Teorie Všeho jako filosofie mrtvá už při narození

Geniální fyzik na vozíčku, Stephen Hawking, se ve své knize Velkolepý plán snaží načrtnout obrysy tzv. teorie všeho. Otázkou ale je, je-li taková teorie vůbec možná, a jestli ano, co vlastně bude popisovat.

K tomu, aby nějaká teorie mohla být teorií všeho, musí popisovat opravdu a absolutně vše. Že je termín teorie všeho jemně řečeno přehnaný, zjistíme už velmi prostou úvahou. Jde o fyzikální teorii. Může tato teorie popisovat třeba společnost nebo biologickou evoluci? Samozřejmě, že nemůže. Někteří fyzikové spoléhají na princip tzv. redukcionismu, tedy názor, že fyzika v principu může popsat celou chemii a tím třeba i tak složitou molekulu DNA a tedy i buňky a tedy nakonec i člověka a celou společnost, atd.

Redukcionismus zřejmě v zásadě platí, ale pokud dnes neumí kvantová mechanika spočítat ani složitější atom, nedejbože molekulu nebo živý organismus, prakticky je redukcionismus ze hry. To je očividné z toho, že fyzika neumí říci dokonce vůbec nic o společnosti. Je to ale daleko horší. Fyzika nestačí ani na mnoho fyzikálních problémů, jako třeba předpověď počasí a už by se chtěla kasat třeba na evoluci. Protože je fyzika věda exaktní a empirická, nebere žádné tvrzení vážně, dokud si ho v praxi neověří, nejlépe na vlastní oči.

Na takovéto ověření je nutné si "trochu" počkat. Konkrétně, fyzika si musí trpělivě počkat až zaniknou všechny vědy kromě fyziky, a celý svět, celá Země a celý vesmír bude dokonale popisovat a modelovat nějaký superpočítač a bude mu k tomu stačit, názorně řečeno, kvantová mechanika a teorie relativity. Pomiňme už tu "drobnost", že je to ve vesmíru zcela nemožné, protože takový počítač by musel současně počítat pohyby všech elementárních částic, k čemuž by je všechny musel modelovat pomocí "několika" elementárních částic lokálně, na jednom místě, jedním počítačem. Přitom k dokonalé simulaci vesmíru by byl nutný počítač větší než vesmír, protože by ten počítač vlastně v limitě ten vesmír musel obsahovat. Model je vždy zjednodušení a minimální, to jest nulové zjednodušení je, když jeden atom simuluje jeden atom. Ale zatím na model jednoho atomu potřebujeme jeden počítač a ne jen jeden atom, takže onen počítač by musel obsahovat daleko více elementárních částic než vesmír.

Zdánlivě dobrá námitka je, že není nutné fyzikálně do mrtě simulovat celý vesmír, každou jeho částici, ale že stačí věci znát principiálně. Mít jednu rovnici, která v zásadě popíše vše. On se ďábel ale skrývá v detailech. :-) Vždyť fyzika neumí vyřešit tak ani prostý a malý problém jako je problém 3 gravitujících těles, a to těles zcela idealizovaných. Když si představíme 3 absolutně pevná tělesa v prostoru, která mají své hmotnosti, je výpočet jejich dráhy ovlivňované vzájemným gravitačním působením pro fyziku neřešitelný, i když kvůli jejich absolutní pevnosti můžeme zanedbat slapové síly. Musí na to jít numericky, to jest vše se počítá krok za krokem, postupuje se jako slepec, pokusem omylem. Po kouscích, postupně krok za krokem se "ohmatává" budoucí dráhu, nicméně zásadně chybí celková představa, která by uměla "skočit na konec výpočtu" a říci výslednou polohu v nějakém čase "okamžitě". Evidentně tedy fyzika neví vše ani u tak prosté situace. Podobně neurčeně se chovají všechny tzv. chaotické systémy. Jsou například tak citlivé, že i sebenepatrnější okolní vliv jejich chování výrazně změní a leccos může dopadnout výrazně odlišně.

To známe v podobě tzv. motýlího efektu neboli efektu motýlích křídel, který výstižně popisuje třeba film Lovci dinosaurů, založený na povídce Raye Bradburyho. V něm se šlápnutím na motýla v minulosti výrazně změní budoucnost celé Země. Bradburymu moc nevěřte, jeden zabitý motýl by nijak budoucnost nezměnil, protože většina reálným systémů je stabilní a odolná proti mnohem silnějšímu působení, zvláště když jsou velké jako Země. V principu ale takové "přecitlivělé" fyzikální systémy existují. Fyzika nemá šanci takové systémy v úplnosti popsat, protože do hry může vždy vstoupit nepopsaná náhoda. která není obsažena v přesné rovnici deterministického chaosu. Už proto fyzika není schopna popsat vše. Nutná existence náhody v každém systému vylučuje možnost existence teorie všeho, protože vždy zbude něco, co neznáme.

Dobře to dokládá příklad kvantové mechaniky, která to silně zdůrazňuje. Tam je podle převládajícího názoru, tzv. Kodaňské interpretace, náhoda zcela neproniknutelná a neodstranitelná. Je to přímo srdce kvantové mechaniky. To pochopitelně vylučuje jakoukoliv teorii všeho, neboť hodně toho zde není určeno a nelze to popsat. Náhoda je totiž vždy hlubší zákonitost. Teorie všeho by byla možná jen tehdy, kdyby byla kvantová náhoda absolutní a pro vždy neproniknutelná. Za milióny let lidé viděli miliardy náhod a žádná z nich nebyla nic jiného, než nepoznaná zákonitost. Je tedy prakticky nulová šance, že kvantová náhoda bude jiná.

Uvědomme si, že Kodaňská "interpretace" vlastně ani žádnou interpretací není, neboť je to suchý (pozitivistický) popis toho, jak se věcí jeví, bez snahy o pochopení její podstaty. Když vidíme 4 kola spojená podvozkem, na tom karosérii a že se to hýbe, budeme vědět, že je to auto a že to funguje proto, že je uvnitř motor fungující na benzín či naftu, zahýbá to, když se točí takovým tím kulatým apod. Kodaňská interpretace je asi takový popis auta, jaký by podal amazonský indián, který by viděl auto prvně a nikdy o něm zatím neslyšel. Vidí, že se to hýbe, ale neumí vysvětlit, jak je to možné a co je uvnitř.

Jen technicky poznamenejme, že kvantová náhoda bude, jako každá náhoda, později vysvětlena jako hlubší determinismus, pak bude ale nahrazena hlubší (a "jemnější") náhodou, neboť žádná konkrétní náhoda není konec světa. A v následujícím videu můžete shlédnout názornou metaforu, která vysvětluje prakticky všechny kvantové podivnosti a přitom náhodu neobsahuje.

Snad posledním hřebíčkem do rakve teorie Všeho mohou být Gödelovy věty o neúplnosti. Ty sice Gödel dokázal pouze pro axiomatickou teorii, v níž by bylo možné interpretovat aritmetiku přirozených čísel, ale nabízí se jejich zobecnění, které bude tvrdit, že žádná formální teorie není současně úplná a bezesporná. Jestliže ale v nějaké "úplné" teorii existují neřešitelné rozpory, prakticky to také znamená, že tato teorie není úplná, neboť některé vnitřní problémy neumí vyřešit. Bude-li teorie všeho formalizovaná a bez toho nemá smysl, bude obsahovat neřešitelné rozpory. Tím pádem teorie všeho nemůže být teorií všeho, protože bude neúplná. Hezky to ilustruje následující příklad z praxe.

Představa, že je fyzika schopna popsat vše, která je vlastně v ideji teorie všeho skryta, už tady byla v roce 1900, kdy byla fyzika vlastně úplně hotová a k jejímu zkompletování chyběly dvě malé drobnosti: najít rovnici pro výpočet záření absolutně černého tělesa a vysvětlil negativní výsledek Michelson-Morleyho pokusu. Obě tyto "drobnosti" převrátily celou fyziku vzhůru nohama. Z první "drobnosti" vznikla kvantová mechanika, z druhé teorie relativity. Ďábel se opravdu skrývá v detailech a právě tyto zcela zásadní detaily představa teorie všeho naivně opomíjí.

Teorie "všeho" je filosofický koncept, který vzešel z myšlenky unitární teorie Alberta Einsteina. Je to myšlenka, že všechny částice a všechny síly jsou popsatelné jen "jednou rovnicí", jedním zákonem. Taková unitární teorie ale nemůže popsat vše ani ve fyzice, jak jsme si ukázali. Někteří fyzikové ze skvělé Einsteinovy ideje unitární teorie vytvořili naivní pohádku teorie Všeho. Někteří vědomě jen používají povrchní marketingově zajímavý termín, přehánějí jak malí kluci. Mnozí si však doopravdy myslí, že taková teorie definitivně popíše celý svět a tím poznání lidstva úplně skončí. To už je pak už jen ničím nepodložená filosofická koncepce, kterou lze nazvat fyzikálním "náboženstvím", neboť zde nadšení zvítězilo na rozumem a znalostmi.

Úplný popis našeho vesmíru, by stále pomíjel potenciálně nekonečně mnoho dalších vlastností, objektů a pohybů, které budeme postupně objevovat. Úplný popis všech nám známých částic, nebo třeba i super-strun by stále opomíjel jejich strukturu, neboť jak patrno, vše vzniká emergentně z hlubší struktury. Vesmír není do hloubky izolovaný a každá teorie, včetně teorie "všeho", na určité strukturní hloubce končí. Vesmír není izolován ani extenzivně, tedy teorie celého vesmíru by zase zanedbávala okolí vesmíru, které může naznačovat temná hmota temná energie.

Hawkingova představa teorie všeho není než naivní nadšení plynoucí z povrchního chápání světa. Tato představa není nijak podložena fyzikálně, tedy je to pouze špatná filosofie. Otázka je, proč Hawking dělá filosofii, navíc špatnou amatérskou filosofii, když ve své již zmíněné knize prohlašuje, že filosofie je mrtvá. Ano, filosofie strádá nekvalitou, ale je to hodně i kvůli amatérským filosofům jako je Hawking nebo Heisenberg, kteří jsou špičkoví ve fyzice, z čehož naivně usuzují, že jsou špičkoví i ve filosofii. A špatnou filosofií blokují dokonce další pokrok fyziky, jak uvidíme v dalším blogu. České přísloví "Ševče, drž se svého kopyta." má i zde své opodstatnění. Hawking bohužel vytváří přesně to, co kritizuje. Vytváří filosofii mrtvou už při jejím narození.