V dávných dobách se lidem nepochybně jevil svět jako značně nahodilý. Museli mít za to, že ke katastrofám, jako jsou povodně, morové epidemie, zemětřesení či sopečné výbuchy, dochází bez varování či logických důvodů. Primitivní lidé tyto přírodní úkazy přičítali bohům a bohyním, kteří se chovají vrtošivě a nevyzpytatelně. Nedá se předvídat, co udělají, a jedinou nadějí je získat si jejich přízeň různými dary nebo skutky. Mnoho lidí tomu věří tak trochu i dnes a snaží se uzavřít dohodu s osudem. Slibují, že budou lepší a laskavější, když dostanou jedničku při zkoušce nebo udělají řidičák. Postupně si však lidé museli všimnout, že v chování přírody jsou určité pravidelnosti. Tyto pravidelnosti byly nejzřejmější v pohybech nebeských těles po obloze, a tak se začala rozvíjet první věda – astronomie. Před více než třemi sty lety ji Newton postavil na pevný matematický základ a my stále využíváme jeho gravitačního zákona k stanovení pohybu téměř všech nebeských těles. Lidé zjistili, že nejenom astronomické jevy, ale i jiné přírodní úkazy se řídí jasně danými vědeckými zákony. Toto zjištění vedlo k myšlence vědeckého determinismu, kterou snad jako první veřejně vyslovil francouzský vědec Pierre-Simon Laplace. Rád bych vám ocitoval jeho autentické výroky, on však velmi připomíná Prousta v tom, že vytvářel věty mimořádné délky a složitosti. Rozhodl jsem se proto, že budu citát parafrázovat. Laplace 97
Hawking sazba.indd 97
09.03.2021 19:07:47 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS289979
v podstatě prohlásil, že pokud v určitém okamžiku budeme znát polohu a rychlost všech částic ve vesmíru, pak dokážeme vypočítat jejich chování v libovolném čase v minulosti nebo budoucnosti. Traduje se pravděpodobně apokryfní historka o tom, že když se Napoleon Laplaceho otázal, jakou roli má v jeho systému Bůh, mělo se mu dostat této odpovědi: „Sire, tuto hypotézu jsem vůbec nepotřeboval.“ Nemyslím, že Laplace chtěl říci, že Bůh neexistuje. Šlo spíš o to, že Bůh do zákonů vědy nezasahuje. Tak musí uvažovat každý vědec. Pokud vědecký zákon platí jen tehdy, když se nějaká nadpřirozená bytost rozhodne nechat věcem přirozený průběh a nezasahovat do něj, pak není vědeckým zákonem. Myšlenka, že stav vesmíru v jednom momentu určuje jeho stav ve všech ostatních momentech, zůstává zásadním principem vědy od doby, kdy ji Laplace zformuloval. Navozuje představu, že můžeme předpovídat budoucnost, alespoň v principu. Ve skutečnosti je naše schopnost předvídat budoucnost značně omezena složitostí všech příslušných rovnic a také skutečností, že mají často chaotický charakter. Všichni, kdo viděli Jurský park, dobře vědí, že nepatrný rušivý podnět na jednom místě může způsobit závažnou změnu někde úplně jinde. Zatřepetání motýlích křídel v Austrálii dokáže spustit déšť v Centrálním parku v New Yorku. Potíž je v tom, že se tyto souvislosti neopakují. Až motýl zamává křídly příště, změní se spousta jiných věcí, které také ovlivní počasí. Faktor chaosu způsobuje, že předpovědi počasí bývají tak nespolehlivé. Navzdory těmto praktickým potížím zůstal vědecký determinismus oficiálním dogmatem v průběhu celého devatenáctého století. Ve století dvacátém ovšem došlo ve vědeckém myšlení k dvěma posunům, z kterých vyplývá, že Laplaceova představa úplného předpovídání budoucnosti 98
Hawking sazba.indd 98
09.03.2021 19:07:47 Ukázka elektronické knihy, UID: KOS289979
není reálná. Prvním z těchto posunů byla kvantová mechanika. Zformuloval ji německý fyzik Max Planck v roce 1900 jakožto jednorázovou hypotézu, aby s její pomocí vyřešil dosud nevyřešený paradox. Podle klasických představ devatenáctého století, jež se datují až k Laplaceovi, by horké těleso, například kus rozžhaveného kovu, mělo vydávat záření. Ztrácelo by energii vyzařováním radiových vln, infračerveného záření, viditelného světla, ultrafialových paprsků, rentgenového záření a záření gama, a to vždy stejnou měrou. Všichni bychom pak zemřeli na rakovinu kůže a navíc by vše v celém vesmíru mělo stejnou teplotu, což očividně nemá. Podle Plancka se však této katastrofě lze vyhnout tím, že se vzdáme představy, že množství záření může nabývat libovolné hodnoty, a prohlásil, že radiace se pohybuje pouze v balíčcích čili kvantech určité velikosti. Trochu to připomíná supermarket, kde si nemůžeme koupit cukr volně sypaný, nýbrž pouze v kilogramových sáčcích. Energie v balíčcích či kvantech je vyšší pro ultrafialové a rentgenové záření než pro infračervené záření a viditelné světlo. Znamená to, že pokud není těleso velmi horké, jako například Slunce, nemá dost energie na to, aby vydalo byť jen jediné kvantum ultrafialového či rentgenového záření. Právě proto nedostaneme úžeh při pití kávy. Planck považoval představu kvant za čistě matematický trik, za kterým není žádná fyzická realita, ať již by znamenala cokoliv. Fyzikové však začali objevovat další typy chování, které se dalo vysvětlit pouze prostřednictvím veličin, jež mají hodnoty nespojité čili kvantované, nikoliv spojitě proměnné. Bylo například zjištěno, že elementární částice se chovají jako malé dětské káči točící se kolem své osy. Avšak množství otáček (spin) nemůže mít libovolnou hodnotu. Musí jít o určitý násobek základní jednotky. Protože tato jednotka je velmi malá, nevšimneme si, že obyčejná káča 99
Hawking sazba.indd 99
09.03.2021 19:07:47
Ukázka elektronické knihy