O čase od Nečase
(Od Newtona k věčnosti)
Jiří Nečas
Obecné historizující úvahy o čase zpravidla začínají ve starověku. Toto zamyšlení začneme v době mnohem pozdější, u Isaaka Newtona (1643-1727) a jeho úžasné stavby klasické mechaniky, vybudované na známých třech pohybových zákonech, doplněných gravitačním zákonem, a později různými fyziky, především J.-L. Lagrangem (1736-1813) a W.R. Hamiltonem (1805-1865), dále rozšiřované a zobecňované. Newton však zůstává symbolem klasické mechaniky. Její základní úloha je popsat, jak se mění poloha objektu v prostoru v závislosti na čase při daném rozložení působících sil. Čas zde vystupuje jako nezávislá, absolutní veličina a obdobnou vlastnost má i prostor, který je eukleidovský - tedy odpovídá běžné elementární geometrii či "zdravému selskému rozumu". V newtonské mechanice sledujeme prostorové souřadnice jako funkce času. Prostor a čas zde jsou různé, od sebe zcela oddělené kategorie.
Od vnitřně dokonalé newtonské mechaniky si řada vědců v 18. a 19. století slibovala, že se pomocí ní podaří vysvětlit všechny procesy v přírodě. Podtextem těchto snah často bylo vyloučit Boha, Boží působení, a člověka a lidské poznání postavit na vrchol. S odstupem času to připomíná laodikejské křesťany ze 3. kapitoly Apokalypsy[1]. Někteří přírodovědci, zvláště biologové, si však uvědomili, že čas klasické mechaniky nepostihuje jednu důležitou skutečnost, totiž jednosměrnost. Ta se na prvním významném a velkolepém poli aplikace zákonů mechaniky - v astronomii - neprojevuje. Obráceně promítnutý film zachycující pohyby nebeských těles by nevypadal nepřirozeně. Ale stačí udělat krůček k další fyzikální vědě - k meteorologii, abychom si uvědomili, že reálné procesy (např. vývoj oblačnosti) obrátit v čase prostě nejde. A v oblasti živé přírody je jednosměrnost času ještě zřejmější. Smrt není duální ke zrození. Stárnutí je jednosměrný, neobratitelný proces. Minulost a budoucnost nejsou ve skutečném světě symetrické, avšak ve světě Newtonovy mechaniky symetrické jsou. Newtonova mechanika je sice krásná, vnitřně uzavřená a bezesporná, nicméně v určitých aspektech realitě neodpovídá.
Snad nejjednodušším procesem, při němž se projevuje jednosměrnost, je výměna tepla. Teplo vždy přechází z teplejšího tělesa na chladnější. Tento proces se nedá obrátit. Ještě názorněji si jej můžeme uvědomit např. při smíchání teplé a studené vody. Z výsledné vlažné zpět teplou a studenou neoddělíme. Tuto jednosměrnost procesů v čase vyjadřuje známá druhá věta termodynamická. K její exaktní formulaci slouží značně abstraktní veličina entropie, pomocí níž lze kvantitativně vyjádřit dříve jen kvalitativní ideu nevratnosti (jednosměrnosti procesů). V uzavřených systémech entropie nemůže klesat. Termodynamika je spojena především se jmény Nicolase Léonarda Sadiho Carnota (1796-1832) a Williama Thomsona, známého jako lord Kelvin of Largs (1824-1907). Na ni navazuje statistická fyzika, jejíž základy položili Ludwig Boltzmann (1844-1906) a Josiah Willard Gibbs (1839-1904). Ta přinesla zajímavou a názornou interpretaci entropie jako míry neuspořádanosti - tedy nevratnost fyzikálních či fyzikálně chemických jevů má stejné vysvětlení jako růst nepořádku v bytě (pokud se neuklízí). Jakýsi maximální, totální nepořádek si lze představit. Jak je tomu s entropií? V čase roste. Znamená to, že směřuje k nějaké maximální hodnotě, či může růst neomezeně? Představa možné naprosté neuspořádanosti mluví pro první odpověď; spíš v úrovni spekulací se zde hovoří o tzv. tepelné smrti vesmíru, která by znamenala absolutní rovnováhu, naprosté vyrovnání teplot.
Růst entropie tedy vyjadřuje směřování k zániku, ke konci. Jak daleko by měl být, nevíme. Druhou termodynamickou větu máme ověřenu jen v nám prostorově i časově dosažitelné části vesmíru . A samozřejmě se nabízí otázka její souvislosti se stvořením, resp. s Božím tvořením (vznik řádu z chaosu znamená pokles entropie - je to tzv. protientropický proces[2]) a s eschatologickým úběžníkem dějin.
My však teď opustíme termodynamiku a statistickou fyziku, v níž se pod zdánlivě dokonalou stavbou newtonské mechaniky začala otřásat půda, a uděláme spolu s fyzikou revoluční krok vpřed; po kraťoučkém odbočení ke kvantové fyzice zamíříme k teorii relativity.
Kvantová fyzika, jejíž vznik spadá do dvacátých let minulého století, znamená radikální přelom v představách o světě, jeho popisu a poznávání. Z nesmírného bohatství jejích idejí pro toto naše zamyšlení nad časem je nejdůležitější, že nesymetrie mezi minulostí a budoucností se v ní projevuje novým způsobem: Zatímco minulost známe, ani dokonalá znalost fyzikálních zákonů nám nemůže umožnit předvídat budoucnost přesně; fyzikální realita má pravděpodobnostní charakter.
Teorie relativity bude naším posledním fyzikálním zastavením, či spíše dvojzastavením, neboť začneme u speciální teorie relativity, a pak přejdeme k teorii obecné. V druhé polovině 19. století na základě výsledků Michaela Faradaye (1791-1867) položil James Clark Maxwell (1831-1879)[3] základy elektrodynamiky, o nichž se ukázalo, že do Newtonových představ nezapadají. Vycházeje z pozoruhodného poznatku, že světlo se šíří ve všech systémech stejnou rychlostí[4], formuloval r. 1905 Albert Einstein (1879-1955)[5] speciální teorii relativity, v níž nelze čas oddělit od prostoru. Tedy speciální teorie relativity boří představu absolutního prostoru a absolutního času a scénou pro všechny procesy se stává čtyřrozměrný, zde ještě "rovný" prostoročas (či časoprostor). Jestliže v něm zvolíme pevně "klidovou" vztažnou soustavu a v ní nějaký pevný okamžik, zbývající "prostorová" část má známou eukleidovskou geometrii. Jakmile však máme dvě vůči sobě se pohybující vztažné soustavy, může se stát, že dvě události jsou v jedné z nich současné a v druhé nikoli, či dokonce jejich pořadí může být v každé z obou soustav jiné (pokud ovšem nejsou v kauzálním vztahu, tedy pokud jedna není příčinou druhé).
Významným Einsteinovým přínosem k fyzikálnímu obrazu jsoucna se stala jeho obecná teorie relativity. Je dost možné, že aspoň z podstatné části se rodila během Einsteinova působení v Praze nedlouho před první světovou válkou. Čtyřrozměrný časoprostor obecné teorie relativity je zakřivený[6], přičemž zdrojem zakřivení je hmota. Tedy fyzikální čas ("součást" časoprostoru), který ve (velmi) zjednodušené formě je časem naší zkušenosti, je vázán na hmotu.
Při četbě Písma a při promýšlení obsahu víry musíme uvažovat i o čase. Nechme teď stranou různé často i uměle udržované spory různých kreacionistických a evolucionistických proudů, věnujících se (v možnostech našeho vnímání času) minulosti. Svědectví Písma míří k budoucnosti, ke zjevnému Kristovu vítězství, které od jeho vzkříšení a nanebevstoupení existuje v jakési latentní formě. A ke křesťanské víře patří víra v život věčný, a i když dnes se adjektivu "posmrtný" zpravidla vyhýbáme, věříme, že smrt neznamená konec, nýbrž proměnu formy života. Někdy se vedou diskuse o tom, zda při ní jde o stav hned po smrti, či až po konečném vzkříšení. Tu a tam se projevuje zájem o časové zarámování tisíciletého království (Zj.20.1-10). V některých křesťanských kruzích více, v jiných méně se zas setkáváme s otázkou (někdy nevyřčenou), kdo vůbec bude spasen, s kým se na věčnosti setkáme (a je-li vůbec v této otázce první osoba legitimní).
Boží velikost přesahuje tento svět. Úvahy o věčnosti, o Božím království nás vyvádějí mimo materiální svět. Fyzikální zamyšlení jsme zakončili poznáním, že vnímaný čas (CHRONOS), čas naší zkušenosti a zároveň čas přírodovědy je na tento materiální svět vázán. A tak podobně jako prostorové předložky "nad" a "pod", resp. příslovce "nahoře", "dole", používané v biblických obrazech, nevztahujeme k vertikále orientované zemským gravitačním polem, ani časové předložky "před" a "po" či příslovce "dříve" a "později", použité v biblickém přibližování Božích věcí, nemůžeme nekriticky vztahovat k tomu času, který je základní nezávisle proměnnou naší pozemské vědy i zkušenosti. Boží čas (biblický KAIROS, dnes však toto slovo v řečtině označuje počasí) se nevejde do jednorozměrné orientované přímky. A z matematiky víme, že přirozené lineární uspořádání je možné jen v jednorozměrných prostorech. Časové předložky či příslovce v úvahách o věcech, které tento svět přesahují, nemůžeme absolutizovat; slouží jen k přiblížení nepopsatelných a nepochopitelných skutečností. Boží království, představující slavnou Boží budoucnost, přesahuje materiální svět, a tedy se vymyká lineárnímu vnímanému času, a proto může vstupovat i do naší současnosti. Jde o to, abychom my, kdo tvoříme viditelnou Kristovu církev, svým neustalým pečováním o časné věci a službou mamonu tomuto pronikání věčnosti do aktuální situace nebránili.
Výše zmíněné otázky po budoucích věcech jsou při vědomí, jak Boží čas přesahuje čas námi vnímaný, zcela irelevantní. Pomocí našich o zkušenost se opírajících vyjadřovacích prostředků na ně odpovědět nelze. Buďme vděčni za to, že současné poznání přírody vede k pokoře. Po většinu historie novověku tomu bylo jinak; poznání svádělo k pýše, a ta je překážkou vztahu k Bohu i k bližním. Poznávat Boží stvořitelské dílo je úžasné. Nicméně ještě úžasnější je Boží láska.
Čas je základní kategorií našeho poznání. Je nejčastější nezávisle proměnnou v našem lidském popisu fyzikální reality. A přitom vlastně jde jen o jakýsi průmět onoho Božího času do přímky. Boží realitu nejsme s to pochopit. Víme, že onu vnímanou nekonečně přesahuje. To podstatné vyjadřuje apoštol Pavel ve svém prvním listu do Korintu: "Co oko nevidělo a ucho neslyšelo, co ani člověku na mysl nepřišlo, připravil Bůh těm, kdo ho milují" (1.Kor.2.9).
Literatura
Einstein, A. - Infeld, L.: Fyzika jako dobrodružství poznání. Praha, Družstevní práce 1945
Nečas, J.: Buďme vděčni za Newtonovu konstantu. OaS, 2009, č. 1.
Nečas, J.: Entropie. Český bratr. 2007, 83, č. 7.
Nečas, J.: Jeden svět. Křesťanská revue, 2009, č. 4.
Nečas, J.: Teologie a přírodověda: nezávisle, proti sobě či spolu? Křesťanská revue. 2006, č. 2.
Novotný, A.: Biblický slovník. Praha, Kalich 1956 (2 sv.).
Weizsäcker, C. F. von: Ideme v ústrety asketickej kultúre? Bratislava, Archa 1995
Wiener, N.: Cybernetics or Control and Communication in the Animal and the Machine. Cambridge, Mass., MIT 1975
Okruh a střed 2011, č. 2
[1] Laodikejskému sboru jsou určena slova "Vždyť říkáš: Jsem bohat, mám všecko a nic už nepotřebuji! A nevíš, že jsi ubohý, bědný a nuzný, slepý a nahý" (Zj. 3.17)
[2] V živých systémech entropie klesá. V pozemských podmínkách to druhé větě termodynamické neodporuje, neboť žádný živý systém není uzavřený. Život znamená růst organizovanosti, uspořádanosti, smrtí začíná entropie růst.
[3] Poznamenejme, že zmínění britští fyzikové Newton, Faraday, Kelvin a Maxwell byli hluboce věřící.
[4] Průvodčí jdoucí ve vlaku, který jede rychlostí 20 m/s, od zadních vozů k předním rychlostí 1 m/s, se oproti okolí bude pohybovat rychlostí 21 m/s. Při malých rychlostech vystačíme s klasickou fyzikou. Jestliže však v kosmické lodi pohybující se (vůči nějakému vnějšímu vztažnému systému) rychlostí 100 000 km/s, se bude pohybovat směrem vpřed světelný paprsek, jeho rychlost bude přibližně 300 000 km/s, a to jak vůči kosmické lodi, tak vůči vnějšímu systému.
[5] V původním textu nedopatřením zůstal nepříjemný překlep - místo 1955 je tam 1922. V duchu se všem čtenářům (i A. Einsteinovi) omlouvám. Opraveno 13/11/11 JNe
[6] Pro představu křivého prostoru uveďme, že příkladem dvojrozměrného zakřiveného prostoru je povrch koule či zemský povrch.