Gdy Pan Bóg liczy...

Michał Heller



Zaczęliśmy schodzić do lądowania. Spod skrzydła wynurzyła się laguna: plątanina grobli, mielizn, szlaków do żeglugi wytyczonych bojami rozmaitej wielkości. Przechył w lewo odsłonił miasto. W ukośnych promieniach późnopopołudniowego słońca Wenecja wyglądała jak dekoracja z amerykańskiego filmu: koronka kopuł, dachów i kampanili w obramowaniu dwu zwisających pod skrzydłem silników odrzutowca. Ale ten niezwykły widok trwał krótko. Brutalnie zastąpił go poorany oponami ciężkich maszyn pas startowy. Wylądowaliśmy na lotnisku Marco Polo.
Przyleciałem tu, aby na uniwersytecie w Padwie wygłosić odczyt o początku czasu i początku Wszechświata. Z lotniska Marco Polo do Padwy jedzie się około pół godziny. Don Alessandro, astronom, którego poznałem już kiedyś w Castel Gandolfo, prowadzi pewnie, ale z włoską fantazją. Rozmawiamy trochę o historii, Padwa to przecież jeden z najstarszych uniwersytetów. Tu studiował Mikołaj Kopernik. Jakżeż inaczej wyglądał wtedy świat, ciągle jeszcze z Ziemią w środku i obiegającym ją Słońcem! Podróż z Polski zajęła wówczas Kopernikowi wiele dni, dziś z Warszawy przyleciałem tu w ciągu niespełna pięciu godzin (z czekaniem na połączenie w Zurychu). On na poparcie swojej tezy o ruchu Ziemi nie miał praktycznie żadnych obserwacji, dziś naszymi teleskopami kontrolujemy ponad 90% historii Wszechświata (wskutek skończonej prędkości światła obserwując dalsze obszary, widzimy wcześniejsze epoki). Czy jednak aż tak bardzo posunęliśmy się naprzód w rozumieniu Wszechświata od czasów Kopernika lub nawet Arystarcha z Samos? Och, niewątpliwie znamy dziś całkiem nieźle prawa rządzące Kosmosem, wiemy wiele o jego „składzie chemicznym”, potrafimy ze znacznymi szczegółami zrekonstruować historię galaktyk, gwiazd i planet, nagromadziliśmy sporą wiedzę o ewolucji życia, ale... podstawowe pytanie pozostaje „nietknięte”: skąd się to wszystko wzięło?

Okno z widokiem na Canal Grande

W Wenecji co roku odbywają się międzynarodowe sympozja pod wspólnym tytułem „Kosmologia i filozofia”. Tematem spotkania we wrześniu tego roku ma być znane pytanie Leibniza: Dlaczego istnieje raczej coś niż nic? Jeżeli wmyślić się głębiej w to pytanie, ciarki przechodzą po plecach. Bo przecież mogłoby nie istnieć nic. Nic. Dosłownie nic: ani świata, ani Boga. Nic – absolutne zero istnienia. To byłoby najprostsze, nie wymagające żadnego wyjaśnienia. Nic równa się nic – jedynie obowiązujące równanie. I nic poza tym. A jednak coś jest. A jeżeli jest, domaga się wyjaśnienia. Ale dlaczego cokolwiek mamy wyjaśniać? Co to jest wyjaśnianie? I w ten sposób powstaje łańcuch pytań – łańcuch, który raz rozpoczęty, nigdy się nie kończy. Byłoby znacznie prościej, gdyby nie było żadnego pytania. Dlaczego zatem istnieje raczej coś niż nic?
Prof. Francesco Bertola wykłada astronomię na uniwersytecie w Padwie, ale mieszka w Wenecji. To on jest głównym organizatorem cyklu wykładów, w którym mam wystąpić. Dyskusja o pytaniu Leibniza zaczęła się podczas obiadu u niego w domu. Proza codzienności zwykle znieczula nas na najbardziej zdumiewające rzeczy, ale tu, z widokiem na Canal Grande i morską bryzą wpadającą przez otwarte okno, nawet zwykła codzienność wydaje się nierealna. Raczej Coś niż Nic.
Mój odczyt, chociaż dotyczył początku czasu i początku Wszechświata, nie nawiązywał bezpośrednio do pytania Leibniza. Bezpośrednio – bo przecież Wszechświat i czas to także coś, a jeżeli coś istnieje... Zagadnienie początku czasu i początku Wszechświata ma bardziej „techniczne” aspekty, z którymi trzeba się zmierzyć, by uczynić kolejny krok na drodze wytyczonej przez Arystarcha i Kopernika. Matematycznym odpowiednikiem Wielkiego Wybuchu, od którego rozpoczęła się obecna faza kosmicznej ewolucji, jest tzw. osobliwość początkowa. Intuicyjnie można ją rozumieć jako „obszar”, w którym równania Einsteina zapominają, co było „przedtem”, o ile w ogóle było cokolwiek. Ale na pytanie, jaka jest geometryczna natura osobliwości, trudno znaleźć ścisłą odpowiedź, ponieważ właśnie na tym polega złośliwość całego problemu, że dotychczasowe metody geometryczne załamują się w osobliwości. Matematyka jednak ciągle nas zaskakuje nieoczekiwanym postępem, może więc wśród najnowszych metod matematycznych znajdą się i takie, które poradzą sobie z problemem osobliwości. Wszystko wskazuje na to, że jeszcze raz potwierdzi się prawidłowość dość dobrze znana z dotychczasowej historii nauki: ilekroć znajdujemy odpowiedź na jakieś zadawnione pytanie, okazuje się, że należy je rozumieć zupełnie inaczej niż dotychczas sądzono. Niewykluczone, że odpowiedź na pytanie, czy Wszechświat i czas miały swój początek, wykracza poza prostą dychotomię: albo tak, albo nie. I chyba tak powinno być. Bo czy nasza prosta tak-nie logika jest w stanie uporać się z pytaniem, co było przedtem, zanim czas zaistniał, jeżeli to właśnie czas określa każde przedtem i potem?

Scenariusze historii Wszechświata

W 1766 r. Giuseppe Toaldo wyższą z dwu wież średniowiecznego zamku w Padwie zamienił na obserwatorium astronomiczne. Dużo wcześniej, za rządów tyrana, Ezzelina III w XIII w., wieża była więzieniem i miejscem tortur, potem zamek służył jako koszary, w których ćwiczono rekrutów. Obecnie – starannie odrestaurowany – służy nauce. Elektronika najnowszej generacji doskonale czuje się w średniowiecznej oprawie. To skrzyżowanie nowoczesności z „patyną wieków” sprawia, że metafizyczne pytania wydają się naturalne w kosmologicznym kontekście.
Dalszy ciąg dyskusji o pytaniu Leibniza odbywał się w gabinecie prof. Bertolo. Fizycy i astronomowie (przynajmniej ci, którzy się tym interesują) są skłonni poszukiwać na nie odpowiedzi w prawach fizyki. Jeżeli było tak, że świat kiedyś nie istniał, to czy prawa fizyki mogły go wyprodukować z niczego? Znaną próbą, zmierzającą w kierunku znalezienia twierdzącej odpowiedzi na to pytanie, był model kosmologiczny zaproponowany w 1983 r. przez Jima Hartle’go i Stevena Hawkinga (spopularyzowany przez tego ostatniego w bestsellerze „Krótka historia czasu”). W ramach tego modelu, posługując się znanymi obecnie prawami fizyki kwantowej, można wyliczyć, jakie jest prawdopodobieństwo wyłonienia się danego stanu Wszechświata z nicości. Carl Sagan, komentując model Hartle’go-Hawkinga napisał, że Pan Bóg nie ma w nim nic do roboty. We wszystkim wyręczają go prawa fizyki.
Inni sądzą, że likwidując problem początku, likwiduje się problem „Pierwszej Przyczyny”. Taka była filozofia Andrieja Lindego, gdy konstruował on swój model wiecznej, chaotycznej inflacji. Wszechświat macierzysty, znajdujący się początkowo w stanie przyspieszonej ekspansji (to właśnie kosmologowie nazywają inflacją), produkuje światy potomne, również znajdujące się w stanie inflacji. Wprawdzie każdy z wszechświatów może istnieć przez skończony okres czasu, ale cały proces ich proliferacji jest wieczny – nie miał początku i nie będzie mieć końca. Pierwsza Przyczyna jest niepotrzebna. 
J. R. Gott III i Li-Xin Li wprowadzili – ich zdaniem – istotną poprawkę do modelu Lindego. Ogólna teoria względności dopuszcza możliwość zamkniętego czasu. Dlaczego więc nie przyjąć, że któryś z wszechświatów potomnych jest tożsamy z „wszechświatem wyjściowym”? W ten sposób nie tyle eliminuje się Pierwszą Przyczynę, ile raczej świat staje się swoją własną Pierwszą Przyczyną.
Ostatnio Paul Steinhardt (sam do niedawna gorący zwolennik inflacyjnego modelu) z Nielem Turokiem i kilku innymi swoimi współpracownikami, opierając się na najnowszej teorii „supermembran”, wprowadził jeszcze inny scenariusz. Teoria supermembran to uogólniona wersja słynnej teorii superstrun, najbardziej popularnej kandydatki do zunifikowania całej fizyki. Superstruny są tworami jednowymiarowymi (jak cieniutkie nitki), supermembrany mogą być więcej wymiarowe (mogą być n-branami, jak mówią fizycy). W modelu Steinhardta nasz Wszechświat jest 3-braną (czyli trójwymiarową supermembraną), a Wielki Wybuch nie był jego początkiem, lecz wynikiem kolizji z inną 3-braną.
Nie trzeba dodawać, że pomiędzy zwolennikami różnych koncepcji toczą się zacięte spory, w których padają ważkie teoretyczne argumenty. Ich wymowa w gruncie rzeczy sprowadza się do jednego: który ze scenariuszy, w spójny sposób i w oparciu o znane prawa fizyki, lepiej wyjaśni Wszechświat samym Wszechświatem?

Zagadka istnienia

Nie zapominajmy jednak, że jesteśmy w obserwatorium astronomicznym, tzn. w miejscu, w którym liczą się obserwacje, czyli to, co można zarejestrować, zamienić na pixele, zobaczyć na ekranie komputera i wyrazić w liczbach. Owszem, modele „kwantowego tunelowania z nicości”, chaotycznej inflacji, wszechświatów z zamkniętym czasem i zderzających się supermembran opisuje się przy pomocy matematycznych formuł, niekiedy bardzo zaawansowanych, w niczym to jednak nie zmienia faktu, że są to tylko spekulacje, i to bardzo odległe od jakichkolwiek możliwości obserwacyjnego potwierdzenia. Co więcej, wszystkie te spekulacje w punkcie wyjścia zakładają prawa fizyki. Gdyby ich nie założyć, nie dałoby się zbudować żadnego modelu: ani takiego, który wymaga Pierwszej Przyczyny, ani takiego, który sam jest swoją Pierwszą Przyczyną.
Skąd więc wzięły się prawa fizyki? Wyrażamy je w języku matematyki. Dlaczego? Cóż takiego ma w sobie matematyka, że jest w stanie uchwycić to, co istotne? Matematyka – czyli wszystkie możliwe związki wynikania? Czy nie jest to związane z samą zagadką istnienia? Leibniz napisał kiedyś, że gdy Pan Bóg liczy, świat się staje – „Dum Deus calculat, mundus fit”.

*

Żywiłem cichą nadzieję, że odlatując z lotniska Marco Polo będę miał jeszcze raz okazję przeżyć „metafizyczne wzruszenie Wenecją”, ale żegnałem ją w strugach deszczu. Wkrótce po oderwaniu się od pasa startowego zanurzyliśmy się w gęste chmury. Prawo Bernoulliego bezpiecznie unosiło w powietrzu tych kilkadziesiąt ton stali.


maj 2002


Ks. Michał Heller jest profesorem PAT w Krakowie, rektorem Instytutu Teologicznego w Tarnowie, członkiem Watykańskiego Obserwatorium Astronomicznego. Zajmuje się kosmologią, filozofią, historią nauki i relacji między nauką a teologią. Ostatnio opublikował książkę pt. „Sens życia i sens Wszechświata” (wyd. Biblos, Tarnów 2002). Stale współpracuje z „Tygodnikiem Powszechnym”. Śródtytuły pochodzą od redakcji.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Nr 26 (2764), 30 czerwca 2002

do góry

 

© 2000 Tygodnik Powszechny
Szczegółowe informacje o Redakcji; e-mail: redakcja@tygodnik.com.pl