Mūsu eksistence ir tīra nejaušība

Liela daļa pasaules fiziķu, ar kuriem man iznācis runāt, tā vai citādi atsaucas uz Lielā hadronu pretkūļu paātrinātāja (Large Hadron Collider) eksperimentos iegūtajiem vai neiegūtajiem datiem kā uz nozīmīgu informācijas avotu un teoriju pārbaudīšanas rīku. Šis daudzmiljardu instruments – tā gada budžets ir gandrīz 1,5 miljardi Šveices franku –, kuru viens no tā inženieriem sarunā nosauca par milzīgu fotokameru, kas rada 45 miljonus attēlu sekundē, ir daļa no pasaulē lielākās elementārdaļiņu fizikas laboratorijas, kas pazīstama ar nosaukumu CERN un atrodas Ženēvas tuvumā. Šī paātrinātāja tapšanā, kas bija daudzu valstu zinātnieku, birokrātu un politiķu sadarbības rezultāts, izšķirošs bija tā nepieciešamības un funkcionēšanas teorētiskais pamatojums, ko 1984. gadā sniedza britu fiziķis Džons Eliss (Jonathan Richard Ellis, 1946), kurš kopš 1978. gada strādā CERN un šobrīd ir arī Klārka Maksvela profesors teorētiskajā fizikā Londonas Karaliskajā koledžā. Džons Eliss ir vairāk nekā 1000 zinātnisku publikāciju autors un līdzautors un viens no visvairāk citētajiem teorētiskās fizikas autoriem pasaulē. Elisa teorētisko darbu intensīvākais periods bija 20. gadsimta 70. gadi, kuru laikā viņa aprēķini precīzi paredzēja 2012. gada 4. jūlijā atklātā Higsa bozona parametrus. Lai gan elementārdaļiņu fizikas un astrofizikas lauki ir attīstījušies pietiekami neatkarīgi viens no otra, Džona Elisa pētījumi radīja pamatu šo divu jomu pētniecības iekšējai saistībai elementārdaļiņu astrofizikā. Formāli Eliss vadījis CERN teorijas nodaļu tikai gadus desmit, taču reāli pēdējās desmitgadēs viņš ir CERN galvenais teorētiķis. Lai gan viņam tiek piedēvēta termina “teorija par visu” (Theory of Everything) ieviešana, viņš pats apgalvo, ka to tikai popularizējis, jo līdzās aktīvam pētnieciskam un teorētiskam darbam Džons Eliss ir arī aizrautīgs fundamentālās zinātnes popularizētājs.
A. R.



Rīgas Laiks: Vai vārdu salikumam “Visuma sākums” jūsu skatījumā ir kāda jēga?
Džons Eliss: Neesmu pārliecināts. Mēs zinām, ka Visums izplešas, un fizikas likumi un laboratoriju mērījumi mums var pateikt, ka šī izplešanās notiek un ir notikusi apmēram 13,8 miljardu gadu garumā. Mēs varam ieskatīties laikā, kad Visums bija daudz blīvāks un daudz karstāks nekā tagad. Bet tad mēs pienākam pie punkta, kurā mums zināmie fizikas likumi un mūsu fizikas izpratne vairs nedarbojas. Mēs neko nevaram pateikt par laika nulles punktu, kas ir īstais sākums, Lielais sprādziens. Mēs varam jēdzīgi spriest par to, kas notika pēc Lielā sprādziena, bet nulles punkts… Vismaz es nezinu, kas tad notika. Un a fortiori es nezinu, kas notika pirms tam.
RL: Jūs vairākkārt esat teicis, ka runāt par “pirms” kontekstā ar Lielo sprādzienu ir bezjēdzīgi. Vai jūs joprojām tā uzskatāt?
Eliss: Es pat nezinu, vai vispār bija kaut kāds “pirms”, un man nav atbilstošas teorētiskās bāzes, lai izteiktu kādus pieņēmumus par to, kas varētu būt bijis pirms. Neesmu teorētiski gatavs pat izteikt pieņēmumus par to, kas notika laika nulles punktā.
RL: Vai jūsu skatījumā ir jēga nošķīrumam starp laiku un laika mērīšanu?
Eliss: Laiks pastāv neatkarīgi no tā, vai mēs to mērām vai nemērām, tieši tāpat kā telpa. Protams, ir cilvēki, kas saka: “Nū, ziniet, laiks ir subjektīvs jēdziens, tas pastāv tikai cilvēka smadzenēs,” – bet tas ir pilnīgs bulšits.
RL: Jūs teicāt, ka laiks pastāv neatkarīgi no tā, vai kāds to mēra vai nemēra. Laiks pastāv kā kas?
Eliss: Laiks pastāv kā būtiska mūsu apraksta par Visumu un procesiem tajā daļa.
RL: Vai jūs dzirdējāt, ko pats tikko teicāt? “Laiks pastāv kā būtiska mūsu apraksta par Visumu daļa.” Tas ir mūsu, nevis Visuma apraksts.
Eliss: (Klusē.) Laiks ir Visuma īpašība. Visumā notiekošos procesus mēs aprakstām laika kategorijās, bet laiks pastāv neatkarīgi no šī apraksta.
RL: Laiks pastāv neatkarīgi kā kas? Aristotelis, kā zināms, teica: ja nav pārmaiņu, nav laika. Laiks vienkārši ir pārmaiņu mērs. Tiktāl Aristotelis.
Eliss: Jā, jā, protams, tas nav mainījies.
RL: Bet jums, šķiet, ir cita izpratne par laiku.
Eliss: Nedomāju gan.
RL: “Laiks ir pārmaiņu mērs,” saka Aristotelis.
Eliss: Okei, jā, esmu spiests jums piekrist, ka laiks… Nu, laiks ir tas, ko mēs lietojam pārmaiņu aprakstīšanai.
RL: Bet sākumā jūs teicāt, ka laiks pastāv neatkarīgi no mūsu mērīšanas un apraksta.
Eliss: Jā, jo lietas mainās neatkarīgi no tā, ko mēs par tām sakām. Zvaigzne, ko es pētu, mainās neatkarīgi no tā, vai es to mēru vai ne.
RL: Tas nozīmē: ja nav pārmaiņu, nav arī laika – ja šādu situāciju, kur nekas nemainās, mēs vispār varam postulēt.
Eliss: (Nopūšas.) Labi, jūs varat to darīt, ja patīk, bet tas nav mūsu Visums.
RL: Tas ir viens no iespējamiem skatījumiem uz to, kas bija pirms Lielā sprādziena: nebija pārmaiņu, tātad nebija arī laika.
Eliss: Iespējams... Bet ļaujiet man pateikt, kā es redzu tos notikumus, ja mēs ejam atpakaļ uz...
RL: Jā, uz pašu sākumu.
Eliss: ...uz to, ko es atteicos pieņemt kā sākumu. Mēs zinām, ka subatomārā līmenī notiek svārstības – tās notiek “visu laiku”. Ikdienas dzīvē mēs par šiem kvantu efektiem varam aizmirst. Bet šo kvantu efektu vidū ir arī tādi, kas saistīti ar gravitāciju: gravitācijas lauks svārstās, tas nav absolūti konstants. Mēs to zinām no Einšteina relativitātes teorijas. Bet mēs zinām arī to, ka Einšteina apraksts ir nepilnīgs, ka tas jāpakļauj kvantu mehānikas likumiem. Un tas ietver kvantu svārstības, piemēram, laiktelpas struktūrā. Tas nozīmē: ja telpa vairs nav gluda, tad ļoti mazos mērogos parādās kaut kas līdzīgs fraktālai struktūrai...
RL: Telpā?
Eliss: Jā, telpā. Un tas pats, iespējams, notiek arī ar laiku: laiks vairs nav gluds, vienmērīgs, bet tas sāk lēkāt saskaņā ar kvantu fizikas likumiem.
RL: “Lēkāt” tādā nozīmē, ka – te tas ir, te tā nav? Vai arī tādā nozīmē, ka laiks vairs nav homogēns?
Eliss: Tas vairs nav homogēns, un jebkurš pulkstenis sāks uzvesties pilnīgi neparedzami. Visprecīzākie pulksteņi, kādi ir mūsu rīcībā, ir atomu pulksteņi, tie tikšķ ārkārtīgi regulāri. Bet Visuma pašā sākumā neviens pulkstenis netikšķētu regulāri. Tātad tajā brīdī laika jēdziens kļūst bezjēdzīgs, jo tur nenotiek nekāds sistemātisks pārmaiņu process Aristoteļa izpratnē. Viss notiek pārāk juceklīgi.
RL: Bet nespēja izmērīt pārmaiņas precīzi nenozīmē, ka nekādas pārmaiņas nenotiek.
Eliss: Jā, bet mūsu laika izpratne – jūsu, mana un noteikti arī Aristoteļa – ir tāda, ka laiks ir viens vienīgs. Dažādas lietas mainās dažādā ātrumā, bet visas pārmaiņas ir pakļautas vienam un tam pašam laika konceptam.
RL: Man laiks ir viens no lielākajiem noslēpumiem zinātnē, filozofijā, visur. Aristoteļa domu es pieminēju kā vienu no skaidrākajiem laika konceptualizēšanas piemēriem. Tas gan nenozīmē, ka man būtu skaidrs, kas ir laiks.
Eliss: Jā, varu to saprast. Bet ko es gribēju teikt? Ja mēs skatāmies uz Visuma agrīno stadiju, tad tur šī doma, ka kaut kas mainās paredzamā, aprēķināmā veidā, sabrūk – tur Aristoteļa laika izpratne kļūst nederīga un bezjēdzīga.
RL: Vai šai Visuma agrīnajai stadijai var piemērot kādu citu laika izpratni?
Eliss: Es nezinu, kas varētu aizstāt pastāvošo laika izpratni, ja vispār to kaut kas var aizstāt. Es varētu piedāvāt spekulatīvi matemātisku aprakstu tam, kas notiek, bet kāds būtu tā fiziskais korelāts, man nav ne jausmas. Ja drīkst, es mēģināšu ainu, kas man ir prātā, aprakstīt nedaudz matemātiskākā valodā.
RL: Jā, lūdzu.
Eliss: Tātad, saskaņā ar Einšteinu starp telpu un laiku pastāv saistība. Normālos apstākļos laiktelpa ir gluda, to var aprakstīt ģeometriski, un šai ģeometrijai ir piemērojama mērsistēma, ar kuru mēs varam noteikt attālumus tādā veidā, kas Einšteinam būtu pieņemams. Ja mēs dodamies atpakaļ uz Visuma sākumu, kur darbojas šie kvantu efekti, kur viss lēkā... Piemēram, ja mēs mēģinātu izmērīt kādu attālumu, mēs dabūtu dažādus rezultātus. Ja mēs veiktu bezgalīgi daudz mērījumu, tad beigu beigās iegūtu kaut kādu statistisku vidējo, kas varētu būt daudzmaz precīzs, bet vienalga – mērījumi Visuma agrīnajā stadijā ir pakļauti šīm kvantu mehānikas svārstībām. Tur šai mūsu mērsistēmai nav nekādas jēgas, tā pārstāj darboties. Kas darbojas tās vietā, to es nezinu.