fbpx

S profesorem kvantové fyziky a vědcem CERNu o tom, jak se díky urychlovači částic dá zjistit, co je a není realita, a jak tato zjištění mohou pomoci světu

Zveřejněno: 17. 8. 2019

Je realita to, co vidíme? Nebo si ji každý z nás vytváří po svém? Co nám vlastně o realitě říká hrnek s kávou na stole? „V každém okamžiku existuje nekonečné množství možností, ze kterých vědomí a soustředěná pozornost vytváří naši realitu,“ vysvětluje přední český jaderný fyzik, profesor Jan Rak. Ten jako jeden z mála Čechů působící mimo jiné i v Evropské organizaci pro jaderný výzkum v Ženevě, známé pod zkratkou CERN. Porozumět tomu, o čem kvantový fyzik mluví, chce pro „normálního smrtelníka“ přece jen trochu fantazie. Výpovědi kvantové fyziky o „realitě“ jsou však jednoznačné. Žádná univerzální realita neexistuje.

Kvantová fyzika naše dosavadní klasické vnímání reality převrací vzhůru nohama. To, co tato věda vypovídá o světě kolem nás, je proto se všemi důsledky obtížné akceptovat i pro zkušené experty. „Je to pro ně podobné, jako když chcete změnit směr plavby obrovského zaoceánského parníku. I v tom případě je potřeba překonat obrovskou setrvačnost,“ snaží se o přirovnání renomovaný český vědec.

Jan Rak působí na mezinárodních univerzitách a v CERNu pracuje na Velkém hadronovém urychlovači, kde se věnuje studiu srážek relativistických částic. Když si uvědomíte, co vše je a není v našem světě reálné, možná vám začne běhat mráz po zádech. Jako během rozhovoru mně.

Co vlastně takový urychlovač umí a jak vypadá?

Pamatujete si na staré televizory s elektronkovými lampami? Elektronková lampa je vlastně také urychlovač. Z rozžhaveného kovového vlákna se uvolní elektrony, které se pak urychlují sadou mřížek pod napětím. Výsledkem je svazek elektronů, který se používal na vykreslení obrazu na stínítku obrazovky. Urychlovače v CERNu jsou vlastně podobné elektronkové přístroje obrovských rozměrů, v nichž je rychlost částic tak vysoká, že se blíží rychlosti světla.

Spousta lidí žije v zajetí, že něco nejde, něco jiného se musí a tak dále, ale to je pouze omezování vlastního vědomí a nesvoboda. Ve skutečnosti má každý možnost vytvářet si takovou realitu, jakou chce

Urychlovače jsou takhle obrovské, protože částice s tak vysokou rychlostí a energií je obtížné udržet v pohybu na kruhové dráze. Toho se dosahuje pomocí velkých, často supravodivých magnetů s elektrickým proudem přesahujícím 10 tisíc ampérů. Největší cernský urychlovač se nachází sto metrů pod zemí a po obvodu měří téměř 27 kilometrů.

Na co všechno ho využíváte?

Urychlovač je v podstatě obří mikroskop. Když se díváte optickým mikroskopem, můžete studovat mikroorganismy, buňky a podobně, ale při studiu jemnějších struktur narazíte na limity dané fyzikálními vlastnostmi světla. Chcete-li spatřit ještě jemnější strukturu pozorovaného objektu, musíte použít paprsky s větší energií, čehož využívá například elektronový mikroskop. No a urychlovač vytváří svazky částic s obrovskou energií, které umožňují studovat ty nejjemnější detaily sub-nukleární struktury.

collider 0188516676

Urychlovač v CERNu nabízí i zcela nový pohled na svět a na to, co je realita


Jde o objekty, které jsou více než 100tisíckrát menší než samotný atom. A aby to bylo ještě zajímavější, ukazuje se, že jevy probíhající na takto nepatrných škálách svým způsobem vypovídají i o procesech formujících hvězdy, supernovy i raný vesmír. Fyzika vysokých energií tudíž pomáhá osvětlovat zákonitosti jak mikrokosmu, tak i makrokosmu.

Co už urychlovače pomohly odhalit?

Fyzikální zákony a jevy, které platí na mikroskopické úrovni, jsou úplně jiné, než na co jsme zvyklí z naší každodenní zkušenosti. Běžně totiž nikdo nepochybuje o tom, že když pozorujeme nějaký objekt, třeba hrnek na stole, tak tam ten hrnek prostě je. A to i ve chvíli, kdy se na něj zrovna nikdo nedívá. Jenže zkoumání mikrosvěta takové chápání okolní reality hodně podkopává. Ukazuje se, že částice neexistují jako „rozumné“ objekty, ale spíš jako možnosti, které se projeví jako objekt či lépe jako informace o existenci objektu pouze v okamžiku, kdy vědomí pozorovatele nekonečnou množinu možností „zkolabuje“ do jedné konkrétní informace.

Vznikne tak dojem o existenci částice v daném čase a místě. Ve skutečnosti však existuje pouze informace a částice dál existuje ve formě možností. Technicky se rozložení možností v čase a prostoru popisuje takzvanou vlnovou funkcí.

Takže vlastně vidíme jen to, co chceme, abychom viděli? Je to jakýsi mentální koncept?

Obávám se, že takový závěr je nevyhnutelný. Ukazuje se, že stavební kameny veškeré hmoty, tedy částice jako objekty, které se nacházejí v daném čase v nějakém bodě prostoru, ve skutečnosti neexistují. Existenci částice lze spíš charakterizovat rozložením možností v čase a prostoru, tedy kde všude by se částice vyskytovat mohla, kdyby se někdo na její výskyt zaměřil. Takže místo objektu v nějakém bodě máme vlnovou funkci, která takové rozložení pravděpodobnosti výskytu v prostoru a v čase popisuje. Vše je přitom matematicky perfektně podchyceno.

Žádné částice a jevy tedy neexistují ve smyslu existence na pozorovateli a vědomí nezávislém. Existují jen ve formě možností, že se objeví, nebo stanou. Když pozorovatel na něco zaměří pozornost svým vědomím, vznikne informace o částici a ta se pak jeví jako reálná, přestože ve skutečnosti je to jen projevená možnost. No, a když se trochu popustí uzda fantazii, dojdeme k závěru, že s existencí objektivní reality to asi bude podobné, protože makroskopické objekty nejsou ničím jiným než souborem kvantových, a tudíž „iluzorních“ objektů.

To se ovšem od fyziky dostáváme spíš k filozofii.

Celé to téma by vyžadovalo mnohem větší prostor, ale zjednodušeně lze klasický pohled na objektivní realitu nazvat „dualistickým“ přístupem. Dualismus znamená rozdělení na protipóly – objekt-subjekt, hmota-vědomí a tak dále.

A proč se takhle na svět nedíváme?

Protože někde v historii západní civilizace došlo v důsledku narůstajícího pnutí mezi racionálním poznáváním reality a religiózním dogmatismem k rozštěpení filosofie na vědu a víru. Řeklo se, že vědci mohou racionálně zkoumat nebeské i pozemské fyzikální zákonitosti, aniž by riskovali svůj život jako Giordano Bruno nebo Galileo Galilei, a otázky duše a spirituality si ponechá ve své pravomoci církev.

Tato dichotomie dualismu fungovala poměrně dobře stovky let. Na začátku dvacátého století ale toto rozdělení podkopala právě kvantová fyzika. Mnohé významné představitele nového fyzikálního oboru, jako byli Eugene Paul Wigner, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli a mnozí další, vedly záhadné jevy kvantového světa k vytvoření filozofického proudu, který se nazýval Quantum Mysticism. Dlužno dodat, že po druhé světové válce, hlavně v souvislosti s objevením strašlivých možností jaderné energie, mezi vědci převládl pragmatický přístup. Filozofické aspekty kvantové fyziky jsou dnes spíš marginalizované.

Co je tedy z vašeho pohledu hmota?

Jedním slovem informace. Kvantová fyzika, jejíž základy byly položeny už před více než sto lety, nahlodala představu o tom, co to vlastně je takzvaná realita. Materialistický přístup je založen na existenci objektů, které jsou pozorovány subjektem, ale kvantová fyzika toto celé podkopává. Nastolila spoustu důležitých otázek, které na první pohled vypadají jako nevědecké, přestože o výzkumech a výsledcích nikdo nepochybuje.

Teleportace, okamžité působení na dálku, kvantový Zeno efekt, Casimirův jev, průchod potenciálovou bariérou a mnoho dalších jevů z království kvantové fyziky vypadají spíš jako výtvory potřeštěného sci-fi autora než jako seriózní vědecká pozorování.

Vy ale seriózně působíte...

Mě osobně pochopení plného významu objevů kvantové fyziky před lety zasáhlo jako blesk. S plnou naléhavostí mi došlo, že to nejsou jen rovnice v učebnicích, ale že náš život je kvantová fyzika v praxi. Objektivní a nezávislý vesmír neboli svět každého z nás je skutečně rafinovaná iluze. Existují pouze subjektivní vesmíry, které vytváříme tím, na co soustředíme svoji pozornost, čili jak myslíme a jak se chováme. Zásadně to změnilo nejen moje přemýšlení, ale i směr mého dalšího profesního vývoje.

Kdy se tedy podle vás výzkumy kvantové fyziky propojí s běžným chápáním?

Domnívám se, že jsme na prahu velkého zlomu, který je nevyhnutelný, protože tu jsou jasná fakta. Jenom jde o to přestat je tabuizovat. Principy kvantové fyziky se zatím naprosto mylně aplikují pouze na chování mikrosvěta, ale ve skutečnosti jsou zřejmé všude a ve všem, tedy i v makrosvětě kolem nás.

Kudy se kvantová fyzika ubírá teď?

Základní vědecký výzkum v současnosti hledá odpověď na otázku, co je to vědomí. Jestliže vědomý pozorovatel ovlivňuje mikrosvět, ovlivňuje i makrosvět a realitu dokonce vytváří. Osobně mě velmi ovlivnil profesor Roger Penrose z Velké Británie, jeden z největších současných géniů, který díky přesahu z matematiky a fyziky do filozofie napsal řadu knih o tom, jakým způsobem kvantová fyzika souvisí s vědomím. A dokud nenajdeme způsob, jak uchopit to, že vědomí tvoří realitu, nikam dál se podle mě nedostaneme ani ve fyzice.

Je k tomu třeba multioborová vědecká syntéza, kdy budou fyzici spolupracovat s lékaři, biology a podobně. Pak to celé dá mnohem hlubší smysl a dá se v tom najít spoustu osvobozujících informací, které zásadním způsobem pozvedávají kvalitu života. Člověk si uvědomí, že ovládnutím svého myšlení začne vyzařovat úplně jinou realitu, než když si třeba bude stále jenom stěžovat. Když se vám to podaří uchopit, pak už jenom žasnete a objevíte skutečnou nádheru života. Spousta lidí žije v zajetí, že něco nejde, něco jiného se musí a tak dále, ale to je pouze omezování vlastního vědomí a nesvoboda. Ve skutečnosti má úplně každý možnost vytvářet si takovou realitu, jakou chce, a možností je nekonečné množství.

Jak je to podle vás s hypotézou o takzvaném velkém třesku?

Podle mého názoru je to do velké míry nevědecká hypotéza, protože téměř všechny informace o velkém třesku jsou neověřitelné. Vesmír vzniká neustále, tady a teď. A rozpíná se nejen do budoucnosti, ale i do minulosti. Právě na téma přítomnosti jako počátku reality se začínají objevovat články i v zahraničních renomovaných odborných časopisech a vše je na základě prokázaných dat. Spousta uznávaných odborníků se přiklání k tomu, že jediné, co je v tomto vesmíru skutečné, jsou informace. Včetně informací o minulosti, které spoluvytvářejí vnímání přítomnosti.

Když připustíme, že vše je pouze mentální, proč se člověk zabije skokem ze skály?

Důsledek takového činu je pro nás všechny takový proto, že v této otázce sdílíme stejnou komplexní informaci, která jinou možnost vylučuje. Nejde totiž jen o to, čemu věříme, ale také – a to zejména – o to, čemu věří všichni ostatní. Platí to pro nás tak, jak to máme obecně nastavené.

Jan Rak (1962)

Profesor jaderné a kvantové fyziky. Vystudoval MFF UK v Praze. V letech 1989-1992 pracoval v Ústavu Jaderného Výzkumu v Dubně u Moskvy. Ve švýcarském PSI Villigen vypracoval dizertační práci, kterou obhájil v roce 1991 a získal titul CSc. V témže roce dostal nabídku z Max Plank Institutu v německém Heidelbergu, kde začal pracovat pro CERN. V roce 2000 přišla nabídka z Brookhaven National Laboratory v New Yorku v USA, kde pracoval na novém urychlovači RHIC a experimentu PHENIX. O pět let později získal pozici na Univerzitě Jyvaskyla ve Finsku jako Project Leader cernského experimentu ALICE. Zde získal i profesuru. Je autorem a spoluautorem více než 400 článků, též je spoluautorem odborné knihy High-pT Physics in the Heavy Ion Era (Cambridge University Press).

To, co se každému jednotlivci jeví jako jeho vlastní realita, je vždy ovlivněno i ostatními pozorovateli v jeho okolí. Nazývá se to principem superpozice. Uznávám však, že toto jsou velmi odvážná tvrzení, která mohou být pro někoho nepřijatelná.

Dá se tedy říci, že se dnes rodí zcela nové paradigma?

Podle mě ano. Nebude to už trvat dlouho a lidské společenství bude složeno ze svobodných a svobodomyslných jedinců, kteří tuhle svoji tvůrčí podstatu budou chápat. Každá situace včetně té, která se jeví jako destruující, je vlastně výzva.

Jestliže si jedinec svůj život a subjektivní vesmír tvoří sám, pak i veškeré dění na Zemi musí logicky vyplývat z kolektivního vědomí všech lidí dohromady. Je to tak?

Určitou realitu skutečně vyzařujeme, čili tvoříme všichni společně, a to jak v rámci rodiny, naší republiky, tak i celého světa. Když něco pozorujeme a zažíváme současně s druhými lidmi, je to proto, že to je informace obsažená ve všech pozorovatelích, ale nemusí to nutně znamenat, že to je neměnná pravda. Komplexní informace se totiž dá kdykoliv a jakkoliv změnit. Stačí si uvědomit, že taková možnost existuje, a najít odvahu to zkusit.

Související…

Jak vznikl vesmír? To ukazuje model plný kvarkové polévkyJe vesmír vlastně stroj, nebo se v něm něco děje ze svobodné vůle?Co bude po smrti? Hawkingův učitel oživil odvážnou teorii

foto: Archiv Jana Raka a video Adato Paradigma z.ú.

Tipy redakce

Proč se krade i písek z pláže? Je to cenná komodita, která mizí stejně jako voda

Proč se krade i písek z pláže? Je to cenná komodita, která mizí stejně jako voda

Loni v létě zaplatil jeden britský turista na Sardinii pokutu 1 032 eur, když byl...

Horská dráha: Původní zábava pro šlechtu teď má sloužit i k eutanazii

Horská dráha: Původní zábava pro šlechtu teď má sloužit i k eutanazii

Matějská pouť na pražském Výstavišti už běží nějaký ten pátek a zdá se, že...

Twitter uživatelům ukazuje, co mají rádi za reklamu. A někdy je dost mimo

Twitter uživatelům ukazuje, co mají rádi za reklamu. A někdy je dost mimo

Inferred interests neboli „odvozené zájmy“ je název funkce sociální sítě Twitter,...

Pokračováním v prohlížení těchto stránek souhlasíte s Podmínkami užití a Pravidly využití Cookies.