J A N   S U C H 

 

Kłopoty fizyki i kosmologii z uniwersalnością czasu 
 

I 
 
Czas jest kategorią rodzącą rozmaite paradoksy oraz sprawiającą liczne kłopoty filozofom 
i uczonym rozlicznych specjalności. Filozofowie borykają się bez większych osiągnięć  
z kwestią uchwycenia natury czasu czy kwestią realności upływu czasu /zob. np. Augustynek 
1975; Davies 2002a i 2002b, s. 24–2/). 
Fizycy mają znaczne osiągnięcia w takich zagadnieniach, jak stosunek czasu do materii lub 
wzajemne relacje między czasem i przestrzenią. Problemy te częściowo rozjaśniła fizyka 
relatywistyczna. Obecnie intensywnie badany jest problem kwantyzacji czasu /i 
przestrzeni/, związany z drugą najbardziej fundamentalną teorią fizyki współczesnej – 
mechaniką kwantową. Podjęła go także współczesna kandydatka na kwantową teorię 
grawitacji – teoria super-strun. Pewne ważne ustalenia fizyczne uzyskano w badaniach 
termodynamicznych nad strzałką (asymetrią) czasu, związaną z podziałem czasu na dwa 
odrębne obszary – przeszłość i przyszłość – rozgraniczone przez teraźniejszość /zob. np. 
Davies 2002a, rozdz. IX: Strzałka czasu/. W niniejszym szkicu zarysuję kłopoty 
współczesnej fizyki i kosmologii z problemem uniwersalności kategorii czasu  
w zastosowaniu do Wszechświata na wszystkich etapach jego ewolucji. 
 
II 
 
Trzydzieści lat temu wybitny fizyk i filozof niemiecki C.F. Weizsäcker uznał czas 
i prawdopodobieństwo (dotyczące przyszłości) za dwa podstawowe pojęcia mechaniki 
kwantowej, ujętej jako najbardziej fundamentalna teoria świata fizycznego. Teoria taka – 
w przekonaniu Weizsäckera – winna opisywać „warunki wszelkiego możliwego 
doświadczenia” w sensie Kanta, sam zaś czas podlegać powinien nie zbudowanej jeszcze 
„logice czasów” /(tense logic)/, której szczególnym przypadkiem byłaby logika kwantowa 
/zob. Weizsäcker 1978, s. 259–291/. 
Także w filozofii – jak wiadomo – szeroko rozpowszechniony jest pogląd, że czas  
i przestrzeń stanowią atrybuty, czyli nieodłączne cechy /„formy istnienia”/ wszelkiej 
materii. Tymczasem współczesna kosmologia kwantowo-relatywistyczna (zwana też krótko 
kosmologią kwantową) zdaje się degradować czas do kategorii drugorzędnej, pozbawionej 
uniwersalnej ważności w procesie opisu świata kosmicznego jako ewoluującej całości. Czyni 
to zresztą na wiele sposobów. 
Bo oto według znanego modelu „Wszechświata bez brzegów” Hartlego-Hawkinga, przed 
progiem Plancka (t = 10 do potęgi-43 sek od momentu Wielkiego Wybuchu), czas, jako taki, 
w ogóle nie istniał: będąc pozbawiony orientacji przeszłość – przyszłość /izotropowy/ 
stanowił faktycznie niczym nie wyróżniający się wymiar /jeden z wymiarów/ przestrzeni 
(zob. Hawking 1990, s. 127–134 oraz Heller 2001, rozdz. VI: Wszechświat Hawkinga). 
Podobnie przy próbach kwantowego opisu początkowych faz ewolucji Wszechświata 
wprowadza się pojęcie aczasowej rzeczywistości kwantowej, która wprawdzie podlegała 
przemianom, nie były to jednak zmiany rozgrywające się w czasie, rozumianym jako 
pewien zewnętrzny wobec tych zmian parametr (Davies 2002a). W tym samym duchu zdaje 
się zmierzać kosmologia kwantowo-strunowa rozwijana przez ostatnie dziesięciolecie na 
gruncie teorii superstrun. Rozważane w ramach tej kosmologii pojęcie początkowej 
aczasowej rzeczywistości strunowej wydaje się – wbrew zdroworozsądkowym 

wyobrażeniom – pojęciem całkiem dobrze określonym. Wreszcie także koncepcja 
„nieprzemiennego Wszechświata” oparta na nieprzemiennej geometrii prowadzi do 
„bezczasowej fizyki”, zgodnie z którą „w erze Plancka obowiązywał [...] bezczasowy model 
[...]” (Heller 2001, s. 121). Zresztą już wcześniej John Wheeler w swej geometrodynamice 
zarysował możliwość, że czas posiada złożoną strukturę, która powstała z pewnych 
prostszych elementów preczasowych. 
 
III 
 
Rozmywanie się kategorii czasu w początkowych stadiach ewolucji świata zdaje się 
niepomiernie komplikować i tak już wielce zawiłą kwestię genezy świata, a także genezy 
samego czasu. Jeśli bowiem czas wyłonił się dopiero w toku ewolucji Wszechświata, to na 

czym miałoby polegać samo powstanie Wszechświata. W każdym razie zdrowy rozsądek 
ujmuje powstawanie czegokolwiek jako proces zachodzący w czasie. Proces na mocy 
definicji jest czymś, co zachodzi w czasie, gdyż składa się z faz następujących po sobie, 
podobnie jak wszelka zmiana /zob. np. Ingarden 1987, t. I, rozdz. V; t. II, cz. 1, s. 
407–414/. 
Jeśli istniała /kwantowa czy kwantowo-strunowa/ rzeczywistość aczasowa, to jej powstanie 
w czasie jest, rzecz jasna, wykluczone. Czy jednak miałoby to znaczyć, że tego rodzaju 
rzeczywistość – rzeczywistość aczasowa – musi być wieczna? Bynajmniej nie znaczy. Wszak 
wieczny znaczy nie mający czasowego początku ani czasowego końca /w terminologii 
Riemanna-Einsteina, czasowo nieograniczony/. Rzeczywistość aczasowa jest pod tym 
względem nieokreślona, gdyż czas jej w ogóle nie dotyczy. Tego rodzaju dywagacje zdają 
się prowadzić do wniosku, że pytanie o początek czasowy Wszechświata (czyli pytanie o 
wieczność świata) może się okazać pytaniem źle postawionym, gdyż zdaje się ono zakładać, 
że czas jest pojęciem dobrze określonym i mającym sens w odniesieniu do całego 
Wszechświata (rozumianego jako wszelka rzeczywistość fizyczna). 
 
IV 
                                
Załóżmy jednak, że czas jest charakterystyką Wszechświata na wszystkich etapach jego 
ewolucji, a przeto, że albo oba (tzn. świat i czas) istniały wiecznie, albo też pojawiły się 
równocześnie, to znaczy świat powstał – jak to założył np. św. Augustyn – nie w czasie lecz 
wraz z czasem. 
Jeśli jednak powstanie świata w czasie wydaje się koncepcją w pełni zrozumiałą na gruncie 
doświadczenia codziennego, w toku którego obserwujemy nieustannie powstawanie nowych 
rzeczy i zjawisk /właśnie jako pojawiających się w czasie/, to powstanie świata wraz z 
czasem nie odpowiada niczemu, co obserwujemy w życiu potocznym: wszak nie stykamy się 
z niczym takim jak powstawanie samego czasu. Już chociażby z tego względu koncepcja 
powstania świata wraz z czasem wymaga trudnych do przeprowadzenia analiz filozoficznych 
– trudnych z uwagi na brak analogii do tego, co daje się obserwować. Można nawet 
twierdzić, że powstanie świata wraz z czasem, a także powstanie samego czasu zakrawa na 
cud, czyli należy do tej sfery zjawisk, których zajście naruszałoby prawa natury. 
Pewnym osłabieniem nieintuicyjności koncepcji powstania świata wraz z czasem jest być 
może przypuszczenie, że podobnie jak świat materialny /fizyczny/ mógł powstać w „drodze 
fluktuacji próżni” z pewnej rzeczywistości fizycznej „biedniejszej” od niego /np. uboższej 
we własności i relacje/ – od próżni fizycznej właśnie, tak też sam czas (jako pewna złożona 
struktura) mógł się wyłonić z pewnych elementów czasowych prostszych /uboższych/ od 
samego czasu. Koncepcja tego rodzaju jest obecna – o czym już wspominałem – np. w 

geometrodynamice Wheelera, zgodnie z którą materia redukuje się do (własności 
metrycznych) czasoprzestrzeni, czasoprzestrzeń zaś nie stanowi gotowego złożenia czasu i 
przestrzeni, gdyż zarówno czas jak i przestrzeń to złożone struktury relacyjne, powstałe z 
prostszych elementów preczasowych i pregeometrycznych. 
 
V  
 
Z trzech koncepcji dotyczących stosunku sekwencji czasowej „początku świata” do 
„początku czasu”: pierwszej, że świat pojawił się w czasie, drugiej, że świat pojawił się 
wraz z czasem, oraz trzeciej, że czas powstał w toku ewolucji świata, dawniej dominowała 
w teologii i filozofii koncepcja pierwsza /por. Mejbaum 1962, rozdz. IV/. 
Na gruncie fizyki relatywistycznej, zakładającej raczej atrybutywną naturę czasu i 
przestrzeni /czasoprzestrzeni/, owa pierwsza koncepcja utraciła jednak, jak się zdaje, 
rację bytu, gdyż prowadziła do wniosku, że „był czas, kiedy nie było świata” 1. Wraz z tą 
koncepcją pozbywamy się problemu transcendencji czasu względem świata, problemu 
wynikającego z przekonania, że „był czas, kiedy nie było świata”, a więc że czas nie jest 
immanentną własnością rzeczywistości fizycznej, lecz czymś samodzielnym wobec świata, 
poprzedzającym jego istnienie. Podobne założenie o immanencji przestrzeni /a zatem 
także całej czasoprzestrzeni/ względem materii wydaje się czymś oczywistym: przestrzeń 
rozszerza się wraz z rozszerzaniem się materialnego świata i nie istnieje tam /i wtedy/, 
gdzie /i kiedy/ nie istnieje materia /materialna zawartość świata/. 
Warto przy okazji odnotować, że trudniejszy do rozstrzygnięcia jest – analogiczny  
w pewnym sensie – problem transcendencji praw względem świata, a ściślej mówiąc, 
względem warunków początkowych. Jeśli bowiem założymy, że Wszechświat powstał 
w  wyniku jakiegoś procesu w rodzaju „fluktuacji kwantowej”, to pogląd ten zdaje się 
nieuchronnie prowadzić do wniosku, że powstał on na mocy działania jakichś praw 
/prawidłowości/ kwantowych, które zatem istniały „zanim” pojawił się świat, czyli są 
transcendentne względem świata. Wygląda na to, że w wypadku zaistnienia świata w toku 
procesu kwantowego, istnienie świata /zajście warunków początkowych/ było 

„poprzedzone” przez istnienie jakichś prawidłowości rządzących światem oraz samym 
procesem jego powstania. Taki wniosek zdaje się nieuchronnie nasuwać, jeśli założymy tak 
zwaną dychotomię praw i warunków, uznawaną zazwyczaj w rozważaniach fizycznych  
i kosmologicznych. Zgodnie z tą dychotomią, prawa i warunki początkowe stanowią dwa 
„odrębne czynniki” opisu i wyjaśniania zjawisk, autonomiczne względem siebie, czyli nie 
dające się wyprowadzić jeden z drugiego. 
 
VI  
 
Jak zatem widać, koncepcje rzeczywistości protoczasowej, w której czas zaczyna się 
dopiero kształtować, mają we współczesnej fizyce i kosmologii swoje ugruntowanie 
teoretyczne. Dlatego przypisywanie czasowi miana kategorii uniwersalnej obejmującej całą 
materię, czyli Wszechświat na wszystkich stadiach jego ewolucji, może okazać się 
nieprawdziwe, z czego wynikną także doniosłe konsekwencje dla filozofii. W podobnej 
sytuacji może się znaleźć kategoria przestrzeni i, co za tym idzie, kategoria 
czasoprzestrzeni. Pociągnęłoby to za sobą również pewne zubożenie kategorii materialności 
świata: nie mogłaby ona zawierać w sobie czasoprzestrzennych charakterystyk, tak 
istotnych w dotychczasowych jej określeniach. 
 
 

Przypisy: 
 
[1] 
Pewną wątpliwość budzi pod tym względem fakt, że – wbrew usilnym dążeniom Einsteina – 
nie udało się zrealizować na gruncie ogólnej teorii względności zasady Macha /zasady 
względności bezwładności/ oraz fakt, że – jak to widać z modelu de Sittera – równania tej 
teorii posiadają sensowne rozwiązania także dla Wszechświata pustego, pozbawionego 
materii. 
 
Literatura 

 
Augustynek Z. /1975/, Natura czasu, Warszawa. 
Davies P. /2002a/, Czas. Niedokończona rewolucja Einsteina, przeł. L. Kallas, 
Warszawa. 
Davies P. /2002b/, Zagadka upływającego czasu, „Świat Nauki” nr 11, s. 24–29. 
Greene B. /2001/, Piękno Wszechświata, przeł. E.L. Łokas i B. Bieniok, 
Warszawa. 
Hawking S. /1990/, Krótka historia czasu, przeł. P. Amsterdamski, Warszawa. 
Heller M. /2001/, Kosmologia kwantowa, Warszawa. 
Ingarden R. /1987/, Spór o istnienie świata, t. I oraz t. II, cz. 1, Warszawa. 
Mejbaum W. /1962/, Kłopoty z początkiem świata, Warszawa.