Stručné odpovědi na velké otázky

Co se v knize dozvíte

Jen zřídkakdy si najdeme čas, abychom se odprostili od svých životů a položili si největší životní otázky: Odkud jsme přišli? Jak jsme se sem dostali? Proč je vesmír stvořen právě takto?

Naštěstí pro nás někteří z nejchytřejších lidí na světě tráví svůj život kladením těchto otázek a vzácná hrstka z nich dokonce píše knihy, v nichž na ně odpovídá jazykem, kterému všichni rozumíme.

Profesor Stephen Hawking ve své poslední knize prokazuje svou charakteristickou schopnost řešit největší otázky vesmíru, ale najde si prostor a čas i na hypotézy o osudu lidstva. Hawking v knize prolíná společenské otázky se sluneční soustavou a předkládá jak základní zákony vesmíru, tak svou vizi budoucnosti lidstva.

Věda vs. náboženství

Proč jsme tady? Odkud jsme se vzali? Proč se věci mají právě takhle?

Věda i náboženství nabízejí odpovědi na tyto základní otázky, ale docházejí k radikálně odlišným závěrům. Jedna strana tvrdí, že lidský život má přirozený smysl, druhá, že naše existence je jen o málo víc než náhodná. Není divu, že jsou vnímány jako dvě protichůdná vyznání.

Tyto otázky vycházejí z přirozené lidské tendence pochopit a vysvětlit náš vesmír – hledat odpovědi a smysl. Zpočátku tato vysvětlení přicházela z náboženství. Bohové byli považováni za příčiny blesků, bouří a zatmění. Nyní však máme racionálnější, konzistentní a ověřitelné vysvětlení: náš vesmír je obrovský stroj, který se řídí souborem neporušitelných přírodních zákonů.

Stačí se zamyslet nad jednoduchou hrou tenisu. Míček vždy skončí přesně tam, kde to tyto přírodní zákony, jako gravitace a pohyb, předpovídají. Žádné anomálie. Žádné výjimky. Samozřejmě existují proměnné, jako je síla svalů hráče nebo rychlost větru, ale ty fungují jako pouhé informační body, které tyto přírodní zákony neměnným způsobem zpracovávají a vypočítávají výsledek.

Tyto zákony nejsou jen neměnné, jsou také univerzální.

To znamená, že to, co platí pro náš tenisový míček, platí i pro největší nebeské bytosti. Otáčky naší planety se řídí těmito zákony, stejně jako ledový meteor řítící se mezihvězdným prostorem. A co víc, přírodní zákony nelze porušit: podléhal by jim dokonce i Bůh, což je v rozporu s teologickým zdůrazňováním božské všemohoucnosti.

Přesto by mohl existovat způsob, jak smířit moderní vědu s myšlenkou Boha.

To zahrnuje definici Boha jako těchto základních přírodních zákonů spíše než jako vědomé bytosti, která je stvořila. Takto o Bohu hovořil Einstein – jako o referenčním termínu pro pozorovatelná, neporušitelná pravidla vesmíru.

Toto vysvětlení bude pro mnoho lidí neuspokojivé. To proto, že mnozí z nás jsou zvyklí uvažovat o Bohu jako o bytosti podobné člověku – o bytosti, s níž můžeme mít osobní vztah. Když se však podíváme na vesmír v celé jeho děsivé velikosti a srovnáme jej s tím, jak malý a náhodný je lidský život, je šance na existenci božského stvořitele mizivá.

Pokud je tedy naše tradiční vysvětlení vzniku vesmíru chybné, jak vlastně vesmír vznikl?

Lze zjistit, co bylo před velkým třeskem?

Většina z nás o velkém třesku slyšela – je to nejrozšířenější vědecká teorie o tom, jak náš vesmír vznikl. Během nanosekundy se vesmír změnil z nekonečně hustého bodu, možná menšího než proton, v rychle se rozpínající těleso, které roste dodnes.

Objev, že se náš vesmír rozpíná, vlastně pomohl rozvinout teorii velkého třesku. K tomuto odhalení došel vědec Edwin Hubble.

V roce 1929 Hubble pečlivě analyzoval světlo ze vzdálených galaxií. Jeho cílem bylo změřit, zda se tyto galaxie pohybují, a pokud ano, tak kam. Jeho zjištění patřila k nejpřevratnějším v historii vědy.

Hubble ukázal, že téměř všechny galaxie se od sebe vzdalují. A co víc, čím dále jsou od Země, tím rychleji se pohybují. Na základě jejich rychlosti víme, že tyto galaxie byly před 10 až 15 miliardami let extrémně blízko u sebe. Možná tak blízko, že všechny zaujímaly stejný bod v prostoru – singularitu.

Důkazy podporující takovou teorii se poprvé objevily v roce 1965, kdy bylo ve vesmíru objeveno slabé mikrovlnné pozadí. To silně naznačuje, že vesmír měl velmi hustý a horký počátek. Tyto mikrovlny jsou pravděpodobně zbytky záření z počátečního „třesku”.

Otázkou však zůstává – co bylo před velkým třeskem?

Odpověď se týká Einsteina a jeho revolučního objevu, že prostor a čas nejsou oddělené entity. Místo toho jsou propojeny do „látky”, které říkáme časoprostor – jeviště, na kterém vesmír existuje.

A časoprostor může být deformován vysokou úrovní gravitace, kterou mají masivní objekty, podobně jako když položíte bowlingovou kouli na matraci. Je těžké si to představit, ale nejhmotnější objekty, jako černé díry, mohou časoprostor deformovat tak silně, že se zastaví samotný čas.

Vraťme se tedy zpět na počátek vesmíru. Vesmír se začne smršťovat a dosáhne nekonečně malé a nekonečně husté singularity podobné černé díře. Zde již prostor i čas nefungují podle našeho klasického chápání.

Nyní máme odpověď – pokud budeme sledovat „řetězec kauzality” zpět do jeho nejvzdálenějšího bodu, můžeme dokázat, že velký třesk nemohl mít příčinu, protože čas neexistoval. Neexistoval žádný čas, v němž by mohla existovat příčina.

Než se pustíme do něčeho stejně záhadného – mimozemského života –, nejdřív si to nechte v klidu projít hlavou.

A jak je to s mimozemským životem?

Mimozemšťané poutají naši představivost už celá desetiletí. Viděli jsme je ve filmech, četli o nich ve sci-fi románech a zabíjeli je v počítačových hrách. Někteří lidé dokonce tvrdí, že se s nimi setkali. Jaká je však šance, že inteligentní život skutečně existuje mimo Zemi?

No, pokud si vezmeme jediný příklad, který máme – Zemi –, zdá se pravděpodobné, že se mimozemské formy života vyvinuly.

V době, kdy se Země zformovala, slavil vesmír své sedmimiliardové narozeniny. Mnoho mimozemských civilizací mohlo vzniknout, zvládnout cestování vesmírem a kolonizovat svou galaxii dříve, než jsme my objevili oheň.

Zdá se tedy, že časový rámec sedí, ale co obyvatelné planety?

Na první pohled se to také nezdá problematické. Odhaduje se, že 20 procent všech hvězd má planety podobné Zemi, které obíhají v tzv. zlaté zóně – oblasti schopné udržet život, protože není příliš vzdálená od své hvězdy, aby se z ní stala ledová pustina, ale zároveň není dost blízko, aby se její obyvatelé usmažili.

Podívejme se na to z jiného úhlu pohledu. V naší galaxii, Mléčné dráze, je zhruba 200 miliard hvězd. To nám potenciálně dává čtyřicet miliard planet podobných Zemi jen v našem vesmírném sousedství.

Ale pokud se mimozemský život zdá tak pravděpodobný, proč nás ještě nikdo nenavštívil?

Jedna z teorií tvrdí, že mimozemský život může být běžný, ale inteligentní život je mimořádně vzácný.

Podívejme se znovu na Zemi. Životu trvalo 2,5 miliardy let, než se dostal od jednobuněčných organismů k mnohobuněčným, které jsou pro inteligentní život nezbytné. To je značná část času, který máme k dispozici, než naše Slunce exploduje. Mohlo tedy existovat mnoho dalších světů, na kterých se vyvíjel život, jen aby je stará, vrtkavá hvězda vyhodila do povětří.

Není to jediná hrozba, která může být existenční pro mimozemské životy – před 66 miliony let narazil do Země malý asteroid nebo kometa. Ta vyhubila všechny dinosaury – předchozí dominantní druh naší planety.

Byl to poslední velký náraz do Země a my už nějakou dobu pokoušíme štěstí. Rozumný odhad těchto srážek je přibližně jednou za 20 milionů let. Pokud je to pravda, může to být jen štěstí, že se na Zemi vyvinul lidský život, protože naše planeta už dávno čeká na mezihvězdnou srážku. Jiné formy života možná takové štěstí neměly.

Mohli bysme předvídat budoucnost?

Představte si, že byste mohli předvídat budoucnost. Mohli byste si koupit výherní los do loterie na příští týden, zjistit otázky v nadcházejícím testu nebo se dokonce vyhnout hrozící smrti. Je to lákavá vyhlídka. ale je to možné?

V tomto konvenčním smyslu ne. Existuje však jeden, i když nepravděpodobný scénář, kdy by to možné bylo.

Francouzský vědec Pierre-Simon Laplace tvrdil, že kdybychom znali polohy a rychlosti všech částic ve vesmíru, mohli bychom vypočítat jejich budoucí chování. Pokud byste například znali polohu svého auta v určitém okamžiku a věděli, že jede rychlostí 60 km za hodinu, mohli byste snadno vypočítat, kde bude za 30 minut.

Laplaceova myšlenka je vlastně ústředním principem klasické vědy – představa, že stav našeho vesmíru v určitém čase určuje jeho budoucí stavy. To nám umožňuje předvídat budoucnost, alespoň teoreticky.

Ve dvacátém století však německý fyzik Werner Heisenberg Laplaceovu logiku vyvrátil.

Heisenberg zjistil, že vzhledem ke způsobu, jakým jsou světelné vlny obaleny jednotkami nazývaných 'kvanta', nelze měřit současně rychlost i polohu částice; čím přesněji změříte jedno, tím méně přesně můžete změřit druhé. Toto pravidlo se stalo známým jako princip neurčitosti a vyžadovalo, aby fyzika objevila nový způsob pohledu na svět.

Tento pohled vznikl v první polovině dvacátého století v podobě notoricky známé složité teorie kvantové mechaniky.

V kvantové mechanice nemají částice přesně definované polohy a rychlosti. Tyto hodnoty jsou spíše reprezentovány něčím, co se nazývá vlnová funkce. Vlnová funkce je soubor čísel, z nichž každé představuje jiný bod prostoru. Velikost vlnové funkce předpovídá pravděpodobnost, že se částice bude nacházet v každém bodě prostoru. Co se týče předpovědi rychlosti částice v daném bodě, můžeme ji provést měřením toho, jak moc se vlnová funkce mění mezi dvěma body v prostoru.

Kvantová mechanika nám také předkládá mnoho problémů. Pro začátek, v rámci klasického pohledu na vědu jsme schopni předpovědět pouze polovinu informací o částici. To znamená, že můžeme zjistit pouze její vlnovou funkci, nikoli její polohu a rychlost. Navíc se zdá, že teorie kvantové mechaniky selhává v extrémních podmínkách, kdy se časoprostor deformuje, například v nitru černých děr.

O černých dírách

Představte si, že jste na mezihvězdném letu s kapitánem nováčkem. Ve svém vzrušení a nadšení se odchýlí od kurzu - a dostane se na oběžnou dráhu černé díry. Její gravitace přibližuje vaši loď k jisté smrti, ale možná vás uklidní fakt, že budete prvním člověkem, který uvidí za horizont událostí černé díry – tedy předtím, než bude rozmačkán na hvězdný prach poblíž jejího jádra.

Černé díry vznikají při zhroucení hvězd. Děje se tak proto, že tyto obří plynové koule disponují neuvěřitelným množstvím hmoty, a čím více hmoty, tím větší gravitace ji doprovází.

Proč se tedy například naše Slunce v současné době nehroutí?

Je to proto, že se hvězda po celou dobu svého života udržuje proti své vlastní gravitaci vytvářením tepelného tlaku. Uvnitř každé hvězdy vzniká obrovské množství energie díky jaderným procesům, které přeměňují vodík na helium. To působí proti implozi, ale jen po určitou dobu.

Nakonec hvězdě dojde jaderné palivo. Když se tak stane, většina hvězd vtáhne veškerou okolní hmotu dovnitř a smrští se do nekonečně hustého, nekonečně malého bodu neboli singularity – černé díry.

Bohužel není možné singularity zkoumat. Gravitace v okolí černé díry je tak silná, že z ní do určité hranice nemůže uniknout ani světlo. Tato hranice je známá jako horizont událostí.

Představte si horizont událostí jako plavbu lodi nad Niagarskými vodopády. Jak se k němu blížíte, proud sílí, ale je možné uniknout, pokud máte dostatek energie. Jakmile se však vaše loď převrhne přes propast, není naděje. Čeká vás životní jízda.

Pokud tedy vesmír existuje už miliardy let a černým dírám nic neunikne, neměl by se v nich vesmír utopit?

No, ukázalo se, že některé věci mohou černé díře uniknout.

V roce 1974 Stephen Hawking zjistil, že černé díry uvolňují částice stálou rychlostí, a odpověď opět spočívá v kvantové mechanice. Jeho teorie tvrdí, že prostor je naplněn částicemi a antičásticemi. Ty jsou v neustálém procesu vzájemného spojování, oddělování a následné anihilace. Složitá interakce těchto párů s černými dírami, zejména pokud jsou dvojice odděleni horizontem událostí, způsobuje, že černé díry ztrácejí hmotnost, smršťují se a nakonec mizí.

Je nutné začít ekologicky myslet a jednat

Zatím jsme se zabývali největšími otázkami, které vesmír nabízí; obraťme pozornost k problémům doma na planetě Zemi.

Naše planeta je ohrožena tolika různými způsoby, že to může být ohromující. Upřímně řečeno, pro Matku Zemi to nevypadá příliš dobře. Obecně můžeme hrozby rozdělit do dvou kategorií – události mimo naši kontrolu a události v jejím rámci. Podívejme se postupně na obě.

Podle fyzikálních zákonů i zákonů pravděpodobnosti nemá naše planeta daleko před srážkou s asteroidem. A to je možná ta nejděsivější z hrozeb, které čelíme – s naší současnou technologií jsme naprosto bezmocní, abychom zkáze zabránili.

Ale i to nám může dát věci do správné perspektivy. Neměli bychom se trápit nevyhnutelným; místo toho bychom měli zaměřit svou energii na problémy lidstva, které lze napravit.

Nejbezprostřednější z našich hrozeb je změna klimatu. Vzhledem k ekologii naší planety jsou naše současné globální emise zcela neudržitelné. Zvyšující se teplota oceánů uvolní do atmosféry více oxidu uhličitého a rozpustí polární ledovce. Tyto menší ledové čepičky zase snižují množství sluneční energie odrážené zpět do vesmíru, což dále ohřívá planetu.

To je známý skleníkový efekt a my musíme naléhavě najít technologická a politická řešení, jak snížit naši uhlíkovou stopu dříve, než se tento efekt stane nekontrolovatelným. Pokud to neuděláme, naše planeta by mohla skončit jako povrch Venuše – planety, která není známá svými pohostinnými podmínkami. Kdyby tam mohl přežít meteorolog, hlásil by maxima 250 stupňů Celsia a večerní přeháňky kyseliny sírové.

Globální oteplování je možná nejbezprostřednější hrozbou pro Zemi, ale čelíme i větší hrozbě – jadernému zničení.

Extrémní rétorika obklopující jaderný konflikt možná od konce studené války ochladla, ale jde o pouhého spícího obra. Naše geopolitické klima není zdaleka stabilní a nestabilita zvyšuje pravděpodobnost, že jaderné zbraně získá více zemí. Je také možné, že se k některým hlavicím dostanou teroristé. V současné době mají celosvětové zásoby dost energie na to, aby několikrát zničily planetu.

Za současného stavu planety je téměř nevyhnutelné, že v příštích 1 000 letech Zemi zničí buď jaderná válka, nebo ekologická katastrofa. Doufejme však, že do té doby bude lidstvo disponovat technologiemi, které mu umožní z planety uniknout a katastrofu přežít.

Objevování vesmíru

Když Kryštof Kolumbus v roce 1492 vyplul na západ, kritici se postavili do řady a prohlásili, že tato mise byla kolosálním plýtváním penězi. Přesto už o několik desetiletí později jeho „objev” nenávratně změnil celý svět.

Dnešní situace je podobná jako před pěti stoletími. Kvůli současnému politickému a finančnímu klimatu se rozpočet kosmických agentur v poměru k HDP již několik desetiletí snižuje. Politici i veřejnost se domnívají, že máme lepší věci, za které bychom měli utrácet peníze.

To je v rozporu se základním instinktem lidstva. Jako živočišný druh máme jedinečnou míru zvědavosti; pohání nás touha jít, vidět, poznat. Zůstat na místě by bylo podobné, jako kdyby se skupina trosečníků nesnažila uniknout z opuštěného ostrova.

Abychom v lidstvu znovu vyvolali touhu po průzkumu vesmíru, potřebujeme konkrétní termíny, podobně jako když se prezident Kennedy v roce 1962 zavázal, že Spojené státy do konce desetiletí uskuteční přistání člověka na Měsíci. To podnítilo představivost veřejnosti a inspirovalo mnoho dětí, aby se později staly vědci. S našimi současnými technologiemi jsou cíle vybudovat do roku 2050 základnu na Měsíci a do roku 2070 přistát s lidskou posádkou na Marsu možné a znovu by oživily nadšení pro vesmírné programy.

Nemusíme se zastavit jen u toho.

S výjimkou vnějších planet bychom mohli do sta let cestovat k planetám naší sluneční soustavy. Europa, jeden z Jupiterových měsíců, může mít pod svým ledovým povrchem dokonce oceány vody schopné udržet život.

V naší sluneční soustavě však budeme uvězněni ještě dlouho.

To proto, že nejbližší sluneční soustava, Alfa Centauri, je vzdálená 4,5 světelného roku. Naše současná generace chemických raket znemožňuje její návštěvu během lidského života. Máme kandidáty na jiné formy energie, které by naše rakety poháněly rychleji, například jadernou fúzi nebo anihilaci hmoty a antihmoty, ale ty pravděpodobně nebudou vyvinuty dříve než za několik století.

Jednou z alternativ je bezpilotní loď. Ta by se dostala do sluneční soustavy mnohem dříve.

Vezměme si například průlomový projekt Starshot. Ten navrhuje vytvoření tisíce kosmických sond typu nanokraft o velikosti pouhých několika centimetrů. Tyto nanopláště by byly připevněny k malým, lehkým plachtám a vyslány na oběžnou dráhu. Zpět na Zemi se soustava výkonných laserů soustředí na určitý bod nad atmosférou a na každou plachtu dopadne gigawatt energie.

Projekt Starshot má mnoho technických problémů, které je třeba vyřešit, ale nejsou nepřekonatelné. Podobné projekty nám totiž připomínají vynalézavost našeho druhu.

Umělá inteligence je reálný problém

Všichni víme, jak to chodí. Vyspělá síť umělé inteligence zvaná Skynet dosáhne sebeuvědomění a zahájí jaderný holocaust proti svým stvořitelům. Někteří lidé přežijí a vytvoří odboj a Skynet pošle Arnolda Schwarzeneggera, strojem času, zpět do roku 1984, aby zabil jeho vůdce. Ale to všechno je jen slavná hollywoodská fantazie, že?

No, není to všechno tak přitažené za vlasy, jak se zdá.

Ironií je, že vědecká fantastika, která nám ukazuje nebezpečí tohoto scénáře, ho zároveň učinila směšným a neuvěřitelným. Pokud však nebudeme brát možnost superinteligentních strojů vážně, mohla by to být naše největší chyba vůbec.

Přemýšlejte o tom takto. V současné době jsou naše mozky mnohem vyvinutější než i ty nejpokročilejší počítače, ve skutečnosti jsou současné počítače méně složité než mozek žížaly. Ale tak to nezůstane. Pokud je inteligence klasifikována jako schopnost přizpůsobit se na základě okolností, systém umělé inteligence, který se dokáže sám zdokonalovat, by mohl vést k explozi inteligence, čímž bychom se dostali do pozice žížal.

To je reálné nebezpečí, ale měli bychom si také dát pozor na vyvolávání strachu. Správně využitá umělá inteligence má sílu zlepšit téměř všechny oblasti lidského života, od vymýcení nemocí a chudoby až po výhody, které jsme nikdy nemohli předvídat. Scénáristé napsali v 80. letech zápletku Terminátora, ale nikdo nepředpověděl raketový vzestup internetu.

V současnosti máme věci jako samořídící auta a počítače, které dokážou vyhrát hru „Go". Dnes se to zdá být revoluční, ale rychlost, výkon a kapacita počítačů se neustále zrychlují.

Na to existuje Mooreův zákon. Podle něj mohou počítače každých 18 měsíců zdvojnásobit svou rychlost a kapacitu. Pokud se naše přístroje budou Moorovým zákonem řídit i nadále, může umělá inteligence během příštích sta let překonat lidskou inteligenci, čímž se možnost sebevědomého Skynetu stane méně vzdálenou.

Jaká je tedy odpověď na tuto otázku?

No, lidé si toto nebezpečí již uvědomují, což je povzbudivé. V roce 2015 podepsali Elon Musk, Stephen Hawking a řada odborníků na umělou inteligenci otevřený dopis, v němž varovali před nebezpečím nekontrolované superinteligence. Etika umělé inteligence se také stala jedním z nejrychleji rostoucích oborů akademického studia. Do budoucna je však nejdůležitější si uvědomit, že budoucí ochranná opatření musí zajistit, aby stroje vždy sloužily lidem.