Teoretická fyzika podle Michia Kakua není odtažitá disciplína pro hrstku nadšenců s křídou u tabule — je základem všeho, co nás obklopuje: elektřiny, magnetismu, jaderných sil i samotné existence vesmíru. Z fyziky vychází chemie, z chemie biologie a z té celý svět, který známe. Rozhovor s japonsko-americkým fyzikem, který se vesmírem zabývá od svých osmi let, otevírá ty největší otázky: odkud pocházíme, z čeho je utkána realita a kam směřuje lidstvo.
Teorie strun a sen o jediné rovnici
Kaku pracuje na teorii strun — konkrétně na strunové teorii pole, jedné z jejích větví. Jde o pokus dokončit dílo, které Alberta Einsteina marně zaměstnávalo posledních třicet let života: teorii všeho. Měla by to být jediná rovnice, snad ne delší než pár centimetrů, která by vysvětlila velký třesk, vznik hvězd, galaxií, Země i života. Einstein o ní mluvil jako o možnosti „číst myšlenky Boha".
Podstata teorie strun je překvapivě prostá. Proton, elektron, neutron — to vše nejsou bodové částice, nýbrž různé módy vibrace jediné struny. Když struna kmitá jedním způsobem, vidíme elektron; kmitá-li jinak, je to proton. Stovky subatomárních částic, které fyzici objevili v urychlovačích u Chicaga či Ženevy, jsou tak vlastně jen různé „tóny" jedné a téže struny. Cílem je sjednotit všechny čtyři základní síly vesmíru — gravitaci, elektromagnetismus a dvě jaderné síly — do jediného popisu.
Proč by realita měla být tvořena právě strunami? To fyzika neví. Snaží se jen zjistit, jak věci doopravdy jsou. Naznačuje to ale i řešení záhady temné hmoty — neviditelné hmoty obklopující Mléčnou dráhu, za jejíž objasnění čeká Nobelova cena. Podle této úvahy by temná hmota mohla být vyšší „oktávou" vibrace struny: vyšší kmity totiž neinteragují se světlem, a jsou proto pro nás neviditelné.
Velký třesk, černé díry a bublinová lázeň vesmírů
Vesmír podle dnešního poznání vznikl velkým třeskem zhruba před čtrnácti miliardami let. Důkazem je samotné rozpínání — hvězdy se od sebe vzdalují jako body na nafukujícím se balonu. Otázkou ovšem zůstává, co velký třesk způsobilo. Teorie strun nabízí odpověď, podle níž žádný „třesk" nebyl: vesmír se nejprve smrštil do nepatrného bodu a pak se znovu „odrazil".
Z toho plyne odvážná představa multivesmíru — bublinové lázně vesmírů. Náš vesmír je jednou z bublin, která se rozpíná, ale vedle ní existují další. Prázdný prostor totiž není prázdný: „pění" drobnými bublinami, jež vznikají a hned zase mizí v nicotě. Jedna z nich se kdysi rozhodla nevrátit se zpět do vakua a rozpínala se dál — to byl náš velký třesk. Slovo multivesmír mezitím proniklo i do běžné řeči a komiksů o Spider-Manovi, ale jeho původ je čistě fyzikální.
Gravitace přitom není „síla" v naivním smyslu, nýbrž důsledek zakřivení prostoru — to byl Einsteinův objev. Slunce zakřivuje prostor kolem sebe a planety po tomto prohnutí obíhají. Ze stejného principu vznikají černé díry: hvězda zhroucená vlastní gravitací natolik, že úniková rychlost z ní přesáhne rychlost světla. Co projde jejím horizontem událostí, nikdy se nevrátí. V centru téměř každé galaxie — i naší Mléčné dráhy ve směru souhvězdí Střelce — se podle dnešního poznání nachází černá díra. A co je uvnitř? Možná brána do jiného vesmíru, podobná červí díře — ale jistota chybí.
Realita jako iluze přizpůsobená přežití
Jedna z nejprovokativnějších tezí rozhovoru se týká povahy reality. To, co považujeme za skutečnost, je podle Kakua jen nepatrný zlomek toho, co existuje. Naše smysly zachytí jen drobnou výseč elektromagnetického spektra — nevidíme ultrafialové ani infračervené záření, rentgenové paprsky, kosmické záření. Místnost kolem nás je plná realit, které nevnímáme.
Tato „iluze" má evoluční smysl: smysly nás vybavily jen tím, co bylo nutné k přežití. Když v lese zašustí křoví, mozek okamžitě varuje před tygrem — devětkrát z deseti tam žádný není, ale ta desátá situace zachrání život. Vidíme tedy věci, které tam nejsou, protože je to výhodné pro přežití. Plné spektrum reality nám zůstává skryté, neboť k přežití nebylo potřeba. Různé živočichy navíc vnímají odlišné verze světa — netopýr sonarem, pes čichem mnohonásobně citlivějším než ten náš.
Otázku, zda nežijeme v simulaci, Kaku odmítá. Simulační teorie podle něj připomíná loutkové divadlo se scénářem, což odporuje kvantové fyzice založené na pravděpodobnostech. Nabízí vlastní „čtvrtou možnost": žádná simulace neexistuje a všechny tyto úvahy jsou jen pohádky, jimiž ohromujeme děti. Vesmír stojí na pravděpodobnostech — že se uran rozštěpí, že vodík splyne a vznikne hvězda — nikoli na předepsaném scénáři.
Smysl, víra a morálka očima fyzika
Na otázku po smyslu života fyzik odpovídá střízlivě: žádný univerzální smysl podle něj neexistuje, každý si jej tvoří sám. Přežití je přesto pro vesmír důležité — kdo přežije, píše dějiny; bez přežití nejsou žádné příběhy ani vzpomínky, jen prázdnota prostoru.
Víru v Boha vykládá evolučně. Jak lidé získávali rozum, začali zpochybňovat vůdce a kmeny se rozpadaly — potřebovaly „lepidlo". Bůh je podle něj právě tímto lepidlem, které drží myslící bytosti pohromadě ve chvíli, kdy už pro to nemají jiný důvod. Smysl náboženství tak nevidí ve vysvětlení existence, nýbrž ve vedení k dobrému životu. Sám se označuje za agnostika, nikoli ateistu: fyzik nezaujímá stanovisko, jen jde tam, kam ho vede důkaz.
Vlastní morálku odvozuje od zkušenosti z armády za vrcholící války ve Vietnamu, kde každý týden umíraly stovky vojáků. Tehdy si uvědomil, že protivník měl vlastní víru a vlastní pojetí dobra a zla, za něž byl ochoten zemřít — a začal si klást otázku, zda nestojí na špatné straně. Vědomí, že člověk je schopen dobra i zla a že je třeba bojovat za to, co považuje za správné, ho provází dodnes. Vědomí ostatně chápe jako schopnost dávat věcem význam — bez něj by se vše stalo bezvýznamným.
Kvantové počítače: hrozba pro banky i Bitcoin
Mezi technologiemi, které mění svět už dnes, vyniká kvantový počítač. Zatímco klasický počítač počítá pomocí tranzistorů, které jsou buď zapnuté, nebo vypnuté (digitální nula a jednička), kvantový počítač počítá na atomech — a mezi nulou a jednou existuje nekonečně mnoho mezistavů. Díky tomu zpracovává informace mnoha směry naráz a je nesrovnatelně výkonnější.
Z této síly plyne i riziko. Kvantové počítače jsou tak mocné, že znepokojují i CIA: jednou by mohly prolomit jakýkoli známý digitální kód. Proč dnes zloděj neukradne váš bankovní účet? Protože nemá váš digitální klíč. Kdyby ho měl, zmizely by úspory — a kapitalismus i fungování společnosti by se zhroutily do chaosu. Bezpečnostní šifry jsou stavěny tak, aby je nešlo prolomit; kvantový počítač to ale dokáže. Varování zaznívá i ohledně kryptoměn — Bitcoin je zajištěn rovnicí, kterou by kvantové počítače mohly snadno rozluštit, a jako mezník pro přípravu bank a států byl zmíněn rok 2029. Technologie ovšem ještě není u cíle — svět sází na to, že stihne najít obranu dřív, než kvantové stroje prolomí klasické šifry.
Umělá inteligence: nástroj, nebo dvojsečná zbraň
Umělá inteligence je podle Kakua modelovaná na fungování mozku — na neuronových sítích inspirovaných tím, jak mozek zpracovává informace. Dnešní roboti mají ovšem inteligenci hmyzu: dobře plní příkazy, ale neplánují a nedokážou formulovat vlastní myšlenky. Postupně mohou zchytřet na úroveň myši, králíka, psa, nakonec opice — a v tu chvíli se stávají potenciálně nebezpečnými.
Tvrzení, že současné modely dosahují úrovně doktora věd, fyzik odmítá: nelze s nimi vést originální debatu o fyzice, protože pracují jen s tím, co do nich bylo vloženo, a nepřicházejí s novými teoriemi. Tvořivost robotů je podle něj napodobivá — přeskupují existující prvky, podobně jako i umění vychází z nápodoby. Skutečná tvořivost ovšem vzniká téměř z ničeho, jako supernova; tak přišel Newton s diferenciálním počtem i zákonem převrácených čtverců. Není vyloučeno, že AI jednou urychlí objevy ve vědě kombinováním známých zákonů novými způsoby.
Hlavní obavu fyzik spojuje s tím, že se AI jednou může naučit škodit. Každý vynález — i luk a šíp — je dvojsečný: poslouží k obživě i k zabíjení. Zatímco dosavadní využití umělé inteligence bylo většinou pozitivní (úspora práce, tvorba bohatství, rychlejší a levnější výroba), na bojišti už vznikají autonomní zbraně, které se zaměřují na cíl a nelze je zastavit obvyklými prostředky.
Nesmrtelnost na dosah — i s háčkem
Na konci každého chromozomu se nacházejí telomery, jakési hodiny, které se s každým dělením buňky zkracují; až se zkrátí příliš, buňka se rozpadne a organismus umírá. Existuje ale látka zvaná telomeráza, která tyto hodiny dokáže zastavit. To byla dobrá zpráva — vzápětí přišla špatná: telomery a telomerázu využívá k vlastní „nesmrtelnosti" i rakovina. Tajemství nesmrtelnosti je tedy lákavě blízko, má však svou cenu. Vědci a lékaři proto hledají způsob, jak prodloužit lidský život pomocí telomer, aniž by přitom probudili rakovinné buňky.
Lidstvo na ostří nože
Nejmenší jednotkou dějin je podle Kakua desetiletí — cokoli kratšího je jen náhodný šum. Sledováno po dekádách je ovšem zřejmé, jak ohromný pokrok lidstvo udělalo: od kočárů a pluhů až k dnešku. Poprvé v historii má ale lidstvo i schopnost zničit samo sebe — designovými choroboplodnými zárodky, jadernými zbraněmi, snad i umělou inteligencí. Stojíme na ostří nože: nakloníme-li ho špatným směrem, přijde světová válka; nakloníme-li ho opačně, čeká nás dostatek a blahobyt pro všechny. A je jen na nás, kam se nůž nakloní.
I proto fyzik vážně uvažuje o tom, že by se lidstvo mělo s inteligentními stroji časem „spojit" — stát se zčásti robotickými a získat nadlidské schopnosti, abychom čelili budoucnosti, v níž stroje začnou samy rozhodovat. Mezitím platí, že stejně jako jsme pány kladiva či dláta, zůstáváme i pány svých nástrojů: rutinní práce zaniknou, ale otevřou se nové, vyžadující myšlení, organizaci a vztahy mezi lidmi, které stroje nezvládnou.
Závěr
Rozhovor spojuje nejhlubší otázky teoretické fyziky s velmi praktickými hrozbami i nadějemi nejbližších desetiletí. Od strun a multivesmíru přes iluzornost vnímané reality až po kvantové počítače a umělou inteligenci se vine jediná myšlenka: čím víc fyzice rozumíme, tím lepší život můžeme žít — pokud dokážeme moudře rozhodnout, kterým směrem nakloníme nůž, na jehož ostří lidstvo stojí.
