Włoski profesor Carlo Rovelli opowiada o studenckiej rewolcie swojej młodości, o tym, jak za sprawą LSD zainteresował się mechaniką kwantową, oraz o tym, dlaczego przeszłość i przyszłość w istocie nie istnieją.
Co wiemy na temat czasu? Językowa metafora powiada, że czas „płynie” niczym wielka rzeka, która niesie nas, a na końcu wyrzuca na brzeg, choć sama ciągnie się dalej i dalej. Czas mija. Biegnie naprzód. Poeci powiadają, że niekiedy się potyka, skrada, zwalnia, a nawet zdaje się zatrzymywać. Mówią, że nie potrafimy uciec od przeszłości, ta bowiem zawsze jest obecna w przedmiotach, ludziach, krajobrazach. Kiedy Julia czeka na Romea, czas się wlecze i dziewczyna pragnie, by Faeton popędzał konie w rydwanie Słońca „w stronę bram zmierzchu i pochmurnej nocy”. A gdy budzimy się po nocy pełnej intensywnych, wyrazistych snów, uświadamiamy sobie, że poczucie czasu, którego dopiero co doświadczaliśmy, było złudne.
Carlo Rovelli, włoski fizyk teoretyk, pragnie zarazić laików entuzjazmem do swojej dyscypliny naukowej. Jego książka Siedem krótkich lekcji fizyki – zbiór zwięzłych esejów o czarnych dziurach i kwantach – sprzedała się na całym świecie w nakładzie 1,3 mln egzemplarzy. Ostatnio naukowiec opublikował Tajemnicę czasu, urzekające, wręcz poetyckie dzieło, które kazało mi porzucić wszystkie moje dotychczasowe przekonania na temat czasu – a już na pewno przekonanie, że „płynie”. Ba, nie jestem już pewna, czy w ogóle istnieje.
Chcieliśmy świata bez granic
Spotykamy się pod kościołem San Petronio w Bolonii, gdzie Rovelli kończył studia. („Lubię mówić, że tak jak Kopernik pobierałem nauki najpierw w Bolonii, a potem w Padwie” – żartuje). Jest wesołym, niewysokim facetem po sześćdziesiątce. Dziś ma trochę nostalgiczny nastrój. Na co dzień mieszka w Marsylii, od 2010 r. zarządza tam zespołem badającym grawitację kwantową w Centre de physique théorique, wcześniej spędził 10 lat w Stanach Zjednoczonych na University of Pittsburgh. Rzadko odwiedza Bolonię, wykorzystał więc okazję, żeby spotkać się ze starymi przyjaciółmi.
Przechadzamy się po okolicy uniwersytetu. Na Piazza Verdi roi się od studentów. Dokoła flagi, graffiti, hasła antyfaszystowskie i popierające Kurdów, plakat upamiętniający Giulia Regeniego, doktoranta z Cambridge zabitego w Egipcie w 2016 r.
„Za moich czasów wznosiły się tu barykady i było pełno policji” – opowiada Rovelli. Angażował się wówczas w studenckie ruchy polityczne. O co walczył? „O drobiazgi. Chcieliśmy świata bez granic, bez państw, bez wojny, bez religii, bez rodziny, bez szkoły i bez własności prywatnej”.
Teraz uważa te postulaty za zbyt radykalne. Poza tym aktywizm okazał się niełatwy, szczególnie próby ustanowienia wspólnej własności czy zupełnego pozbycia się zazdrości. Do tego wszystkiego dochodziło jeszcze LSD. Zażył je kilka razy i z doświadczeń tych wzięło się jego zainteresowanie fizyką, a zwłaszcza zagadnieniem czasu. „Było to niezwykle silne przeżycie, również intelektualne – wspomina. – Na przykład wydawało mi się, że czas się zatrzymał. W moim umyśle działy się różne rzeczy, ale wskazówki zegara się nie poruszały. Wszystko ustało. Struktura rzeczywistości została zanegowana”. Miał rozmaite halucynacje: widział dziwne, zniekształcone przedmioty, jasne migotliwe kolory. Jednocześnie analizował to na bieżąco i w pewnej chwili zapytał sam siebie, co się dzieje.
„Pomyślałem: »To skutek oddziaływania związków chemicznych na mój mózg. Ale skąd pewność, że codzienne procesy percepcji są tymi właściwymi? Może prawdą jest to, czego doświadczam teraz? Jeśli dwa sposoby postrzegania tak bardzo się od siebie różnią, jak stwierdzić trafność jednego lub drugiego?«”. O LSD Rovelli opowiada podobnie jak o lekturze Einsteina w czasach studenckich, na skąpanej w słońcu plaży w Kalabrii. Wyobraził sobie wówczas świat inaczej niż na co dzień, ujrzał go jako szaloną, falistą czasoprzestrzeń opisywaną przez wielkiego fizyka. Rzeczywistość – by zacytować tytuł jednej z książek Rovellego – nie jest tym, czym się wydaje.
Rodzice Carla, konserwatywni werończycy, bali się o jego przyszłość. Ojciec zdziwił się, usłyszawszy od wykładowców syna, że chłopak w sumie całkiem nieźle sobie radzi mimo długich włosów, radykalnych poglądów i przygód z policją. Jednak Rovelli zaczął traktować fizykę poważnie dopiero wówczas, kiedy optymistyczny duch studenckiej rewolucji we Włoszech rozwiał się gwałtownie po uprowadzeniu i zamordowaniu byłego premiera Alda Mora w 1978 r.
Ziarna czasoprzestrzeni
Droga Rovellego do kariery akademickiej okazała się kręta. „Teraz wszyscy żyją w nieustannym stresie, bo brakuje pracy. Natomiast kiedy byłem młody, problem polegał na tym, jak jej uniknąć. Nie chciałem stać się częścią »systemu produkcji«” – mówi.
W tamtych czasach świat akademii wydawał się zapewniać ucieczkę od typowego nudnego etatu. Przez wiele lat Rovelli robił rzeczy, które go ciekawiły, zamiast skupiać się na swojej karierze. Przeniósł się do Trydentu na północy Włoch, by dołączyć do zespołu badającego interesujące go zagadnienia i przez parę miesięcy sypiał w samochodzie („dla przyzwoitości brałem prysznic na wydziale”). Potem pojechał do Londynu, bo zaciekawiły go prace Chrisa Ishama, aż wreszcie trafił do Stanów Zjednoczonych, żeby być bliżej Abhaya Ashtekara i Lee Smolina [wszyscy trzej to eksperci od grawitacji kwantowej – przyp. red.].
„Pierwszy artykuł naukowy opublikowałem strasznie późno jak na dzisiejsze standardy. Miałem ogromne szczęście, że mogłem sobie na to pozwolić. Dzięki temu więcej się nauczyłem i zyskałem więcej czasu” – mówi Rovelli. Bestsellery też pojawiły się dość późno, już po wydaniu w 2004 r. ściśle akademickiej książki na temat grawitacji kwantowej. Siedem krótkich lekcji fizyki to rzecz dla początkujących. Tajemnica czasu idzie o krok dalej. Traktuje „o tym, czym zajmuję się jako naukowiec, co naprawdę myślę i co jest dla mnie ważne”.
Mówiąc w skrócie, Rovelli uprawia rozległe pole, które pozostawił Einstein, ale próbuje na nim zaszczepić pędy teorii kwantowej. Ogólna teoria względności opisuje zakrzywioną czasoprzestrzeń i świat, w którym wszystko następuje po sobie nawzajem. Natomiast w świecie teorii kwantowej dyskretne porcje energii wchodzą ze sobą w interakcje. Jak mówi Rovelli: „[…] mechanika kwantowa nie radzi sobie z zakrzywieniem czasoprzestrzeni, natomiast ogólna teoria względności nie tłumaczy kwantów”.
Obie mają zalety, lecz ich wyraźna niekompatybilność stanowi nierozwiązany problem. Fizyka teoretyczna próbuje dziś stworzyć dla nich wspólne ramy pojęciowe. Pętlowa grawitacja kwantowa, którą zajmuje się Rovelli, potencjalnie może dostarczyć odpowiedzi, stawiając tezę, że czasoprzestrzeń jest ziarnistą strukturą utkaną z pętli.
Inne rozwiązanie wskazuje teoria strun. Spytałam Rovellego, czy bierze pod uwagę, że pętlowa grawitacja kwantowa może okazać się błędna. „To niewłaściwe ujęcie sprawy” – odpowiedział uprzejmie. Liczy się uczestniczenie w dyskusji. Poza tym: „[…] jeśli zastanowić się, kto ma na koncie najwięcej przełomowych sukcesów, odpowiedź brzmi: Einstein, bez najmniejszych wątpliwości. Zarazem ma on też na koncie najwięcej pomyłek”.
Przeciw głupim podziałom
Jaką rolę odgrywa w tym wszystkim czas? Einstein dawno temu wykazał, że czas jest względny, np. biegnie wolniej dla obiektów podróżujących z dużą prędkością. W tym ujęciu kategoria absolutnego „teraz” w zasadzie nie ma sensu. Czas nie jest żadną osobną właściwością wszechświata, lecz – jak mówi Rovelli – „elementem skomplikowanej geometrii splecionej z geometrią przestrzeni”.
Przy czym – dodaje fizyk – na tym rzecz się nie kończy. Otóż, według jego teorii, jeśli przejść na najbardziej fundamentalny poziom, czas zupełnie znika. Zgodnie z teoriami Rovellego musimy przyjąć, że czas to tylko funkcja „nieostrej” ludzkiej percepcji. Widzimy świat „jakby w zwierciadle, niejasno”, oglądamy cienie w platońskiej jaskini. Według Rovellego nasze doświadczanie czasu jest nierozerwalnie związane z właściwościami ciepła. W Tajemnicy czasu pada pytanie, dlaczego możemy poznać przeszłość, ale nie przyszłość. Zdaniem fizyka odpowiedzią jest jednokierunkowy przepływ ciepła, od ciała cieplejszego do zimniejszego. Jeśli wrzucimy kostkę lodu do kubka z kawą, kawa zrobi się chłodniejsza. Nie da się tego jednak odwrócić, o czym mówi nam druga zasada termodynamiki.
Czas, według naszego doświadczenia, także jest ulicą jednokierunkową. Rovelli wyjaśnia to, przywołując pojęcie entropii, czyli miary nieuporządkowania materii. Dawniej entropia była mniejsza, w przyszłości zaś się zwiększy. Nieuporządkowanie narasta, przybywa coraz więcej różnych możliwości. Karty w talii, niegdyś ułożone po kolei, będą tasowane i tasowane. Zarazem entropia, ciepło, przeszłość i przyszłość nie są właściwościami zasadniczej gramatyki wszechświata, ale naszej powierzchownej percepcji. „Jeśli obserwuję mikrostan danego układu, różnica pomiędzy przeszłością i przyszłością się zaciera. […] Zgodnie z podstawowymi zasadami gramatyki rzeczywistości nie istnieje rozróżnienie »przyczyny« i »skutku«”.
Jeśli chce się to w pełni zrozumieć, należy sięgnąć do książek Rovellego, zamiast czytać niniejsze omówienie, napisane przez osobę, która przy pierwszej nadarzającej się okazji zrezygnowała w liceum z lekcji fizyki. Z drugiej strony jestem idealną odbiorczynią Tajemnicy czasu. Rovelli wygląda na zadowolonego, kiedy podczas naszej rozmowy próbuję własnymi słowami zrekonstruować pojęcie entropii („Zdałaś egzamin” – mówi).
„Staram się, żeby to, co piszę, działało na kilku poziomach – wyjaśnia fizyk. – Myślę o osobach niemających pojęcia o fizyce i zupełnie nią niezainteresowanych. Wyobrażam sobie więc, że rozmawiam z moją babcią, która przez całe życie zajmowała się domem. Myślę też o młodych studentach fizyki i o moich kolegach po fachu. Staram się, żeby wszyscy znaleźli coś dla siebie. Przede wszystkim jednak liczą się ci, którzy nic nie wiedzą”.
Największymi fanami Rovellego są zupełni laicy oraz pracownicy naukowi. Głosy krytyczne pochodzą głównie od osób pośrodku – „tych, którzy trochę się znają na fizyce, ale tylko odrobinę”. Rovellemu nie podoba się sposób, w jaki fizyki naucza się w szkołach. („Całe to liczenie, z jaką prędkością spada upuszczona kulka – kogo to obchodzi? W innym życiu chętnie napisałbym szkolny podręcznik fizyki”). Podział świata na „dwie kultury”, czyli nauki ścisłe i humanistykę, jest „[…] głupi. To tak, jak gdyby połowie dzieci opowiedzieć, czym jest muzyka, drugiej połowie, czym jest literatura, a potem pierwszym zakazać czytania powieści, a drugim słuchania piosenek”.
Wspaniałą cechą książek Rovellego jest ich erudycja. Nie brakuje kontekstu historycznego (Rovelli prowadzi zajęcia z historii nauki i zależy mu, by chodzili na nie również studenci kierunków humanistycznych). Obok Einsteina, Ludwiga Boltzmanna i Rogera Penrose’a pojawiają się też Proust, Dante, Beethoven, a zwłaszcza Horacy. Każdy rozdział zaczyna się od cytatu z rzymskiego poety – wychodzimy od człowieczeństwa, od naszych uczuć i emocji i dopiero później zapuszczamy się w przyprawiający o zawrót głowy świat czarnych dziur, piany spinowej czy chmur prawdopodobieństwa.
„Horacy ma też intymne, liryczne i niezwykle dojmujące oblicze. Wspaniale opiewa przemijający czas – mówi Rovelli. – Pisze w tonie nostalgii, ale nie smutku czy rozpaczy. Zachęca, abyśmy żyli pełnią życia. Mój przyjaciel Ernesto, który umarł dość młodo, dał mi kiedyś w prezencie mały tomik Horacego. Od tamtej pory się z nim nie rozstaję”.
Fizyka i poezja
W opinii Rovellego nie ma sprzeczności między wizją wszechświata, w której ludzkie życie wydaje się zupełnie nieznaczące, a naszymi codziennymi smutkami i radościami. Nie ma także sprzeczności między „chłodną nauką” a wewnętrznym, uduchowionym życiem człowieka. „Jesteśmy częścią natury, a zatem radość i smutek również stanowią jej elementy. Natura nie sprowadza się przecież do atomów”. W Siedmiu krótkich lekcjach Rovelli porównywał fizykę z poezją. Obie próbują opisać to, co niewidoczne. Pamiętajmy też, że kiedy fizyka odchodzi od swego „ojczystego” języka równań matematycznych, musi sięgać po metafory i analogie. Rovelli ma talent do znajdowania chwytliwych porównań. Aby wytłumaczyć, że jednostajny „upływ” czasu jest złudzeniem, pisze: „Zdarzenia we wszechświecie nie ustawiają się w zdyscyplinowaną kolejkę jak Brytyjczycy, lecz tłoczą się bezładnie jak Włosi”. To, co nazywamy czasem, „kawałek po kawałku odarliśmy […] z kolejnych warstw”. Zostaje „[…] pusty, jałowy pejzaż pozbawiony niemal wszelkich śladów czasowości”.
Książka Rovellego, bardziej niż jakakolwiek inna, kojarzy mi się z Lukrecjuszem, rzymskim autorem z I w. p.n.e., autorem poematu O naturze wszechrzeczy. Skojarzenie to jest o tyle uzasadnione, że Rovelli należy do fanów Lukrecjusza – Rzymianina, który uważał, że świat składa się z atomów, choć teoria o ich istnieniu została potwierdzona dopiero przez Einsteina w 1905 r. i jeszcze w ostatniej dekadzie XIX w. określano ją mianem absurdalnej.
Lukrecjusza i Rovellego łączy nie tylko piękno języka, ale też przekonanie, że człowiek ma swoje miejsce w porządku natury, że stanowi fragment tkaniny wszechświata, a zarazem jest zdolny kontemplować jego piękno. Mamy tu do czynienia ze stanowiskiem racjonalistycznym. Zakłada ono, że jeśli lepiej zrozumiemy wszechświat, jeśli odrzucimy przesądy i błędne teorie, osiągniemy swego rodzaju błogi spokój. Rovelli przyznaje również, że częścią człowieczeństwa są miłość, strach, pożądanie i namiętność. Fakt, iż nasze życie trwa tak krótko – że mamy tak niewiele czasu – przydaje im dodatkowego znaczenia.
Tekst ukazał się w brytyjskim dzienniku „The Guardian” w kwietniu 2018 r.
Czytaj również:
