Panuje powszechny pogląd, że przyroda jest matematyczna. Nic w tym dziwnego, bo gołym okiem widać, że matematyka okazuje się skuteczna w badaniu świata materialnego. Wystarczy zerknąć choćby na elementarne podręczniki fizyki, że nie wspomnę już o najeżonych ostrokołami równań rasowych publikacjach naukowych. Niestety, język matematyki jest hermetyczny, mało czytelny dla przeciętnego zjadacza chleba, ergo odpychający. Pamiętam zabawne zdarzenie ze Szkoły Oficerów Rezerwy, w której władza ludowa kształciła świeżo upieczonych magistrów i inżynierów w sztuce artyleryjskiej. Na kierunek ten desygnowano absolwentów kierunków ścisłych, ale ze względu na panujący w wojskowej branży bałagan trafił się jeden z humanistycznym wykształceniem, który podczas pierwszych zajęć z teorii lotu balistycznego zemdlał na widok symbolu „delta iks” (∆X).
Pisać „zwykłą” prozą o prawach rządzących przyrodą to nie lada sztuka. Nie sposób uniknąć uproszczeń, czy wręcz zafałszowań, bo owa „zwykła” proza nie jest w stanie przekazać pełnego sensu zawartego w formalizmie matematycznym (inaczej nie byłby on potrzebny do zrozumienia istoty rzeczy). Umiejętność tę posiadło niewielu, a poczesne miejsce wśród nich ma niejaki Manjit Kumar, fizyk i filozof, dysponujący rzetelną wiedzą, ale i znakomitym warsztatem popularyzatora nauk ścisłych. Aby się o tym przekonać, wystarczy sięgnąć po jego książkę „Kwantowy świat. Einstein, Bohr i wielki spór o naturę rzeczywistości”.
Wiem, że wiele osób na same tylko słowa „mechanika kwantowa” reaguje drżeniem łydek, mdłościami, zawrotami głowy, a nierzadko nawet odruchem wymiotnym. Tu dodatkowo może zrazić objętość dzieła: 500 stron, raczej drobną czcionką. Jeśli jednak osoby takie przezwyciężą swoje uprzedzenie, wezmą książkę do ręki i ją przekartkują – już zostaną pozytywnie zaskoczone: oto (wyłączając przypisy) nie znajdą w niej ani jednego wzoru! Jeśli skuszą się i przeczytają choćby kilka zdań – już przepadły! Książka wessie ich bowiem błyskawicznie świetnym gawędziarskim warsztatem, brawurowym stylem, niemal fabularną narracją. Autor nie stroni od ciekawostek, anegdot, czy wręcz plotek dotyczących bohaterów, którymi są wielcy odkrywcy świata kwantów. Zwykliśmy widzieć ich jako tytanów intelektu, beznamiętnych jajogłowców zanurzonych w abstrakcyjnym świecie magicznych matematycznych formuł. Tymczasem autor przedstawia ich jako ludzi z krwi i kości, wraz z ich słabościami, błądzeniem, dramatycznym zmaganiem nie tylko z odkrywanymi, nieraz jawiącymi się jako absurdalne, cechami świata, ale także z prozaiczną ścianą biurokracji, z ludzką małostkowością, z okrutną machiną niespokojnej w tych czasach historii. Przedstawia językiem zwiewnym, pełnym figlarnych, acz inteligentnych metafor. Widać to już nawet w tytułach rozdziałów poświęconych kolejnym naukowcom: „Rewolucjonista mimo woli” (Planck), „Niewolnik urzędu patentowego” (Einstein), „Spóźniony poryw erotyzmu” (Schrödinger).
Biografie bohaterów książki są bogato ilustrowane cytatami z pamiętników, wspomnień i ogromnych zasobów korespondencji, przez które Kumar musiał się przekopać. Ale „risercz” to jedno, a montaż to drugie. Autor w sposób harmonijny prowadzi równoległą narrację, łącząc elementy osobiste („pudelkowe”) z „zawodowymi”. W ten sposób dowiadujemy się, że Planck do końca życia nie pogodził się z ideą kwantów, którą sam wprowadził, w skonstruowaniu modelu atomu pomogła Bohrowi lektura kryminałów, Balmer odkrył wzór nazwany jego imieniem z nudów, Heisenberg zawdzięczał swoją mechanikę macierzową katarowi siennemu, Schrödinger odkrył słynne równanie falowe w szwajcarskim kurorcie Arosa, gdzie przez dwa tygodnie oddawał się namiętnościom z tajemniczą kochanką, Pauli miał cięty język i nie znał hamulców nawet w obecności Einsteina, zaś sam Einstein traktował swoją pierwszą żonę gorzej niż psa: na liście warunków jakie jej postawił, aby małżeństwo mogło być kontynuowane znalazły się m. in. żądania: „nie będziesz spodziewać się ode mnie jakichkolwiek oznak bliskości ani czynić mi żadnych wyrzutów, jeśli tego zażądam, masz natychmiast przestać się do mnie odzywać, bez sprzeciwu opuścić moją sypialnię lub gabinet.” (Zaiste ciekawy „dekalog”)
Lecz choć jest to raczej książka o ludziach, otrzymujemy także solidne porcje wiedzy o samej mechanice kwantowej.Są one wkomponowane w fabułę w sposób czytelny, zrozumiały dla laika nie dysponującego szczegółową wiedzą w przedmiocie, choć przy ich lekturze nieodzowna jest koncentracja nieco większa niż przy plotkarskich ciekawostkach. Ponadto, moim zdaniem, asymilacja partii bardziej zaawansowanych nie jest niezbędna do ogarnięcia zamysłu książki.
A co stanowi ów zamysł? Osią książki jest (jak to już sygnalizuje jej podtytuł) wieloletni spór tytanów fizyki początku XX wieku – czyli okresu, w którym doszło do rewolucji i budowy gmachu fizyki niemal od podstaw*). Spór prowadzony na granicy fizyki i filozofii, bo dotyczący natury rzeczywistości. Jego głównymi bohaterami są Niels Bohr, uznawany za twórcę mechaniki kwantowej i Albert Einstein, okrzyknięty geniuszem fizyki i uznawany za jej autorytet numer jeden, pełniący w tamtych czasach funkcję - jak powiedzielibyśmy dziś - celebryty.
Opowieść zaczyna się jeszcze przed wielkimi odkryciami, i podąża od zmagań Plancka z prawem promieniowania ciała doskonale czarnego, poprzez model atomu Bohra, dokonania Einsteina w dziedzinie mechaniki kwantowej (ze względu na temat książki, obie teorie względności potraktowane są raczej marginalnie), odkrycie jądra atomowego przez Rutherforda, zasady nieoznaczoności przez Heisenberga, koncepcję falowej natury materii de Broglie, odkrycie równania falowego przez Schrödingera, oraz dokonania wielu innych fizyków, których prace miały wpływ na ów będący lejtmotywem książki spór gigantów (Hugh Everett, John Bell, Stuart Freedman, John Clauser, Alain Aspect). W końcowych partiach książki (poświęconych czasom współczesnym) znalazł się nawet akcent polski – udział fizyków Uniwersytetu Gdańskiego w znaczącym eksperymencie dotyczącym par splątanych elektronów.
Wracając do sporu: jego jądrem był pogląd na temat statusu rzeczywistości. Bohr wierzył, że mechanika kwantowa jest zupełną, fundamentalną teorią natury, i na tym zbudował swój filozoficzny światopogląd. Kierując się nim, zadeklarował: „Nie ma świata kwantowego. Istnieje tylko abstrakcyjny, kwantowo mechaniczny opis. Błędem jest sądzić, że zadanie fizyki polega na odkryciu, jaka jest natura. Fizyka koncentruje się wokół tego, co możemy o naturze powiedzieć”. Z kolei Einstein wybrał podejście alternatywne. Swoją opinię o mechanice kwantowej oparł na niewzruszonej wierze w istnienie przyczynowo-skutkowej, niezależnej od obserwatora rzeczywistości. W konsekwencji nie mógł w żaden sposób zaakceptować interpretacji kopenhaskiej. „To, co nazywamy nauką” – dowodził – „ma tylko jeden cel: ustalenie tego, co jest”.
W przypadku Bohra najpierw pojawiła się teoria, a potem postawa filozoficzna, czyli interpretacja mająca nadać sens stworzonemu przez teorię opisowi rzeczywistości. Einstein wiedział, że budowanie światopoglądu filozoficznego na podstawie jakiejkolwiek teorii naukowej jest niebezpieczne. Jeżeli w świetle nowych dowodów teoria okaże się niewystarczająca, wspierająca ją filozofia załamie się razem z nią. „W przypadku fizyki podstawą jest założenie, że świat rzeczywisty istnieje niezależnie od jakiegokolwiek aktu percepcji” – powiedział Einstein. – „Ale tego nie wiemy”.
Jak wyżej napisałem, spór ten trwał całe dziesięciolecia – najpierw na tzw. kongresach solvayowskich, potem, gdy Einstein wyemigrował za ocean, korespondencyjnie i przy okazji wizyt, jakie Bohr składał adwersarzowi. Oczywiście, nie był to pojedynek gigantów-samotników – w spór zaangażował się praktycznie cały świat fizyków. Śledząc go, uświadamiamy sobie, że fizyka to nie nudy na pudy – ona tętni życiem, kipi emocjami, co przejawia się także w żywiołowym dialogu (lecz nie kłótniach!) pomiędzy naukowcami. Że ci naukowcy którzy dla wielu z nas są tylko nazwiskami (ewentualnie portretami) w książkach i encyklopediach, to ludzie z krwi i kości którzy mają swoje przekonania, swoje ambicje – i to jest ta dobra strona medalu – ale mają także przywary, wady, złe nawyki, jak każdy z nas. Wyróżnia ich jednak coś szlachetnego: uporczywe dążenie do rozszyfrowania prawdy o świecie – przyciąga ich ona jak płomień świecy ćmę. Dobrze to widać w dramacie Einsteina, który do końca swych dni usiłował odkryć „teorię wszystkiego”, bo wierzył, że świat jest racjonalny, zbudowany na nieskazitelnym pięknie matematyki. Jednak pięćdziesiąt długich lat „pogrążenia w rozmyślaniach” nie przybliżyło go do zrozumienia kwantów. Próbował do samego końca, znajdując pocieszenie w słowach niemieckiego dramaturga i filozofa Gottholda Lessinga: „Szukanie prawdy ma większą wartość niż pewność jej posiadania”.
Tymi słowami Kumar kończy swoją pasjonującą opowieść. Jest ona jak barwna baśń - lecz od niej różni ją to, że jest oparta na faktach.
________________________________________________________
Kwantowy świat. Einstein, Bohr i wielki spór o naturę rzeczywistości
Tytuł oryginału: Quantum: Einstein, Bohr, and the Great Debate about the Nature of Reality
Autor: Manjit Kumar
Wydawnictwo: Prószyński i S-ka
Seria wydawnicza: Wiedza I życie Orbity Nauki
Miejsce wydania: Warszawa
Wydanie polskie: 3/2012
Wydanie: I
Liczba stron: 496
Format: 140x210 mm
Oprawa: miękka
Moje zainteresowania koncentrują się wokół nauk ścisłych, filozofii, religii, muzyki, literatury, fotografii, grafiki komputerowej, polityki i życia społecznego - niekoniecznie w tej kolejności.
Nowości od blogera
Inne tematy w dziale Technologie
