Neviditelný čert

Když se fyzika zeptáte, co pro něj znamená symetrie, tak vám pravděpodobně většina fyziků odpoví něco v tomto smyslu: "Příroda je symetrická. Tyto symetrie odhalujeme pomocí matematiky. Naše rovnice a teorie jsou vtělením skrytého řádu všech věcí. Symetrie je krásná a krása je pravdivá." Poslední výrok svým způsobem navazuje na to, co v roce 1819 napsal básník John Keats, totiž že "krása je pravda". Zkusme si to tedy dát nějak dohromady s tím, jaký ve skutečnosti náš svět, náš vesmír je.

Lucifer

Není sporu o tom, že po symetriích velmi toužíme. V náboženské ikonografii jsou bohové a andělé zobrazování krásní a jejich tváře jsou dokonale symetrické. Démoni jsou naopak oškliví a mají tváře pokřivené. Po celá staletí byly všechny anomálie, monstra a bytosti s fyzickými deformacemi ze společnosti vyvrhovány a předváděny soby kuriozity na urozených dvorech, při lidových zábavách a v cirkusech. Věřilo se, že jsou to špatná znamení podněcující obavy a násilí. Evoluce nás naprogramovala k tomu, abychom hledali krásu, harmonii a správné proporce. Od samého počátku byl řád ztotožněn s naší bezpečností a symetrie s možností činit předpovědi.

Zajímavé je, že jednou z prvních výzev k opuštění symetrického řádu se stala umělecká a hudební moderna na počátku 20. století. Picassovy ženy nám při prvním pohledu přijdou "ošklivé". Atonalita je výrazem rozchodu moderní hudby se starými estetickými normami, jež vzývaly harmonii. Dodekafonické skladby Arnolda Schönberga a Albana Berga znějí bizarně a pro mnohé posluchače jsou přímo nesnesitelné. Uvedení Bergových Pěti písní na pohlednicové texty Petera Altenberga pod Schönbergovou taktovkou v roce 1913 ve Vídni skončilo pouličními výtržnostmi. Igorovi Stravinskému se dostalo vypískání a bučení i za menší prohřešky. Asymetrie je nám nepříjemná. Asymetrický svět nahání hrůzu. Lidé dychtí po ochranné náruči symetrie a řádu.

Vědci se symetrie vzdávají velmi neochotně. Mají k tomu přinejmenším dva dobré důvody. První tkví ve zkušenosti, že symetrie se ukázala být fenomenálně efektivním nástrojem popisu přírody. Kosmologií počínaje a částicovou fyzikou konče, podstatná část toho, co jsme objevili, vyplynula z poznání různých druhů symetrie. Předpoklad konkrétní symetrie často vede k předpovědím, jež vynikajícím způsobem souhlasí s provedenými experimenty. Obzvláště to platí o fyzice elementárních částic: když fyzikové předepsali, jaké matematické symetrie musejí teorie popisující částice a jejich interakce mít, podařilo se jim předpovědět nové, do té doby neznámé částice, jež byly následně opravdu prokázány.

Druhý důvod pro naši dlouhotrvající milostnou aféru se symetrií tkví v tom, že je krásná. Definovat krásu je vskutku obtížné, a to i ve vědeckém kontextu. Krásná teorie je prostá a mocná: vychází z malého množství předpokladů a přitom vysvětluje ohromný rozsah jevů. Krásná teorie má nadto blízko k dokonalosti: vyjměte z ní jen nepatrný kamínek a celá stavba se zhroutí. Jak píše Weinberg ve svém Snění o finální teorii: "Krása, kterou nacházíme ve fyzikálních teoriích jako obecná relativita nebo standardní model, je hodně podobná kráse připisované některým uměleckým dílům, jež v nás vyvolávají pocit nevyhnutelnosti. Pocit, že na takovém díle netoužíme změnit jednu notu či jediný tah štětcem, ani čárku." (Viz Dokonalost podporující komplexnost: Salieri, Josef II. a Mozart.)

Symetrie je a vždy zůstane základním kamenem našich teorií. Symetrie je nádherná a fyzikální teorie na ni postavené jsou opravdu krásné. Mnohé struktury v přírodě opravdu jsou symetrické. Problémy začnou v okamžiku, kdy se na symetrii spolehneme a ž příliš a prohlásíme ji za dogma. Symetrie je krásná, ale - je nám líto, Johne Keatsi, - krása není vždy pravda. A pravda není vždy krásná.

V předchozí sérii bylo řečeno, že celý náš vesmír by mohl být důsledkem náhodné kvantové fluktuace, a rovněž bylo ukázáno, že nás obklopují temné materiály neznámé povahy a že souvisejí se vznikem galaxií i s konečným osudem našeho vesmíru. Temná energie, difuzní médium prostupující celým vesmírem, je dnes úplnou záhadou. Ať už se nám to líbí či nikoli, takový je ale náš vesmír. Bezpochyby v sobě skrývá spoustu nádherných věcí a souvislostí. Je to však odlišný druh krásy, nikoli krása Bytí, ale krása Stávání se. Je to nádhera změn a transformací, nikoli rovnováhy a stagnace; nádhera nedokonalosti, nikoli bezvadnosti.

Kupříkladu už Platon byl k existenci dokonalých symetrií v reálném světě velmi skeptický. Podle něj jsou nemožné. Dokonalost může existovat jen v myšlenkovém světě. Kružnice je dokonalá pouze v abstraktním smyslu. Žádná její hmotná realizace nikdy nebude tak symetrická, jako ideální myšlená kružnice. Zkombinujeme-li to s pythagorejskou číselnou mystikou, vede tento platónský idealismus k jasnému závěru: matematické vztahy mezi formami a čísly skrývají tajemství nejzazší podstaty reality. Skrytý kód přírody je zapsán v jazyce dokonalých forem. Přístupovým heslem do této říše je symetrie. Tato idea, či lépe ideál, prostupuje všemi přírodními vědami.symetrie

Fyzika je ve skutečnosti uměním aproximací. Jen malý počet fyzikálních problémů má snadné řešení, neboť jsou vysoce symetrické. Dokážeme velmi dobře řešit oscilační pohyb (dokud jsou výchylky malé) a umíme též aplikovat kvantovou mechaniku na výpočet energetických stavů vodíku, nejjednoduššího ze všech atomů. Složité oscilace atomů s mnoha elektrony se řeší (jeli to možné) sofistikovanými aproximačními metodami, jež obvykle uvažují malé perturbace příslušného symetrického řešení a jemu odpovídajících stavů, které jsou jednodušší. Počítače přitom přinesly netušené možnosti. Co neuměli ani ti nejlepší matematikové před nějakým časem vyřešit, dokážou nyní numericky spočítat studenti prvního ročníku na svém laptopu. Počítače v principu dokážou zvládnout libovolně velké perturbace a vyčíslit i vysoce nesymetrické situace. Asymetrie se stala součástí hlavního proudu vědy.

Zdroj: Marcelo Gleiser, Trhlina ve stvoření světa - Nová vize života v nedokonalém vesmíru

06.11.2012, 00:00:38   Publikoval Luciferkomentářů: 0