Świadomość AC ogarniała już teraz wszystko, co kiedykolwiek wydarzyło się we Wszechświecie i analizowała to, co było teraz Chaosem. Krok po kroku wszystko zostanie zrobione…
I wreszcie AC rzekł: NIECH SIĘ STANIE ŚWIATŁO!
I stało się światło…”
3
Nie sposób odmówić opowiadaniu Asimova ogromnej dozy fantazji. Jest w nim jednak poza fantazją coś jeszcze — coś, co uderzyć musi przede wszystkim tych, którzy na co dzień parają się fizyką: owa idea hiperprzestrzeni — szczególnej przestrzeni fizycznej, w której ustaje bieg zdarzeń, a pojęcie przeszłości i przyszłości zatraca swój sens.
Trudno byłoby chyba dziś stwierdzić, czy Asimov zaczerpnął ten pomysł z jakiegoś źródła naukowego (jako biochemik studiuje z pewnością materiały z fizyki teoretycznej — jest zresztą znany jako popularyzator wszechnauk) — czy też zrodził się on w jego wyobraźni. Faktem jest, że opowiadanie to stanowi — dla mnie przynajmniej — jeden z klasycznych przykładów opowiadań fantastycznonaukowych, w którym kilka świetnych hipotez naukowych bezwzględnie zaważyło na wartości całego opowiadania. Wróćmy jednak do Asimovowskiej hiperprzestrzeni…
4
Jak już wspomniałem, na początku lat pięćdziesiątych coraz częściej rozlegać się poczęły głosy o potrzebie modyfikacji einsteinowskiej teorii względności. Warto tu przypomnieć atmosferę tamtych lat: był to w fizyce okres, kiedy zelżał już nieco entuzjazm i zachwyt nad sukcesami tej teorii, a w czasopismach naukowych i popularnych na całym świecie zaroiło się od prac, zmierzających do podważania, modyfikacji czy wręcz obalenia teorii Einsteina. Całe zastępy młodych naukowców śniły po nocach o sposobach nadgryzienia szczególnej bądź ogólnej teorii względności i zastąpienia jej „czymś lepszym”. Wtedy to właśnie ukazały się również pierwsze prace fizyków amerykańskich — C. W. Misnera, B. S. De Witta, J. Schwingera, a później i J. A. Wheeler a — poświęcone pewnym propozycjom rozwinięcia i modyfikacji teorii względności. Trzeba tu jeszcze dodać, że te akurat prace nie spotkały się z ostrzejsza krytyką — może dlatego, że Wheeler był kiedyś współpracownikiem, a w pewnym sensie i uczniem, Einsteina. Ostatecznie więc miał prawo wiedzieć w większym niż inni stopniu, co w trawie piszczy.
A było przecież co krytykować: hipoteza Wheeler a i jego kolegów była niezwykle śmiała i dotyczyła najbardziej chyba drażliwego problemu nauk ścisłych — zagadnienia natury i pochodzenia Wszechświata. Warto chyba będzie na kilku stronicach przedstawić pokrótce główne punkty rozumowania Wheelera. Nie jest to może zadanie najwdzięczniejsze i proste — bowiem teoria ta jest silnie zmatematyzowana i hermetyczna, ale jeśli pobalansować na granicy pomiędzy ogólną teorią względności Einsteina i „ogólną teorią wszystkiego” Lema, można sobie jako tako wyrobić pogląd na zadziwiający obraz wheelerowskiego „Superwszechświata”.
5
Aby zrozumieć zamysł Wheelera trzeba wpierwej, jak to już uświęciła tradycja, wspomnieć w kilku słowach o najważniejszych założeniach teorii względności. Główne bowiem natarcie Wheelera poszło na einsteinowski sposób pojmowania przestrzeni — przede wszystkim zaś na samo pojęcie „czasoprzestrzeni”.
Jak wiadomo, teoria względności wprowadziła do dwudziestowiecznej fizyki pojęcia czterowymiarowej przestrzeni, opisywanej trzema współrzędnymi przestrzennymi i czwartą — czasem. Tak więc taki „punkt” w przestrzeni czterowymiarowej nie tylko lokalizował położenie ciała w znanej nam przestrzeni trójwymiarowej, ale i chwilę czasu, w której rozważane przez nas ciało tam się znajdowało. Usytuowanie ciała w czasoprzestrzeni związane było również z innym fundamentalnym pojęciem STW (szczególnej teorii względności) — pojęciem „bariery świetlnej”; zgodnie z tym pojęciem żadne ciało materialne nie może się w naszym Wszechświecie poruszać z prędkością większą od prędkości światła c = 300 000 km/s.
I oto J. A. Wheeler stwierdził, iż pojęcie czasoprzestrzeni — owego czterowymiarowego kontinuum, o którym tyle już napisano w fizyce i science fiction — jest w teorii względności zupełnie niepotrzebne! Powoływał się Wheeler przy tym na nie byle jakie autorytety, wyznające podobny pogląd. Wspominał on o pracach choćby największego z żyjących obecnie fizyków — Paula A. M. Diraca.
Zdaniem Wheelera do opisu naszego Wszechświata miały zupełnie wystarczać zwykłe, trójwymiarowe przestrzenie, które on sam nazywał „trójgeometriami”. Mimo jednak, iż w samych trój geometriach można by się dopatrywać pewnego uproszczenia — a nie skomplikowania — teorii Einsteina, sama hipoteza okazała się nieco trudniejsza do zrozumienia. Trój geometria bowiem nie oznaczała tego samego co: przestrzeń trójwymiarowa.
Trójgeometria — to twór absolutnie statyczny, nie trwający w czasie, lecz zawisły poza nim. Trójgeometria — to trójwymiarowa przestrzeń wypełniona ciałami zamarłymi w ruch u; to niejako trójwymiarowa fotografia stanu Wszechświata, dokonana w pewnej chwili — i to stanu, który kiedyś zaistniał, zaistnieje w przyszłości bądź też nigdy nie istniał i nigdy istnieć nie będzie w naszym Wszechświecie. Trójgeometrii takich może istnieć nieskończenie wiele — tyle, ile byłoby tylko do pomyślenia konfiguracji materii we Wszechświecie. A przecież każde dwie konfiguracje stają się odmienne, jeśli tylko różnią się od siebie stanem jednego atomu!
Wszystkie owe trójgeometrie tworzą pewien zbiór — podobnie jak punkty płaszczyzny — który określił Wheeler mianem superprzestrzeni. Mówiliśmy już, iż w trójgeometrii nie istniało pojęcie czasu, że była ona tylko zamarłym tworem, odzwierciedlającym dowolny, momentalny stan Wszechświata, strukturą, w której zamarło wszystko, co składa się na Kosmos. Jak wobec tego należało tłumaczyć sobie fakt, iż wszystko to przecież zmieniało się wraz z nami, stanowiąc o istnieniu w naszej świadomości pojęcia, która zwykliśmy określać mianem upływu czasu?
6
Trzeba tu będzie znów się odwołać do jednego z najnowszych działów fizyki — do teorii kwantów. Jednym z podstawowych pojęć fizyki kwantowej jest pojęcie dwoistej natury materii. Teorię owego dualizmu zbudował na początku naszego stulecia współtwórca mechaniki kwantowej, francuski fizyk Louis de Broglie. Zgodnie z tą teorią wszelka materia — a szczególnie jej fundamentalne składniki (cząstki elementarne) — przejawia w pewnych doświadczeniach fizycznych własności korpuskularne (cząsteczkowe), w pewnych zaś — własności charakterystyczne dla fal. Oznacza to, w pewnym uproszczeniu, że w niektórych doświadczeniach fizyki mikroświata jesteśmy w stanie bez wahania stwierdzić, że „w tym a tym miejscu znajduje się ta a ta cząstka”, w innych natomiast doświadczeniach nie bylibyśmy w stanie wskazać żadnego takiego punktu ani żadnej cząstki. W tym drugim przypadku jednak wiemy, iż w analizowanym przez <nas obszarze znajduje się pewna fala materii, reprezentująca tę cząstkę. I — jak to z falami bywa — niemożliwe jest wtedy stwierdzenie: „w tym punkcie jest fala”, można natomiast mówić o jej prędkości rozchodzenia się, o jej amplitudzie czy dłu — gości. Te bowiem wielkości zastępują nam w takim przypadku terminy, których zwykło się używać w odniesieniu do cząstek: masę, energię czy pęd mechaniczny.
W fizyce kwantowej od dawna już są znane zjawiska typowo falowe, którym podlegały fale np. elektronów. Należy do nich przede wszystkim zjawisko interferencji fal materii — swoisty fenomen nakładania się na siebie dwóch fal. Zjawisko to w odniesieniu do powszechnie znanych fal (na przykład fal na wodzie czy fal dźwiękowych) jest szczególnie łatwe do zaobserwowania. Takiemu nakładaniu się fal zawsze bowiem towarzyszy powstawanie specyficznych wybrzuszeń, zwanych „węzłami” interferencji (są to miejsca, w których nakładające się fale wzajemnie się wzmacniają), oraz zagłębień (tj. miejsc, w których obie fale, drgając w przeciwnych kierunkach, nawzajem się niwelują). Najlepiej zresztą ilustruje to przykład interferencji dwóch fał na wodzie. Tu najwyraźniej można także zaobserwować swoisty obraz interferencyjny, przyjmujący kształt specyficznej, ziarnistej struktury.