Existují hranice lidského poznání? Existují otázky, na které lidstvo nenalezne nikdy odpověď? Vědci tvrdí, že ano. Jedním duchem ale dodávají, že to vůbec nevadí. Vytvořili si dokonce teorii o teoriích. Pravda, je poněkud abstraktní a normálními čtenáři, který přemýšlí spíš nad tím, co bude mít k večeři, může připadat i trocho bláznivá, ale rozhodně není nezajímavá.
"Musíme to vědět. Máme povinnost to vědět!" prohlásil na přelomu století význačný matematik David Hilbert. Toužil prokázat budoucnost matematiky, chtěl svět přesvědčit, že v tak logické vědě, jakou matematika je, neexistují žádné bariéry, za něž nikdo nedohlédne. O pár let později mu jeho sen překazil mladý Kurt Gödel. Dokázal, že některé matematické otázky prostě odpověď nemají.
Roku 1930 vystoupil Gödel s tvrzením, že je-li nějaký logický systém natolik složitý, aby se v něm uplatnila i matematika (a to je v podstatě jakákoli věda), bude ve své komplexnosti vždy obsahovat i něco neřešitelného. Narazí-li vědec na neřešitelný problém, může si stvořit novou poučku či pravidlo, s jehož pomocí daný problém vyřeší, ale zároveň s oním pravidlem se zrodí nový neřešitelný problém. Zatím je to pouze suchá abstraktní věda, ale pokračujme dále.
Na první pohled by se mohlo zdát, že mezi Gödelovými matematickými teoriemi a zkoumáním skutečného světa není tak velká spojitost. Omyl. Experimentální věda se sice týká reality, ale teorie pracují s idejemi. Většina idejí, a zákonitě i většina teorií je možná jen díky matematickým důkazům. Takže matematické limity mohou velmi snadno zasáhnout i vědecké teorie. Jednoduše, není možné je dokázat.
Limity vědy se mohou týkat prakticky čehokoli - od vesmíru po zkoumání nejmenších částic hmoty. Každá otázka si okamžitě vynucuje řadu dalších, snad ještě složitějších. Malý příklad. Před několika lety si fyzik Rolf Landauer z výzkumného střediska IBM položil otázku o otázce: je možné, aby zodpovězení nějaké otázky vyžadovalo více zdrojů (prostorových, časových i energetických), než je jich ve vesmíru k dispozici? Budeme-li například uvažovat o vesmíru jako o nekvantovém, můžeme teoreticky popsat jeho vývoj tak, že specifikujeme iniciální podmínky - přesný stav každé jednotlivé částice v okamžiku po velkém třesku. Fyzikální pravidla nám pak napoví, jak vydedukovat další vývoj částic.
Jenže k popsání přesného stavu všech částic jsou zapotřebí nějaké částice a bude jich mnohem více, než kolik je původních popisovaných částic. Jestliže částice odebereme, budou někde chybět a náš výpočet nebude správný. Zní to bláznivě, ale postupujeme-li podle teorií, dojdeme právě k tomuto výsledku. Lépe řečeno - zjistíme, že vlastně k výsledku nikdy nedojdeme. Dostaneme se do stejného stádia jako s proslulou Achillovou želvou. Víme sice, že ji Achilles dohonit logicky musí, ale podle teorie se tak nikdy nestane.
Naproti tomu známe i takzvané falešné limity (jak je pojmenovat kvantový fyzik James Hartle). Příkladem falešné limity je nemožnost strávit dovolenou v Atlantidě. Není to pravá limita, protože nesplnitelnost našeho přání není dána neexistencí leteckého či lodního spojení s ostrovem nebo jeho nepřístupností. Problém je, že Atlantida jednoduše neexistuje. Kdyby ano, nic by nás nelimitovalo. Proto je její nedosažitelnost limitou falešnou.
Jiný příklad falešné limity. Známý fyzik (a patrně génius) Stephen Hawking si zauvažoval, jestli se dá jít ze severního pólu na sever a přitom zůstat na zemi. Víme, že je to nesmysl, ale opět ne proto, že by tam nevedla cesta, ale proto, že nic severnějšího už prostě není. Žádáme něco, co neexistuje.
Falešná limita tedy není restrikce daná vědou. Taková limita pouze napovídá, že na daný problém je potřeba nahlížet jinak. Proto může falešná limita i prospět - vědec si uvědomí, že si položil špatnou otázku, a zvolí jiný úhel pohledu.
Fyzikové se pokoušeli modelovat proces tvorby proteinů na základě předpokladu, že příroda si vybere konfiguraci, k jejímuž stvoření bude zapotřebí nejméně energie. Zjistili však, že vypočítat konfiguraci s nejmenší energií i pro nejjednodušší proteinové molekuly je prakticky nemožné. John Casti v knize Boundaries and Barriers (Hranice a bariéry) uvádí, že pro protein s názvem cytochrom c, jehož řetězec je tvořen pouhými sto čtyřmi aminokyselinami (a to je na protein velmi málo), by tento výpočet trval 10 127 let i na nejvýkonnějším počítači, jaký lidstvo zná.
Není to limita daná principem, teorie je v pořádku, ale je to z praktického hlediska neproveditelné. Počet potenciálních konfigurací je příliš vysoký a najít mezi nimi konfiguraci s nejmenší energetickou potřebou, ta je jako hledat miniaturní jehlu v miliardě vesmírů. Příroda vytvoří protein s tisícem aminokyselin za jednu vteřinu, to jen na okraj.
George Rose z marylandské univerzity J. Hopkinse na to šel jinak. Vytvořil program LINUS, který se tolik nedrží teorie, ale jehož základem se stala heuristická pravidla - řečeno lidsky - program, který "hádá". Jak pracuje? Představte si, že neumíte hrát šachy, ale čeká vás zápas. Dostanete jednoduché poučení - základem hry je uhájit královnu. Pravidlo je v pořádku, ale neplatí vždy. Největší mistři někdy královnu obětují, aby získali celý zápas. LINUS pracuje právě tímto způsobem. Nehledá minimální energii, řídí se heslem "vyhni se tvarům, které vypadají, že potřebují hodně energie". Rose se smířil s existující limitou a začal problém řešit z jiného úhlu.
Biologové vědí, že je prakticky nemožné vypočítat konfiguraci s nejmenší energií, takže uvažují o tom, že nejspíš i v přírodě je to trochu jinak. Proteiny se netvoří na základě nejmenší potřebné energie, protože by jinak musely mít buňky neuvěřitelně obrovskou kapacitu pro superrychlé výpočty. Je-li všechno jinak, pak sice teoreticky můžeme za miliardy miliard let dojít ke konečnému výsledku, tj. ke konfiguraci, která ke svému stvoření potřebuje nejméně energie, jenomže daný protein tak ve skutečnosti vůbec nevypadá.
Chápeme tedy, že omezených hranic vědy se člověk nemusí bát. Vtip je v tom, že lidstvo má před sebou ještě spoustu a spoustu problémů, které rozřešit může. Tak proč se zabývat nemožným?
Gödelova metoda ukazuje, že v podstatě neexistuje možnost, jak dopředu určit, jestli daný problém bude, nebo nebude řešitelný. Jeho teorie neovlivňuje to, co vědci dělají, pouze je upozorňuje, že možná nikdy neuspějí.
Astronom John Barrow považuje limity dokonce za jev veskrze pozitivní: "Jak budeme postupovat hlouběji do složitých sítí logických struktur, které řídí skutečnost kolem nás, nalezneme stále větší počet hranic poznání. Nakonec možná zjistíme, že komplex těchto limit dokáže náš vesmír charakterizovat lépe než všechno, co jsme zatím uměli poznat a vysvětlit."
Největší limitou vědy se třeba nakonec stane nemožnost definovat vlastní limity. Ostatně, kdyby věda byla všemocná, určitě by jednou stvořila teorii, kterou už by praktická věda aplikovat neuměla. A to by vlastně také byla limita. Ať tedy žijí a prosperují teorie o teoriích. Jsou bláznivé, ale nic je nelimituje. Hranice lidského poznání o lidském poznání jsou ještě velmi, velmi vzdálené.