Historia przełomowych odkryć naukowych

Poplątanie ze splątaniem
W cieniu wielkiej historii od ponad wieku toczy się walka cicha, ale dramatyczna. Stawką nie są dobra materialne, nie życie, ale coś znacznie cenniejszego – rzeczywistość.
„Jedno fundamentalne pytanie nadal pozostawało i pozostaje bez odpowiedzi: jest ta rzeczywistość czy jej nie ma?  Wciąż nie wiadomo. Nie ma nawet pewności, czy badamy ją, czy tylko nasze o niej mniemania”.
BEW

„Jedno fundamentalne pytanie nadal pozostawało i pozostaje bez odpowiedzi: jest ta rzeczywistość czy jej nie ma? Wciąż nie wiadomo. Nie ma nawet pewności, czy badamy ją, czy tylko nasze o niej mniemania”.

David Bohm podczas sympozjum w Londynie w 1971 r.
Keystone/Getty Images

David Bohm podczas sympozjum w Londynie w 1971 r.

Albert Einstein, amerykańsko-niemiecki naukowiec przewrócił świat fizyki do góry nogami.
BEW

Albert Einstein, amerykańsko-niemiecki naukowiec przewrócił świat fizyki do góry nogami.

Nieco ponad sto lat temu w naukach ścisłych doszło do radykalnego przełomu – uczeni zaczęli wykonywać eksperymenty z niespotykaną dotąd precyzją. Ich wyniki były tyleż fascynujące, co niepokojące. Pojedyncze cząstki i atomy zdawały się być w wielu miejscach naraz, obracały się w lewo i prawo jednocześnie. Co więcej, wydawało się, że dopiero akt obserwacji, czyli eksperyment wykonany przez świadomego obserwatora, ustalał te wartości – zupełnie jakby wcześniej w ogóle nie istniały i zupełnie tak, jakby były kompletnie przypadkowe. Ba, wszystko wskazywało na to, że zanim swoim spojrzeniem nie zaszczycił ich człowiek, obiekty te miały jakiś pośledni, nieostry status. Rodziła się nowa teoria – mechanika kwantowa. Jej autorzy – Niels Bohr, Max Planck, Albert Einstein, Werner Heisenberg, Louis de Broglie, Erwin Schrödinger, Max Born, Paul Dirac i inni – doprowadzili do prawdziwej intelektualnej intifady.

Równania spisane na papierze pozwalały pięknie wyliczać nieintuicyjne, paradoksalne prawa mikroświata. Ale teoria żądała czegoś w zamian: obiektywna, istniejąca niezależnie od naszej świadomości rzeczywistość musiała przestać istnieć. Odtąd – jak głosił Niels Bohr, papież nowej nauki – należało mówić tylko o abstrakcyjnych prawdopodobieństwach i funkcjach falowych, nie wdając się w jałowe, zdaniem Duńczyka, dyskusje, co też w istocie mogą one znaczyć i jaka jest ich łączność z tzw. rzeczywistością. „Zamknij się i rachuj” – taką mantrę powtarzano kilku pokoleniom fizyków.

Bunt odszczepieńców

Jako pierwszy stawił wyraźny opór takiemu dictum Albert Einstein. Będąc młodym człowiekiem sam układał fundamenty nowej fizyki, ale w wieku średnim dostrzegł, że wydaje się ona niedokończona. Einstein nie przyjmował do wiadomości, że przyroda może być przypadkowa, że to, co się dzieje teraz, nie zależy od tego, co miało miejsce wcześniej. Rzeczy nie stają się takie, a nie inne, dopiero kiedy włączymy aparaturę pomiarową, uważał. Rzeczywistość musi istnieć niezależnie od nas. Czy naprawdę sądzicie, pytał kolegów, że Księżyc przestaje istnieć, kiedy nikt na niego nie patrzy?

W 1935 r. wraz z Borysem Podolskim i Nathanem Rosenem Einstein obmyślił eksperyment, który miał obnażyć niekompletność fizyki kwantowej. Mamy oto dwie związane ze sobą w kwantowy sposób cząsteczki. Ich dokładne własności nie są bliżej znane, bo tak właśnie każe zasada nieoznaczoności. Są jak obłok potencjalnych możliwości, jak wir wszystkich swoich możliwych stanów (gdybyśmy na tym etapie eksperymentu dokonali pomiaru, zniszczylibyśmy ten subtelny stan zawieszenia). Delikatnie rozdzielamy cząsteczki – jedną pozostawiając w laboratorium, a drugą przenosząc choćby i na drugi koniec Wszechświata. Dopiero teraz dokonujemy pomiaru stanu którejś z nich. Gdyby potraktować mechanikę kwantową poważnie, pisał Einstein, natychmiast ustaliłby się też stan drugiej cząsteczki. Dosłownie natychmiast – tak jakby czas i przestrzeń zupełnie dla nich nie istniały, jakby porozumiewały się ze sobą szybciej niż prędkość światła, jakby skutek odrywał się od przyczyny. Einstein ten wyimaginowany fenomen nazwał oddziaływaniem duchów na odległość. Dziś nazywamy go splątaniem kwantowym.

Wyniki tego myślowego eksperymentu miały dowodzić, że nasza wiedza cierpi na poważne niedostatki. Jego autorzy sugerowali, że nie bierzemy pod uwagę jakichś zmiennych ukrytych, jakiegoś pola, które pośredniczy w kontaktach między obiektami mikroświata. Einstein do końca życia poszukiwał takiej bliższej ludzkiej intuicji wersji fizyki kwantowej. Również Schrödinger czuł, że jest coś odstręczającego w owym akcie obserwacji, tym „nieopisywalnym, wykraczającym poza wszelkie prawa wydarzeniu, którego wynik jest czymś na podobieństwo ostatecznego, pozbawionego przyczyny faktu”. Ale obaj panowie byli w mniejszości. Świat fizyki, zdominowany przez stronników charyzmatycznego Bohra, nie wdawał się w filozoficzne dysputy. Siedział cicho – i rachował.

Kolejny śmiałek objawił się pod postacią Davida Bohma, fizyka, którego karierę naukową w USA przetrąciła antykomunistyczna komisja McCarthy’ego. On także chciał odzyskać rzeczywistość. W latach 50., tułając się po świecie, Bohm opracował własną, alternatywną interpretację mechaniki kwantowej. Szedł w ślady Louisa de Broglie’a, Francuza, który jeszcze w latach 20. wpadł na pomysł, że przypadek w mechanice kwantowej można wyeliminować, wprowadzając specyficzną towarzyszącą każdej cząstce falę. Bohm uznał, że trzeba pójść nawet dalej.

Skoro świadomy obserwator zdaje się odgrywać niezrozumiałą, ale kluczową rolę w procesie pomiaru, to i jego trzeba wciągnąć na pokład nowej teorii. Zdaniem Bohma, Wszechświat i umysł tworzyły jedną, złożoną całość. Bliżej było mu do hinduskiego filozofa Jiddu Krisznamurtiego, z którym na starość prowadził wielogodzinne debaty na temat istoty czasu, materii i umysłu, niż do kolegów z Zachodu. Zaliczający się do nich Richard Feynman mawiał Bohmowi: „Jak dla mnie – nie ma tu żadnego problemu. Mechanika kwantowa działa, po co więc przy niej grzebać?”. Dodawał też: „To nie nasza nieznajomość wewnętrznych trybów sprawia, że natura wydaje się opierać na prawdopodobieństwach. Zdaje się, że to coś wrodzonego. Ktoś kiedyś powiedział, że nawet sama przyroda nie ma pojęcia, dokąd poleci elektron”.

Feynman miał posłuch, Bohma nie słuchał nikt. Także dlatego, że jego teoria była hiperbarokowo złożona. Trajektorie pojedynczych cząstek zależały w niej od konfiguracji wszystkich elektronów we Wszechświecie, co „nieco” utrudnia rachunki. Poza tym nie przewidywała żadnych nowych zjawisk, a tylko inaczej tłumaczyła te znane. Wydała się całkiem bezużyteczna – wszystkim, z jednym wyjątkiem. W 1964 r. pewien nieznany szerzej fizyk irlandzki John Bell sformułował twierdzenie, w którym – podobnie jak Bohm – próbował udowodnić istnienie rzeczywistości.

Czytaj także

Aktualności, komentarze

W nowej POLITYCE

Zobacz pełny spis treści »

Poleć stronę

Zamknij
Facebook Twitter Google+ Wykop Poleć Skomentuj

Ta strona do poprawnego działania wymaga włączenia mechanizmu "ciasteczek" w przeglądarce.

Powrót na stronę główną