Neviditelný čert

Úspěchy známých fyzikálních zákonů při objasňování jevů v okolním světě sebou přinesly pocit jistoty a někdy až přehnané důvěry v lidské znalosti. Často vnímáme mezery v našich znalostech objektů a jevů jako malé a nepodstatné; takový postoj není výjimečný ani u laureátů Nobelovy ceny a dalších významných vědců.

Lucifer

Známou odpověď konce vědy vyřkl v roce 1894 Albert A. Michelson, americký fyzik polského původu, který v roce 1907 obdržel Nobelovu cenu za fyziku za své přesné optické přístroje a výzkum prováděný pomocí nich. Stalo se tak při otevření Ryersonovy fyzikální laboratoře na Chicagské univerzitě. Budoucí nositel Nobelovy ceny tehdy prohlásil:

Nejdůležitější základní fyzikální zákony již byly objeveny a jejich platnost je natolik neotřesitelná, že možnost jejich budoucí změny v důsledku nových objevů je mimořádně vzdálená... Budoucí objevy musíme hledat na šestém desetinném místě.

Simon Newcomb, jeden z nejvýznamnějších astronomů své doby a spoluzakladatel Americké astronomické společnosti, s Michelsonovými názory souhlasil a poznamenal: "Pravděpodobně se blížíme k hranici možného astronomického poznání." Dokonce i významný fyzik lord Kelvin se v roce 1901 stal obětí vlastního uspokojení, když tvrdil: "V současné fyzice již není co objevovat. Zbývá jen neustále zpřesňovat naše měření." Všechny citované komentáře byly vyřčeny v době, kdy za prostředí pro šíření světla prostorem byl považován éter. Šťastnou náhodou byl Max Planck, jeden ze zakladatelů kvantové teorie, poněkud prozřetelnější než jeho učitel. V roce 1924 zmínil na jedné přednášce radu, kterou dostal už v roce 1874:

Když jsem začínal studia fyziky, snažil jsem se získat radu od svého ctihodného učitele Philippa von Jollyho... Vylíčil mi fyziku jako vysoce rozvinutý a téměř završený vědecký obor... Snad by prý mohlo existovat jedno nebo dvě zákoutí, kde by se ukrývalo smítko prachu nebo něco, co by stálo za bližší prozkoumání a zatřídění, nicméně systém fyziky je jako celek dostatečně zajištěný a teoretická fyzika se viditelně přiblížila takovému stupni dokonalosti, jaký má například geometrie již po staletí.

Zpočátku neměl Planck důvod pochybovat o názorech svého učitele. Když ale nebylo možné dát naše klasické představy o vyzařování látky do souladu s experimentem, Planck s nelibostí navrhl v roce 1900 existenci kvant, neviditelných jednotek energie, které přinesly období zcela nové fyziky. V následujících třiceti letech byla objevena kvantová teorie, speciální a obecná teorie relativity a expanze vesmíru. Kdy nastane konec vědy, to zřejmě nikdo netuší, ačkoli si už někteří fyzikové mysleli, že ho máme za sebou. Jedno se však zdá být téměř jisté: náš druh je zatím hloupější, než si dokážeme připustit. Hranice našich duševních schopností, ne vědy samotné, nás utvrzuje v tom, že s poznáváním vesmíru jsme teprve začali.

Předpokládejme na chvíli, že lidské bytosti jsou nejchytřejším druhem na Zemi. Pokud bychom pro účely diskuse chápali "chytrost" jako schopnost druhu zabývat se abstraktní matematikou, pak můžeme předpokládat, že lidské bytosti jsou dokonce jediným dosud žijícím chytrým druhem na Zemi. Jaká je šance, že tento první a jediný chytrý druh v historii života na Zemi je dostatečně chytrý na to, aby pochopil, jak vesmír funguje? Šimpanzi jsou nám evolučně příbuzní - přesto sotva kdy budou bravurně ovládat trigonometrii. Nyní si představte životní formu na Zemi nebo kdekoli jinde, která je v porovnání s námi o tolik chytřejší jako my oproti šimpanzům. Kolik z vesmíru by pochopili oni?

Hráči piškvorek vědí, že pravidla jsou natolik jednoduchá, že je možné každou hru vyhrát nebo prohrát, pokud víte, jak provádět první tahy. Děti ale hrají tuto hru, jako by výsledek byl neznámý a vzdálený. Šachy mají také jasná a jednoduchá pravidla, ale obtížnost předpovědět následující sekvenci tahů protihráče roste s vývojem hry exponenciálně. Dospělí, dokonce i ti chytří a talentovaní, chápou hru jako výzvu a hrají ji, jako by byl závěr velkým tajemstvím. Povšimněme si Isaaca Newtona. Nápis na jeho bustě v Trinity College v Anglii hlásá:

Nevím, co jsem objevil pro lidstvo; ale připadám si jen jako malý chlapec, který si hraje na břehu moře. Bavím se tím, že hledám další oblázky nebo hezčí lastury, než jsou ostatní, a přitom se přede mnou rozprostírá neobjevený rozsáhlý oceán pravdy.

Náš vesmír je jako šachovnice, která nám odhalila některá z pravidel hry, ale většina vesmíru se stále chová podivně - jako by existovala tajná skrytá pravidla, kterými se řídí. Tato pravidla zatím nejsou uvedena v návodu ke hře, který jsme dosud napsali. Rozdíl mezi znalostí objektů a jevů, které popisují parametry známých fyzikálních zákonů, a znalostí fyzikálních zákonů samotných, je rozhodující pro jakoukoli představu konce vědecké disciplíny. Pojďme se ale zaměřit na několik nevyřešených problémů současné astrofyziky, které jsou vyjádřením šíře a hloubky naší současné neznalosti a jejichž řešení bude podle všeho znamenat objev zcela nových odvětví fyziky.

Zatímco naše důvěra v teorii Velkého třesku jako počátku vesmíru je velmi vysoká, naše představy o tom, co leží za naším vesmírným horizontem událostí, jsou jen spekulativní. Některé předpovědi vycházející z hraničních oblastí kvantové teorie umožňují vznik expandujícího vesmíru z jediné zárodečné fluktuace časoprostorové pěny, spolu s bezpočtem dalších fluktuací, které vytváří bezpočet dalších vesmírů. Když se pomocí našich modelů pokoušíme v počítačích vytvořit krátce po Velkém třesku ve vesmíru stovky miliard galaxií, máme potíže dát do souladu pozorovací údaje z raného a současného vesmíru. Souvislý přechod od počátků vesmíru ke vzniku a vývoji velkorozměrových struktur ve vesmíru se nám nedaří. Zdá se, že nám některé důležité části celkové skládanky chybí.

Newtonovy pohybové a gravitační zákony se po staletí zdály být v pořádku. Jejich úpravu si vynutila až Einsteinova obecná relativita, která se stala jednou z vrcholných teorií lidstva. Na druhé straně stojí kvantová teorie, která popisuje svět atomů a jejich jader. Bohužel, Einsteinova teorie gravitace není kompatibilní s kvantovou teorií: v oblasti, kde se překrývají, předpovídá každá z nich jiné jevy. Snad existuje i třetí možnost, která zahrnuje a nahradí obě stávající. Mohla by to být teorie strun, která se pokouší redukovat existenci hmoty, energie a silového působení na jednoduché vibrace jednorozměrných strun ve vícerozměrném světě. I když má teorie strun své příznivce již po více než dvě desetiletí, ověření jejich tvrzení leží mimo současné experimentální možnosti.

Dosud neznáme okolnosti nebo síly, které umožnily vznik známých živých struktur z neživé látky. Unikají nám nějaké mechanizmy či zákony chemické samoorganizace jen proto, že nemáme s čím srovnávat pozemské organizmy a nemůžeme tak zjistit, co je pro vznik života podstatné? V roce 1929 jsme se na základě stěžejní práce Edwina Hubblea dozvěděli, že vesmír expanduje. Nyní ale víme i to, že tato expanze je zrychlená (inflace): vesmír rozfukuje jakýsi antigravitační tlak, kterému pracovně říkáme "temná energie". Neznáme pro ni ale zatím žádnou úspěšnou pracovní hypotézu.

Vypadá něco z toho jako konec vědeckého bádání? Měli bychom mít pocit, že jsme pány situace? Měli bychom si pogratulovat k úspěšnému pochopení světa? Spíš se zdá, že jsme bezmocní hlupáci, kteří se podobají našemu šimpanzímu bratranci, jenž se právě snaží pochopit Pythagorovu větu.

Zdroj: Neil Degrasse Tyson, Smrt v podání černé díry

16.05.2011, 00:48:00   Publikoval Luciferkomentářů: 17