Konec času?
Mezi fyzikou a filozofií
Jak na (nejspíše) nezodpověditelnou otázku, zda a kdy skončí čas, odpovídá fyzika a jak filozofie? Kde se jejich přístupy a výsledky rozcházejí? A mluví vůbec o tomtéž?
Existují otázky, které věda zodpovídá, a otázky, které věda zpřesňuje, aniž by je zodpověděla. Ke druhé kategorii patří bezpochyby tato: skončí čas? A pokud ano, co to vlastně znamená? Je to astronomická předpověď, logický paradox nebo něco, co se vymyká jakékoliv kategorizaci? Otázka je zdánlivě jednoduchá. Vždyť všechno, co známe, jednou končí. Končí lidské životy, civilizace, hvězdy i galaxie. Není tedy přirozené předpokládat, že by mohl skončit i čas samotný?
Jakmile se však pokusíme tuto představu promyslet důsledněji, objeví se zvláštní obtíž. Ptát se, kdy skončí čas, znamená používat časový jazyk k popisu něčeho, co by mělo ležet mimo čas. Slovo kdy zde možná ztrácí svůj význam. Právě zde se rozbíhá dialog mezi fyzikou a filozofií. Nejde o spor mezi vědou a spekulací, ale o setkání dvou různých perspektiv. Fyzika se ptá, co se stane s vesmírem. Filozofie se ptá, co vlastně znamená, že se něco stane. Fyzika zkoumá budoucnost času. Filozofie zkoumá samotný pojem času.
Fyzika a osud času
Z pohledu současné kosmologie není otázka konce času absurdní. Naopak. Je přirozeným pokračováním otázky po osudu vesmíru. Moderní kosmologie vychází z představy, že vesmír má historii. Přibližně před 13,8 miliardami let vznikl ve stavu, který označujeme jako velký třesk. Od té doby se rozpíná a jeho vývoj lze popsat pomocí fyzikálních zákonů. Pokud je možné rekonstruovat minulost vesmíru, zdá se rozumné pokusit se předvídat i jeho budoucnost.
Právě zde fyzika přichází s představou tepelné smrti. Entropie, míra neuspořádanosti systému, má tendenci růst. Dlouhodobým důsledkem je stav, ve kterém se vyčerpají energetické rozdíly umožňující vznik struktur, pohyb a práci. Hvězdy vyhasnou, černé díry se vypaří a vesmír se promění v extrémně řídké prostředí téměř bez událostí. Tento scénář však neznamená konec času v doslovném smyslu. Znamená pouze konec procesů, které dávají času obsah. Čas by podle fyzikálních rovnic mohl pokračovat dál, třeba nekonečně dlouho.
Abychom pochopili, proč fyzika dospívá právě k takovému závěru, je třeba si uvědomit, že čas v moderní vědě nefunguje především jako filozofická kategorie, ale jako součást matematického popisu reality. Fyzikální teorie nezkoumají čas jako takový, zkoumají procesy odehrávající se v čase. Čas je veličina, vůči níž lze měřit změnu. Když fyzik hovoří o budoucnosti vesmíru, nemá obvykle na mysli budoucnost času samotného, ale budoucnost událostí, které se v čase odehrávají. Tato zdánlivě nenápadná skutečnost má zásadní důsledky. Fyzika totiž nezná žádný zákon, který by vyžadoval, aby čas jednou skončil. Rovnice obecné relativity umožňují časové souřadnici pokračovat i tehdy, když vesmír dospěje do stavu téměř úplné termodynamické rovnováhy. Z pohledu matematiky není problém přidávat další a další jednotky času, i když se již nic podstatného neděje.
Právě zde se objevuje pozoruhodný paradox. Čím dále se fyzika dívá do budoucnosti, tím méně budoucnost připomíná svět, který známe. V prvních miliardách let budou ještě existovat hvězdy a galaxie. Později však nastane období takzvané degenerované éry, kdy zbydou pouze mrtvé hvězdné pozůstatky. Ještě mnohem později by mohlo dojít k rozpadu protonů, pokud se ukáže, že proton není dokonale stabilní částicí. Vesmír by se pak proměnil v moře záření a elementárních částic. Nakonec zaniknou i černé díry. Zajímavé je, že všechny tyto procesy se odehrávají na časových škálách, které překračují lidskou představivost. Zatímco lidský život trvá desítky let a civilizace tisíce let, kosmologie pracuje s obdobími dlouhými miliardy, biliony, či dokonce čísla obsahující desítky nul. V tomto měřítku se lidské dějiny stávají téměř nepostřehnutelnou epizodou. Přesto ani na konci těchto nepředstavitelně dlouhých období fyzika nenachází okamžik, který by mohla označit za konec času. Nachází pouze stále méně událostí. To je důležitý rozdíl. Konec času a konec dění nejsou z fyzikálního hlediska totéž.
Na hranice možností
Existují ovšem i alternativní scénáře. Některé starší kosmologické modely předpokládaly, že by se rozpínání vesmíru mohlo jednou zastavit a obrátit. Vesmír by se začal smršťovat a nakonec by skončil v takzvaném velkém krachu (Big Crunch). V takovém případě by se mohlo zdát, že čas dospívá k hranici podobně, jako měl hranici v okamžiku velkého třesku. Současná pozorování však naznačují, že rozpínání vesmíru je urychlováno temnou energií, a proto se tento scénář dnes nepovažuje za nejpravděpodobnější. Ještě radikálnější jsou úvahy spojené se singularitami. V obecné relativitě představují body, v nichž se hustota a zakřivení časoprostoru stávají nekonečnými. Právě singularita je tradičně spojována s velkým třeskem. Někteří fyzikové proto tvrdí, že čas začal spolu s vesmírem, a otázka, co bylo „před“ velkým třeskem, nedává smysl. Pokud by čas mohl mít začátek, mohl by mít teoreticky i konec.
Jenže zde se fyzika dostává na hranice svých možností. Singularity nejsou skutečnými objekty pozorování. Jsou spíše známkou toho, že naše teorie přestává fungovat. Místo definitivní odpovědi dostáváme upozornění na vlastní nevědomost. Tam, kde se čas podle rovnic rozpadá, začíná oblast, kterou dosud neumíme uspokojivě popsat. Právě proto je fyzikální otázka osudu času méně jednoznačná, než by se mohlo zdát. Na jedné straně současná kosmologie naznačuje, že vesmír může pokračovat prakticky neomezeně dlouho. Na druhé straně připouští, že naše současné pojetí času nemusí být fundamentální. Čím hlouběji zkoumáme strukturu reality, tím více se ukazuje, že čas nemusí být pevnou kulisou vesmíru, ale spíše vlastností vznikající z hlubších procesů, které zatím neznáme. Fyzika tedy neposkytuje jednoduchou odpověď na otázku, zda čas skončí. Nabízí však něco možná zajímavějšího: ukazuje, že osud času nelze oddělit od osudu vesmíru samotného. A čím dále sledujeme budoucnost kosmu, tím více se otázka po konci času proměňuje z problému fyzikálního v problém filozofický.
Filozofie a problém prázdného času: plyne čas?
Pokud by se již nic nedělo, mělo by ještě smysl hovořit o čase? Tato otázka provází evropské myšlení od Aristotela. Ten definoval čas jako číslo pohybu vzhledem k dřívějšímu a pozdějšímu. Čas a změna zde nejsou oddělené skutečnosti. Čas je způsob, jakým registrujeme proměnu světa. Jestliže by změna zcela ustala, pak by nebylo možné rozlišit jeden okamžik od druhého. Nebylo by žádné „před“ ani „po“. V takové situaci se nabízí otázka, zda čas pouze neztratil pozorovatele, nebo zda přestal existovat. Fyzik může namítnout, že existence času nezávisí na lidské zkušenosti. Filozof však odpoví, že samotný pojem času je neoddělitelný od možnosti rozlišování. Čas, který nemůže být odlišen od své vlastní neexistence, se stává problematickou kategorií. Tím se ukazuje první rozdíl mezi fyzikou a filozofií. Zatímco fyzika chápe čas jako parametr umožňující popis vývoje systému, filozofie se ptá, zda lze takový parametr považovat za skutečný, pokud již neodpovídá žádné změně.
Ještě hlubší rozpor se objevuje ve chvíli, kdy se zaměříme na samotnou představu plynutí. Běžná zkušenost naznačuje, že čas proudí. Minulost mizí, budoucnost přichází a přítomnost tvoří pohyblivou hranici mezi nimi. Na tomto intuitivním obrazu stojí většina lidské kultury. Vyprávíme příběhy, vzpomínáme, plánujeme a stárneme. Celá struktura každodenního života předpokládá, že existuje rozdíl mezi tím, co bylo, co je a co bude. Zdá se téměř nemožné myslet jinak. Právě proto je jeden z nejradikálnějších závěrů moderní fyziky natolik obtížně přijatelný. Současná fyzika totiž nikde nenachází univerzální „tok“ času, který by odpovídal naší bezprostřední zkušenosti. Rovnice popisují vztahy mezi stavy světa, nikoli proud, který by tyto stavy unášel z budoucnosti do minulosti. Čím přesněji fyzika popisuje realitu, tím méně v ní nachází něco, co by připomínalo známý obraz času jako plynoucí řeky.
Kořeny tohoto problému sahají hluboko do dějin filozofie. Již antický filozof Parmenidés tvrdil, že změna je iluze a že skutečné bytí je nehybné a věčné. Naproti tomu Hérakleitos proslul tvrzením, že vše plyne a že do téže řeky nelze vstoupit dvakrát. Od samého počátku evropského myšlení se tak střetávají dvě intuice: svět jako proměna a svět jako trvalost. Po většinu dějin se zdálo samozřejmé, že vítězí Hérakleitos. Vše kolem nás se mění. Stromy rostou, lidé stárnou, hvězdy vznikají a zanikají. Moderní fyzika však do tohoto intuitivního obrazu vnesla nečekanou komplikaci. Klíčovou roli zde sehrála Einsteinova teorie relativity. Newton si ještě představoval čas jako univerzální proud, který plyne stejně pro všechny pozorovatele. Einstein ukázal, že takový univerzální čas neexistuje. Rychlost pohybu a gravitační pole ovlivňují rychlost plynutí času. Hodiny umístěné na různých místech vesmíru nemusí ukazovat stejný čas. Neexistuje jediné kosmické „teď“, které by sdíleli všichni pozorovatelé.
Mimořádně hluboká iluze
Tento poznatek měl dalekosáhlé filozofické důsledky. Pokud neexistuje objektivní přítomnost, co se vlastně pohybuje mezi minulostí a budoucností? Co přesně plyne? Jednou z odpovědí se stala takzvaná bloková teorie vesmíru. Podle ní tvoří minulost, přítomnost i budoucnost jedinou čtyřrozměrnou strukturu. Všechny události jsou součástí časoprostoru podobně, jako jsou všechna místa součástí prostoru. Z perspektivy celku neexistuje žádné privilegované „nyní“. Existují pouze různé body v časoprostorové mapě reality. Tento obraz bývá často ilustrován přirovnáním k filmu. Divák sleduje jednotlivé obrazy postupně a má dojem pohybu. Celý film však existuje najednou na filmovém pásu. Podobně může lidské vědomí procházet časoprostorem sekvenčně, zatímco samotná struktura reality je již kompletní. Pokud je tento model správný, pak plynutí času není vlastností světa, ale vlastností našeho způsobu vnímání světa. Čas by se nepohyboval. Pohybovalo by se naše vědomí.
Takový závěr je však pro mnohé filozofy obtížně přijatelný. Zdá se totiž, že eliminuje jednu z nejzákladnějších charakteristik lidské zkušenosti. Pocit plynutí času není okrajovým aspektem života. Je přítomen v každé vzpomínce, v každém očekávání i v každém rozhodnutí. Pokud je plynutí iluzí, pak jde o iluzi mimořádně hlubokou. Právě zde vstupuje do debaty Henri Bergson. Podle něj fyzika zaměňuje skutečný čas za jeho prostorovou reprezentaci. Hodiny neměří čas samotný, ale pouze sled prostorově oddělených stavů. Skutečný čas, který Bergson nazýval durée, trvání, nelze rozdělit na jednotlivé okamžiky. Je nepřerušeným tokem zkušenosti, v němž minulost neustále prostupuje přítomnost.
Zatímco fyzikální čas lze zakreslit na osu, prožívaný čas má kvalitativní charakter. Hodina čekání může působit jako věčnost, zatímco hodina strávená v zaujetí uteče téměř nepozorovaně. Bergson tvrdil, že právě tento prožívaný čas je původnější než abstraktní čas fyzikálních rovnic. Podobnou cestou se vydal i Martin Heidegger. Podle něj není čas nejprve vlastností světa, ale strukturou lidské existence. Člověk není bytostí umístěnou v čase jako předmět v prostoru. Naopak. Lidské bytí je od počátku časové. Žijeme ve vztahu k budoucnosti, neseme si minulost a nacházíme se v přítomnosti. Čas zde není objektem mezi jinými objekty, ale horizontem, v němž se nám svět vůbec otevírá. Z této perspektivy získává otázka po plynutí času nový rozměr. Možná neexistuje jediná odpověď. Možná fyzika a filozofie mluví o různých věcech. Fyzika zkoumá čas jako součást struktury reality. Filozofie zkoumá čas jako podmínku zkušenosti. To, že čas neplyne v rovnicích, ještě nemusí znamenat, že neplyne v lidském životě.
Situaci dále komplikuje skutečnost, že ani samotná fyzika není v této otázce jednotná. Někteří současní fyzikové, například Julian Barbour, tvrdí, že čas neexistuje vůbec a že realita se skládá pouze z konfigurací světa. Jiní, například Lee Smolin, naopak hájí názor, že čas je fundamentální a že právě jeho realita byla ve fyzice dlouho podceňována. Debata tedy neprobíhá pouze mezi fyzikou a filozofií, ale také uvnitř samotné fyziky. Otázka „plyne čas?“ se tak ukazuje jako mnohem složitější, než se na první pohled zdá. Není to otázka pouze empirická ani pouze metafyzická. Dotýká se samotného vztahu mezi světem a zkušeností. Pokud čas skutečně plyne, pak musíme vysvětlit, proč tuto skutečnost fyzikální zákony tak obtížně zachycují. Pokud naopak neplyne, musíme vysvětlit, odkud se bere univerzální lidská zkušenost časovosti.
A právě zde se původní otázka po konci času vrací v nové podobě. Aby mohl čas skončit, musel by nejprve plynout. Jestliže však plynutí času není vlastností reality, ale pouze vlastností našeho pohledu na ni, pak se otázka konce času možná rozpadá dříve, než na ni stačíme odpovědět. Neptáme se totiž na konec nějakého kosmického proudu, ale na konec samotného rámce, v němž jsme zvyklí svět chápat. A není vůbec jisté, zda lze takovou otázku formulovat způsobem, který by byl zároveň fyzikálně smysluplný i filozoficky uspokojivý.
Může skončit to, v čem se odehrává konec?
Otázka po konci času nakonec tedy – nijak překvapivě – nevede k jednoznačné odpovědi. Místo toho odhaluje rozdílné významy samotného pojmu času. Pro fyziku může znamenat konec času stav, v němž se vyčerpají všechny procesy nebo v němž přestanou platit známé fyzikální zákony. Pro filozofii však taková odpověď nestačí. Konec událostí není nutně koncem času. A konec času nelze jednoduše popsat jako poslední událost, protože samotná představa „poslední“ již předpokládá časový rámec.
Možná proto nemusí být nejzajímavější najít odpověď na otázku, zda čas skončí. Zajímavější je zjištění, že fyzika a filozofie se při jejím zkoumání setkávají na společné hranici. Fyzika dokáže stále přesněji popisovat budoucnost vesmíru. Filozofie připomíná, že popis budoucnosti ještě není vysvětlením času. Konec času tak zůstává jednou z nejhlubších myslitelných možností: nikoli proto, že bychom nevěděli dost, ale proto, že se ptáme na něco, co je možná podmínkou každého vědění. Ptáme se, zda může skončit to, v čem se odehrává samotný význam slova konec. •
Autor je filozof a sociolog času a zrychlení.