Tytuł oryginału TIME REBORN. FROM THE CRISIS IN PHYSICS TO THE FUTURE OF THE UNIVERSE Copyright © 2013 by Spin Networks, Ltd Projekt okładki Prószyński Media Ilustracja na okładce Fot. David Parker/Science Photo Library/Indigo Images Redaktor serii Adrian Markowski Redakcja Anna Kaniewska Korekta Bronisława Dziedzic-Wesołowska ISBN 978-83-8069-562-7 Warszawa 2015 Wydawca Prószyński Media Sp. z o.o. 02-697 Warszawa, ul. Rzymowskiego 28 www.proszynski.pl Dla moich rodziców, Pauline i Michaela. Wielkie podziękowania dla Roberta Mangabeiry Ungera za wspólną podróż A z czego powstają istniejące rzeczy, w tym znikają, zgodnie z koniecznością… zgodnie z porządkiem czasu. Anaksymander, O przyrodzie PRZEDMOWA Czym jest czas? To zwodniczo proste pytanie o najbardziej istotne zagadnienie, przed jakim stoi nauka, starając się zgłębić zasady funkcjonowania Wszechświata. Wszystkie tajemnice, z którymi zmagają się fizycy i kosmolodzy – od Wielkiego Wybuchu do przyszłości Wszechświata, od fizyki kwantów do unifikacji oddziaływań i cząstek – sprowadzają się do natury czasu. Postęp naukowy cechuje się odrzucaniem iluzji. Materia wygląda na ciągłą, ale okazuje się, że składa się z atomów. Atomy wydają się niepodzielne, chociaż są zbudowane z protonów, neutronów i elektronów, z kolei te dwie pierwsze cząstki złożone są z jeszcze bardziej elementarnych cząstek zwanych kwarkami. Słońce wydaje się okrążać Ziemię, ale jest odwrotnie – a gdy dotrze się do sedna sprawy, okazuje się, że wszystko jest w stanie ruchu względem wszystkiego. Czas jest najbardziej wszechobecnym aspektem naszego codziennego doświadczenia. Wszystko, o czym myślimy, co czujemy albo co robimy, wskazuje na jego istnienie. Postrzegamy świat jak przepływ chwil, które tworzą nasze życie. Natomiast zarówno fizycy, jak i filozofowie od dawna wskazują (i wielu ludzi tak sądzi), że czas jest fundamentalną iluzją. Gdy pytałem swych niebędących naukowcami przyjaciół, czym jest czas, najczęściej odpowiadali, że jego upływ jest pozorny, a wszystko, co jest realne – prawda, sprawiedliwość, Bóg, zasady naukowe – leży poza nim. Pomysł, że czas to iluzja, jest filozoficznym i religijnym banałem. Przez tysiąclecia ludzie godzili się na trudy życia i na swą śmiertelność, wierząc w ostateczne schronienie w bezczasowym i bardziej realnym świecie. Niektórzy z naszych najznakomitszych myślicieli zapewniali o nierealności czasu. Platon, największy filozof świata starożytnego, i Einstein, największy fizyk świata współczesnego, nauczali, że rzeczywistość jest bezczasowa. Doświadczanie upływu czasu traktowali jako cechę wyjątkowo przypisaną rodzajowi ludzkiemu – cechę, która ukrywa przed nami prawdę. Obaj wierzyli, że aby dostrzec rzeczywistość i prawdę, należy wykroczyć poza granice iluzji upływu czasu. Wierzyłem w absolutną nierealność czasu. Mało tego, poszedłem na fizykę, ponieważ jako nastolatek bardzo pragnąłem zamienić ograniczony czasowo ludzki świat, postrzegany przeze mnie jako paskudny i nieprzyjazny, na świat czystej, bezczasowej prawdy. Później odkryłem, że to bardzo przyjemne być człowiekiem, i zniknęła potrzeba ucieczki poza ten świat. Nie wierzę już jednak, że czas jest nierealny. A nawet przeszedłem na drugą stronę, nie tylko uważam go za realny, ale też sądzę, że nic bardziej nas nie przybliża do poznania prawdy o przyrodzie niż realność czasu. Zmieniłem front z powodów naukowych, a w szczególności ze względu na współczesne osiągnięcia fizyki i kosmologii. Uwierzyłem, że czas jest kluczowy w zrozumieniu istoty teorii kwantów i jej ewentualnej unifikacji z przestrzenią, czasem, grawitacją i kosmologią. A co najważniejsze, trzeba w nowy sposób potraktować realność czasu, aby nabrał sensu obraz Wszechświata ukazywany przez obserwacje kosmologiczne. To właśnie mam na myśli, pisząc o odrodzeniu czasu. Na kartach tej książki przedstawiam argumenty naukowe skłaniające do uwierzenia w realność czasu. Jeśli czytelnik jest jednym z wielu, którzy wierzą w jego iluzoryczność, to mam zamiar przekonać go do zmiany poglądu. Jeśli jednak wierzy już w realność czasu, to ja z kolei wierzę, że moimi argumentami zdołam umocnić jego wiarę. Ta książka jest dla każdego, ponieważ u nas wszystkich odczuwanie czasu kształtuje pogląd na to, czym jest świat. Nawet jeśli nigdy nie rozmyślałeś o tym, to twój sposób myślenia – sam język, za pomocą którego werbalizujesz myśli – jest naznaczony wpływem starożytnych idei metafizycznych związanych z czasem. Gdy przyswoimy sobie rewolucyjny pogląd o realności czasu, zmieni się sposób, w jaki będziemy postrzegać wszystko inne. A szczególnie będziemy w nowy sposób postrzegać przyszłość, tak aby uwzględniać zarówno perspektywy, jak i zagrożenia, wobec których stanie w przyszłości rodzaj ludzki. W tej opowieści tkwi także mała cząstka mego osobistego doświadczenia, które skłoniło mnie do odkrycia na nowo problemu czasu. Moją motywację można najlepiej opisać nie za pomocą terminów naukowych, lecz jako doświadczanie ojcostwa poprzez rozmowy prowadzone z mym małym synkiem, gdy kładę go wieczorem spać. „Tatusiu – zapytał mnie pewnego razu, gdy czytałem mu do snu – czy tak samo się nazywałeś, gdy byłeś w moim wieku?”. Oto przebudzenie świadomości dziecka na to, że przed nim istniał czas, oraz próba związania swej krótkiej historii życia z dłuższą epopeją. Każde doświadczenie prowadzi do określonych wniosków, moje polegają na uświadomieniu sobie, jak radykalna idea ukryta jest w prostej konstatacji, że czas jest realny. Rozpoczynałem swoje życie naukowe poszukiwaniem równania niezależnego od czasu, teraz wierzę, że istota najgłębszego sekretu Wszechświata tkwi w tym, jak chwila po chwili rozwija się on w czasie. Istnieje paradoks nieodłącznie związany z naszym myśleniem o czasie. Postrzegamy siebie jako żyjących w czasie, a jednak często najlepsze aspekty naszego świata i nas samych wydają nam się pozaczasowe. To, co czyni coś rzeczywiście prawdziwym, jak wierzymy, nie polega na tym, że jest prawdziwe teraz, ale że było i będzie zawsze prawdziwe. To, co nadaje zasadom moralności charakter absolutny, polega na tym, że są one prawdziwe zawsze i w każdych okolicznościach. Mamy głęboko zakorzeniony pogląd, że jeśli coś jest wartościowe, to istnieje poza czasem. Pragniemy „wiecznej miłości”. Mówimy o „prawdzie” i „sprawiedliwości” jako pojęciach pozaczasowych. Wszystko, czym się zachwycamy i co podziwiamy – Bóg, prawda matematyczna, prawa natury – ma charakter pozaczasowy. Działamy w czasie, ale osądzamy nasze działania za pomocą standardów pozaczasowych. W rezultacie owego paradoksu żyjemy w stanie alienacji od tego, co najbardziej cenimy. Ta alienacja wpływa na każdą z naszych aspiracji. W nauce eksperymenty i ich analiza są ograniczone czasowo, tak jak wszystkie obserwacje dotyczące natury. A jednak wyobrażamy sobie, że odkrywamy pozaczasowe prawa natury. Ten paradoks dotyczy naszych poczynań jako jednostek, jako członków rodziny, a także jako obywateli – ponieważ to, jak rozumiemy czas, określa sposób, w jaki myślimy o przyszłości. W książce mam nadzieję rozwiązać w nowy sposób ten paradoks życia w czasie i wiary w pozaczasowość.