy eksperyment              84
    • 2.3.2.4. Hipoteza teoretyczna          84
    • 2.3.2.5. Teoria – eksperyment               85
    • 2.3.2.6. Niedookreślenie teorii danymi      85
    • 2.3.2.7. Testowanie modeli           86
    • 2.3.2.8. Społeczne niedookreślenie modelu         87
    • 2.3.2.9. Socjologia nauki               88
    • 2.3.2.10. Konstruktywizm społeczny               88
    • 2.3.2.11. Depersonalizacja wiedzy według Karin Knorr-Cetina’y    90
  • 2.3.3. Interpretacja przyrodniczo-filozoficzna         90

3. Możliwość istnienia innych komputerów nanobiologicznych 93

• 3.1. Kwasy nukleinowe          96
  • 3.1.1. Kwasy nukleinowe jako modele komputerów nanobiologicznych  96
  • 3.1.2. Uhierarchizowanie modeli teoretycznych             99
    • 3.1.2.1. Rodzina modeli               100
    • 3.1.2.2. Relacje rodzin modeli wobec świata             101
    • 3.1.2.3. Równania matematyczne i fizyczne w modelach       104
  • 3.1.3. Interpretacja przyrodniczo-filozoficzna        105
• 3.2. Białka strukturalne oraz enzymatyczne        108
  • 3.2.1. Białka jako modele komputerów nanobiologicznych       108
  • 3.2.2. Zagadnienie reprezentacji oraz prawdziwości w modelach       112
    • 3.2.2.1. Reprezentacja        112
    • 3.2.2.2. Prawdziwość           115
    • 3.2.2.3. Teoria              119
  • 3.2.3. Interpretacja przyrodniczo-filozoficzna        120
• 3.3. Inne biostruktury i procesy komórkowe             122
  • 3.3.1. Biostruktury i procesy komórkowe jako modele komputerów nanobiologicznych 123
  • 3.3.2. Intersubiektywność jako kryterium demarkacji nauki od pseudonauki w modelach teoretycznych                 126
    • 3.3.2.1. Teoria ewolucji jako kryterium demarkacji       126
    • 3.3.2.2. Realizm konstruktywny wobec kryterium demarkacji       129
  • 3.3.3. Interpretacja przyrodniczo-filozoficzna        133

4. Filozoficzne implikacje zastosowania modeli komputerów nanobiologicznych 136

• 4.1. Natura życia             136
  • 4.1.1. Granica żywe – nieżywe               137
  • 4.1.2. „Nośnik” życia               140
  • 4.1.3. Geneza i ewolucja życia          144
• 4.2. Świadomość             147
  • 4.2.1. Kwantowy mózg           148
  • 4.2.2. Kwantowy umysł           151
  • 4.2.3. Anestezjologia kwantowa            154
• 4.3. Wolna wola             158
  • 4.3.1. Eksperyment Benjamina W. Libeta             158
  • 4.3.2. Zagadnienie wolnej woli w kontekście teorii kwantowej        163
  • 4.3.3. Przyszłe kierunki badań          166

Zakończenie                 169

Bibliografia              175

Netografia               217

Wstęp

Jedną z najbardziej charakterystycznych cech filozofii XX wieku jest podjęcie przez nią badań nad emancypującą się nauką (ang. science). Trudno jest wskazać na podręcznik historii filozofii współczesnej, w którym nie znajduje się przynamniej jeden szeroki rozdział traktujący o filozofii nauki. Rozwój wielu dziedzin wiedzy, wzbudza napięcie jakie powstaje pomiędzy empirią a teorią, aparatem matematycznym a opisem językowym (gdyby wymienić tylko dwie najważniejsze pary problemowe). Wywołał on wzmożoną aktywność filozoficzną wielu środowisk akademickich.

Krystalizujące się stanowiska filozoficzne odzwierciedlały najczęściej główne kierunki badań przyrodniczych. Stąd jedną z najciekawszych debat, jakie prowadzi się w filozofii nauki od kilkudziesięciu lat, jest ta, która ustawia się na granicy realizmu naukowego oraz antyrealizmu. Oba stanowiska, z pierwotnie dość wyraźnie zarysowanym zbiorem postulatów, z czasem uległy znacznemu rozmyciu. Współcześnie niezwykle trudno jest zarysować „mapę”, która przedstawiałaby najważniejsze kierunki oraz doktryny. Wiele stanowisk antyrealistycznych mogłoby być uznane aktualnie za bardziej realistyczne i odwrotnie. Niektóre podejścia filozoficzne anektowały obszary badawcze, które znajdują się dość znacznie od głównych kwestii filozoficznych.

Jednym z nich jest realizm konstruktywny – stanowisko filozoficzne zainicjonowane na przełomie lat 80-tych i 90-tych XX wieku przez m.in. Ronalda N. Giere’a (1938 – ) i Karin Knorr-Cetina’ę (1944 – ). Reprezentujący filozoficzną wspólnotę skupioną wokół Uniwersytetu Illinois w Chicago (ang. Chicago Circle) wykorzystuje w swoich publikacjach spuściznę socjologii nauki oraz kognitywnych i ewolucyjnych badań dotyczących przede wszystkim procesów poznawczych. Publikacje Giere’a reprezentują omawiane stanowisko najpełniej1. Dlatego też w niniejszej dysertacji skupiono się na rekonstrukcji jego poglądów, wybierając zagadnienie, którym jest: projektowanie, konstruowanie oraz testowanie modeli teoretycznych w nauce.

W dniach od 4 do 6 maja 2015 roku odbyła się konferencja naukowa pt. 25 Years of Constructive Realism, organizowana przez Sigmund Freud Privat Universität w Wiedniu. W publikacji pokonferencyjnej: F. G. Wallner, G. Klünger, (red.), (2016), Constructive Realism. Philosophy, Science and Medicine, Verlag Traugott Bauz, Wien, Autorzy przedstawiają realizm konstruktywny we współczesnym kontekście. W trakcie dyskusji, w której autor niniejszej rozprawy brał udział, zwracano uwagę na multidyscyplinarność omawianego kierunku filozoficznego oraz na konieczność dalszego rozwoju.W historycznym spojrzeniu akcentowano wpływ R. N. Giere’a i amerykańskich socjologów nauki na rozwój doktryny.

Poznanie budowy i zasad funkcjonowania układów żywych na różnych poziomach organizacji i złożoności stanowi najważniejsze osiągnięcie nauk o życiu. Zastosowanie wielu technik badawczych i modeli teoretycznych ukazało piękno oraz „logiczność” biostruktur. Przedstawiane z punktu widzenia ekosystemów, czy też nanobiomolekuł stanowią ciągle interesujący obiekt badawczy.

Biolodzy tworzą różnego rodzaju modele teoretyczne, za pomocą których ukazują swoje najważniejsze odkrycia. Odwołanie się do klasycznej (shannonowskiej) teorii informacji umożliwiło uwydatnienie informacyjnego aspektu przyrody ożywionej. Obok materii oraz energii zaczęto dostrzegać znaczenie informacji biologicznej. To z kolei poskutkowało wypracowaniem nowych – elektronicznego i cybernetycznego spojrzenia na procesy życiowe. Takie podejście badawcze zbliżyło do siebie różnorodne dziedziny badawcze, posługujące się często odmienną metodologią. Bioelektronika, bionanoelektronika czy też ściślej biofizyka kwantowa są tego dobrym przykładem.

Biologia molekularna, którą uważa się za modelową dziedzinę badań procesów życiowych, w jej wielu szczegółowych subdyscyplinach znalazła się w punkcie, w którym należy prawdopodobnie dokonać zmiany modelu redukcjonistycznego, na nieredukcjonistyczny. Dobrym przykładem jest współczesna onkologia molekularna, w której poszukuje się związków wieloczynnikowych wywołujących kancerogenezę. O ile utrzymanie silnego redukcjonizmu w badaniach empirycznych wydaje się być przedsięwzięciem koniecznym, o tyle w projektowaniu modeli teoretycznych nie jest już tak ściśle wymagane.

W naukach informatycznych początek XXI wieku odznacza się zintensyfikowaniem badań dotyczących kwantowej teorii informacji (ang. quantum theory of information). Pierwsze próby konstrukcji modelu komputera kwantowego, czy też systemu, który będzie zawierał elementy kwantowych obliczeń, dostarczyły dodatkowych motywacji, aby ekstrapolować wyniki badań na inne dziedziny badań, w tym biologię. Konstruując modele komputerów nanobiologicznych2 i modele kwantowych komputerów nanobiologicznych3 w których „oprogramowanie” zależne jest od elektronów, fotonów, solitonów, fononów oraz innych kwazicząstek dostrzeżono nowe pole badawcze.

Temat rozprawy dotyczący aplikacji realizmu konstruktywnego w filozofii nanobiologii wymaga kilku wyjaśnień oraz uzupełnień. Po pierwsze ilekroć używana jest nazwa realizm konstruktywny, tylekroć chodzi o stanowisko filozoficzne wypracowane przez Giere’a. Jak wspomniano powyżej Autor ten jest jednym z najważniejszych przedstawicieli omawianego kierunku. Celem mocniejszego uwydatnienia jego poglądów zrezygnowano z bezpośredniej polemiki, sygnalizując w przypisach postulaty uzupełniające oraz krytyczne. Przede wszystkim starano się zrekonstruować teorię dotyczącą projektowania, konstruowania oraz testowania modeli teoretycznych. Po drugie warto zauważyć, w jakim kontekście używa się zwrotu: filozofia nanobiologii. Najczęściej z tą nazwą identyfikuje się refleksję etyczną dotyczącą zagrożeń wynikających z rozwoju nanobiologii. Inaczej na zagadnienie patrzą autorzy, który prowadzą badania ontologiczne dotyczące statusów bytów jakimi są bionanocząsteczki. W rozprawie postanowiono przyjąć inne rozumienie. Filozofię nanobiologii rozwija się jako refleksję bardziej całościową, próbującą opisać nanobiologię z punktu widzenia filozofii nauki. Nie przeciwstawia się tego projektu „wersji”etycznej lub ontologicznej. Stara się raczej „uzupełnić” istniejącą lukę. Motywu takiego postępowania dopatruje się w specyficznej, tzn. posiadającej znaczący składnik teoretyczny grupie problemów wynikających z badania biostruktury na poziomie nano. Po trzecie realizm konstruktywny Giere’a z wypracowanym w jego ramach zagadnieniem: projektowania, konstruowania oraz testowania modeli traktuje się jako podstawowe narzędzie filozofii nanobiologii, poprzez które można dokonywać interpretacji MKN.

Warto w tym miejscu przedstawić argumenty, które uzasadniają powyższe sformułowanie tematu. Jego ważność odzwierciedla się przede wszystkim w tym, iż rekonstruuje stanowisko realizmu konstruktywnego Giere’a w odniesieniu do modeli teoretycznych. Ponadto postuluje się prowadzenie badań dotyczących filozofii nanobiologii z ich ukonkretnieniem w postaci MKN. Pozwala to, na uzyskanie zwrotnej oceny. Z jednej strony ukazuje moc eksplanacyjną teorii Giere’a, z drugiej dookreśla badania biostruktur oraz uzyskane wyniki. Ciekawość tematu wynika z prezentacji różnych MKN. Wspomniana różnorodność dotyczy nie tylko wielu struktur komórkowych, ale również akcentowania innych składników teorii kwantowej oraz aparatu matematycznego. Co więcej pozwala przetransponować uzyskane rezultaty w zagadnienia filozoficzne. Podjęty temat posiada również znamiona innowacyjności, gdyż stanowi jedną z pierwszych prób zarysowania metodologii filozofii nanobiologii w oparciu o postulaty realizmu konstruktywnego Giere’a.

Przedstawiana rozprawa ogniskuje badania wokół następującej kwestii: czy realizm konstruktywny Giere’a, jako stanowisko filozoficzne traktujące o projektowaniu, konstruowaniu oraz testowaniu modeli teoretycznych może stanowić fundament dla filozofii nanobiologii? Wprowadzono również cztery pytania pomocnicze: (1) Czy realizm konstruktywny Giere’a odnosi się adekwatnie do znaczenia modeli teoretycznych w nauce? (2) Czy istnieją MKN? (3) Czy MKN realizują główne postulaty realizmu konstruktywnego? (4) Czy można wskazać na implikacje z zastosowania MKN w badaniach filozoficznych?

Realizacja zarysowanych powyżej badań została dokonana w oparciu o dwie metody. Pierwsza polega na rekonstrukcji postulatów realizmu konstruktywnego w kontekście modeli teoretycznych. Z publikacji Giere’a wyselekcjonowano i uporządkowano te wypowiedzi, które podejmują omawiane zagadnienie. Wspomniana metoda znalazła również swoje zastosowanie w prezentacji poszczególnych MKN. Dzięki temu możliwe stało się ukazanie ich na równym poziomie uogólnienia. Druga metoda: hipotetyczno-teoretyczna polegająca na poszukiwaniu argumentów teoretycznych do postawionych hipotez badawczych umożliwiła przeprowadzenie spekulacji filozoficzno-przyrodniczych. Pozwoliła ponadto na próbę wprowadzenia uzyskanych wyników do konkretnych zagadnień filozoficznych.

Przyjęte metody zdeterminowały strukturę pracy. W rozdziale pierwszym zrekonstruowano powstanie oraz rozwój stanowiska realizmu naukowego w oparciu o publikacje Giere’a. Uzupełniając jego wypowiedzi, zwrócono uwagę na dwie dziedziny badań naukowych, w których historii można dostrzec element filozoficzny. Są nimi: mechanika kwantowa i biologia. Co więcej wybór ich związany jest z interdyscyplinarną naturą badań dotyczących MKN.

Rozdziały drugi i trzeci posiadają zbliżoną budowę. W łącznie sześciu paragrafach ukazano: (1) MKN (2) istotny składnik realizmu konstruktywnego (3) komentarz przyrodniczy oraz filozoficzny. Starano się poprzez taki układ pracy zachować obiektywizm oraz bezstronność. Rozdział czwarty ukazuje trzy dziedziny współczesnej filozofii, w których można twórczo rozwijać implikacje wynikające z MKN. Stąd skupiono się przede wszystkim na: filozofii przyrody, filozofii umysłu oraz antropologii filozoficznej w kontekście badań nad fizyczną determinantą wolnej woli. Znajdujący się na końcu indeks rzeczowy powinien ułatwić przeglądanie dysertacji z różnych punktów widzenia.

Literaturę podzielono według następującego kryterium. Za teksty źródłowe uznano publikacje, których Autorem bądź współautorem jest Giere. Literaturę uzupełniającą stanowią teksty filozoficzno-przyrodnicze, które odnoszą się bezpośrednio do omawianych zagadnień Przy odwoływaniu się do publikacji przyrodniczych starano się zwracać uwagę na impact factor danego czasopisma oraz ustalać profesjonalizm danych autorów. Stąd przy selekcji odrzucono część tekstów, które chociaż dotyczyły zagadnień podejmowanych w rozprawie, to jednak można było zasadnie podważać ich naukowy charakter.