Když o pravdě, tak jen pravdivě!

Autor: Tomáš Mančal - Číslo: 2007/3 (Dialog)

Potřebu poctivého hledání pravdy v dnešním světě není snad třeba nijak zvlášť zdůrazňovat. Není to však žádná vlastnost dneška, že mnozí tuto potřebu tak důrazně pociťujeme. Touha po logické kompletnosti a vnitřní harmonii našeho názoru na svět je uložena někde velmi hluboko v našem podvědomí. Právě pocit disharmonie, neúplnosti či rozporuplnosti nám slouží jako dobře vyvinutý detektor nesmyslů. Asi ne neprávem očekáváme, že pravda se bude vyznačovat uspokojující úplností a vnitřní harmonií, kterou filosofie nazývá koherencí¹ nebo vnitřní konzistencí. Pravda však byla, je a bude velmi obtížně rozlišitelná od zjednodušených, líbivých polopravd, které je mnohdy snadnější intelektuálně pojmout a dosáhnout tak klamného pocitu uspokojení a harmonie.

Pravda, věda a lidská upřímnost

Jakkoli lze pokládat koherenci za nutnou podmínku pravdy, za podmínku postačující ji již považovat nelze.¹ Mnozí tento fakt, ke vlastní škodě, přehlížejí a spokojují se s jednoduchými, vnitřně konzistentními polopravdami. Zavírají pak oči před skutečnostmi, které jejich systému nevyhovují. Tak jak to známe z historie i současnosti, zjednodušení a zploštění světonázoru na úroveň uchopitelnosti masami bývá základem totalitních hnutí, pokřivení vědecké metody může přinést přízeň diktátorů,² jednoduché návody k dosažení zdraví a spokojenosti lákají jednotlivce do náručí náboženských sekt a nových spirituálních hnutí. Je poměrně snadné učinit omezený systém „pravd“ vnitřně konzistentním. Potíže obvykle nastanou ve chvíli, kdy se snažíme napasovat tento omezený systém na fungování lidské společnosti, přírody, či na duchovní sféru jednotlivce. Pak většinou nezbývá než zavřít oči i uši před vším, co odporuje zvolenému systému „pravd“, aby se nám okamžitě nerozpadl.

Přírodní věda si za svou stěžejní tezi stanovila nutnost neustále pochybovat o všech skutečnostech, dokonce i o všech výsledcích, kterých v minulosti zdánlivě dosáhla. Shodnou se na tom filosofové vědy³ i ti vědci, kteří akademickou filosofii příliš v lásce nemají či neměli.⁴ Přírodní věda je tedy, více než cokoli jiného, proces hledání pravdy v knize přírody. Má-li hledající dojít skutečné pravdy, nutnou podmínkou hledání je úplná upřímnost při zvažování faktů — nelze současně upřímně hledat pravdu a zavírat oči před fakty, které jsou v rozporu s našimi představami. Podstatným rysem této upřímnosti je, že jde jak o upřímnost vnitřní, takříkajíc sám k sobě, tak o upřímnost ke svým kolegům. Ta první nutí vědce publikovat své výsledky až ve chvíli, kdy zvážil opravdu všechna jemu známá pro a proti (zvážit všechna proti je většinou podstatně důležitější), ta druhá umožní jeho kolegům kriticky zvážit jeho příspěvek bez nutnosti prověřovat pravdivost některých elementárních skutečností — např. bez nutnosti ověřovat, zda experiment nebyl zfalšován, apod. Existence obou druhů upřímnosti umožňuje udržování jisté úrovně důvěry ve vědecké výsledky. To vše samozřejmě platí v ideálním světě, a tak vědeckou komunitou čas od času otřese skandál, který nám připomene, že „Důvěřuj, ale prověřuj“ platí ve všech oborech lidské činnosti a že vědci nejsou sborem svatých.⁵

Hledáme-li však pravdu bez zbytečných předsudků a skrytých úmyslů, nemusíme se jako přírodovědci stydět diskutovat své výsledky s veřejností ani s kolegy z jiných oblastí oné prafilosofie, ze které všechny vědy vzešly — tedy ani s teology a filosofy. Je proto smutné, když klameme důvěru těmito kolegy v nás vloženou, a sice důvěru v to, že jsme svých výsledků dosáhli s patřičnou pečlivostí a podle zásad hledání pravdy, které společně vyznáváme nebo které nám náš obor svojí podstatou umožňuje vyznávat. Domnívám se, že se takového klamání dopustil v čísle 3/2006 Teologických textů prof. Miloš V. Lokajíček.⁶ O to smutnější je, že v jeho článku mělo jít právě o pravdu. Místo toho tu byla podána velmi zkreslená a věcně chybná informace o současném stavu jedné ze stěžejních teorií současné fyziky, kvantové mechaniky.

Hodlám v tomto článku bránit spíše onen upřímný přístup, který je k pravdivosti vědeckého poznání nezbytný, než jen nějakou partikulární teorii. Je sice nutné uvést na pravou míru některé podstatné skutečnosti, které článek prof. Lokajíčka podává značně zkresleným způsobem, o mnoho důležitější je však představit přírodní vědu jako kolektivní činnost, kde neexistuje jiná autorita než „kniha přírody“. Zatímco ze zmíněného článku vzniká dojem, že se tu jakousi autoritou Nielse Bohra a proti autoritě Einsteinově udržela přes 70 let u „moci“ teorie obsahující logické rozpory, já bych chtěl nabídnout čtenáři k zamyšlení otázku, zdali taková autorita skutečně může existovat a jak pravděpodobné je, že by při její absenci mohly evidentní logické rozpory několika generacím fyziků unikat. Naopak bych chtěl upozornit na zásadní rozpor mezi zásadami vědeckého poznání, hlásanými článkem prof. Lokajíčka, a zbytkem jeho obsahu. Kritice neujdou ani některé nesrovnalosti, které jistě nemohly ujít ani očím informovaných nefyziků.

Domnívám se, že právě na rozhraní mezi přírodními vědami a teologií jsou dezinformace obzvláště nebezpečné a že dialog lze vést účinně pouze tehdy, pokud se oprostíme od nánosu starých nedorozumění a předsudků, a zejména se vystříháme nedorozumění nových.

Konec jedné krásné teorie

Vraťme se tedy k problému vnitřní konzistence pravdy. V přírodních vědách nalézáme mnohé příklady vnitřně velmi koherentních teorií, které se ukázaly mít omezenou platnost. Ukázaly se tedy být neúplnými a striktně vzato nesprávnými, nepravdivými.³ Snad nejznámějším příkladem takového jevu je „pád klasické fyziky“ na počátku dvacátého století. Principy newtonovské fyziky, o kterých se Immanuel Kant domníval, že je lze považovat za a priori platné, byly vyvráceny hned na dvou frontách. Nejprve přišel v roce 1901 Max Planck se svou, klasicky nezdůvodnitelnou, kvantovou hypotézou, která stála na počátku tzv. kvantové mechaniky; v roce 1905 pak utržila newtonovská fyzika další ránu v podobě speciální teorie relativity, spojené se jménem Alberta Einsteina.

Ačkoli se z pohledu klasické newtonovské fyziky jedná o popření jejích základních principů a pro pravdychtivého pozorovatele i o zavedení mnohých na první pohled kontraintuitivních myšlenek, pro fyziku jako takovou se tu jednalo o velké vítězství. Na jedné straně tu totiž došlo ke sjednocení klasické mechaniky s klasickou teorií elektromagnetického pole (obě spojuje speciální teorie relativity do jednoho harmonického celku), na straně druhé došlo, zhruba řečeno, k vysvětlení existence atomů a molekul. Obě teorie se během dvacátého století plodně rozvíjely a nové generace fyziků, chemiků a dnes i biologů a inženýrů nacházely v těchto teoriích nástroje nebývalé moci při vysvětlování přírodních jevů a při rozšiřování našich technických možností. Kvantová teorie umožnila obdivuhodný pokrok v poznání mikrosvěta, teorie relativity přinesla novou teorii gravitace s dalekosáhlými důsledky pro naše představy o vesmíru.

Počátkem dvacátého století samozřejmě nedošlo k žádné změně přírodních zákonů. Letitou praxí odzkoušená platnost newtonovské fyziky zůstala v nových teoriích zachována. Jak speciální teorie relativity, tak kvantová mechanika umožňují odvození zákonů klasické fyziky v její známé oblasti platnosti. Přesto však tento krásný obraz kalí disharmonie toho nejhoršího rázu. Kvantovou teorii lze sice dát do souhlasu se speciální teorií relativity (práce, při níž byla předpovězena např. existence antihmoty), obecná teorie relativity, tedy teorie gravitace, však dodnes podobným pokusům odolává. A tak nelze ani jednu z těchto teorií považovat za teorii úplnou. V mikrosvětě, kde můžeme zanedbat působení gravitace, používáme k popisu světa úplně jinou teorii než tu, která tak výborně funguje v měřítku naší sluneční soustavy, naší galaxie a dál. Proto dnes fyzikové usilují o novou, sjednocující teorii, která by „harmonii“ našeho popisu světa obnovila, a obě dnešní hlavní fyzikální teorie považují za teorie částečné, tedy striktně vzato nesprávné.

Hledání nové harmonie

Z hlediska hledání pravdy se může zdát, že jde o velmi neuspokojivý stav. Téměř veškerá měření, která dnes fyzikové provádějí, je možné vysvětlit použitím jedné ze dvou výše uvedených teorií, případně jistou jejich kombinací. K čemu to však je, když „víme“, nebo máme alespoň pádný důvod věřit, že jsou to teorie v principu nesprávné? Jak se liší naše „nesprávné“ teorie fyzikálního světa od primitivních výkladů světa? Vždyť i tam máme obvykle pro všechno nějaké zdůvodnění. Jedním ze zásadních rozdílů je, že důsledky vědeckých teorií lze vystavit experimentálním testům. Nelze je sice žádným způsobem experimentálně prokázat,³ lze však vyřadit ty, které neprojdou experimentálním testem, tedy jejichž předpovědi neodpovídají výsledkům experimentů. Upřímně řečeno, žádnou sjednocenou teorii, která by prošla všemi existujícími experimentálními testy, ani dnes nemáme. Existují však široké oblasti, ve kterých jedna či druhá současná teorie souhlasí s experimentem, a oblasti, kde neplatí ani jedna z nich, jsou dosud experimentálně nedosažitelné. Důvod, proč sjednocující teorii hledáme, je tedy spíše estetický nebo metafyzický než praktický.

Jakákoli teorie pokoušející se o vytvoření harmonie mezi kvantovou teorií a teorií gravitace musí v celé dnes experimentálně dostupné oblasti podávat stejné výsledky jako dvě dnešní teorie. Nejde tedy jen o nalezení nějaké „krásné“ teorie, která popisuje mikro- a makrosvět jedním jazykem, naše dnešní teorie musejí být také součástí nové teorie jako její jisté aproximace. Navíc by nová teorie měla ukazovat, kde jsou hranice platnosti našich současných teorií.

O platnosti fyzikálních teorií, jak vidíme, nerozhoduje samotná jejich vnitřní koherence, a už vůbec ne jejich bezrozpornost vzhledem k teoriím historicky je předcházejícím nebo bezrozpornost v našich intuitivních pojmech. Pouze souhlas s experimentálním pozorováním může o platnosti teorie cosi napovědět. Sebeúplnější a sebekrásnější teorie musí být poslána na „smetiště dějin“, pokud nevyhovuje nějakému zásadnímu experimentu.³ Dosavadní neúspěch fundamentální fyziky při hledání nové úplné teorie fyzikálního světa pouze podtrhuje to, o jaký nesnadný úkol tu jde. Albert Einstein zasvětil tomuto hledání prakticky celých posledních dvacet let svého života — více než padesát let po jeho smrti lze hovořit na tomto poli pouze o částečných úspěších.

Kvantová mechanika: Kam až stačí naše intuice?

Přes zjevnou neúplnost⁷ obou teorií nejsou samy o sobě vnitřně nijak rozporné. Kvantovou mechaniku lze matematicky velmi dobře vybudovat. Jistý dodnes ne zcela vyřešený problém představuje interpretace kvantověmechanického měření, tedy teorie toho, jak vlastně odpovídá předpověď kvantové mechaniky našim pozorováním a co se při měření vlastně přesně děje. To by nemělo být příliš překvapující, uvědomíme-li si, že na jednom konci pozorování jsou vždy naše smysly, které jsou v zásadě klasické (ve smyslu klasické fyziky), a pozorovaný jev klasický být nemusí. V zásadě si dnes kvantová mechanika činí nárok na správnou předpověď pouze střední hodnoty z mnoha opakovaných měření. Pro jednotlivá měření je pouze schopna udat pravděpodobnostní rozdělení očekávaných výsledků. Navíc kvantová mechanika tvrdí, že toto omezení na statistickou předpověď je principiální a že některá měření lze provést pouze s jistou minimální chybou, jejíž velikost také předpovídá ve slavném Heisenbergově principu neurčitosti. Přestože mnoho fyziků se pídí po detailnější teorii měření, v zásadě nelze očekávat, že nějaká detailnější teorie může být v rozporu s principem neurčitosti, neboť ten souhlasí s mnoha experimenty. Součástí kvantové teorie i experimentální praxe jsou další z klasického hlediska neobvyklé jevy, třeba tunelový jev, nelokálnost hmotných částic a vlnové vlastnosti fyzikálních objektů jinak považovaných za částice, například elektronů. Dnes se dají za nízkých teplot provádět experimenty s celými soubory poměrně masivních materiálních částic, které vykazují vlnové vlastnosti.⁸ Odtud tedy známá vlnově-částicová dualita. Klasická fyzika zná vlny a částice, v kvantové mechanice však existuje pouze jeden objekt — nazvěme ho třeba vlnočásticí. To, zda se vlnočástice projevuje spíše jako částice nebo spíše jako vlna, je dáno její kvantověmechanickou vlnovou délkou, která souvisí s její hmotností. Kvantová mechanika v mnohém porušuje naše intuitivní představy o vlastnostech světa, a tak například jistá omezení na vlastnosti vlnočástic klade i způsob jejich měření. Zjednodušeně řečeno, kvantověmechanické objekty se chovají jinak podle toho, zda se na ně „dívám“ nebo ne.

Einsteinův-Podolského-Rosenův paradox

Jedním z těžko přijatelných důsledků kvantové mechaniky je nemožnost neomezeného determinismu. Proti této principiální „ztrátě“ v nové fyzikální teorii se svého času vyslovil např. Albert Einstein. Jeho slavný výrok „Bůh nehraje v kostky“ vyjadřuje jeho nedůvěru k novému principu. Vidíme také, že tu jde spíše o metafyzické výhrady než o věcný nesouhlas. Nicméně Albert Einstein, jako jeden ze zakladatelů kvantové mechaniky, rozuměl nové teorii dostatečně dobře na to, aby své výhrady dokázal zformulovat ve věcné rovině. Společně s Rosenem a Podolským zformulovali slavný paradox EPR,⁹ nesoucí dnes jejich jména. Einstein se domníval, že kvantová mechanika narušuje jeden ze stěžejních principů teorie relativity, princip, podle kterého se žádná informace nemůže šířit rychlostí vyšší, než je rychlost světla. Navrhl experiment, při němž kvantová mechanika takové šíření informace zdánlivě předpovídá. Hlubší rozbor problému však potvrzuje, že k žádnému narušení tohoto principu tu nedochází. Nicméně fyzikální situace, kterou paradox popisuje, je natolik zvláštní, že rozhodnutí o platnosti kvantověmechanické předpovědi je třeba skutečně nechat na experimentu. Vždyť nás tu kvantová mechanika nutí věřit, že dva fyzikální objekty připravené v jistém společném počátečním stavu a posléze od sebe oddálené na jakoukoli vzdálenost jsou schopny mezi sebou komunikovat zdánlivě okamžitě. Měření vlastností jednoho z nich ovlivňuje výsledek měření na druhém z nich, bez ohledu na to, že si mezi měřeními podle teorie relativity nemohly stihnout vyměnit informace. Dlužno dodat, že moderní experimenty tento kvantovou mechanikou předpovězený efekt skutečně potvrzují a jsou základem jedné atraktivní a v praxi i komerčně využitelné metody kódování informací. Zkrátka a dobře, i Albert Einstein se někdy utne. Experiment rozhodl v tomto sporu v jeho neprospěch. Jeho příspěvek do diskuse o kvantové mechanice měl však za následek její hlubší pochopení a podrobil různé interpretace kvantové mechaniky, např. tzv. Kodaňskou interpretaci, závažnému experimentálnímu testu. V zásadě lze říci, že tato diskuse spíše umožnila odmítnout mnoho alternativních interpretací.

Žijme podle svých zásad

Experiment tak rozhodl i v neprospěch teorie vytvořené prof. Lokajíčkem.⁶ Ať už je jeho teorie jakkoli vnitřně krásná a koherentní, je-li v souhlasu s Einsteinovými požadavky na výsledky výše zmíněného experimentu, byla vyvrácena dříve, než vznikla. O paradoxu EPR se přednáší v pokročilých vysokoškolských kurzech kvantové mechaniky a jeho rozbor je znám široké fyzikální veřejnosti. Nelze tedy než konstatovat, že falzifikační postup, který prof. Lokajíček velmi správně obhajuje v úvodu svého článku, nebyl při budování jeho teorie uplatněn. A tedy, protože jak sám píše,⁶ „(...) toleranci nelze (...) uplatňovat u tvrzení a názorů, které byly na základě deduktivních logických postupů a srovnání s realitou falzifikovány“, nelze teorii prof. Lokajíčka z vědeckého hlediska tolerovat.

Vzhledem k tomu, o jak „slavnou“ záležitost se ve fyzikální komunitě jedná, nevěřím, že prof. Lokajíček informace o moderních experimentech na bázi paradoxu EPR nemá. Otázkou zůstává, proč tedy hlásat jisté zásady vědecké metody, a potom postupovat podle zásad značně odlišných. Proč uznávat správnost vědecké metody, a potom předkládat k uvěření výsledky, které jsou s ní v rozporu? Jaká je pravděpodobnost, že dojdu k poznání vědecké pravdy, budu-li ignorovat poznání dosažené vědeckou metodou generacemi lidí přede mnou? Neméně palčivou otázkou je, proč se snažit přesvědčit o své „pravdě“, kterou vědecká komunita nepřijímá, čtenáře Teologických textů a proč balit hypotézy, které mají experimentálně ověřitelné a ověřené důsledky, do metafyzické obálky a dovolávat se aristotelské autority.

Stvořitel má více fantazie, než si myslíme

Názory prof. Lokajíčka však lze označit za přinejmenším podivné i na čistě logické úrovni a s trochou informací musejí tak připadat i laikovi. Jaký je např. logický rozpor ve vlnově-částicovém dualismu, je pro mě těžké pochopit. Jestli je poznámka prof. Lokajíčka, že podle aristotelské logiky „žádná věc nemůže stejným způsobem být a nebýt“, mířena tímto směrem, pak nemohu než konstatovat, že tu jde o velmi elementární neporozumění principům kvantové mechaniky. Ta totiž v žádném případě netvrdí, že hmotné objekty jsou a zároveň nejsou částicemi. Pouze tvrdí, že všechny „objekty“ mají jak částicové, tak vlnové vlastnosti. V tom není žádný logický rozpor, ani kdyby to nakrásně nebyla pravda. To by potom byl logický rozpor i v černobílé televizi, která mým rodičům sloužila bez logických rozporů po mnoho let. Stejně tak nemá existence nebo neexistence nějakého jevu (v tomto případě tunelového) nic společného s logikou. Příroda je jedním ze zjevení, kterých se nám od Boha dostalo. Stvořitel měl při stvoření zcela jistě větší fantazii, než si prof. Lokajíček umí představit, a soudit ho na základě jistých zdánlivě logických pravidel nemůže vést k ničemu jinému než k popření těchto pravidel. To si však uvědomuje i prof. Lokajíček, když připouští pochybnosti o logických pravidlech samých. Činí tak ovšem na příkladu opět přinejmenším podivném. S takovou interpretací světa elementárních částic a s takovými jejími filosofickými důsledky pro pojmy „celek“ a „část“, jaké nám předkládá, jsem se skutečně ještě nesetkal. Když si z dětské modelíny vytvořím dvě kuličky, potom je přetransformuji na tři kostičky a zpět na dvě kuličky, musel bych podle soudu prof. Lokajíčka považovat tři kostičky za část dvou kuliček a dvě kuličky za část tří kostiček. Nevidím však, že by z toho vyplýval nějaký důsledek pro pojem části a celku, který by stál za pozornost.

Potřeba pravdivého dialogu

Málokterá diskuse je tak poznamenána emocemi a nedorozuměními jako ta mezi vědou a náboženstvím. Věřím však, že její absence by měla neblahé následky jak pro náboženství, tak pro vědu. Možná se v tom neshodnu s většinovým názorem ani v teologické, ani v přírodovědecké komunitě, domnívám se však, že jedině díky této diskusi musely obě strany v posledních staletích ustoupit od snah předložit všeobjímající systém pravd.¹⁰ Stejně jako výklad Bible nemůže podat téměř žádné relevantní informace při řešení přírodovědeckých problémů, nemůže dát věda odpovědi na závažné morální a etické otázky.¹¹ Z historie známe mnoho příkladů, jak neomezená moc nad světonázorem korumpuje, a osobně nemám pochyb o tom, že přes všechnu hořkost některých podobných diskusí je jejich důsledek blahodárný pro obě strany.

Ať už však jde o jakýkoli spor, o jakékoli téma, je vždy důležité nezkreslovat skutečný stav věcí a „nedeformovat“ fakta tak, aby přesně zapadala do skládačky našeho světonázoru. Na obou stranách existují pádné důvody neunáhlovat se při formulaci definitivních závěrů, neboť ne všechno, co se zdá být „logickým rozporem“ podle našich aktuálních představ, jím opravdu je. Vědci dobře vědí, že žádný princip není nedotknutelný,¹² teologové pak znají pojem tajemství. A tak příliš unáhlené pokusy o dokonalou harmonii vedou nakonec ke křečovitému shánění „důkazů“ o správnosti nedokonalého slepence názorů, které jen velmi těžko může přivést někoho k poznání pravdy o světě a člověku.