Chvála opakování

Oběhy, cykly, pulsy, kmity, okruhy, smyčky hrají v běhu světa větší roli, než se zdá.

Vzhledem k plynutí času to vypadá, že všechno v přírodě běží přímočaře z minulosti do budoucnosti. Hlubší pohled však prozradí, že pod tímto lineárním pohybem vpřed převládá prvek opakování.

Počínaje pomyslným kmitáním elektronů kolem atomových jader či oscilací virtuálních částic ve vakuu, přes biochemické cykly v organismech až po všeliké oběhy látek v přírodě takřka všechno plyne v uzavřených okruzích.

A pokud něco nevypadá cyklicky, je to zpravidla proto, že se na to díváme ze špatné perspektivy, z malého odstupu, třeba látková výměna je z pohledu člověka lineární (po celý život příjem zvenčí – odpad ven), ale z pohledu ekosystému jde o koloběh chemických prvků na Zemi.

A vlastně i život sám – na jedné straně posloupnost vždy trochu jiných jednotlivců, zároveň ale stále stejné rituály všedního dne i nekonečné střídání zrodu a zániku.

Koneckonců je to pochopitelné – bez koloběhu hmoty či energie by se dříve či později, řečeno s klasikem, začali v dole hromadit horníci. Podobný heuristický pohled lze uplatnit i v ultimátních otázkách fyziky: jako základní stavební kameny mikrosvěta, mají-li být autonomní, se v teorii všeho nabízejí uzavřené struny nebo smyčky, a stejně tak na opačném pólu rozměrů vesmír by měl být cyklický, pendlovat mezi třesky a křachy.

Nejinak v lidské psychice. Ta na jedné straně prahne po poznávání a dobývání nového, tedy po jednosměrnosti, ale to je spíše výjimka. Převládá touha po známé, osvědčené jistotě. Změny plodí rozruch, nestabilitu, riziko ztrát, zatímco mírně obměňovaná opakování přinášejí upevňování, posilování, tříbení, ladění, a zároveň s tím budují předpoklady k úspěšným výpravám do neznáma.

Asi by se dalo říct, že opakování je cosi jako základna, podmínka nutná, ale ne dostačující, a teprve z ní může, ale nemusí změna vytvořit nadstavbu.

Tane mi příklad Antonína Dvořáka – po milované domovině (léta nasávání důvěrně známého) přišla Amerika a teprve spojením obou těchto prvků vznikly kvalitativně nové opusy Novosvětská symfonie nebo violoncellový koncert.

Cyklická věda

Když popisujeme epochální objevy a vynálezy, mluvíme o špičce ledovce. Nebyly by bez předchozího volného opakování a všeobecné asimilace dříve poznaného. Teprve pak může přijít zásadní objev. Ten naše kroužení posune o stupeň výš, ale potom je opět nutné ten objev rozpracovat, strávit, popřípadě technicky využít (mimo jiné pro lepší vědecké přístroje k budoucím objevům). A to nejde jinak, než mnohonásobným, na různé způsoby modifikovaným přešlapováním…

Kdybychom kráčeli pořád jen vpřed, tak i kdybychom teoreticky vzato stále objevovali, nechávali bychom za sebou jen prázdno, něco jako dobytou sice, leč neobydlenou, nevzdělanou, neútulnou krajinu.

Za příklad nechť zde poslouží vývoj atomismu.

„Děje povstávají jen na základě geometrických a mechanických vlastností atomů,“ hlásal Démokritos z Abdér už koncem 5. století před naším letopočtem. Tento starořecký učenec byl přesvědčen, že „plnost prostoru“ sestává z bezpočtu neviditelných a dále nedělitelných částeček, které nazval atomy (řecky „nedělitelné“).

K tomuto názoru se přírodovědci i filosofové čas od času vraceli dvaadvacet století, než tento první cyklus uťal svérázný samouk John Dalton.

John Dalton na rytině W.H. Worthingtona, rok 1823.CC BY-SA 4.0

Ten na přelomu 18. a 19. století analyzoval složení etylenu (CH₂=CH₂) a metanu (CH₄) a zjistil, že v prvním je váhový poměr uhlíku k vodíku 6:1, ve druhém 6:2. Skutečnost, že v jednom plynu je přesně dvakrát tolik vodíku, než v druhém, ho upoutala tak, že začal studovat i zastoupení prvků v jiných sloučeninách. A pořád nacházel jen poměry malých celých čísel. Usoudil tedy, že při slučování prvků nedochází k jejich spojitému prolnutí, jak se dosud myslelo, nýbrž že spolu musí reagovat jednotlivé „kusy“ prvků. Atomy.

Takže znovu antika, tentokrát však s podporou analýz.

Nové bylo, že atomy téhož prvku jsou stejné a liší se od atomů prvků jiných a že hmotnosti atomů různých prvků jsou v poměru celých čísel a představují celistvý násobek hmotnosti atomu nejlehčího prvku – vodíku.

Daltonem atomistika vstoupila do druhého cyklu (z úrovně spekulace na úroveň vědecké hypotézy). Ten trval necelých sto let a přinesl bezpočet dílčích objevů.

Třetí cyklus (z kontroverzní hypotézy se stala všeobecně přijímaná teorie) začal nejspíše Becquerelovým objevem radioaktivity uranu (1896) a vyvrcholil prvním zviditelněním atomů – jednak srážením mlžné stopy letícího jádra helia v mlžné komoře (Charles Wilson, 1911), jednak rozptylem záření gama na atomech krystalů (Max Laue, 1912, a otec a syn Braggové, 1913).

Čtvrtý cyklus je charakterizován boomem kvantové mechaniky v druhé polovině 20. let, pátý po druhé světové válce konstrukcí jaderných reaktorů.

V současnosti podle mého názoru běží šestý cyklus, počatý stavbou urychlovačů schopných rozbíjet atomová jádra. Další cyklus asi bude souviset s teorií kvantové gravitace; kdoví, možná už začal…

Jak vidno, doba trvání poznávacích cyklů se zatím zkracuje, každý následující cyklus více propojuje vědu s technikou, ryzí poznání s praktickým využitím. Znázorněno graficky, poznávání probíhá po rozšiřující se, stále pomaleji stoupající spirále. Nižší stoupání je důsledkem stoupající složitosti výzkumu a znamená méně převratných, nový pohled přinášejících objevů, zvyšující se poloměr cyklů pak více objevů takříkajíc řadových. Lze očekávat, že jednou se stoupání spirály zastaví, zato šířka vědeckého záběru poroste limitně k nekonečnu (viz též Vědět všechno. Kde leží hranice poznání).

Smyčky mysli

Už z dob antických jsou známé výroku typu: „Všichni Kréťané jsou lháři.“ Pokud by autorem byl kdokoli kromě Kréťana, šlo by o banální výrok, který může být buď pravdivý, nebo nepravdivý, ovšem pokud by jeho autorem byl Kréťan, co pak? Říká-li pravdu, pak lže, a lže-li, pak říká pravdu.

Máme tu logicky neférové tvrzení, které okázale ignoruje obvyklé dělení výroků na pravdivé a nepravdivé. V hrubě fyzické podobě si to lze představit na příkladu barona Prášila, který sám sebe za cop vytáhl z močálu.

Ano, vypadá to bizarně, ale v prášilovské situaci se ocitá každý systém, který popisuje, hodnotí či řídí sebe sama – tedy i my, kdykoli nahlížíme na něco, čeho jsme součástí, tedy s výjimkou exaktních věd pořád.

O tomto tématu pojednává pozoruhodná kniha Douglase Hofstadtera Gödel, Escher, Bach (česky 2012), kde jsou takové autoreferenční soustavy nazývány podivné smyčky nebo spletité hierarchie.

Jednou z výchozích ilustrací (v knize na str. 706) je proslulá litografie nizozemského grafika M. C. Eschera Kreslení (Drawing Hands).

Litografie M. C. Eschera Kreslení.a-marga CC BY-SA 2.0

Kreslení znázorňuje situaci, kdy úrovně obvykle hierarchicky uspořádané (zde vyšší kreslí, nižší je kreslena) se navzájem propojují a uzavírají do kruhu. (Mimo tuto konkrétní podivnou smyčku ovšem existuje neviditelná úroveň – tvůrce, který ji kreslí.)

Pokud bychom se pokusili v podobném duchu schematicky znázornit činnost našeho mozku-mysli, viděli bychom složitou směs mentálních symbolů různé úrovně, které jsou navzájem provázány, něco jako když parazitické liány vodivě propojují různá vegetační patra tropického pralesa.

Nejvyšším patrem našeho pralesa vědomí proudí myšlenky, které se jakoby sbírají v úrovních nižších a postupem vzhůru se konkretizují, ale stejně tak si konečné myšlenky směrem dolů vybírají a přizpůsobují své nejvhodnější komponenty, takže pohybující se informace jakoby proudily kolem dokola.

(Tady nelze nevzpomenout výjimečného českého fyziologa Viléma Laufbergera, který už v roce 1939 formuloval pojem krouživý vzruch v neuronové síti, který dnešní podivné smyčky v mnohém připomíná.)

A tak se lidská mysl musí současně „nahoře“ vypořádat s vnitřní potřebou jedince po sebeuvědomění a „dole“ s neustálým přívalem podnětů z vnějšího prostředí.

Horní úroveň zasahuje do spodní úrovně a ovlivňuje ji, přičemž je současně sama určována tím, co se na spodní úrovni odehrává. Úkolem podivných smyček v naší mysli tedy je navzájem usmiřovat to, co je, s tím, co bychom chtěli, aby bylo.

Dobrý příklad představuje rozdíl mezi chápáním červené barvy a vlnovou délkou červeného světla. Subjektivní vnímání červenosti (podob její „krásy“, jejího emočního potenciálu atd.) pramení ze smrště sebereflexí uvnitř našeho mozku.

Vlnovou délku nahlédneme v okamžiku, kdy vystoupíme z toho systému ven. Přestože nikdo z nás nikdy nedokáže odstoupit tak daleko, aby viděl „celý obraz“, on existuje a řídí se fyzikálními zákony i na úrovni neuronových výbojů a synaptických škvír neviditelných při pohledu „z výšky“ vědomých introspektivních sond. (Podobně tak známý uzel slepice – vejce ze rozmotat sestupem na buněčnou úroveň.)

„Abychom dokázali uchopit veškerou bohatost systému mozku a mysli, budeme se muset naučit snadno přecházet mezi jejich různými úrovněmi. Budeme muset připustit i existenci různých druhů ´kauzalit´, tedy spojení, jimiž události na jedné úrovni ´způsobují´ události na jiných úrovních,“ píše Douglas Hofstadter. V závěru pak vyjadřuje přesvědčení, že pojem podivné smyčky je klíčem k odhalení záhady toho, čemu my, bytosti nadané rozumem, říkáme „bytí“ či „vědomí“.