ROGER PENROSE: Makrosvět, mikrosvět a lidská mysl

Na obálce a na přebalu knihy je trojrozměrný model trojúhelníku, jeden z těch realisticky vyhlížejících předmětů, který je sice možné nakreslit na papír, ale ve skutečnosti ho nelze sestrojit. V knihách pojednávajících o zdánlivě paradoxních nebo velice těžko představitelných důsledcích teorie relativity či kvantové fyziky taková ilustrace už nikoho nepřekvapí, v Penrosově knize se však z pouhé hříčky stává symbol určitého pohledu na svět, který autor ve své knize vysvětluje a obhajuje.

Co mě na této knížce okamžitě upoutalo, je Penrosův zápal. Čtenář cítí, že autor bere svou věc vážně, ale přitom k ní nepřistupuje suchopárně. Na mnoha místech je zajímavé sledovat, jak se na svět dívá matematik: Speciální relativita je tak teorií v mnoha ohledech jednodušší než mechanika newtonovská. Z matematického hlediska [...] je to mnohem hezčí matematická struktura. V knížce je také mnoho obrázků, názorně ilustrujících věci, o nichž se hovoří, což zvlášť u abstraktních pojmů může vydatně přispět k porozumění.

Obsah výstižně charakterizuje sám autor: Tato kniha nese název „Makrosvět, mikrosvět a lidská mysl“. První kapitola spolu s kapitolou následující pojednávají o našem fyzikálním vesmíru. [...] Nebudou to však „botanické“ kapitoly, které by detailně popisovaly, co se kde v našem vesmíru nachází. Soustředím se v nich na výklad zákonů, jimiž se chod světa řídí. Jedním z důvodů, proč jsem rozbor fyzikálních zákonů rozdělil do dvou kapitol, jedné o „velkém“ a druhé o „malém“, je skutečnost, že zákony popisující chování světa velkých měřítek a zákony světa měřítek velmi malých se zdají být značně rozdílné. Jak sladit to, co se zdá být tak různé, je hlavním tématem kapitoly třetí. A právě zde vstupuje do naší diskuse lidská mysl. ¹⁾

V první kapitole je stručně vyložen pohled současné fyziky na vývoj vesmíru jako celku. Autor v textu i na obrázcích poukazuje na geometrické aspekty Einsteinovy teorie gravitace a kosmologie, cituje výsledky měření, které potvrzují shodu Einsteinovy teorie s pozorováními. Hájí skutečnou existenci jevů odpovídajících této teorii v přírodě: Teorie byla původně rozvinuta bez observační motivace, matematicky je však velmi elegantní a ukázalo se, že i velmi dobře podložená fyzikálně. Chtěl bych zde poukázat na to, že příslušná matematická struktura skutečně existuje v přírodě, že teorie je opravdu přítomná v prostoru, není to něco někým na přírodu vloženého.

Druhá kapitola se věnuje kvantové teorii. Je zmíněna obdivuhodná úspěšnost jejího výkladu řady každodenních jevů (jako jsou vlastnosti atomů a molekul, tepelné záření těles, lasery atd.) a ukázány některé z jejích překvapivých důsledků. Středem Penrosova zájmu je role indeterminizmu, který do teorie vstupuje v okamžiku, kdy provedeme měření, jehož výsledek je kvantovou teorií určen jen s určitou pravděpodobností. Nejasnost interpretace kvantového popisu světa autor ukazuje na problému Schrödingerovy kočky a rozděluje fyziky na dva tábory: jedni berou kvantovou mechaniku jenom jako vynikající popis reality, druzí nahlížejí na matematické struktury kvantové teorie jako na něco reálně existujícího. ²⁾ Penrose sám se zařazuje do druhé skupiny, indeterminizmus kvantového měření považuje jen za určité přiblížení k nějaké dokonalejší fyzikální teorii, kterou ještě nemáme. Jako její možnou součást namísto standardního pravděpodobnostního přístupu ke kvantovému měření navrhuje mechanizmus, který nazývá objektivní redukce. Kapitolu završuje obrázkem pomyslné krychle sestavené z našich současných fyzikálních teorií, kde však teorie sjednocující gravitaci s kvantovou mechanikou stále chybí, a vyjadřuje přesvědčení, že součástí takovéto teorie bude i objektivní redukce.

V třetí kapitole se autor zabývá možností popsat lidské vědomí vědeckými pojmy, ukazuje na konkrétních příkladech, proč si myslí, že určité základní porozumění světu, které je lidem vlastní, není možné výpočetně zachytit a modelovat pomocí počítačů. Dotkne se pojmu svobodné vůle a činnosti neuronů v mozku, vysloví hypotézu, že objektivní redukce a ona doposud neznámá teorie kvantové gravitace by se mohly uplatnit také zde.

Podnětná je i závěrečná část knihy, kdy se k Penrosovým myšlenkám vysloví tři jiní lidé a autor na jejich komentáře odpoví. Dobře položená otázka nebo i nesouhlasný postoj prospívá tříbení názorů, a navíc tato část čtenáři evokuje atmosféru přednášky, kterou kniha vlastně zachycuje. Zejména na odpovědích diskutujícím je patrná Penrosova kultivovanost i tolerance k jiným lidem a jejich názorům.

Penrose je pro mě zajímavý tím, že jako světoznámý odborník v matematice a fyzice zkoumá vztah těchto věd k člověku a jeho poznání, usilovně hledá celkový rámec, do nějž patří spolu s ostatními poznatky, které člověk neustále získává o sobě a o světě kolem sebe. Na to se dá namítnout, že to samé dělají i mnozí jiní vědci, kteří popularizují svůj obor. Penrosovo zaujetí se mi však zdá být opravdovější.