Živel doporučuje:
Recenze připravil Pavel -lithium- Vachtl
Tyto texty byly ve zkrácené verzi publikovány v časopise Živel č. 6
Hledání nejhlubšího vysvětlení
Věda na konci druhého milénia se nachází v kuriózní situaci: obrovský boom poznatků posledních sta let poprvé v lidských dějinách umožňuje aspoň v principu uvažovat o sjednocené fundamentální "teorii všeho" nebo "téměř všeho", jejíž kontury se začínají vynořovat z mlhy odvěké nevědomosti. Tato teorie všeho nebude pouhou mytologií, jakých zná lidstvo bezpočet, ale bude solidní stavbou přesných a jasných fakt a výroků. Ovšem, abychom nejásali předčasně, opravdový boj teprve začíná, protože odpor přírody a vesmíru se zvětšuje úměrně s přibližováním k samotným základům existence.
Barrow ví, jaká tato teorie musí být, ale z toho plyne zároveň její obtížnost. Předčasné byly snahy A.Einsteina o unitární teorii pole kolem r.1950, protože hlavní objevy v oblasti fyziky elementárních částic byly učiněny až po jeho smrti. A se sjednocením kvantové teorie a teorie gravitace máme problémy dodnes - přestože byla vytvořena jednotná teorie tří ze všech čtyř základních sil přírody /elektromagnetické, silné a slabé/, gravitační síla tomu pro svojí zásadní odlišnost a univerzálnost doposud vzdoruje. Na stopě tomuto problému asi je tzv." teorie superstrun"/částice nejsou body, ale křivkové útvary-struny/, ale ta naráží na nesmírné matematické obtíže, včetně prozatímního nenalezení příslušného matematického aparátu.
Otázka přírodních zákonů souvisí se samotným jejich vznikem a vývojem a tedy - se vznikem a vývojem vesmíru. Kosmologické úvahy a spekulace tudíž zabírají asi polovinu Barrowovy knihy, úchvatné jsou třeba modely vesmíru s "červími děrami". Barrow se dále zabývá základními fyzikálními "konstantami", jako jsou: gravitační k., Planckova k., kosmologická k. a rychlost světla. Dozvíme se cosi o symetriích, jejich chaotickém porušování a o logicko-matematických základech všeho poznání.
To, že matematika je tak mocným a efektivním nástrojem v celých dějinách věd, je mimořádně zvláštní a pozoruhodné: Případná mimozemská civilizace by asi měla také podobnou matematiku jako my - to plyne z toho, že pouze používání univerzálního jazyka, jímž matematika je, poskytuje obrovskou evoluční výhodu živým a myslícím tvorům všude ve vesmíru - ano, matematika je svým způsobem NE-LIDSKÁ, právě proto, že je univerzální.
O vzniku vesmíru Barrow soudí, že pravděpodobně došlo k nějaké chaotické "turbulenci" časoprostoru, z něhož po stabilizaci vznikla nám známá a pozorování přístupná část vesmíru - s galaxiemi, slunci, planetami atd.. V Barrowovi najdete opravdu téměř vše - i úvahy o vzniku umělého života na bázi křemíku a dnešních počítačových platforem...
"Teorie všeho" se liší od minule recenzovaného a pragmatického "Šípu času" Coveneyho a Highfielda především svým filosoficko-panoramatickým pohledem, který dokonce souvisí i s pojmem Stvoření a Stvořitele, ovšem tím Stvořitelem může být nakonec ledaskdo... Barrowova kniha dokonce zabodovala i na hitparádě prodeje knih Mladé Fronty.
(Mladá Fronta 1996)
Zdálo by se, že tato kniha musí být o tom samém, jako Barrowova "Teorie všeho". Skutečně, Weinberg se dotýká podobných témat, jako jsou kvantová teorie, teorie superstrun a kosmologie.
Avšak jde mu o trochu jinou teorii, hlavně pokud se týče filosofického důrazu. Barrow chce opravdu shrnout "vše" do jednoho obrazu, více spekuluje a odvolává se na logické základy věd. Weinberg naproti tomu směřuje "pouze" k fundamentální struktuře, k základům světa, k elementárním částicím a silám, k tomu, co bezprostředně můžeme pozorovat - čili k přírodní empirii. Jde mu o poznání výchozích rovnic světa, které jsou zodpovědné za vznik struktur vyšších /v tomto smyslu je i teorie chaosu, která popisuje složité jevy kolem nás, fyzicky spojena s naším Newtonovým, tj. makroskopickým světem. Mikroskopický svět ovládá kvantová teorie a "megasvět", kosmos v prvním přiblížení obecná teorie relativity/. Věc, která uchází mnoha lidem, je, že složitost světa kolem nás není projevem složitosti jeho základů, fundamentů, ale toho, že jednoduché zákony se PROJEVUJÍ složitě.
Finální teorie základů v tomto smyslu není "teorií všeho", ale tím, na čem všechno spočívá. Weinberg sám dostal společně s dalšími fyziky Nobelovu cenu za sjednocení elektromagnetických, slabých a do jisté míry i silných interakcí. Tento tzv."standardní model" elementárních částic je důležitým mezistupněm k univerzálnějším a hlubším teoriím, jejich "nízkoenergetickou aproximací". Zde ovšem na další cestě stojíme před propastí, energetickou bariérou, která je daleko větší, než vše, co jsme doposud poznali. Cesta od starořeckých atomistických myslitelů k dnešním superurychlovačům částic je proti tomu směšně snadná. Poněkud komické je, že slibně vypadajících teorií superstrun lze zkonstruovat na tisíce /!!!/. Klíčem k dalšímu postupu jsou v teoretické rovině pojmy jako, symetrie, supersymetrie, kalibrační invariance, supergravitace a Planckova energie, v rovině experimentů pak - vybudování více jak stokrát mocnějších urychlovačů, než jsou dnešní CERN, DESY nebo Fermilab aj..
Weinberg a další odborníci na ultramikrosvět spojovali svéŹ naděje s projektém "Superconducting Super Collideru-SSC" /Supravodivého Superurychlovače/, který však byl z populistických důvodů posléze Kongresem USA zastaven. Dobré jsou i kapitoly: "A co Bůh?", ve které Weinberg uvažuje nad vztahem vědy a náboženství a další kapitoly, kde W. jako scientista par excellence polemizuje s postmodernisty, kteří považují vědu a fyziku za pouhé další libovolné "vyprávění u ohňů". Mám dojem, že mnozí postmodernisté poněkud připomínají Mortenovy oblíbené "humanofašisty" /viz redakční úvodník z Živlu č.3/, pokud chtějí přenášet zásady, platné v oblasti výtvarného umění a estetiky /kde postmodernismus historicky vznikl/ do úplně jiné oblasti, jako je věda, která se navíc svými vlastními silami překotně rozvíjí.
Zajímavým příspěvkem na podobné téma /filosofie kontra fyzika a postmodernismus versus věda/, pokud jde o současnou situaci v Čechách, je doslov našeho předního odborníka na teorii relativity - profesora Jiřího Bičáka.
(nakl. Hynek 1996, doslov Jiří Bičák)
Slovo chaos se v posledních letech stalo módním pojmem mezi filosofy, umělci a podobnou čeládkou. V jejich nadšení pro "chaos" lze tušit naději, že tento převrat ve vědě znamená konec "tradiční Newtonovské vědy" a jejího "škrtícího, nelidského determinismu" ve prospěch "svobodné, chaotické imaginace". Nuže, tento názor může vzniknout pouze při pohledu ze značné dálky, při neznalosti fyzikálních a matematických souvislostí TEORIE CHAOSU. Gleick, ač sám není vědec, přesto jako poučený publicista dost dobře tyto souvislosti popisuje a ukládá je do historického kontextu ( Je zajímavé, že samotný vývoj teorie chaosu byl do značné míry chaotický, nyní se však začíná stabilizovat.)
Lidstvo se v průběhu posledních 400 let střetávalo s různými druhy problémů.
- Problémy, které bylo možno exaktně formulovat a vyřešit pomocí explicitních přehledných vzorců (tzv. analyticky), byly a jsou doménou matematiky od dob osvícenství. Jsou to hlavně tzv. lineární a některé speciální nelineární rovnice, které popisují nejjednodušší, nejzákladnější přírodní jevy a děje. Pomocí této matematiky, která je v množství případů dobrým přiblížením reality, lze létat do vesmíru, konstruovat mnohá elektronická zařízení, vyrábět mnoho věcí.
- Problémy, které nebylo možno ani exaktně formulovat, natož vyřešit, byly a jsou doménou filosofie, náboženství, etiky, umění apod. Odtud plyne větší či menší mlhavost těchto disciplín.
Zdálo by se, že další oblast problémů už neexistuje, ale kdež!
- Problémy, které je možno exaktně formulovat pomocí deterministických (i Newtonovských) rovnic, (jež obsahují i méně než deset písmen) , ale které přesto v principu nelze kompletně analyticky, tj. pomocí vzorců, vyřešit!! Je to většina nelineárních rovnic, které popisují např. vývoj počasí, turbulenci v kapalinách, poměry v ekosystémech, přesnou mechaniku galaxií i naší Sluneční soustavy, činnost tělesných orgánů (mozek, srdce) atd.. Někdy, pokud je nelinearita slabá a tvoří pouze jakousi malou poruchu řešitelného problému, lze spočítat přibližné řešení. Avšak většina systémů projevuje prudkou nestabilitu řešení a citlivost na výchozí stavy, takže jejich řešení je c h a o t i c k é a systematicky pomocí vzorců neřešitelné. Lze je však modelovat (opět přibližně) na počítačích a zde vznikají proslulé fraktálové obrázky s filigránsky vybarvenými "krajkami", protože vlastnosti řešení se liší bod od bodu v jakémkoliv zvětšení. A toto je právě chaos a jeho "mapy", které přesto vykazují tajemné struktury a obrazce, tajemný řád.
Gleickova kniha patří mezi nejpřístupnější svědectví o vývoji moderní vědy, protože se věnuje jevům, které většina z nás intuitivně zná (např. kapající voda z kohoutku). Navíc sleduje obecně lidské peripetie vědců jako byli zakladatelé "teorie chaosu" : Lorenz, Feigenbaum, May, Mandelbrot, Ruelle aj. A co se týče "chaotičnosti" chaosu, kterou tak vzývají humanisté? Myslím, že vznik teorie chaosu byl skutečně velmi intuitivní, poetický až romantický. Leccos z toho přetrvává dodnes, protože od základních prací Edwarda Lorenze uplynulo pouze něco kolem 35 let. Podobné to bylo i se začátkem klasické matematické analýzy - derivace a integrály v pojetí objevitelů Newtona a Leibnize byly také poměrně mlhavé pojmy, které pak pozvolna nabývaly ostřejších, exaktních kontur.
Nyní je vidět, že i "chaos" lze zkoumat metodami z oblastí klasické matematiky, jako je topologie, teorie dynamických systémů, matematická statistika aj..
Je pravda, že fraktální geometrie je cosi nového, ale nové věci v exaktních vědách nejsou žádnou novinkou ( viz neeuklidovské geometrie v minulém století). Chaos teď nabývá stále zřetelnějšího a konkrétnějšího tvaru, a to je dobře. Nebo ne?
( Ando publishing 1996 )