Deformace současného myšlení a přírodní věda ve 20. století

Autor: Miloš V. Lokajíček - Číslo: 2013/1 (Panoráma)

Život lidské společnosti ve většině světa je dnes výrazně usnadněn v důsledku všeobecného technického pokroku. Ten se spojuje s vědeckým poznáním, k němuž se dospělo zejména ve 20. století. A vyvozují se z toho rozhodující důsledky i pro závěry, jež se týkají i všeho ostatního poznání a vlastně veškerého života lidské společnosti. Je proto nutné upozornit na to, že v současnosti je celá řada takových závěrů podporována anebo zdůvodňována zcela chybnými vědeckými poznatky, jež se týkají především světa mikroskopického. V novověku došlo totiž k rozhodujícímu rozštěpení lidského myšlení, jež mělo za následek, že se v odvozování důsledků vědeckého poznání pro lidské bytí začalo v posledním století docházet ke zcela falešným závěrům, které ovlivňují negativně život celé lidské společnosti.

O dané skutečnosti jsem se pokusil informovat v TT již v r. 2006¹ a následně v dalším roce,² když jsem musel odpovědět na emotivní útok jednoho fyzika, který byl zcela nedostatečně seznámen s danými problémy. Tehdy jsem poukázal na potíže, s nimiž se setkávali ti, kteří usilovali upozornit na důležité chyby v obecně přijímaných vědeckých postupech v uznávaných odborných časopisech. V této stati bych chtěl seznámit čtenáře TT s tím, že v r. 2012 došlo nepochybně alespoň k částečné změně. Internetovým nakladatelstvím InTech Publisher jsem byl totiž vyzván, abych do jimi připravované knihy o kvantové mechanice napsal kapitolu o našich výsledcích; tato kniha vyšla v únoru 2012.³ Kapitola s dalšími novými výsledky bude pak obsažena v knize téhož nakladatelství, jejíž vydání je plánováno na leden 2013.⁴ Byli jsme vyzváni též k napsání příslušné kapitoly do encyklopedie, kterou plánuje jedno americké vědecké nakladatelství připravit během r. 2013. Avšak vraťme se k vlastnímu problému.

Současný technický pokrok je založen na vědeckých poznatcích vyplývajících z klasické fyziky, jak ji v začátku novověku rozvinuli Galileo a Newton, kteří vycházeli z ontologického přístupu, který navrhl Aristoteles a ve středověku dále rozvinul Tomáš Akvinský. Ze stejného základu vyšla i současná evropská a světová civilizace; viz např. T. E. Woods.⁵ V polovině 19. století však bylo lidské myšlení i vědecké poznání rozhodujícím způsobem ovlivněno matematickou filosofií Descartovou, která v podstatě zcela odmítla dřívější ontologický (realistický) přístup k lidskému poznání a nahradila jej rozhodnutím lidského rozumu. Za přírodní zákony se začaly označovat fenomenologické závěry z pozorování světa a žádné další důsledky vyplývající z pozorování reálného světa se nebraly v úvahu. Lze říci, že tento fenomenistický přístup vrcholil v začátku 20. století, když N. Bohr definoval strukturu atomů pomocí dvou fenomenologických postulátů, a zejména když v r. 1927 zformuloval svoji kodaňskou kvantovou mechaniku, která prakticky až do současnosti je obecně pokládána za rozhodující teorii mikroskopického světa.

V druhé polovině 20. století byl v podstatě veškerý technologický pokrok označován za plod této teorie, což mělo za následek, že Descartova filosofie (jeho racionalismus) a také některé závěry z kodaňské mechaniky ovlivnily rozhodujícím způsobem myšlení lidské společnosti i ve všech ostatních oblastech lidského života, což vedlo k řadě závěrů, jež jsou zcela v rozporu s ontologickou skutečností vývoje lidského rodu. Víra v rozhodující platnost kodaňské mechaniky je však založena na několika důležitých chybách. Jsou to především tzv. kvantové paradoxy, podle nichž se za plně oprávněné označují i zcela protichůdné interpretace fyzikálního dění, zatímco se jedná o logické spory v daném matematickém modelu, které platnost tohoto modelu zcela vylučují. V jeho platnost se ovšem až dosud věří také na základě toho, že byla v r. 1982 na základě experimentální skutečnosti vyloučena platnost určitých nerovností, které v r. 1964 odvodil J. Bell. Tyto nerovnosti byly však zcela chybně interpretovány, což si dříve prakticky nikdo neuvědomil; práce zaznamenávající tuto skutečnost byly uznávanými časopisy odmítány. Teprve v současnosti (tj. v roce 2012) se některé takové výsledky dostaly do více rozšířených publikací.

I když hlavním cílem našeho pojednání je upozornit na význam daného dění pro myšlení a vývoj lidské společnosti v oblasti lidského bytí, je nezbytné vysvětlit nejprve alespoň rámcově v několika následujících odstavcích, co se vlastně v oblasti přírodovědeckého (především fyzikálního) výzkumu ve 20. století dělo. Vždyť na publikaci, v níž byly zmíněné Bellovy nerovnosti odvozeny, se odvolává více než 25 000 jiných prací; z toho jen několik z poslední doby ukazuje, že dané nerovnosti byly zcela chybně interpretovány, neboť byly odvozeny na základě předpokladu, jenž v rámci kvantové fyziky neplatí. Jsou rovněž v rozporu s relacemi, jež musí platit pro každý pravděpodobnostní systém. Důsledky týkající se života lidské společnosti zmíníme pak v další části tohoto příspěvku.

Vznik kodaňské kvantové mechaniky

Kodaňskou kvantovou mechaniku navrhl v r. 1927 N. Bohr, když k rovnici odvozené E. Schrödingerem v r. 1925 přidal některé další předpoklady, které definovaly její fyzikální interpretaci zcela jinak, než to bylo deklarováno v původním Schrödingerově návrhu. Daná teorie slavila úspěch, když se ukázalo, že Schrödingerova rovnice v případě uzavřených systémů připouští jen některé (diskrétní) hodnoty energie, což bylo možno dát do souladu s existencí spekter fotonů emitovaných jednotlivými excitovanými atomy.

Proti Bohrově kodaňské mechanice vystoupil však v r. 1935 A. Einstein, který pomocí myšlenkového experimentu, v němž by se určovala koincidenční pravděpodobnost průchodu dvou částic letících v opačných směrech dvěma protilehlými detektory, dokazoval, že tato teorie vyžaduje, aby hmotné objekty byly ve vzájemné okamžité interakci i na velmi veliké vzdálenosti, což odporovalo standardní lidské zkušenosti (ontologickému přístupu). Bohr však námitku odmítl s tím, že to, co platí v oblasti makrosvěta, neplatí pro mikroskopické objekty. A světová vědecká komunita přijala zcela Bohrovo stanovisko, i když Einstein od svého stanoviska do konce života neustoupil. A tak se začaly používat dvě různé fyzikální teorie: jedna (Bohrova) pro oblast mikrosvěta a druhá (klasická fyzika) pro oblast makrosvěta.

Později se však začalo uvažovat o tom, že i na základě Schrödingerovy rovnice lze splnit Einsteinův požadavek. A diskutovalo se určitou dobu o dvou různých alternativách kvantové teorie. Kromě kodaňské mechaniky se hovořilo též o tzv. teorii se skrytými parametry. Nikdo se však nepokusil stanovit, jak se liší dodatečné předpoklady ke Schrödingerově rovnici od těch, které přidal Bohr v prvém případě. Rozdíly mezi oběma alternativami se pokusil studovat J. Bell, který v r. 1964 poněkud pozměnil myšlenkový experiment navržený Einsteinem; předpokládal, že místo jednoduché detekce jednotlivých částic se budou určovat koincidenční pravděpodobnosti vzájemné orientace jejich spinu. Zvolil pak vždy dvě orientace měřicího polarizátoru na každé straně a pro určitou kombinaci čtyř odpovídajících koincidenčních pravděpodobností odvodil, že za určitého předpokladu (když některé jednoduché pravděpodobnosti budou stejné) bude daná kombinace těchto čtyř pravděpodobností menší než 2. Obecně se pak předpokládalo, aniž by se to kdokoli pokusil ověřit, že tento omezující předpoklad platí v teorii se skrytými parametry, a nikoli v kodaňské alternativě. A když se pak podařilo daný experiment skutečně provést a v r. 1982 se prokázalo, že daná nerovnost je rozhodně narušena, byla kodaňská kvantová mechanika uznána za jedinou přípustnou teorii mikrosvěta.

Různé limity Bellovy kombinace koincidenčních pravděpodobností

V r. 1998 se nám však podařilo podrobně rozebrat, jak různé předpoklady ovlivní Bellovu kombinaci koincidenčních pravděpodobností v daném experimentu. Bylo možno ukázat, že podle zvolených fyzikálních předpokladů mohou existovat tři různé limitní hodnoty: 2, 2√2, 2√3, z nichž každá platí pro jinou fyzikální alternativu.⁶ První z nich (jež představuje Bellovu limitu) platí v případě klasické fyziky, druhá pro teorii se skrytými parametry a třetí pro kodaňskou alternativu. To znamená, že překročením Bellovy limitní hodnoty byla vyloučena pouze klasická fyzika, jež v případě jednotlivých objektů bere v úvahu jen jejich hmotnost, případně jejich elektrický náboj (nikoli jejich spin). Obě alternativy vycházející ze Schrödingerovy rovnice měly být plně připuštěny. Daný experiment však v podstatě upřednostňuje teorii se skrytými parametry, neboť ve zmíněných experimentech hodnota 2√2 nebyla nikdy překročena. Kodaňská kvantová mechanika musí však být odmítnuta na základě několika dalších argumentů, které ukazují, že všechny její tzv. paradoxy odpovídají vnitřním rozporům v jejím matematickém modelu; viz podrobný rozbor v již citované kapitole.³

V r. 2004 ukázal ještě Rosinger, že Bellovy nerovnosti jsou v rozporu též s podmínkami, které již před 150 lety odvodil Boole a jež musí platit pro každý pravděpodobnostní systém.⁷ Pokud jde o předpoklad, na jehož základě byly tyto nerovnosti odvozeny, je nutno uvést, že vylučoval možnost měření spinové orientace jednotlivých částic, v rozporu s předpoklady, na jejichž základě byl původní výraz odvozen. Požadavek jejich platnosti vracel tedy celý problém do oblasti klasické fyziky, jak již bylo uvedeno. Podrobnější rozbor dalších základních problémů kvantové fyziky je obsažen ve zmíněné publikaci, přijaté již do tisku.⁴

Schrödingerova rovnice, klasická fyzika a kvantové stavy atomů

O Schrödingerově rovnici se prakticky obecně předpokládá, že již sama o sobě popisuje jinou fyzikální skutečnost než klasická fyzika reprezentovaná Hamiltonovými rovnicemi. Existují však alespoň dvě publikace, v nichž bylo ukázáno, že ji lze odvodit pro lineární superpozice Hamiltonových řešení, když se daná množina všech těchto superpozic poněkud omezí vhodnou podmínkou. Znamená to, že každé řešení Schrödingerovy rovnice odpovídá nějaké superpozici klasických řešení (nebo přímo některému takovému řešení). Jediný rozdíl proti původní klasické fyzice spočívá v tom, že v případě uzavřených systémů jsou přípustné pouze stavy pro menší množinu diskrétních hodnot energie; tj. existuje tzv. kvantování energie.³

Je pak dobře známo, že jednotlivé atomy, sestávající z kladně nabitého jádra a odpovídajícího počtu záporně nabitých elektronů, se nalézají v kvantových stavech. Nejjednodušší atom vodíku pak sestává z jednoho protonu a jednoho elektronu. Diskrétní spektrum energie lze získat ze Schrödingerovy rovnice, když se interakce elektronu a protonu vyjádří pomocí Coulombova potenciálu. Tato rovnice však není schopna vysvětlit, proč dané konstituenty vytvoří vždy kvantový stav, když se k sobě dostatečně přiblíží. Je evidentní, že se při tom musí nutně uplatnit též jakási odpudivá síla velmi krátkého dosahu anebo jejich vzájemná neprostupnost. V takovém případě musí mít ovšem rozhodující vliv na vznik takových stavů struktura protonu a jeho prostorový rozměr, což ovšem současné matematicko-fyzikální teorie nejsou schopny popsat.

Lze říci, že tato skutečnost vytváří zcela novou etapu v oblasti kvantové fyziky, jak je podrobněji vysvětleno v práci citované v poznámce.⁴ Studium protonové struktury představuje tedy nepochybně v současnosti hlavní cíl fyzikálního výzkumu. Příslušné poznatky lze pravděpodobně získat pouze studiem kolizních procesů mezi jednotlivými hmotnými objekty; a tedy mezi dvěma protony nebo mezi protonem a elektronem při různých hodnotách jejich energie. To ovšem vyžaduje zcela nový přístup v matematickém modelování příslušných procesů. První pokus a předběžné výsledky, týkající se základních stavů protonu a jeho rozměru a získané zatím na základě velmi přibližného modelu, lze nalézt v již citované stati.⁴

Kvantová fyzika a filosofie (metafyzika)

Z předcházejícího vyplývá, že jediným spolehlivým základem vědeckého poznání je realistický ontologický přístup, neboť svět, ve kterém žijeme, včetně lidského bytí, představuje rozhodující základ poznání pro náš rozum. Z něho vychází nejen technologický pokrok, nýbrž i pravidla závazná pro náš život, má-li vývoj lidské společnosti harmonicky pokračovat. Závěry vycházející z Descartovy matematické filosofie (racionalismu) však v minulosti směřovaly prakticky vždy proti ontologickým principům (realistickému základu).

Lidský rozum může cestou logické indukce nebo intuice dospět na základě pozorování reálného světa k určitým tvrzením. Ta však nemusí být pravdivá a je nutno jejich pravdivost ověřovat. Za pravdivá nelze nikdy označit dvojici tvrzení, která jsou ve vzájemném rozporu. Pro jednotlivá tvrzení je pak nutno analyzovat všechny možné logické důsledky a konfrontovat je s realitou. A pokud dospějeme ke sporu, je nutno původní tvrzení (resp. příslušnou množinu tvrzení) označit za falzifikované, neboli jistě nepravdivé. To ovšem neznamená, že tvrzení, které nebylo falzifikováno, můžeme prohlásit za jistě pravdivé. Nikdy nemůžeme zaručit, že při dalším testování k žádné falzifikaci nedospějeme.

Každé nefalzifikované tvrzení je však nutno plně tolerovat a jeho pravdivost připustit jako možnou. To je základ plurality přípustných tvrzení, resp. názorů. V žádném případě nelze ovšem tolerovat tvrzení, které bylo prokazatelně falzifikováno. Zde se musí uplatnit povinná netolerance, neboť příslušná negativní tvrzení (tj. neplatnost příslušných pozitivních tvrzení) představují základ pravdy, z něhož musí každý člověk vycházet.

To se týká jak vědeckého poznání, tak i všech problémů z oblasti metafyziky (filosofie), které oblast vlastní přírodovědy přesahují. Také zde můžeme logickou indukcí dospět k tvrzením, jejichž důsledky lze konfrontovat s přímým pozorováním světa. A tvrzení, jež nebyla falzifikována, je nutno tolerovat jako pravdivá podobně jako jiná vědecká tvrzení. To se týká nepochybně i tzv. první příčiny, týkající se vzniku našeho světa a odvozované na základě principu příčinnosti, uplatňujícího se ve vývoji hmotného dění.

Důsledky pro současnou lidskou společnost

Celá světová civilizace i současný technický pokrok byly nerozlučně spjaty s tím, co se stále označuje jako evropské hodnoty. Vše vyrostlo v době novověku na základě Aristotelova ontologického přístupu k poznání světa, jak jej dále ve středověku rozvinul Tomáš Akvinský. V průběhu novověku se však myšlení evropské společnosti od takového postupu vlivem matematické filosofie Descartovy významně odchýlilo. A není pochyb, že v posledním století k tomu přispěla rozhodným způsobem i kodaňská kvantová mechanika, když logické paradoxy odpovídající vnitřním sporům ve fyzikálních modelech začaly být vydávány za vlastnosti hmotné reality.

Za cíl lidského života a jeho smysl se vydávají v současnosti stanoviska, která jsou v rozhodném rozporu s životními cíli, jež vyplývají z průběhu celého vývoje lidského rodu. Tuto hrozivou skutečnost popsala M. A. Peeters (ředitelka jednoho ústavu v Belgii) ve své nedávné studii „Nová globální etika. Výzva pro církev“, v níž shrnuje, jak protismyslně se operuje jednotlivými pojmy, když každá skupinka zastánců nějakého stanoviska se domáhá nároku na svoji pravdu.⁸ Jedná se o totální deformaci lidského poznání, jež je v rozhodném rozporu s tím, co vyplývá z pozorování reálného světa, jenž nás obklopuje.

Je nutno se zabývat všemi vlastnostmi a důsledky, které vyplývají z existence světa, v němž žijeme, a jeho celého vývoje. Nelze však dělat o průběhu světového vývoje v dávné minulosti žádné zodpovědné závěry na základě fenomenologických fyzikálních modelů, které jsou navíc zatížené chybnými předpoklady, jak jsme na to v předcházejících odstavcích upozornili. Je evidentní, že tento vývoj z hlediska lidského bytí směřuje stále k vyšším hodnotám a současný lidský život se svým duchovním rozměrem představuje nejvyšší ontologickou hodnotu, která musí být maximálně podporována a zajišťována. Vše musí být uzpůsobeno, aby se život lidské společnosti dále harmonicky vyvíjel.

To také znamená, že žádný lidský život nesmí být svévolně poškozován a ukončen. Život každého jedince musí být podporován, aby se mohl řádně podílet na životě celé lidské společnosti. Znamená to také, že rozhodná pozornost musí být věnována rodině, aby mohla řádně plnit úkol ve vývoji lidské společnosti. Musí být též zajištěn zdravý vývoj mladé generace a její odpovídající vzdělávání. Požadavek odpovídající tolerance, avšak také nutnost povinné intolerance se týká jak vlastního poznání, tak i všech stanovisek k lidskému životu a lidskému bytí.

Závěr

Položme si však otázku, jak bylo možné, že tak obrovská deformace v oblasti vědeckých závěrů mohla trvat prakticky déle než polovinu století. Lze to vysvětlit tím, že v oblasti mikroskopického výzkumu došlo k paralelnímu souběhu dvou různých vědeckých postupů, jež oba měly společný základ ve Schrödingerově rovnici: jeden však pracoval s touto rovnicí způsobem, jenž odpovídá našemu závěru o její obecné platnosti (aniž by si toho byl někdo skutečně vědom), zatímco ve druhém postupu se fyzikální interpretace příslušných řešení dané rovnice (a příslušných experimentů) deformovala na základě předpokladů přidaných Bohrem. A úspěchů dosažených prvním postupem v technologickém a vědeckém výzkumu využívali zastánci druhého postupu jako rozhodnou podporu pro své deformační závěry. Byla to také chybná interpretace Bellových nerovností, jež měla rozhodující vliv na danou situaci.

Není pochyb, že podobné deformační postupy se uplatnily i ve všech oblastech lidského poznání při propagaci závěrů, jimiž se některé osoby (nebo skupinky) snažily přesvědčit lidskou společnost o své pravdě. A myslím, že přišla doba, kdy je nutno skončit s různými manipulacemi významu jednotlivých pojmů a vrátit se k přesnému logickému myšlení, jak to bylo zahájeno ve starém Řecku a plně rozvinuto na stejném základě v období středověku. To ovšem záleží na širší lidské společnosti, aby již dále nenechávala sebou manipulovat různými agresivními skupinami. A nepřijímala jako pravdivá tvrzení, o nichž je nepochybné, že jsou v rozporu s ontologickou realitou hmotného světa, včetně lidské společnosti. V případě prokazatelné falzifikace daného tvrzení není žádná tolerance přípustná.