Dlaczego czas jest złudzeniem?

Pocztówki z Platonii

Rozmowa z Julianem Barbourem, brytyjskim fizykiem, uważającym, że czas to złudzenie, a pojęcie odległości jest zbędne

Czas nie istnieje. Ruch i zmiana jest złudzeniem. To nie żart. To poważna hipoteza, której delikatną, wyrafinowaną konstrukcję od prawie 40 lat (jakkolwiek rozumieć ten termin) odkrywa urodzony w 1937 r. Julian Barbour.

Naukowa ścieżka, którą obrał ten fizyk brytyjski, początkowo niczym nie różniła się od innych podobnych. Studiował. W 1968 r. na Universität zu Köln obronił doktorat z fizyki. Chcąc jednak uniknąć syndromu „publikuj albo giń” (publish or perish) i mając na utrzymaniu rodzinę, zdecydował się pracować niezależnie. Zamieszkał w College Farm – rodzinnym domu położonym 30 km na północ od Oksfordu. Przez blisko 40 lat zarabiał tłumaczeniami z rosyjskiego, badając jednocześnie fundamentalne pojęcia fizyki. Napisał dwie poświęcone temu, nieprzetłumaczone na polski, książki – potężną „The Discovery of Dynamics” i „The End of Time”. Dziś Barbour jest zapraszany na seminaria w najlepszych ośrodkach fizyki teoretycznej, takich jak Perimeter Institute w kanadyjskim Waterloo. Wykłada na University of Oxford. Niedawno otrzymał solidne finansowe wsparcie ze strony FXQi (POLITYKA 49/10), instytucji promującej nieszablonowe ataki na podstawy nauk ścisłych.

- Czas powrócić do poważnych rozmów na tematy najprostsze - mówi Barbour. Na przykład do czasu. Kiedy Newton obmyślał swoje prawa mechaniki, założył, że czas i przestrzeń są absolutne. Czas miał tykać jak w zegarze, którym jest Wszechświat, zaś newtonowska przestrzeń była realnie istniejącą ramą wszelkich zdarzeń. W XIX w. Ernst Mach, austriacki fizyk i filozof, zauważył, że - mówiąc w skrócie - ruch i czas są pojęciami względnymi, oraz że absolutna przestrzeń to fikcja. Z pomysłu tego skorzystał Albert Einstein, tworząc ogólną teorię względności - jedną z dwóch najważniejszych naukowych koncepcji ostatniego wieku. Ta druga równie ważna teoria - mechanika kwantowa - także zawiera tropy prowadzące do wniosku, że czas nie istnieje (równania niezależne od czasu). Wiele wskazuje na to, że kwantowo opisywany Wszechświat jest statyczny. Możliwe, że ruch i upływ czasu to tylko iluzja, która zyskała status faktu przez zwykłe zasiedzenie w naszych umysłach. To złudzenie pomaga zapewne żyć, ale może upośledzać rozwój nauki. I tym właśnie zajmuje się Julian Barbour - usuwaniem czasu ze zbioru podstawowych pojęć fizyki. Z jego pracy wyłania się obraz Wszechświata niezmiennego i wiecznego. To abstrakcyjna przestrzeń (tak zwana przestrzeń konfiguracji) zawierająca wszystkie możliwe układy wszystkiego. Barbour nazywa ją Platonią.

Jak co wieczór Barbour staje w kuchni domu, który, jak większość innych domów w South Newington, przetrwał w stanie nienaruszonym przez 350 lat. Przygotowuje kolację dla żony, która cierpi na chorobę Alzheimera i na dobre już odpłynęła w czas dzieciństwa. Dzwon na wieży sąsiadującego z farmą Barboura XII-wiecznego kościoła wybija każdy mijający kwadrans. Kiedy Julian podnosi głowę znad stuletniego stołu kuchennego, widzi plac w centrum wsi, gdzie będąc chłopcem grywał w krykieta. Obok placu rośnie wielki orzech włoski, zasadzony przez jego własną matkę. Barbour co roku zbiera jego owoce.

Karol Jałochowski: – Czas nieomal da się tutaj dotknąć, skąd więc pomysł, że wcale nie istnieje?

Julian Barbour: – Wniosek o istnieniu przeszłości wysnuwamy zawsze z teraźniejszości. Nie cofniemy się do czasów Henryka VIII. Możemy tylko zbadać świadczące o nim dokumenty czy pomniki. I tylko dlatego, że tworzą one spójną całość, że zachodzą między nimi zbieżności, budują obraz tego, czym mogłaby być przeszłość. Dedukujemy z nich, że w ogóle było coś takiego jak przeszłość. To kluczowy element mojej teorii. Być może wziął się właśnie stąd, że zawsze otaczały mnie świadectwa istnienia historii.

Żyły ponoć w Afryce plemiona, w których językach brakowało określeń czasu przeszłego i przyszłego. Poczucie upływu czasu może być uwarunkowane kulturowo?

Nie wiedziałem, że istniały takie plemiona. Bardzo ciekawe! Niewykluczone, że nasze przekonanie o istnieniu czasu ma coś wspólnego z tradycją judaistyczną. Stworzenie, oczekiwanie na Mesjasza, obietnica ziemi obiecanej tworzą obraz historii układającej się liniowo. Choć już Sumerowie badali ruch planet, przewidywali zaćmienia, co też podsuwało myśl o liniowym czasie.

Kto jako pierwszy sformułował przypuszczenie, że czas nie istnieje?

Zwykło się sądzić, że to Parmenides powiedział, że jest tylko jedna rzecz, którą jest zmiana. Ale w radykalny sposób po raz pierwszy zrobił to chyba fizyk amerykański Bryce DeWitt w swoim opisującym ewolucje Wszechświata równaniu, co miało miejsce 40 lat temu, gdy zaczęto naprawdę odkrywać strukturę ogólnej teorii względności Alberta Einsteina. Wydaje mi się, że wielu teologów rozważało koncept Boga, który jest zaskakująco bliski mojej idei niezmiennej, wszechogarniającej Platonii. Może więc jest ona zakorzeniona głęboko w ludzkiej psychice? Ale naukowe pytanie o to, czy i w jakim sensie czas istnieje, padło dopiero 40 lat temu.

Wobec tego, z jakiej materii krystalizowała się idea bezczasowej Platonii?

Wyobraźmy sobie, że ten pokój to cała przestrzeń kosmiczna. Poruszają się w niej trzy ciała, Słońce, Ziemia i Księżyc. Załóżmy, że symbolizowane są one przez wierzchołki tego oto trójkąta [Barbour sięga po model ze sklejki, co można zobaczyć na reportażu wideo ze spotkania z fizykiem – polityka.pl/nauka]. Taki trójkąt można ustawić w przestrzeni na wiele sposobów. Ale już trzy wieki temu Gottfried Leibniz zauważył, że z przestrzenią jest coś nie w porządku – nie można jej zobaczyć, jest niewidzialna! Czy więc na pewno istnieje? Może więc nie warto rozważać jakiejś absolutnej przestrzeni, a tylko układ trzech ciał? Wielkością fundamentalną byłby wtedy tworzony przez nie trójkąt. Newton jednak w swojej teorii umieścił absolutną przestrzeń i absolutny czas. Dołożył wiele dodatkowych struktur ponad te, które jesteśmy w stanie zaobserwować. Cała moja praca koncentruje się na redukowaniu do minimum liczby założeń umieszczanych w teoriach fizycznych.

Inspirację dla mnie stanowiły prace Ernsta Macha. Nalegał on, by do teorii naukowych włączać tylko te elementy, które potrafimy bezpośrednio zaobserwować. Gdyby na świecie istniały tylko trzy cząstki albo trzy ciała niebieskie, należałoby mówić jedynie o możliwych formowanych przez nie konfiguracjach – w tym przypadku trójkątach. Moja Platonia to właśnie takie wszystkie możliwe trójkąty.

A co z czasem?

Co widzę, kiedy zamknę, a potem otworzę oczy? Pana, lampę, zdjęcie mojej teściowej jako dwuletniej dziewczynki. Jeśli o mnie chodzi, to właśnie jest chwila (instant of time). Pomyślmy teraz chwilę o wspomnieniach. Kiedy przywołuję dowolne wspomnienia, zawsze przypominają one migawki, zdjęcia. Pamiętam na przykład, jak dobrych parę lat temu pływaliśmy z rodziną w pobliskim strumieniu. To były finały Wimbledonu, rok, kiedy po raz pierwszy wygrał Boris Becker. Był niesamowity! Miał może z 18 lat i pobił wszelkie rekordy. To wspomnienie jest niezwykle żywe, ale jest rodzajem fotografii zawierającej mnóstwo szczegółów. Pamiętam, że mieliśmy ze sobą przenośne radio. Pamiętam dokładnie, jak tamtego dnia wyglądał strumień. Wszystkie te informacje łączą się ze sobą, tworząc chwilę, którą definiuję jako pewien układ, konfigurację całego Wszechświata. Migawkę. I wydaje mi się, że tak właśnie powinniśmy myśleć o czasie. Śmiem twierdzić, że gdyby zapytać te afrykańskie plemiona, o których pan wspominał, o to, czym jest Teraz (Now), wskazałyby pana i otaczającą ich dżunglę czy sawannę. To właśnie byłoby Teraz.

Naukowcy myślą o czasie jak o prostej linii. Moim zdaniem są w całkowitym błędzie.

Czym zatem jest upływ czasu?

Przechodzeniem od jednej konfiguracji Wszechświata do innej. Historia jest jak te leżące obok siebie trójkąty.

Ponad 200 lat temu Joseph-Louis Lagrange wprowadził pewien fundamentalny dla fizyki koncept zwany przestrzenią konfiguracji. W takiej przestrzeni każdemu naszemu trójkątowi odpowiadałby jeden punkt. Wszystkie takie punkty tworzą całą przestrzeń konfiguracji, czyli moją Platonię.

Trójkąt stanowi Teraz. Wszystkie Teraz są jak platońskie formy. W pewnym sensie istnieją wiecznie. Podobnie jak liczby naturalne – 1, 2, 3, 4, 5... Matematycy umieszczają je gdzieś w niezmiennej wieczności. Trudno sobie wyobrazić, że nagle liczba 13 przestanie być liczbą pierwszą. To coś ustalonego raz na zawsze. Podobnie jak nasze trójkąty. I podobnie jak możliwe konfiguracje Wszechświata (tak to w każdym razie wygląda w fizyce klasycznej).

Skoro upływ czasu to nic innego jak talia zdjęć, to skąd bierze się to silne odczucie ciągłości?

Po pierwsze, wciąż niewiele wiemy o świadomości. To wciąż otwarta księga. W zasadzie księga nawet nie otwarta!

Po drugie, wspomnijmy Galileusza. Dokonał on kiedyś podziału tego, co istnieje, na własności pierwotne i wtórne (tak nazywamy je obecnie). Za realnie istniejące Galileusz uważał rzeczy takie jak ten trójkąt, który trzymam w ręce - ciała, które mają jakiś kształt, jakiś rozmiar, i które się poruszają. To własności pierwotne. Za wtórne zaś uważał na przykład odczucia koloru, czy wrażenia temperatury - zjawiska zachodzące w świadomości. Podobnie dziś - żaden fizyk nie powie, że istnieje coś takiego jak kolor czy temperatura. Będzie mówił o długości fali światła lub szybkości ruchu atomów. Podzielili własności na pierwotne, czyli te, których potrzebujemy do wyjaśnienia świata, i wtórne - których doświadczamy z wciąż tajemniczych powodów. Nie mamy pojęcia, dlaczego miałyby odgrywać jakąkolwiek rolę, ale z całą pewnością czynią życie wartym przeżycia! Życie byłoby trudne do zniesienia, gdyby nie smak ciasta czy kolory tęczy. Ja zajmuję się przesuwaniem ze zbioru własności pierwotnych do wtórnych czegoś, czego nie przesunął Galileusz - a mianowicie ruchu.

No bo jakie mamy dowody na to liniowość czasu czy istnienie przeszłości? Dwojakiego rodzaju. Jeden to wszelkiego rodzaju zapisy. Na przykład nasze wspomnienia. Drugi to obserwacja zachodzącego ruchu. Myślimy, że coś widzimy. Ale jeśli ruch ma takie same podstawy jak kolor, to musimy go zakwestionować w roli dowodu.

Są ludzie, którzy nie doświadczają czasu na sposób ciągły, a jako sukcesję migawek. Zwykle tłumaczy się to defektem neurologicznym, ale zastanawiam się czasem, czy nie zbliżają się oni do rzeczywistości bardziej niż my! Kiedy myślimy o przeszłości, widzimy migawki. Ale często trudno powiedzieć, w jakiej ułożone są kolejności. Na przykład - co zdarzyło się najpierw: Jan XXIII został papieżem, Margaret Thatcher premierem Wielkiej Brytanii czy Ronald Reagan prezydentem USA? Trudno na to pytanie odpowiedzieć z marszu.

Poznałem kiedyś kobietę, która cierpiała na przypadłość na tyle ciężką, że widziała te fotografie wspomnień w odwrotnej kolejności. Przejście przez jezdnię stwarzało niebezpieczeństwo, bo zamiast zbliżających się widziała samochody oddalające się od niej jak gdyby na biegu wstecznym. Ta osoba przeczytała moją książkę i potwierdziła, że tak właśnie jest, tak właśnie postrzega czas - jako sekwencje Teraz! To znaczące, że wspomnienia przypominają migawki. A może Pan odczuwa to inaczej?

Nie wydaje mi się.

No właśnie. Tak to chyba z tymi wspomnieniami jest. Bardzo istotny jest ich kontekst.

Łatwo to skontrować, mówiąc, że wrażenie migawkowości to efekt zaledwie psychologiczny.

Cóż – ale w końcu wszystko, co wiemy o świecie, pochodzi z doświadczeń o naturze psychologicznej. Nauka bierze swoje źródło ze stałości sfery niebieskiej, z faktu, że na jego tle poruszały się planety, Słońce i Księżyc. Obserwując je starożytni astronomowie, a potem Tycho Brahe i Kepler, odkryli prawa ruchu planet, a Newton napisał „Principia”. Wszystko to stało się za sprawą ciągłości naszych doświadczeń psychologicznych.

Kiedy otwieram oczy i widzę gwiazdy, to jest to odczucie subiektywne. Ale kształt Mgławicy Oriona jest w moim umyśle odciśnięty niezwykle wyraźnie. Mogę go przywołać w głowie choćby teraz. I stąd się bierze nauka.

Jest taki wspaniały fragment „Snu nocy letniej” Szekspira, w którym Tezeusz mówi Hipolicie, że wydarzenia, w których biorą udział, są po prostu szaleństwem. Kochankowie, poeci i szaleńcy – wszyscy oni są do siebie podobni. Wyobrażają sobie niestworzone rzeczy. Ale Hipolita odpowiada, że z drugiej strony te ich wyobrażenia cechuje ogromna spójność. Moim zdaniem to właśnie ona pozwala uprawiać coś, co zwiemy nauką. Ostatecznie więc we wszystkim bierze udział świadomość. Ale co ją samą warunkuje, pozostaje całkowitą tajemnicą. Na razie.

Co możemy zyskać, zakładając, że czas nie istnieje?

Zyskamy, kiedy zdołamy stworzyć teorię kwantowej grawitacji. Mamy wspaniałą mechanikę kwantową, odkrytą około 1925 r. Ale na razie nikt nie potrafi jej zespolić z ogólną teorią względności. Te dwie wielkie teorie są niekompatybilne przede wszystkim dlatego, że inaczej traktują czas. Czas w mechanice kwantowej jest w zasadzie absolutnym czasem Newtona – liniowym, płynącym w niezmiennym tempie. Natomiast w teorii Einsteina zarówno czas, jak i przestrzeń są dynamiczne, elastyczne. Mój pomysł zakłada próbę rozpoznania elementów absolutnie kluczowych dla obu teorii – takich, których usunięcie bezpowrotnie zniszczyłoby którąś z nich. Jedynym takim elementem jest, moim zdaniem, idea przestrzeni konfiguracji, czyli Platonia. Jest w mechanice kwantowej taka wielkość jak funkcja falowa. Wprowadził ją Erwin Schrödinger. Najprościej rzecz ujmując mówi ona, że jeśli mamy np. trzy cząstki, to w danej chwili istnieją jednocześnie wszystkie formowane przez nie trójkąty, każdy z nich z określonym przez tę funkcję prawdopodobieństwem. Dopiero akt obserwacji tych cząstek ustala ich konkretną konfigurację. Idea Platonii jest więc fundamentem teorii Schrödingera - ale jest to rodzaj Platonii, w której przestrzeń wciąż jest absolutna. Położenie trzech cząstek jest rozważane względem reszty Wszechświata - tak jak położenie naszego drewnianego trójkąta względem tego pokoju. Ale jeśli rozważymy cały Wszechświat, to okaże się, że wszystkim, czym dysponujemy, są wzajemne położenia jego elementów. Wydaje mi się więc, że kwantowy opis Wszechświata musi zawierać prawdopodobieństwa różnych Teraz. Z teorii Einsteina nie można usunąć idei przestrzeni konfiguracji, ale już czas - owszem. Tym właśnie się teraz zajmuję. To zajęcie bardzo trudne. Napotykam horrendalne problemy techniczne, ale mam nadzieję, że kiedy już taką pozbawioną czasu teorię opracujemy, wyjaśni ona, dlaczego Wszechświat jest taki, a nie inny. Wyjaśni znacznie więcej, niż współczesna kosmologia.

Jeśli mam rację, to gdzieś w Platonii żyje inny fizyk teoretyk, który mówi: Ten Julian Barbour całkiem dobrze kombinuje! Ten fizyk żyje nie tyle w przyszłości, co po prostu w innym punkcie przestrzeni konfiguracji.

Istnieją eksperymenty mogące stuprocentowo potwierdzić albo obalić teorię Platonii?

Już teraz ogromne wsparcie idei Platonii dają zarówno mechanika kwantowa, jak i ogólna teoria względności. Na dwa różne sposoby. Powiedziałbym, że obie one byłyby niewyobrażalne bez czegoś na kształt Platonii.

Poczyniłem pewne predykcje jakościowe, ale ich sprawdzenie doświadczalne zapewne potrwa. To zawsze trwa. Wystarczy przypomnieć ogólną teorię względności, odkrytą przez Einsteina w 1915 r. Początkowo jedynym jej potwierdzeniem było odkrycie anomalii orbity Merkurego. Dziś mamy mnóstwo dalszych potwierdzeń, ale dane z obserwacji astronomicznych wymagają niebywale czasochłonnej obróbki. Używamy niewiarygodnie czułych instrumentów pomiarowych, rakiet, potężnych komputerów – to kolosalny biznes służący testowaniu i badaniu wniosków na temat Wszechświata płynących z teorii Einsteina. A teoria kwantowej grawitacji, kiedy nadejdzie, będzie jeszcze wspanialsza, jeszcze bardziej wyrafinowana i zarazem trudniejsza do sprawdzenia. Tak się dziwnie w nauce składa, że im teoria jest lepsza, tym trudniej początkowo z niej cokolwiek wydobyć.

Nie twierdzę, że moja teoria Platonii jest słuszna. To by było ekstremalnie pochopne. Nie spodziewam się, żebym dożył pełnego potwierdzenia jej trafności. Bo to nie będzie łatwe. Wrażenie czasu wyłania się w fizyce w tajemniczy sposób... Choć wciąż mam nadzieję, że ja lub ktoś z moich kolegów nagle dozna olśnienia. Mam takie przeczucie, że jeden prosty pomysł może połączyć wszystko razem i sprawić, że moja idea wzbudzi większe zaufanie. Ale w nauce tego nie sposób przewidzieć. I to właśnie jest piękne.

Dlaczego czas wydaje się płynąć w wyróżnionym kierunku - z przeszłości w przeszłość?

Wróćmy najpierw do fizyki klasycznej. Ogromna większość praw przyrody jest symetryczna względem kierunku czasu. Działa w obie strony. Z mojego, ale nie tylko, punktu widzenia to bardzo naturalne. Powód, dla którego wydajemy się zmierzać w wyróżnionym kierunku stał się jasny w XIX w. dzięki Ludwigowi Boltzmannowi. Wprowadził on pojęcie entropii, która jest miarą nieporządku w świecie. Jeśli wyjdziemy z założenia, że Wszechświat miał początek w bardzo specjalnym, uporządkowanym stanie, charakteryzującym się bardzo niską entropią, to łatwo zrozumieć, dlaczego czas zdaje się biec w jednym kierunku. To kierunek, w którym wzrasta entropia. Historia w takim ujęciu jest dobrze określona. Ustawiamy Wszechświat w pewnym położeniu początkowym, a wszystko zaczyna się poruszać w nim jak w zegarku.

Wróćmy do Platonii, która jest kolekcją wszystkich możliwych konfiguracji Wszechświata. Gdyby Wszechświat składał się tylko z trzech cząstek, konfiguracje byłoby reprezentowane przez trójkąty. W przestrzeni konfiguracji, którą jest Platonia, każdy z trójkątów wyznacza jeden punkt. Teraz uwaga - jak się okazuje, Platonia posiada unikalny, wyróżniony punkt, który nazywam punktem Omega. Reprezentuje on najbardziej jednorodną, symetryczną z możliwych konfigurację Wszechświata (w przypadku Wszechświata składającego się z trzech cząstek byłby to trójkąt równoboczny).

Teraz przejdźmy do mechaniki kwantowej. Mówi ona mniej więcej tyle: niektóre konfiguracje są bardziej prawdopodobne niż inne. Posługując się metaforą trójkątów: jedne trójkąty są bardziej prawdopodobne niż inne. Co niezwykle uderzające, wszystko co wiemy ze współczesnej kosmologii sugeruje, że i nasz Wszechświat wystartował w najbardziej jednorodnym stanie z możliwych. Potem stawał się coraz bardziej nieregularny, złożony. Pojawiły się w nim także zapisy świadczące o przeszłości - a wśród nich te świadczące, że kiedyś znajdował się stanie jednorodnym. To fakt doświadczalny. Te zapisy zamrożone w konfiguracjach Wszechświata nazywam na własny użytek Kapsułami Czasu. Wszystko, czemu się przyjrzymy - DNA, wspomnieniom, wynikom obserwacji astronomicznych, zapisom geologicznym - zdaje się mówić, że Wszechświat zaczął się od Wielkiego Wybuchu, czyli stanu maksymalnej jednorodności. I wszystko to można opisać w mojej teorii.

To oznacza, że wszechświat musi być odpowiednio złożony, żeby mogły w nim powstać kapsuły czasu. Można sobie wyobrazić wszechświat tak prosty, że byłoby to niemożliwe.

Z logicznego punktu widzenia jest to możliwe. Tak. Ale uderzające są dla mnie dwie rzeczy. Niesamowity jest Leibniz, który stwierdził, że żyjemy w najlepszym ze światów. Ale kiedy wczytać się uważnie w jego wypowiedzi, okaże się, że tak naprawdę miał na myśli to, że żyjemy w świecie najbardziej zróżnicowanym z możliwych - a zarazem świecie rządzonym maksymalnie prostymi prawami. Czuł, że proste prawa mogą wygenerować złożone struktury. Także słynna maksyma mechaniki kwantowej brzmi, że wszystko, co może się zdarzyć, zdarzy się. Tak właśnie myślę o Wszechświecie. Jest nieskończenie bogaty, pojawiają się w nim wszystkie dopuszczalne logiczne struktury. Sami ich doświadczamy. Matematycy wskazują potencjalne możliwości, a one okazuję się istnieć w przyrodzie.

Tak naprawdę proponuję, by spojrzeć na te sprawy zupełnie inaczej niż dotychczas. Impulsem do powstania nauki była chęć Greków do wyjaśnienia uporządkowanego Kosmosu. Jak powstały otaczające nas, fantastyczne struktury? Jak porządek wyłonił się z chaosu? Obraz, który utrwalił się w czasach Newtona jest następujący: w chwili narodzin Wszechświat znajdował się w pewnych warunkach początkowych, a potem zabrały się za niego prawa przyrody. Mechanika kwantowa nieco zmienia ten obraz, ale wielu naukowców wciąż myśli w ten sposób. Uważam, że to błąd; że nie należy myśleć o procesie przebiegającym w dwóch krokach - o warunkach początkowych i prawach natury. Jest tylko jedno prawo, które nie zawiera czasu. To równanie niezależne od czasu Schrödingera. Wyjaśnia ono strukturę atomów i cząsteczek. Kształt cząsteczki wody zdeterminowany jest przez równanie nie zawierające czasu. To dla mnie niezwykle sugestywne. Dla mnie cały Wszechświat jest jak gigantyczna cząsteczka znajdująca się we wszystkich możliwych kształtach jednocześnie. Jedne są bardziej prawdopodobne, inne mniej. My znajdujemy się w tych bardziej prawdopodobnych. Moja hipoteza mówi, że mechanika kwantowa Wszechświata przypisuje większe prawdopodobieństwo interesującym strukturom. Ale ta moja teoria to marzenie. Czy słuszne, jeszcze nie wiem. Ma jednak szanse, jak mi się wydaje.

Co idzie na drugi ogień po czasie? Jaką kolejną fizyczną wielkość można wyeliminować? Przestrzeń?

Tak twierdzi mój przyjaciel Lee Smolin (POLITYKA 22/11). Ale bardzo wahałbym się, czy wyeliminować relacje przestrzenne. Nie wiem, w jaki sposób można by tego dokonać. Jest takie powiedzenie Galileusza, że próby uprawiania filozofii naturalnej bez geometrii są skazane na porażkę. Kwestionuję natomiast obecność pojęcia długości lub odległości wśród fundamentalnych wielkości fizyki. Badaniem tej sprawy zajmuję się od 10 lat. Opoką nauki są moim zdaniem kąty. Nie widzę realnych szans na ich wyeliminowanie. Może za jakiś czas.

Osobom postronnym stwierdzenie o tym, że długość czy odległość jest pojęciem zbędnym, może się wydać kuriozalne.

Mój punkt wyjścia jest następujący – widzimy tylko kąty. I nic więcej. Wniosek, że znajduje się pan dwa metry ode mnie, wysnuwam na podstawie życiowego doświadczenia. Prawdopodobnie umiejętność ta została też przez ewolucję zapisana na stałe w moim mózgu. Ocena odległości jest hipotezą, którą przyjmuję, by wyjaśnić zjawisko.

Myślę, że zadaniem nauki jest wyjaśnianie zjawisk – tak jak je zdefiniowali starożytni Grecy. Doświadczasz niezwykłego fenomenu i próbujesz wyjaśnić go w możliwie prosty sposób. Ja próbuję wyjaśniać zjawiska bez przyjmowania większej liczby założeń niż to absolutnie konieczne. Wśród nich jest właśnie odległość.

Powiedział Pan kiedyś, że chciałby udowodnić, że Wszechświat jest tak bogaty, jak nam się wydaje, kiedy używamy zmysłów, a nie tak bezbarwny, jakim zwykle ukazuje go nauka. Jak to rozumieć?

To jedna z tych rzeczy, których już prawdopodobnie nie zdołam zrobić. Całkowicie możliwe, że nauka dopiero zaczyna skrobać powierzchnię bogatego Wszechświata. Spójrzmy choćby na niezwykłe fundamenty matematyki. Cała ona opiera się na liczbach naturalnych - 1,2,3,4,5 - i na fakcie, że można je dodawać. Jeśli mamy jedną liczbę, mamy następną. I wynika z tego cała matematyka! Wspaniałe. Ale czym jest liczba 1? Jak określamy coś definitywnego, coś na czym można oprzeć naukę? Może dopiero cały Wszechświat jest taką Jedynką? Być może właśnie poprzez doświadczenia jakościowe i sposób, w jaki są skorelowane, zaczniemy dostrzegać porządek we Wszechświecie. Dopiero zaczynam to rozumieć...

Czym jest kąt? Znaczy on tylko tyle, że obraz gwiazdy ląduje w jednym punkcie siatkówki mojego oka, a obraz innej gwiazdy - w drugim punkcie. Siatkówka jest połączona z neuronami mojego mózgu, gdzie bóg wie, co się dzieje. Ale jakoś z tej niewyobrażalnej plątaniny neuronów wyłania się spójny obraz tego pokoju, i Pana, kiwającego głową. Wszystko to przychodzi do mnie pod postacią własności wtórnych. Wszystkie liczby, które ja i inni naukowcy wkładamy w nasze teorie, pochodzą z takich właśnie doświadczeń jakościowych. Wiemy, że możemy im zaufać, bo cechuje je ta fantastyczna wspólnota doświadczania, o której mówił Hipolita.

Być może nauka, którą dopiero poznajemy i jeszcze nie rozumiemy, jest dużo bogatsza. Leibniz mówił, że jest tylko jeden Wszechświat, i że jest nim też każde obdarzone świadomością stworzenie - z tym, że jest to Wszechświat oglądany z jego perspektywy. Dla mnie to najbardziej satysfakcjonujący sposób myślenia o istnieniu i naszych doświadczeniach.

Paul Steinhardt i Neil Turok mówią o swoim modelu Wszechświata cyklicznego, że jest to tylko ćwiczenie intelektualne. Dla Pana Platonia wydaje się czymś więcej. Pan wydaje się swoją teorią żyć.

Tak. Mój stosunek do własnej pracy przypomina postawę Rogera Penrose'a (fizyka i matematyka, który jest Platonikiem, jak ja). Wydaje mi się, że i on z pasją wierzy w swoje teorie. Ironia polega na tym, że Penrose, podobnie jak Steinhardt i Turok, przekonuje, że Wszechświat jest cykliczny, wobec której jestem bardzo sceptyczny. Ale mam wrażenie, że w jego przypadku może to mieć coś wspólnego z bardzo głęboką potrzebą idei mówiącej, że Wszechświat jest wieczny. Ja na wieczność, w której nic się nie zmienia, mam nieco inny pogląd. Wszystko wydarza się jednocześnie.

Wszyscy musimy zmierzyć się z parszywymi aspektami ziemskiego bytowania. Nauka może jakoś pomóc?

Cóż, czerpię z niej ogromną przyjemność. Zawsze mówię, że jestem w czepku urodzony - i ten czepek jeszcze całkiem się nie zsunął. Uważam Wszechświat za coś absolutnie wspaniałego. Połknąłem bakcyla nauki jako dziewięcioletni, może dziesięcioletni chłopiec, po przeczytaniu książki o astronomii. I od tamtej pory bogactwo Wszechświata nie przestało mnie zadziwiać. Sam Pan widział, z jakim entuzjazmem podchodzę do malarstwa czy Szekspira.

Mam wrażenie, że jest coś wewnątrz mnie, co popycha mnie naprzód. Osobiście nie wierzę w istnienie wolnej woli. Myślę, że i my jesteśmy jednym ze sposobów, na jakie manifestuje się Wszechświat. To bardzo ekscytujące. Poeci mówią często, że są tylko rodzajem przekaźnika. Mówią, że to nie oni tworzą poematy, że tylko pozwalają im się wydostać na zewnątrz. To bardzo, bardzo prawdziwe. Czuje to, pisząc swoje książki. Nie wiemy, co powiemy, dopóki tego nie zrobimy. I nagle coś jest. Skąd przychodzi?

We Wszechświecie osadzeni jesteśmy na rozmaite sposoby - fizycznie, kulturowo. Wszystkie te czynniki mają znaczenie.

Jest coś bardzo specjalnego w każdej pojedynczej chwili. Wszyscy wielcy muzycy podkreślają wagę spontaniczności. W epilogu "The End of Time" piszę o śpiewaczce Janet Baker, która opowiada, że nigdy nie próbuje powtórzyć udanego występu z poprzedniego wieczoru, bo to wszystko niszczy. Baker mówi, że najbardziej ekscytująca jest sytuacja, gdy ona decyduje się zaśpiewać odrobinę inaczej niż zwykle, dyrygent odczytuje ten kierunek i odpowiednio reaguje, dodaje coś od siebie, modyfikuje - i tak rodzi się wspaniały spektakl! Jest w tym coś - nie zawahałbym się użyć tego słowa - magicznego.

rozmawiał Karol Jałochowski

za tyg.”Polityka” 16.09.2011r.