Nauka

Janusowy Wszechświat

Wszystkie czasy Juliana Barboura

Julian Barbour Julian Barbour Karol Jałochowski / Polityka
Fizyk brytyjski przekonuje: czas płynie nie w jednym, lecz w dwóch kierunkach jednocześnie. Julian Barbour to kolejny bohater „Pionierów”, dokumentalnego cyklu filmowego POLITYKI.
DVD z filmem „Człowiek, który igra z czasem” będzie można kupić w kioskach od 13 lipca. DVD z filmem „Człowiek, który igra z czasem” będzie można kupić w kioskach od 13 lipca.

Od pewnego czasu utrwalamy w formie filmów, które dołączamy do POLITYKI, portrety najwybitniejszych myślicieli epoki, ze szczególnym uwzględnieniem tych, którzy mieli/mają odwagę, by w swoich dociekaniach nie podporządkowywać się normom i paradygmatom. Barbour, który po obronie doktoratu przez ponad 40 lat pracował poza Akademią, utrzymując się z tłumaczeń naukowej literatury rosyjskiej, to idealny kandydat do cyklu „Pionierzy”: nieprzystający do schematów, ale zarazem, mimo całej osobności, pozytywnie zweryfikowany przez środowisko uniwersyteckie, publikujący rzadko, ale za to w najbardziej szanowanych periodykach.

Już kilka lat temu w POLITYCE 38/11 opublikowaliśmy rozmowę z nim, w której przedstawiał swą frapującą teorię mówiącą o tym, że upływ czasu to złudzenie, a sam czas to uniemożliwiający nam dalszy postęp bagaż, który targamy od kilkuset lat. Barbour przekonywał, że jeśli wyrzucimy czas ze zbioru pojęć podstawowych, to, być może, uda się wreszcie doprowadzić do wypatrywanego od dawna zespolenia dwóch wielkich teorii fizycznych – ogólnej teorii względności i mechaniki kwantowej. Wreszcie o tym, co największe (galaktyki, gwiazdy, czarne dziury itd.), można by było mówić językiem tej samej matematyki, co o rzeczach najmniejszych. Dziś obie te sfery wymykają się wspólnemu opisowi, co nie ma większego znaczenia w przypadku większości zjawisk, ale uniemożliwia zrozumienie procesów ekstremalnych, na przykład Wielkiego Wybuchu.

Barbour w naszym filmie wyjaśnia, skąd wzięła się jego idea bezczasowości. Wnioski o istnieniu przeszłości zawsze przecież wysnuwamy z teraźniejszości, z pism i skamielin. Barbour opisuje (na bardzo prostym przykładzie trzech cząstek), jak wygląda bezczasowy Wszechświat: to zbiór wszystkich możliwych konfiguracji jego elementów składowych. Taki Wszechświat, wiedziony jednym ogólnym prawem, przechodzi z jednego układu w drugi, jak my przeglądamy talię zdjęć. Takie szczególne spojrzenie pozwalało Barbourowi na wyeliminowanie przedziwnych założeń, które przyjął jeszcze Newton, a my nie odrzucamy do dziś. Zakładamy bowiem zwykle, że przestrzeń ma charakter absolutny, że Wszechświat zanurzony jest w jakimś nadającym mu skalę wielkości pojemniku. A przecież nic podobnego nie istnieje.

Barbour, idąc za austriackim filozofem i fizykiem Ernstem Machem, chciał włączać do teorii naukowych jedynie te elementy, które można zaobserwować. Są więc tylko konfiguracje, tylko wzajemne relacje geometryczne, nie ma czasu i nie ma odległości, bo do ich mierzenia potrzebna byłaby jakaś absolutna linijka – linijka w rękach Boga. Pół biedy, że newtonowska – a korzenie mająca jeszcze w tradycji judaistycznej, a może i sumeryjskiej – wizja świata tkwi w naszych intuicjach. Jest także obecna we współczesnych teoriach fizycznych. – Czas w mechanice kwantowej jest absolutnym czasem Newtona – liniowym, płynącym w niezmiennym tempie. Natomiast w teorii Einsteina jest dynamiczny, elastyczny. 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 – mówi Barbour.

Dla niektórych może to być abstrakcja trudna do ogarnięcia wyobraźnią. Ale Barbour, podobnie jak pozostali Pionierzy, należy do zastanawiająco wąskiej grupy myślicieli, dla których nauka to nie tylko intelektualna igraszka, lecz także sposób na możliwie silne i świadome osadzenie w rzeczywistości. Na pogłębienie harmonii i wspólnoty z tym, co ożywione w wyniku ewolucji naturalnej, i z tym co, jak sztuka, stworzone zostało przez człowieka. Na solidne osadzenie w porządku rzeczy, przy całej niepewności co do jego charakteru.

Chętnie opowiada o zachwycie nad zjawiskami z pozoru powszednimi: – Radość jedzenia, zbierania jagód, ich smak, uczucie wskakiwania do zimnej wody, pływania, wszystko, co sprawia, że życie jest ekscytujące, wszystko to wydaje się nie mieć miejsca w świecie zewnętrznym, a tylko w naszym umyśle. Nie istnieje przecież nic takiego jak kolor czy temperatura. Fizyk będzie mówił o długości fali światła czy szybkości ruchu atomów. Skąd więc się bierze ta niebywała spójność naszego doświadczenia? Co tu się dzieje?

Czyżby nauka była w tym przypadku bezradna, jak bezradny jest rozum w analizie poetyki snu, pyta Barbour. Zakładaliśmy więc, że i dla państwa zacytuje ulubiony fragment „Snu nocy letniej” Szekspira, w którym Podszewka tłumaczy: „Musiałby człowiek być zupełnym osłem, żeby próbować ten sen wytłumaczyć”.

Rozważania nad iluzorycznym charakterem czasu nasz bohater uznaje już jednak za rozdział zamknięty. Tuż przed naszą u niego wizytą dwuletnia współpraca Barboura z Timem Koslowskim i Flavio Mercatim wydała owoc w postaci szkicu nowej, potencjalnie rewolucyjnej teorii. Kwestia czasu też w niej występuje, jednak ujęta inaczej. – Długo byliśmy przekonani, że główną wartością naszej pracy będzie próba stworzenia kwantowej teorii grawitacji. Nadal na to liczymy, ale zorientowaliśmy się, że może uda nam się powiedzieć coś znacznie bardziej bezpośredniego i przekonującego na temat źródeł różnic między przeszłością i przyszłością – mówi Barbour w naszym filmie.

Brytyjczyk szuka ostatnio – i wydaje się znajdować – odpowiedzi na pytanie, dlaczego tak zwana strzałka czasu uparcie wskazuje jeden tylko kierunek. Pytanie jest nietrywialne nie tylko z egzystencjalnego punktu widzenia – bo wszyscy, od kwiatków począwszy, na czarnych dziurach skończywszy, zmierzamy w identycznym mniej więcej kierunku – ale i z naukowego. Prawa fizyki nie mają bowiem wyróżnionego kierunku. A czas ma.

Przypuszcza się, że kierunek ten narzucany jest przez wzrost nieuporządkowania we Wszechświecie, czyli tzw. entropii. To jej wzrost każe cukrowi rozpuszczać się w kawie i nie wracać do formy kryształu, rozbijać jajka na omlet bezpowrotnie, raz na zawsze umierać i nie podnosić się ze zmarłych. Termin ten, podobnie jak teorię termodynamiki, sformułowano jeszcze w XIX w., by podnieść sprawność silników parowych, i z powodzeniem ulepszano, czyniąc z entropii jedną z najważniejszych i bogatych w zastosowania teorii fizycznych. Ale próby tłumaczenia strzałki czasu w jej kontekście dają mało eleganckie rezultaty. Sens nadaje im dopiero dość brutalne założenie o niebywałym uporządkowaniu Wszechświata w chwili początkowej. A piękne teorie nie potrzebują przecież założeń. – Założenia są świadectwem naszej klęski – mówi Barbour. Żeby nie polec z kretesem, trzeba się wyzwolić z „historycznie obwarowanych sposobów myślenia”, mówi Brytyjczyk.

Barbour sugeruje, by opuścić nasze dosłowne i metaforyczne pudełko. Tak się bowiem jakoś złożyło, że termodynamikę sformułowaną z myślą o kotle parowozu stosowano do myślenia o układzie, który choć lokalnie może go czasem przypominać, z natury jest wręcz nieskończony. Mowa oczywiście o Wszechświecie. Jeśli się o tym pamięta (a Barbour pamięta) i jeśli od 40 lat poświęcało się teorii (to także Barbour), która bada dynamikę kształtów Wszechświata, to można zaproponować zupełnie inne rozumienie strzałki czasu – a przy okazji wyjaśnić to i owo na temat pradziejów.

Barbour wraz z kolegami przyjrzał się pewnym znanym od ćwierć tysiąclecia, ale zapomnianym wynikom równań opisujących rządzony prawem grawitacji ruch wielu ciał. Wynikom prostym i pięknym, bo niewymagającym żadnych szczególnych warunków początkowych. Nie wchodząc w szczegóły, których część Barbour zdradza w filmie, można powiedzieć, że w jego Wszechświecie strzałka czasu wyłania się w całkowicie naturalny sposób, niewymuszany przez żadne założenia, a Wielki Wybuch jawi się nie jako osobliwość, gdzie załamują się wszystkie znane nam równania, lecz łagodne przejście między jednym jego kierunkiem a drugim. Właśnie – u Barboura strzałki czasu są dwie, skierowane w przeciwne strony. Gdzieś tam, po drugiej stronie tęczy (Wielkiego Wybuchu), jest Wszechświat rządzony tymi samymi co nasz prawami przyrody, lecz ułożony niejako symetrycznie, podobny do naszego, lecz nie identyczny. Stąd nazwa, którą Barbour, Mercati i Koslowski nadali swojej teorii – teorii punktu Janusa, rzymskiego boga początków, mężczyzny o dwóch twarzach, spoglądającego jednocześnie w dwóch kierunkach.

Janusowy Wszechświat niekoniecznie dąży do mniejszego uporządkowania. Jest wprost przeciwnie, przekonuje Barbour, bo rośnie przecież stopień złożoności istniejących w nim obiektów. Cząstki zbijają się w atomy, atomy w cząsteczki, cząsteczki w bardziej złożone obiekty, obiekty w mgławice i galaktyki, galaktyki w grupy i gromady itd. Zaczęliśmy nie od stanu niskiej entropii, lecz wysokiej, a ta, malejąc, dała początek wszystkiemu, co interesujące. I my też jesteśmy dziećmi tego malenia, mówi Barbour. Oczywiście, jak potem natura obejdzie się z całym tym dorobkiem, nie wiadomo. Być może Wszechświat skończy jako martwa zawiesina rozproszonych cząstek i promieniowania, na razie jednak mamy powody do optymizmu. I to podwójnie. Po pierwsze, żyjemy w epoce tworzenia, nie niszczenia. Po drugie, teoria punktu Janusa elegancko zaczyna tłumaczyć nie tylko genezę strzałki czasu, ale i podstawowe fakty ewolucji Wszechświata, jego początek i ekspansję.

Julian Barbour rozpieczętowuje Wszechświat. Wyjmuje z zamknięcia, gdzie dla wygody obliczeń, z zawodowego oportunizmu albo – najpewniej najczęściej – mimowolnie umieszczały go kolejne pokolenia uczonych. Z całą pewnością na podobny brak poważania dla obowiązujących norm wpływ miało fizyczne i intelektualne oddalenie Barboura od centrów aktywności akademickiej. Ale też i ma Wielka Brytania wspaniałą tradycję myślicieli, którzy przełomowe manifesty przygotowywali w wiejskim domu, siedząc przed kominkiem, z kotem na kolanach i psem przy nodze. Niewykluczone, że piętno na światopoglądzie Barboura odcisnęła wielka literatura rosyjska, której jest miłośnikiem. Dusze i ciała cyrylicznych bohaterów targane są przecież wichrami dziejów i namiętności o kosmicznej wręcz skali.

To wyjątkowa rzadkość – spotkać uczonego w chwilę po tym, jak dokonuje znaczącego odkrycia, gdzieś między radością a niepewnością tego, jak zostanie ono przyjęte. Zapraszamy!

***

Dotychczas w cyklu „Pionierzy” ukazały się filmy: „Bomba, która wstrząsnęła światem”, poświęcony uczestnikowi Projektu Manhattan Royowi Glauberowi, oraz „Człowiek, który zmienił myślenie o umyśle”, którego bohaterem jest filozof umysłu Daniel C. Dennett. A już za miesiąc kolejna premiera – film o pewnym krnąbrnym argentyńskim matematyku i jego żonie-filozofce.

Fizyk brytyjski przekonuje: czas płynie nie w jednym, lecz w dwóch kierunkach jednocześnie. Julian Barbour to kolejny bohater „Pionierów”, dokumentalnego cyklu filmowego POLITYKI.

DVD z filmem „Człowiek, który igra z czasem” będzie można kupić z następnym wydaniem POLITYKI. W kioskach od 13 lipca.

Polityka 28.2016 (3067) z dnia 05.07.2016; Nauka; s. 66
Oryginalny tytuł tekstu: "Janusowy Wszechświat"
Więcej na ten temat
Reklama

Codzienny newsletter „Polityki”. Tylko ważne tematy

Na podany adres wysłaliśmy wiadomość potwierdzającą.
By dokończyć proces sprawdź swoją skrzynkę pocztową i kliknij zawarty w niej link.

Informacja o RODO

Polityka RODO

  • Informujemy, że administratorem danych osobowych jest Polityka Sp. z o.o. SKA z siedzibą w Warszawie 02-309, przy ul. Słupeckiej 6. Przetwarzamy Twoje dane w celu wysyłki newslettera (podstawa przetwarzania danych to konieczność przetwarzania danych w celu realizacji umowy).
  • Twoje dane będą przetwarzane do chwili ew. rezygnacji z otrzymywania newslettera, a po tym czasie mogą być przetwarzane przez okres przedawnienia ewentualnych roszczeń.
  • Podanie przez Ciebie danych jest dobrowolne, ale konieczne do tego, żeby zamówić nasz newsletter.
  • Masz prawo do żądania dostępu do swoich danych osobowych, ich sprostowania, usunięcia lub ograniczenia przetwarzania, a także prawo wniesienia sprzeciwu wobec przetwarzania, a także prawo do przenoszenia swoich danych oraz wniesienia skargi do organu nadzorczego.

Czytaj także

Historia

O Niemcach, którzy z konieczności zostali Polakami

Książka naszego redakcyjnego kolegi Piotra Pytlakowskiego „Ich matki, nasi ojcowie”, której fragment publikujemy, opowiada o losach niemieckich dzieci mieszkających na ziemiach, które po II wojnie światowej przypadły Polsce.

Piotr Pytlakowski
15.09.2020
Reklama

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną