Nakladatelství Aurora - vydané knihy

Ferris, Timothy: Zpráva o stavu vesmíru
Z anglického originálu The Whole Shebang přeložili Jiří Adam a Dagmar Adamová.
Vázané, 316 stran, 255 Kč, rok vydání: 2000, 1. vydání
ISBN 80-7299-014-4

O knize

Jeden z nejznámějších popularizátorů vědy Timothy Ferris poutavě a s ohledem na široké vrstvy čtenářů vysvětluje úchvatný obraz vesmíru. Jednotlivé kapitoly se zabývají historií představ o vesmíru, srozumitelně se dotýkají důležitých objevů určujících tvář dnešní kosmologie a nastiňují možné směry vývoje této vědy v blízké budoucnosti.
      Složité pojmy teoretické fyziky (princip relativity, inflační modely, teorie strun, kvantová fluktuace atd.) jsou přiblíženy čtenáři pomocí dobře zvolených analogií. Co znamená, že vesmír expanduje nebo že prostor je zakřivený? Jak může mít vesmír "počátek" a co bylo "předtím"? Tyto a mnoho dalších otázek autor rozebírá a zasazuje do širšího kontextu současné vědy.
      Čím více se blížíme k závěru knihy – a zároveň k diskusi o samotném počátku, k ústřední záhadě existence vesmíru, tím obratněji jsme autorem prováděni spletitými fyzikálními, filozofickými, a dokonce i teologickými argumenty o tom, jak mohl vesmír vzniknout, zda jeho a naše existence vypovídá něco o charakteru fyzikálních zákonů, jaké je naše místo ve vesmíru.
      Autor nenabízí hotové snadné odpovědi, naopak ukazuje, že složitých otázek bude i v budoucnu přibývat.
      Výklad je rozšířen o medailonky vědců a filozofů, kteří významně přispěli k vývoji dnešní astronomie.

Předmluva

V posledních sedmnácti letech měl český čtenář řadu příležitostí seznámit se se stavem a proměnami kosmologie - vědy, jež ve zcela dobrém smyslu zahrnuje v duchu okřídleného výroku Karla Poppera ("myslím, že všechno je kosmologie") veškeré lidské poznání. V r. 1983 to byla znamenitá kniha amerického fyzika, nositele Nobelovy ceny Stevena Weinberga (První tři minuty; II. doplněné vydání 1998) a r. 1998 jeho "Snění o finální teorii", ale mezitím se na českém čtenářském nebi zjevily početné další překlady: Gamowův "Pan Tompkins v říši divů" (1986), Novikovovy "Černé díry a vesmír" (1989), populární Hawkingova "Stručná historie času" (1991) i "Černé díry a budoucnost vesmíru" (1995), Daviesovy "Poslední tři minuty" (1994), Barrowovy spisy "Původ vesmíru", "Teorie všeho" (1996) a "Vesmír plný umění" (2000) jakož i knihy českých autorů: Fischerovy "Průhledy do mikrokosmu" (1986) a můj "Vesmír, jaký je" (1997).
      Tento výčet není úplný, ale připadá mi podstatný pro čtenáře, který se chce začíst do první Ferrisovy knihy, jež se nyní objevuje v českém překladu. Profesor Ferris totiž u nás není znám tak, jak by si s ohledem na svůj světový věhlas zasloužil. Během své vědecké dráhy pracoval na čtyřech amerických univerzitách a v současné době je emeritním profesorem prestižní University of California v Berkeley. Celý život se kromě své vědecké práce věnoval také popularizaci přírodních věd a filozofie početnými články ve významných amerických novinách a časopisech, vystupoval v rozhlase a televizi a napsal osm knih, přeložených do 16 jazyků. Připravil též obsah fonografického poselství mimozemšťanům, jež na své palubě nesou slavné kosmické sondy Voyager do hlubin kosmu.
      Ve své nejnovější knize si uložil ambiciózní cíl podat širší veřejnosti poselství o stavu (zkoumání) vesmíru na konci XX. století. Když jsem pročítal rukopis překladu, na mnoha místech mne napadlo, že plný užitek z knihy budou mít právě ti čtenáři, kdo se předtím seznámili s poznatky, obsaženými ve výčtu knih na počátku této předmluvy. Ferris má totiž tak neuvěřitelně široký záběr a provokativní způsob výkladu, že čtenář bez předchozí průpravy stráví hodně času listováním v encyklopediích či naučných slovnících.
      Pro připraveného čtenáře se však kniha nutně stane intelektuální lahůdkou. Timothy Ferris totiž ovládá taje popularizátorského umění jako málokdo. Pohybuje se bezpečně jak v teoretických partiích, tak při výkladu astronomických pozorování a fyzikálních experimentů, a ačkoliv je vědecky přesný, není ani hnidopich, ani nudný; navíc dokáže vymyslet vtipná a trefná podobenství. Obtížné partie prokládá stručnými charakteristikami protagonistů kosmologie XX. stol. od Alexandra Fridmana přes Paula Diraka, Johna Wheelera a Jakova Zeldoviče až po Andreje Lindeho a Eduarda Wittena.
      Ferrise vůbec nenapadne, aby čtenáře ujistil, že po přečtení knihy bude mít - pokud jde o kosmologii - jasno. Poctivě uvádí, že každá alespoň zčásti objasněná otázka vede badatele k novým, ještě složitějším, ba přímo záhadným problémům. Ferris dokáže i na laika přenést alespoň něco z onoho rozechvění myslitelů, kteří si kladou na první pohled jednoduché (dětské) otázky, aby pak jejich řešením strávili třeba i celá desetiletí, nezřídka zdánlivě bez úspěchu. Autor však dramaticky přesně ukazuje, jak z oné houštiny omylů a slepých uliček povstává nové poznání, překvapující svou hlubokou vnitřní logikou a zejména doslova svádivou elegancí.
      Z vlastní zkušenosti vím, jak se naše přírodovědecky orientovaná veřejnost zajímá nejen o obecnou koncepci velkého třesku a budoucnosti vesmíru, ale zvláště o aktuální otázky vlastností černých děr, povahu skryté hmoty vesmíru, původ antihmoty a asymetrie v jejím zastoupení ve vesmíru, o reliktní záření, supersymetrické částice, superstruny a kvantování, o koncepci mnoha paralelních vesmírů, antropický princip a nakonec i o otázku, zda je ve vesmíru (ještě) místo pro Boha. Nuže, o tom všem - a samozřejmě ještě o mnoha dalších souvisejících záležitostech - si nyní bude moci každý hloubavý čtenář utvořit vlastní názor za přispění autora, který právě na přelomu tisíciletí nabízí, ale nevnucuje, osobitý a zasvěcený pohled na vesmír, jaký (asi) je.

Jiří Grygar

O autorovi

Timothy Ferris je autorem knih Coming of Age in the Milky Way, Galaxies i dalších bestsellerů o astronomii, fyzice, historii a filozofii vědy, které byly přeloženy do šestnácti jazyků a nominovány na National Book Award a Pulitzerovu cenu. Pracoval jako redaktor v časopise Rolling Stone, publikoval stovky článků v Harper's, The New Yorker, The Nation, Nature, Reader's Digest, The New Republic, The New York Times i jiných časopisech. Podílel se na výrobě fonografického záznamu pro Voyager: artefakt lidské civilizace obsahující hudbu, pozemské zvuky a zakódované fotografie, vyslaný na palubě mezihvězdné sondy Voyager v roce 1976. Obdržel ocenění za popularizaci vědy od American Institute of Physics a American Association for the Advancement of Science. Je tvůrcem a moderátorem televizního pořadu „The Creation of the Universe“, spolupracuje rovněž jako esejista a komentátor pro National Public Radio. Byl vynikajícím učitelem, přednášel na čtyřech nejznámějších amerických univerzitách, nyní je emeritním profesorem na University of California. Kromě teoretických prací z oblasti fyziky a knih zabývajících se popularizací vědy se věnuje také astronomickému pozorování, za bezměsíčných nocí hledá mimogalaktické supernovy z Rocky Hill Observatory, kterou navrhl a postavil v Sonoma County v Kalifornii.

Ukázka z knihy

Osvícené pobřeží
Jednu po druhé, čas postupně vynáší
věci na dohled, rozum je pak povznáší
na osvícené pobřeží.
      Lucretius
Tato kniha shrnuje to, co a jak víme o vesmíru, a spekuluje o možných směrech vývoje kosmologie v budoucnu. Nejdřív si ale musíme zopakovat, jak věda dospěla k současnému pochopení stáří, velikosti a vývoje vesmíru.
      Takže dosud náš příběh probíhal takto:
      Staří Řekové si mysleli, že Země (o níž už věděli, že má tvar koule) spočívá nehybně ve středu vesmíru, kolem ní obíhají soustředné křišťálové sféry, ke kterým jsou připevněny Slunce, Měsíc, planety a hvězdy. Tento model se dobře snášel se zdravým selským rozumem: opravdu se zdá, že hvězdy obíhají Zemi po kruhových drahách s jednodenní periodou. Prosazování alternativního vysvětlení, že toto pozorování lze vysvětlit ne pohybem hvězdné sféry, ale otáčením Země, naráželo na námitky, které byly v té době nepřekonatelné. (Pokud Země rotuje, jak to, že když vyskočíme do vzduchu, tak dopadneme na stejné místo, a ne o stovky metrů na západ?) Geocentrický vesmír je také velmi estetický: představuje náš svět jako kouli se středem shodným se středy obíhajících sfér; tato představa jistě rezonovala s Platonovým přesvědčením, že koule je nejdokonalejší geometrický tvar, protože uzavírá největší možný objem v daném povrchu.
      Popsaný model byl sestaven dvěma z nejpronikavějších myslitelů čtvrtého století před naším letopočtem: filozofem Aristotelem a astronomem Eudoxem, a byl všeobecně akceptován. Řekové se však nespokojili s obdivováním jeho skvělosti. Očekávali, že teorie vysvětlí pozorovaná data - zaznamenané minulé pohyby nebeských objektů - a předpoví tyto pohyby také pro budoucnost, zejména takové význačné události jako zatmění Slunce a Měsíce a konjunkce planet. Právě toto, víc než cokoli jiného, je důvod, proč oslavujeme antické Řeky jako předchůdce moderní vědy. Jejich skepticismus předznamenal zvídavý, podvratný a stále nespokojený duch, charakteristický pro vědecké myšlení. To, že jejich model nakonec selhal, nabízí také varovnou lekci: kosmologická teorie může být rozumná a krásná, a přesto zcela chybná. Nakonec se ukázalo, že Aristotelova a Eudoxova geocentrická kosmologie nedokáže dostatečně přesně předpovědět pohyb planet.
      Lepší výsledky dával komplikovanější model navržený ve druhém století našeho letopočtu Ptolemaiem z Alexandrie. V Ptolemaiově vesmíru planety obíhají po epicyklech: malých kružnicích se středem, který sám obíhá kolem Země po velké kružnici (nebo dokonce po dalším epicyklu). To je velmi chytré, ale také velmi abstraktní, Ptolemaios sám považoval svůj model pouze za matematický trik. A bylo to tak komplikované, že Ptolemaiovo jméno se stalo obvyklým epitetem pro teorie zbytečně komplikované a nedostatečně fyzikální. Nicméně Ptolemaiův vesmír ovládal kosmologické myšlení na Západě po čtrnáct století, dokud jej nepřekonal Koperník. Děti se ve škole obvykle učí, že heliocentrický (se Sluncem ve svém středu) Koperníkův vesmír přinesl do kosmologie jediným tahem jednoduchost a osvícení. Koperníkův model ve své původní podobě však nebyl ani méně komplikovaný, ani přesnější než Ptolemaiův. Koperník předpokládal, že planety obíhají po kružnicích, proto se také musel uchýlit k epicyklům. Koperníkově doktríně dávali přednost někteří astronomové, zvláště mladí radikální vzdělanci, nikoli proto, že by vyřešila všechny jejich problémy, ale protože otvírala nové šance pro originální myšlení tím, jak ukazovala, že heliocentrická kosmologie může soupeřit s klasickou Ptolemaiovou geocentrickou kosmologií. A vyhlídky byly nesmírné - a to doslova. Ptolemaiův vesmír byl svou konstrukcí malý: hvězdná sféra, která jej uzavírala, se musela kolem Země jednou denně otočit, a pokud by byla příliš velká, musela by rotovat obrovskou rychlostí, která by ji mohla roztrhat na kusy. Ale pokud měl pravdu Koperník, pak právě skutečnost, že hvězdy stojí na svých místech, zatímco se Země pohybuje po své oběžné dráze a tím stále mění perspektivu pohledu na ně, znamenala, že hvězdy musí být velmi daleko. Tímto Koperníkův návrh odhodil zdi uzavírající sluneční soustavu a otevřel našim představám obrovský vesmír za jejími hranicemi.
      Avšak Koperníkův model trpěl dvěma velkými problémy. Protože předpokládal perfektně kruhový tvar oběžných drah, vystavoval se složitosti a chybám. Oběžné dráhy nejsou ve skutečnosti kruhové, ale eliptické. Snažit se odvodit planetární pohyb z kruhových oběžných drah je jako studovat odrazy ragbyového míče zkoumáním odrazů míče fotbalového. A protože tehdejší fyzika příliš nepokročila od dob fyziky starořecké, obhájci heliocentrického názoru byli stále ubíjeni starými námitkami: pokud Země rotuje, proč skokani nedopadají o kus na západ od místa výskoku a proč neustálé východní vichřice nepročesávají povrch Země, zejména na rovníku, kde se povrch Země pohybuje na východ rychlostí asi 1500 km/h?
      Vyřešení těchto problémů opravou nedostatků Koperníkovy kosmologie a jejich uvedením do souladu s pozemskou fyzikou připadlo dvěma význačným renesančním myslitelům. Johannes Kepler a Galileo Galilei byli oba talentovaní autoři, jejichž knihy šířily nové myšlenky do hlavního proudu intelektuální debaty účinným literárním slohem. Jinak se však velmi lišili: jeden byl teoretický založený samotář, druhý experimentální a více společenský.
      Kepler hledal ve vesmíru matematické symetrie a hudební harmonie. Sám pozoroval oblohu jen málo, použil dalekohled jen jednou či dvakrát. Jeho kosmologický výzkum se opíral o pozorování dánského astronoma Tycho Brahe, s kterým Kepler pracoval v Tychonově hvězdárně v zámku v Benátkách nad Jizerou nedaleko Prahy. Jejich vztahy nebyly jednoduché, Tycho se obával, že jej Kepler zastíní, a řadu dat před ním tajil. Plná data byla k dispozici až po Tychonově smrti (prasknutím močového měchýře po pivní pitce) a Kepler pak postupně objevil tři zákony planetárního pohybu, které dnes nesou jeho jméno.
      Vychutnávání krásy vědeckých zákonů je pro většinu z nás možné jen po kultivaci vkusu, stejně jako vychutnávání skotské whisky nebo hudby Alana Berga. A protože jen málo z nás získá tuto vnímavost k vědě během svých formativních let, je možné, že znalců krásy vědy je ještě mnohem méně než těch, kdo ocení MacCallanovu whisky nebo obdivují operu Vojcek. Ale pro ty, kdo se chtějí naučit cenit si vědy pro její krásu, jsou Keplerovy zákony výborným začátkem.