Wstęp do „Rzeki czasu”

Jestem tym, kim jestem dzięki mojej babci. Rodzice nie mogli zająć się moim wychowaniem. Toteż pierwsze świadome kroki w życiu uczyniłem pod jej opieką. Kiedyś babcia zdobyła dla mnie fascynującą książkę - rosyjski przekład Brer Rabbit's Aduentures. Z tej książki nauczyłem się czytać. Rów­nież babia kupiła mi na bazarze moją pierwszą książkę doty­czącą nauki. Było to w bardzo ciężkich czasach, podczas dru­giej wojny światowej, gdy moja rodzina została ewakuowana do Krasnokamska nad Wołgą. Ludzie myśleli przede wszyst­kim o jedzeniu, książki znajdowały się na dalszym planie. Ale moja babia - a proszę wziąć pod uwagę, że nie była ona osobą wykształconą - uznała, że strawa umysłowa jest dla dzieci równie ważna jak jedzenie. Kupiła mi (a może wymienna za coś?) cudowną książkę, której nigdy nie zapomnę. Była to Encyklopedia dla dzieci sprzed 1917 roku, ze wspaniałymi kolo­rowymi ilustracjami. O ile pamiętam, obrazki te były zdecydo­wanie wyższej jakości niż rozmazane i blade ilustracje, jakie często znajduję w niektórych wydaniach napisanych przeze mnie książek.

W owej encyklopedii znalazł się również rozdział o astrono­mii. Gdy kartkowałem ją po raz pierwszy (jak każde dziecko po otrzymaniu nowej książki, od tego zawsze zaczynałem], zdu­miałem się na widok rysunku gigantycznej fontanny ognia, obok której znajdował się niewielki ziemski glob. Później się dowiedziałem, że była to słoneczna protuberancja, a Ziemię

umieszczono obok dla porównania rozmiarów. Obrazek ten wprawił mnie w absolutny zachwyt. Byłem pod wrażeniem ol­brzymiej skali zjawisk naturalnych, które okazały się znacznie większe i wspanialsze niż wszystko, co podsuwała mi moja dziecięca wyobraźnia.

Ta ilustracja zapowiadała moją przyszłość. Była tajemnicza, zagadkowa i urzekająca. Szybko przeczytałem cały rozdział o astronomii, a później wszystkie pozostałe. Niektóre fragmenty poświęcone historii świata były całkiem interesujące, ale nic nie mogło się równać z astronomią) Głębia kosmosu, wiry na Słońcu i możliwość życia na Marsie obudziły we mnie dociekli­wość i wyobraźnię, toteż astronomia stała się moją miłością. Myślę, że źródłem tych wszystkich uczuć były owe tajemnicze zjawiska kosmiczne. Wiedziałem, że jest to uczucie, które po­zostanie na całe życie. „W każdym z nas tkwi światło pierwszej miłości".

Życie jest wspaniałe i różnorodne, ale może być również straszne. Mieszkałem z babcią, ponieważ ojciec, który zajmo­wał ważne stanowisko w Ludowym Komisariacie Transportu, został aresztowany w 1937 roku i „zmarł w więzieniu" (według oficjalnego świadectwa zgonu; w „ich" języku oznaczało to "wy­konano wyrok śmierci"), a mama została skazana na zesłanie. W latach pięćdziesiątych oboje oczyszczono ze wszystkich za­rzutów („zrehabilitowano", jak to określano w sowieckim żargo­nie). Mimo tych przeżyć, nie znałem i nie znam nic wspanial­szego niż dążenie do poznania tajemnic Wszechświata. Mam tu na myśli nie abstrakcyjne pragnienia, nie leniwe „filozofowanie” o istocie bytu (bardzo wcześnie zrozumiałem, że to nonsens, który często bywa przejawem umysłowego lenistwa i bierze się z samouwielbienia, pojawiającego się z powodu każdej zawiło­ści myślowej własnego pomysłu), ale ciężki i radosny trud.

Od wczesnego dzieciństwa narastało we mnie przekonanie, że najlepszym sposobem pobudzenia umysłu do rozwoju i zwiększenia jego twórczego potencjału jest kultywowanie w sobie nienasyconego zaciekawienia tajemnicami przyrody. Prawdziwa dociekliwość pcha naprzód, skłania do poszukiwań i wysiłków, nawet jeśli ktoś nie wybierze zawodu uczonego.

W późniejszych latach przeczytałem bardzo wiele książek popularnonaukowych. Szczerze mówiąc, dawniej wydawano ich znacznie mniej niż obecnie, ale większość z nich była cal­em dobra! Szybko zrozumiałem, że jeśli chce się coś osiągnąć w nauce, trzeba bardzo wiele się nauczyć. Palił się już we nie płomień nienasyconej ciekawości i dociekliwości, tak że nic nie mogło mnie powstrzymać. Nagrodą za lata nauki i trud 17 pokonywania coraz poważniejszych przeszkód było nieustanne rosnące uczucie zachwytu.

Dlaczego właściwie o tym mówię?

Czynię to dlatego, aby na przykładzie swojego życia zilustrować dwie ważne idee. Po pierwsze, jest niezwykle istotne, aby w najlepszej wierze wpoić dziecku głód wiedzy, który w późniejszym życiu stanie się motorem jego działań. Nie ma zna­czenia, czy, gdy dorośnie, zostanie zawodowym uczonym. Mi­łość do nauki, zrozumienie jej podstaw, podziw dla odkryć odsłaniających najgłębsze sekrety natury - są koniecznym ele­mentem wszechstronnej, kulturalnej i estetycznej, edukacji każdego człowieka. Współcześni ludzie nie mogą żyć bez muzy­ki, malarstwa czy książek. Życie bez zrozumienia osiągnięć na­uki, bez poznania odpowiedzi na najgłębsze pytania „jak?„ i „dlaczego?" jest równie trudne do zaakceptowania. Znany ra­dziecki fizyk teoretyk Witalij Ginzburg powiedział kiedyś, że teoria względności, jedna z najdoskonalszych współczesnych teorii fizycznych, budzi „uczucia [...J podobne do tych, jakie przeżywamy, patrząc na największe arcydzieła malarstwa, rzeźby lub architektury". Zacytuję również radzieckiego filozo­fa Borysa Kuzniecowa, który uważał sztukę i naukę antycznej Grecji za elementy jednoczące ludzką kulturę, pisząc: „świad­czy ona [...] o ciągłości życia, o nowych wrażeniach, przeży­ciach i myślach, jakie wciąż budzą Wenus z Milo i Nike z Sa­motraki. W taki sam sposób dostrzegamy nieśmiertelność w Dialogach Platona i Fizyce Arystotelesa".

Po drugie, aby zostać fizykiem lub astronomem i naprawdę brać udział w rozwijaniu nauki, należy opanować całą już zgro­madzoną wiedzę w wybranej dziedzinie. Nie ma tu miejsca na dyletantyzm. Współczesna nauka jest tak skomplikowana, a jej

matematyczny aparat tak abstrakcyjny i złożony, że niewtajem­niczeni po prostu nie mogą opanować złożoności całej dyscypli­ny. Działalność naukowa wymaga doskonałej umiejętności sto­sowania metod matematycznych. Konieczna jest dogłębna znajomość współczesnej matematyki i dziedzin pokrewnych. Tylko taki poziom wiedzy pozwala na dotarcie do istoty zagad­nień, będących obszarem badań fizycznych i astronomicznych.

Z licznych powodów nie wszyscy, którzy do tego dążą, mogą osiągnąć ten poziom. Wielu ludzi jest w stanie zrozumieć ma­tematykę tylko na poziomie szkoły średniej. Czy to oznacza, że nie mają oni szans, by podziwiać wspaniałe osiągnięcia fizyki? Że nigdy nie poznają nauki, która przenika tajemnice najgłęb­szych poziomów struktury materii, a równocześnie odkrywa kwanty czasu i przestrzeni?

Tak, oczywiście, nie jest. Każdemu można jasno i poprawnie przedstawić osiągnięcia fizyki, nawet nie odwołując się do ma­tematyki. W takim przypadku jednak nie należy próbować wy­jaśniać wszystkich szczegółów i trudności, które pojawiają się w obliczeniach, ani też logicznych związków, które prowadzą do ostatecznych wniosków. Należy przyjąć inną strategię: trze­ba spróbować stworzyć wzorcowy obraz danego zjawiska, tak by czytelnik mógł zrozumieć, do czego dążą fizycy. Takie obra­zy, dające się pojąc bez wykorzystywania matematyki, można podziwiać i oklaskiwać. Każdy musi jednak pamiętać, że jeśli nie jest zawodowym fizykiem, to nie powinien mieć złudzeń, iż po przeczytaniu popularnej książki będzie w stanie wysunąć hipotezę, która rozwiąże trudności przedstawione w książce, z tego nie wyniknie nic dobrego. To zupełnie co innego, niż poznanie Jej Wysokości Fizyki. Aby sformułować użyteczną hi­potezę, trzeba być zawodowcem; natomiast obraz, narysowany przez zawodowego uczonego, każdy może podziwiać.

Dla porównania: mogę powiedzieć, że namiętnie kocham muzykę, ale Bóg nie obdarzył mnie muzycznym talentem. Nigdy nie będę komponował ani nie spróbuję zagrać nawet prostej melodii. Lubię słuchać muzyki napisanej przez (utalen­towanych) zawodowców i wykonanej przez równie utalentowa­nych zawodowych muzyków. Ludzie, którzy wcale nie umieją

rysować i malować, doceniają malarstwo, a ci, którzy nie po­trafią pisać powieści, z przyjemnością je czytają. Jestem prze­konany, że tak samo wygląda sprawa z próbami wyjaśnienia nauki laikom. Celem autora musi być stworzenie dobrego, ro­biącego wrażenie obrazu.

W dalszych rozdziałach spróbuję opisać te osiągnięcia fizyki, które naprawdę cenię.

Tematem tej książki jest czas, a raczej wysiłki uczonych. którzy próbują zrozumieć, czym jest czas. Czytelnik ma pełne prawo spytać, czy istnieje nauka o czasie? Czyż czas nie jest czymś, co każdy rozumie? Jakie badania można prowadzić na temat czasu?

Proponuję, aby każdy z moich czytelników spróbował zdefi­niować czas. Przypuszczam, że nikomu się to nie uda. Św. Au­gustyn (354-430) napisał kiedyś: „Czymże więc jest czas? Jeśli nikt mnie o to nie pyta, wiem. Jeśli pytającemu usiłuję wytłu­maczyć, nie wiem.

Czyż nie jest prawdą, że każdy, kto próbuje odpowiedzieć na to pytanie, czuje się równie zagubiony? Gdy zaczynamy zasta­nawiać się nad czasem, na ogół przyjmujemy, że jest to pewien niepowstrzymany strumień, w którym zanurzone są wszystkie zdarzenia. Zbierane od tysiącleci ludzkie doświadczenia na po­zór dowodzą, że szybkość upływu czasu nigdy się nie zmienia. Wydaje się, że czasu nie można spowolnić ani przyspieszyć. Jeszcze bardziej oczywiste jest to, że nie można odwrócić kie­runku upływu czasu. Przez wiele stuleci ludzie zadowalali się intuicyjnym rozumieniem pojęcia czasu i abstrakcyjnymi rozważaniami filozoficznymi na ten temat.

W pierwszych latach XX wieku stało się natomiast jasne, że można wpływać na czad Na przykład ruch z bardzo dużą pręd­kością powoduje spowolnienie czasu. Następnie okazało się, że na upływ czasu wpływ wywiera również pole grawitacyjne. Fi­zycy odkryli nierozerwalny Związek między właściwościami cza­su i przestrzeni. W ten sposób narodziła się i zaczęła szybko

rozwijać nauka, którą możemy określić jako fizykę czasu (i przestrzeni). W ostatnich latach w fizyce cząstek elementar­nych i astronomii dokonano nowych odkryć, które ogromnie wzbogaciły naszą znajomość fascynujących właściwości czasu. Dzięki nim zbliżyliśmy się do rozwiązania różnych problemów fizyki czasu (na przykład kwestii, dlaczego łańcuch zdarzeń jest zawsze jednowymiarowy i nie ma szerokości lub wysokości, znanych nam z przestrzeni trójwymiarowej, albo pytania, co istniało przed powstaniem Wszechświata, i tym podobnych).

Dla obecnego etapu rozwoju fizyki charakterystyczny jest głęboki przełom w naszej wiedzy o strukturze materii. W pierwszych dziesięcioleciach XX wieku fizykom udało się po­znać budowę atomów oraz najważniejsze cechy oddziaływań między cząstkami elementarnymi. Obecnie badamy własności kwarków, z których zbudowane są cząstki wchodzące w skład jąder atomowych, i wnikamy coraz głębiej w mikroskopowy świat. Dokonujący się w tej dziedzinie postęp jest ściśle zwią­zany ze zrozumieniem natury czasu.

W mojej książce opisuję, w jaki sposób wcześniejsi myślicie­le definiowali czas i jak dokonano odkryć, które wykazały, że możemy wpływać na bieg czasu. Piszę też o tym, jak czas pły­nie w pewnych szczególnych obszarach Wszechświata -jak ulega spowolnieniu w pobliżu gwiazd neutronowych, zatrzy­muje się w czarnych dziurach i "przelewa' w białych dziurach oraz jak czas może "przemienić się" w przestrzeń, i odwrotnie.

Właściwości czasu były szczególnie interesujące w pierw­szych chwilach po Wielkim Wybuchu, w rezultacie którego po­wstał Wszechświat; czas istniał wtedy w postaci dyskretnych kwantów.

Właściwości czasu, z jakim mamy do czynienia w fizyce bar­dzo wysokich energii, są walne dla całej nauki i dla techniki przyszłości. Ostatnio ukazało się kilka publikacji, których au­torzy sugerują, że można zbudować wehikuł czasu, pozwalają­cy na podróże w przeszłość.

W książce tej opisuję również ludzi, którzy stworzyli fizykę czasu, oraz tych. którzy zajmują się takimi badaniami obecnie. Zbyt często się zdarza, że wielcy myśliciele przeszłości i współ­

cześni wybitni naukowcy są dla szerokiego ogółu tylko abstrak­cyjnymi nazwiskami, które można znaleźć w podręcznikach i popularnych opracowaniach, pisanych suchym i pozbawio­nym emocji stylem. Nazwiska te nie kojarzą się z rzeczywistymi ludźmi, mającymi swoje zainteresowania i pasje, a także we­wnętrzne rozterki. Gdy piszę o naukowej twórczości tych osób. Usiłuję również odnaleźć cechy i zdarzenia, które pozwalają dojrzeć w nich prawdziwych, żywych ludzi. Z drugiej strony, nie jest moim celem przedstawienie szczegółowych biografii uczo­nych ani sporządzanie pełnego spisu ich osiągnięć.

Książka ta jest przeznaczona dla czytelników zainteresowanych historią idei naukowych, zagadkami, z jakimi boryka się współczesna nauka, i osobowościami samych uczonych, zwłaszcza tych, których miałem zaszczyt i przyjemność poznać i z którymi współpracowałem. Nie zakładam przy tym, że czy­telnik dysponuje jakąś szczególną wiedzą, wykraczającą poza program fizyki w szkole średniej.

Jak łatwo się przekonać, wybrałem tu osobisty styl wypo­wiedzi, zwłaszcza gdy mówię o badaniach, w których brałem udział, i spotkaniach z fizykami i astronomami. Chciałbym w związku z tym zacytować profesora Witalija Ginzburga, któ­ry tak pisał o jednym z fragmentów swej rozprawy:

W literaturze naukowej nie jest przyjęte posługiwanie się za­imkami „ja" i „moje" dotyczy to w szczególności języka ro­syjskiego. To samo odnosi się w zasadzie do literatury popu­larnonaukowej. Z tego powodu autor mówił o sobie, posługując się zaimkami „my" i "nasze" lub innymi odpowiednim) zwrotami. Byłoby jednak rzeczą trudną i dziwną trzymać się tego stylu w niniejszym paragrafie, mającym w znaczne) mierze charakter autobiograficzny 1...1. Mam na­dzieję zatem, że użycie pierwszej osoby liczby pojedynczej nie wywoła u czytelników reakcji negatywnej.

Ja również mam nadzieję, że czytelnicy tej książki nie ocenią mnie zbyt surowo z powodu tego „nieskromnego" sposobu prezentacji własnych myśli i wrażeń.

Pracując nad tym tomem, musiałem wykorzystywać frag­menty moich wcześniejszych artykułów i książek astrofizycz­nych; niektóre z nich pisałem wspólnie z innymi autorami, którym chciałbym wyrazić podziękowania.

Książka ta zawiera pokaźną liczbę cytatów. Często są to ma­ło znane wypowiedzi dawnych uczonych lub współczesnych naukowców. Jestem głęboko przekonany, że tylko własne sło­wa tych wybitnych osobistości mogą właściwie przekazać czy­telnikom ich myśli (a często również uczucia). Wielki rosyjski poeta Aleksander Puszkin powiedział: „Śledzenie rozumowania wielkiego człowieka jest najbardziej urzekającym i wdzięcznym zajęciem" (Murzyn Piotra Wielkiego).

Igor Nowikow Moslava

---