Jérémie Harris
Kwanty zrobiły mi dzień
Przełożył Marek Krośniak
Wydawnictwo Otwarte, Kraków 2023
Rekomendacja: 5/7
Ocena okładki: 4/5
Strzelanie do kota?
W gąszczu mechaniki kwantowej (tym prawdziwym i tym, który jest wytworem ludzkich imaginacji o istocie tejże mechaniki) poruszam się ostrożnie i nie dotarłem zbyt daleko. Innymi słowy: jestem na skraju pola i po pierwsze – nie wiem, czy idę po tym polu, czy na nim stoję (a może jednocześnie idę i stoję?) – a po drugie: nie wiem, czy to, co widzę na skraju pola i czego dotknąć mogę, jest reprezentatywne dla całego pola, czy nie jest. Znów innymi słowy: czy to co widzę i czuję na skraju pola, daje obraz tego, co jest na środku pola i dalej, ku przeciwległemu skrajowi? Czy mogę zatem w sposób uprawniony wnioskować, ekstrapolować o całości, będąc ledwie na skraju? Przecież nawet nie wiem, czy pole jest jednorodne, czy nie jest. Zresztą – czy potrafiłbym zaobserwować taką jednorodność – albo: czy umiałbym dostrzec niejednorodności, w razie gdyby takowe wystąpiły?
Muszę przyznać, że jak dotąd całe moje zrozumienie dla dylematów mechaniki kwantowej zatrzymało się na poziomie reguły nieoznaczoności Heisenberga. Nie chcę się wdawać w fizyczne niuanse tej hipotezy, ale silnie do mnie przemówiła zaskakująca uroda pewnego heisenbergowskiego teorematu: każdy pomiar wpływa na istotę pomierzanego obiektu… Czyż to nie fascynujące? Przykładasz miarkę, a już samo to przyłożenie zmienia parametry do tego stopnia, że być może obiekt staje się czymś innym. Ale tego nie wiesz, bo przecież nie wiesz, jaki był i czym był obiekt przed pomiarem! Ba, większości obiektów, które cię interesują, nie jesteś w stanie porządnie, to znaczy statycznie zaobserwować. Czułość, rozdzielczość – ani twoich zmysłów, ani twoich narzędzi – nie ogarnia egzystencji tych obiektów. Zbyt małe są, zbyt szybko pędzą, by je położyć na szalce wagi lub złapać w „szczęki” suwmiarki. Niektórych nawet schwytać nie możesz, bo przez całą znaną ci materię przechodzą jak przez masło, bez straty pędu i masy. Możesz tylko badać, pomierzyć ślady tych obiektów, jeśli uda ci się na ich trajektorii podłożyć jakiś energoczuły materiał, który zarejestruje ich chwilową obecność – wizytę w twoim uniwersum…
Właśnie przyszła wiadomość, że tegorocznego Nobla z fizyki dostali tzw. attosekundowcy, czyli twórcy narzędzia badawczego (emitującego superkrótkie impulsy laserowe), pozwalającego „popatrzeć” na szybkie cząsteczki materii i być może pomierzyć niektóre ich właściwości. Niby nic – miarkę zbudowali – ale to może być przełom równie donośny jak Wielki Zderzacz Hadronów w Genewie. Pierre Agostiniemu, Ferencowi Krauszowi i Anne L’Huillier udało się wydatnie powiększyć sferę poznania czegoś dotąd nieuchwytnego; laserowe „podglądanie” cząstek materii umożliwia ich identyfikację i opis co najmniej. Nie wiem, co na to Heisenberg, ale może jakoś udało się nieoznaczoność obejść…
Ale wróćmy do kwantów. Czyli do czego? Samo słowo pochodzi oczywiście z łaciny i oznacza po prostu „jak dużo”, albo powiedzmy inaczej, że to porcja. Na starych receptach farmaceuci pisali quantum satis – czyli tyle, ile trzeba, tyle wystarczy… Czyli w końcu – ile? No, to się jeszcze okaże… Lecz czy kwant w przyrodzie to prawda – czy materia, energia lub coś tam jeszcze serio występuje w porcjach? Czy stara decha to w istocie sklejka milionów mikroskopijnych (albo jeszcze mniejszych) starych dech, trzymanych w kupie przez siłę, której nawet nie potrafisz sobie wyobrazić? Czy promień światła z latarki to w istocie niekończąca się (ale i nieciągła) struga kłaczków energii – drgających, pulsujących jeden za drugim i rozchodzących się w przestrzeni po liniach prostych (przyjmijmy na razie, że linie są proste, bo może okazać się, że nie zawsze i nie wszystkie są prostymi…) tak szybko, że drgań an dostrzec, ani konwencjonalnie pomierzyć nie sposób? I o co tu do cholery chodzi?
W 1801 roku (tak dawno?) Thomas Young – wybitny angielski uczony, wielki polihistor w stylu autentycznie starożytnie greckim, bo i lekarz, i fizyk, i lingwista (przetłumaczył kamień z Rosetty), i fizjolog – przeprowadził prosty w gruncie rzeczy eksperyment: na drodze strumienia światła postawił przesłonę z dwiema naprawdę małymi szczelinami; gdy światło przechodziło tylko przez jedną z nich, rysowało na ekranie z tyłu jedną plamkę, ale gdy przeszło przez obie szczeliny jednocześnie, wzór świetlny na ekranie skomplikował się, rozszczepił do postaci rzędu plamek. Eksperyment Younga nie tylko zmienił sposób podejścia do rozważań nad naturą światła i energii w ogóle – jego konsekwencje i wyprowadzone zeń hipotezy, po części zweryfikowane, po części sfalsyfikowane, zapoczątkowały badawcze, masywne (zawodowo planowane – nie hobbystyczne) tudzież eksperymentalne (w sensie, że przeważające nad spekulacją „w rozumie”) podejście do natury świata jako takiego, a osobliwie cząstek elementarnych, na ten świat się składających… No i wyszło im, że światło ma naturę falową. Zamieszali dopiero Planck z Einsteinem – ten pierwszy ustalił, że energia jest nieciągła i składa się z „dyskretnych pakietów”, a ten drugi skopał wszystkie hipotezy i pewniki definitywnie, twierdząc, że światło też ma strukturę „pakietową” – i nazwał te pakiety fotonami…
Dalej było jeszcze dziwniej. Panowie fizycy postawili jeden, całkiem p o j e d y n c z y foton przed szparkami Younga… Teoretycznie jeden powinien dać jeden ślad (pewnie za tą szparą, do której miałby bliżej, nawet w sensie atomowym). Ale nie – ślad się zrobił jak dawniej: pojedyncze fotony, jeden za drugim, rysowały znany już fizykom „odcisk zębów grzebienia”… I to był ten zasadniczy, rewolucyjny „przełom w bulwie” – eksperyment dowiódł, że foton… przeszedł przez obie szparki jednocześnie? No tak, ale jak to zrobił? Okazało się, że nie potrzeba kombinować – po prostu był w obu szparkach n a r a z! T znaczy, że utworzył na ekraniku wzorek interferencyjny oddziałując… sam ze sobą? I tak się zaczęło. No, mechanika kwantowa znaczy. Całość epopei przeczytajcie sobie u Harrisa. Zaręczam tylko, że da się to zrobić – w poczuciu pełnego, świadomego uczestnictwa. Wystarczy, że nie będziecie sobie niczego narzucać ani ograniczać. Pełne otwarcie mózgu – ot co.
Oczywiście, zderzenie całego naszego doświadczenia życiowego (połączone zresztą z pewnym takim zesztywnieniem wyobraźni) z elementami kwantowego wywodu Harrisa wzniecić może w naszych umysłach uczucie buntu, niedowierzania, niecierpliwości i zniechęcenia. Ale to minie. Pewien dyskomfort mogą poczuć tylko miłośnicy kotów (i w ogóle zwierząt), jako że procedura intelektualna, ustanawiająca dwoistość (co najmniej…) istnienia kwantów w czasoprzestrzeni, zobrazowana jest anegdotą fizyczną o tym, jak to elektron lewoskrętny uruchamia pistolet i strzela do kota, zaś w tym samym czasie i miejscu ten sam elektron – tyle że prawoskrętny – nie uruchamia pistoletu i kot żyje. A w rezultacie mamy do czynienia z kotem żywym i nie-żywym (czyli kotem-zombie) jednocześnie. Pewnie wolelibyśmy jakiś inny przykład, choć zdaję sobie sprawę, że trudno byłoby o równie prosty i zrazem sugestywny… A poza tym kot w fizyce (i nie tylko) ma, jak się wydaje – jakieś tradycyjne umocowanie.
Wygląda zatem na to, że dociekanie – jak działa świat – wciąż jest zajęciem intelektualnie obiecującym. Zwłaszcza w świetle założenia (skądinąd też wywodzącego się z reguły nieoznaczoności Heisenberga), że każda pozostawiona w spokoju dowolna cząstka – niezależnie od tego, jak dokładnie została zdefiniowana w czasie i przestrzeni – prędzej czy później „rozmyje się” i znajdzie w wielu miejscach jednocześnie. To piękna i wielce perspektywiczna hipoteza egzystencjalna. Dla każdego. Być w wielu miejscach równocześnie, choćby tylko kwantowo – to pociągające. Szkoda tylko, że bez udziału świadomości – ta przecież ma wszelkie predyspozycje, by stan taki osiągnąć. Co stoi na przeszkodzie? Prosty fakt – wciąż więcej jest dobrych pytań, niż satysfakcjonujących odpowiedzi. Znaczy: wiemy (wiemy na pewno) coraz mniej, choć licząc na wagę więcej. Pouczającej lektury Harrisa nie życzę – obiecuję JĄ!
Tomasz Sas
(13 10 2023)
Brak komentarzy