- promocja
Śniadanie z cząstkami, czyli jak ugryźć fizykę kwantową - ebook
Format ebooka:
EPUB
Format
EPUB
czytaj
na czytniku
czytaj
na tablecie
czytaj
na smartfonie
Jeden z najpopularniejszych formatów e-booków na świecie.
Niezwykle wygodny i przyjazny czytelnikom - w przeciwieństwie do formatu
PDF umożliwia skalowanie czcionki, dzięki czemu możliwe jest dopasowanie
jej wielkości do kroju i rozmiarów ekranu. Więcej informacji znajdziesz
w dziale Pomoc.
Multiformat
E-booki w Virtualo.pl dostępne są w opcji multiformatu.
Oznacza to, że po dokonaniu zakupu, e-book pojawi się na Twoim koncie we wszystkich formatach dostępnych aktualnie dla danego tytułu.
Informacja o dostępności poszczególnych formatów znajduje się na karcie produktu.
Format
MOBI
czytaj
na czytniku
czytaj
na tablecie
czytaj
na smartfonie
Jeden z najczęściej wybieranych formatów wśród czytelników
e-booków. Możesz go odczytać na czytniku Kindle oraz na smartfonach i
tabletach po zainstalowaniu specjalnej aplikacji. Więcej informacji
znajdziesz w dziale Pomoc.
Multiformat
E-booki w Virtualo.pl dostępne są w opcji multiformatu.
Oznacza to, że po dokonaniu zakupu, e-book pojawi się na Twoim koncie we wszystkich formatach dostępnych aktualnie dla danego tytułu.
Informacja o dostępności poszczególnych formatów znajduje się na karcie produktu.
Multiformat
E-booki sprzedawane w księgarni Virtualo.pl dostępne są w opcji
multiformatu - kupujesz treść, nie format. Po dodaniu e-booka do koszyka
i dokonaniu płatności, e-book pojawi się na Twoim koncie w Mojej
Bibliotece we wszystkich formatach dostępnych aktualnie dla danego
tytułu. Informacja o dostępności poszczególnych formatów znajduje się na
karcie produktu przy okładce. Uwaga: audiobooki nie są objęte opcją
multiformatu.
czytaj
na tablecie
Aby odczytywać e-booki na swoim tablecie musisz zainstalować specjalną
aplikację. W zależności od formatu e-booka oraz systemu operacyjnego,
który jest zainstalowany na Twoim urządzeniu może to być np. Bluefire
dla EPUBa lub aplikacja Kindle dla formatu MOBI.
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu
w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale
Pomoc.
czytaj
na czytniku
Czytanie na e-czytniku z ekranem e-ink jest bardzo wygodne i nie męczy
wzroku. Pliki przystosowane do odczytywania na czytnikach to przede
wszystkim EPUB (ten format możesz odczytać m.in. na czytnikach
PocketBook) i MOBI (ten fromat możesz odczytać m.in. na czytnikach Kindle).
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu
w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale
Pomoc.
czytaj
na smartfonie
Aby odczytywać e-booki na swoim smartfonie musisz zainstalować specjalną
aplikację. W zależności od formatu e-booka oraz systemu operacyjnego,
który jest zainstalowany na Twoim urządzeniu może to być np. iBooks dla
EPUBa lub aplikacja Kindle dla formatu MOBI.
Informacje na temat zabezpieczenia e-booka znajdziesz na karcie produktu
w "Szczegółach na temat e-booka". Więcej informacji znajdziesz w dziale
Pomoc.
Czytaj fragment
Pobierz fragment
Pobierz fragment w jednym z dostępnych formatów
Śniadanie z cząstkami, czyli jak ugryźć fizykę kwantową - ebook
Ta książka to niezwykła opowieść… o fizyce kwantowej. Chwila, chwila, poczekajcie! Nie odkładajcie jej na półkę, naprawdę nie ma się czego obawiać. Po prostu przyjmijcie nasze zaproszenie na wyjątkowe śniadanie – i sprawdźcie, co się na nim wydarzy!
Jeśli zdecydujecie się zagłębić w lekturze, odkryjecie cudowny, zagadkowy świat. Fizyka kwantowa to jedna z najpiękniejszych i najbardziej zdumiewających teorii w nauce. Zawarte w niej prawa w zestawieniu z codziennym doświadczeniem wydają się zupełnie szalone, a przez to sprzeczne z intuicją. Kiedy tylko zanurzymy się w świat kwantów, nasze wyobrażenia o rzeczywistości, nawet tej najbardziej powszedniej, zaczynają się chwiać.
Sonia Fernández-Vidal, pisarka i doktorka fizyki kwantowej, oraz Francesc Miralles, pisarz i dziennikarz, zapraszają nas na niezwykłe, zaskakujące i przesympatyczne śniadanie, na które przybędą również Newton, Einstein, Heisenberg i inni słynni fizycy. Przy pysznych muffinkach i pączkach, kawie i soku pomarańczowym, odbędziemy fascynującą i pełną niesamowitych odkryć podróż aż do początków wszechświata. Dowiemy się, czym jest tak zwana boska cząstka, jak to możliwe, że jedna rzecz może być w dwóch miejscach jednocześnie, odwiedzimy przedziwne Kasyno Heisenberga, wejdziemy w stan superpozycji, spróbujemy przetunelować przez to i owo… i być może odsłonimy rąbek tajemnicy istnienia.
| Kategoria: | Fizyka |
| Zabezpieczenie: |
Watermark
|
| ISBN: | 978-83-67323-93-2 |
| Rozmiar pliku: | 4,3 MB |
FRAGMENT KSIĄŻKI
Jeśli drzwi percepcji zostaną oczyszczone,
każda rzecz ukaże się człowiekowi taka,
jaka jest – nieskończona. Gdyż jest on zamknięty w sobie i postrzega wszystko przez wąskie szpary jaskini.
William Blake, _Zaślubiny nieba i piekła_
Niech powyższy cytat nie zmyli cię, drogi czytelniku! Naprawdę trzymasz w ręku esej o fizyce kwantowej. Poważnie.
Ej, ej, chwileczkę, chwileczkę. Zaczekaj!
Nie pozwól, żeby to cię odstraszyło i sprawiło, że zatrzaśniesz książkę i odłożysz ją na bok.
Przyjmij nasze zaproszenie… na wspólne śniadanie!
Jeśli odważysz się pożeglować po stronach tej książki, odkryjesz wspaniały i zupełnie zdumiewający świat.
To bardzo nietypowy esej – bo przystępny dosłownie dla każdego, niezależnie od wykształcenia. Podczas naszej podróży przez zaczarowaną krainę dokonamy oszałamiających skoków w czasie i zwiedzimy słynny ośrodek naukowo-badawczy Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN). Usłyszysz także nasze przemyślenia i rozmowy, a nawet zanurzysz się w świat marzeń sennych!
Poemat Blake’a otwierający nasze zaproszenie zainspirował Aldousa Huxleya, autora dzieła _Nowy wspaniały świat_, do napisania eseju o meskalinie – _Drzwi percepcji_ – a ten z kolei zainspirował Jima Morrisona do ochrzczenia swojej kapeli The Doors.
Jeszcze raz… tylko bez paniki! Ta książka nie mówi ani o narkotykach, ani o psychodelicznych doświadczeniach… chociaż podróż na krańce mechaniki kwantowej poniekąd jest czymś równie odjazdowym.
Wspólne śniadanie z cząstkami da ci energię do otwarcia drzwi świata jak najbardziej codziennego, choć zarazem tajemniczego i zdumiewającego. Czy podejmiesz wyzwanie?
Śmiało, zapraszamy… I oczekuj nieoczekiwanego.ROZDZIAŁ 0
Czy lew zna się na fizyce?
O Horacy, więcej jest rzeczy na ziemi i w niebie, niż się ich śniło waszym filozofom.
Szekspir, _Hamlet_
Studiując fizykę, pewnego razu usłyszałam od wykładowcy genialną anegdotkę o trudnościach, jakie miewamy ze zrozumieniem mechaniki kwantowej.
Każdy z nas na pewno zachwycał się kiedyś niesamowitymi ujęciami w filmach przyrodniczych. Często pokazywaną sceną w takich dokumentach jest lew polujący na rączą gazelę. Z duszą na ramieniu oglądamy, jak gazela zaczyna zyskiwać przewagę metrów nad drapieżnikiem, aż w końcu lew odpuszcza, zatrzymuje się bezsilny i pozwala uciec swojej niedoszłej zdobyczy.
Jeśli przez chwilę zastanowimy nad tym pozornie prostym faktem, zdamy sobie sprawę, że ten rozpędzony kocur z grzywą przeprowadza w głowie naprawdę niebanalne rachunki. Ocenia własną prędkość i prędkość gazeli, oblicza różnicę wektorów położeń między nimi, a kiedy zdaje sobie sprawę, że jej wartość – czyli odległość między drapieżnikiem a ofiarą – powiększa się, wówczas daje za wygraną i zatrzymuje się, by oszczędzać siły na przystępniejszą zdobycz.
Tymczasem niejeden licealista mimo lekcji fizyki pewnie miałby spory kłopot z przedstawieniem tych wszystkich obliczeń na papierze.
W tym momencie pojawia się niepokojące pytanie: czyżby lwy były ekspertami w dziedzinie fizyki?
Odpowiedź brzmi „tak”. Lwy, podobnie jak wszystkie inne zwierzęta – w tym ludzie – w toku ewolucji wypracowały sobie intuicyjny sposób wykorzystywania fizyki na co dzień. Bez niej my również nie przetrwalibyśmy w betonowej dżungli.
Wiedza na temat fizyki – dziś nazywanej fizyką klasyczną – wywodzi się z codziennych obserwacji otaczającego nas świata. Dzięki obserwacjom nieba mogliśmy przewidzieć fazy Księżyca, a śledząc, co się dzieje z wystrzeloną strzałą czy ciśniętym kamieniem, nauczyliśmy się określać trajektorię rzutu ukośnego.
Kiedy natomiast zagłębiamy się w świat fizyki współczesnej, odwracamy się od takich codziennych doświadczeń człowieka. To logiczne, że trudno nam zrozumieć, co się stanie, jeśli będziemy się poruszać z prędkością bliską prędkości światła, skoro jeszcze na początku XX wieku najszybciej można się było poruszać z prędkością około 100 kilometrów na godzinę.
Jak mamy intuicyjnie rozumieć zasadę nieoznaczoności dotyczącą elektronu, skoro nasze oczy nie wyewoluowały w ten sposób, by w ogóle widzieć tę mikroskopijną cząstkę?
Mechanika kwantowa zajmuje się zjawiskami, które wykraczają poza zwykły zakres ludzkiego doświadczenia, dalekimi od naszej intuicyjnej wizji rzeczywistości.
Aż dotąd nigdy jej nie potrzebowaliśmy do przetrwania.
Czym jest mechanika kwantowa?
Człowiek od zarania dziejów czuł potrzebę rozumienia świata. W dziedzinie fizyki współczesnej te poszukiwania skupiają się wokół dwóch wielkich teorii, o których zdążyliśmy już wspomnieć: teorii kwantowej i teorii względności.
Podczas gdy teoria względności opisuje makroświat i ruchy galaktyk, mechanika kwantowa ukazuje nam tajemnicze zachowanie atomów z ich maciupkimi częściami składowymi – cegiełkami, które tworzą wszystko, co nas otacza… w tym nawet nas samych.
Kiedy na początku XX wieku środowisko naukowe zaczęło zgłębiać tajniki mechaniki kwantowej, odkryto, że te maleńkie cząstki stosują się do zupełnie innych zasad niż te, z którymi stykamy się w życiu codziennym. Ba, często wyrabiają rzeczy, które my uznalibyśmy za niewykonalne: taka cząstka potrafi na przykład pojawić się znikąd, być w dwóch miejscach jednocześnie, zachowywać się jak fala lub jak cząstka zależnie od tego, w jaki sposób na nią patrzymy, przenikać ściany, przejawiać w stosunku do innej cząstki upiorne działanie na odległość (cytując słowa samego Einsteina) i wykazywać wiele innych cech, na pierwszy rzut oka – dziwactw.
Fizycy jeszcze stulecie temu mieli uporządkowaną wizję wszechświata, zupełnie jakby był precyzyjnym mechanizmem zegarkowym. Dlatego zagłębiając się w zagadkowy świat mikrocząstek, załamywali ręce i tylko powtarzali sobie pytanie: „Jak wszechświat może się zachowywać w tak zwariowany i chaotyczny sposób?”.
Nowa fizyka zapraszała do postępowania wbrew ich przekonaniom i do formułowania pytań o niezwykłym pięknie intelektualnym. Czy istnieje jedna, obiektywna rzeczywistość? Czy mamy Księżyc nad głowami, kiedy na niego nie patrzymy? Einstein lubił myśleć, że owszem. Czy podążamy wyznaczonym scenariuszem naszego życia, czy też piszemy go na bieżąco?
Pomimo iż mechanika kwantowa wciąż wywołuje ból głowy u tych, którzy chcieliby ją racjonalnie zrozumieć, jej zakres działania zdecydowanie wykracza poza nieuchwytny i odległy świat idei.
Łatwo tu popaść w pułapkę myślenia, że mamy do czynienia z nauką wątpliwej wiarygodności, która opiera się wyłącznie na domniemaniach. W rzeczywistości jednak teoria kwantowa jest najprecyzyjniejszą teorią, z jaką nauka miała kiedykolwiek do czynienia. Jak dotąd nie przeprowadzono żadnego eksperymentu, który by jej przeczył, ani nie wykazano żadnego błędu w jej przewidywaniach.
Tak naprawdę nauka ta już stała się częścią naszej codzienności. Ponad jedna trzecia naszej gospodarki zależy obecnie od mechaniki kwantowej i tego, co dzięki niej wiemy. Kiedy rano podgrzewamy szklankę mleka w mikrofalówce albo kiedy automatycznie rozsuwają się przed nami drzwi w supermarkecie, albo gdy korzystamy z telewizora, komputera, telefonu komórkowego, czytnika laserowego i tak dalej, i tak dalej, wtedy wykorzystujemy technologie kwantowe, nawet jeśli nie jesteśmy tego świadomi.
Przed powstaniem teorii kwantowej mieliśmy dwa wyjścia:
1. Zastosować metodę „zamilcz i licz”, żeby uzyskać jakikolwiek postęp technologiczny.
2. Odważyć się na interpretację tego, co wszechświat i materia usiłują nam przekazać.
Jeśli opowiemy się za podejściem pierwszym, nie doznamy poczucia galimatiasu, do którego prowadzi fizyka kwantowa i paradoksy z nią związane. Jeśli jednak zechcemy wyjść poza same wzory i zanurzyć się w prowokujące do myślenia tajemnice kwantowego świata, przekroczymy granice fizyki i zagłębimy się w obszar filozofii, w tym również metafizyki, czyli wyjdziemy dosłownie „poza fizykę”.
W niniejszej książce odbędziemy wspólną podróż przez krainę rojącą się od niepokojących wyjaśnień, które poprowadzą nas do jeszcze bardziej niepokojących pytań.
Właśnie do tego nawiązuje znana anegdota o studencie, który odważył się zadać pytanie nobliście Richardowi Feynmanowi: „Panie profesorze, czym tak naprawdę jest funkcja falowa w mechanice kwantowej?”. Wykładowca skwitował to tylko słowami: „Ćśśś, najpierw zamknij za sobą drzwi”.
No dobrze… To czym w takim razie fizyka kwantowa nie jest?
Proponowana nam przez mechanikę kwantową atrakcyjna interpretacja świata często bywa wykorzystywana do „wyjaśniania” wszelkich zjawisk paranormalnych i pseudonaukowych, zwłaszcza w ostatnich latach.
W niektórych wypadkach nie chodzi nawet o to, by zrobić kogoś w trąbę. Mamy po prostu do czynienia z błędnym rozszerzeniem granic tego, co bezapelacyjnie jest najprawdziwszą nauką. Niekiedy przymiotnik „kwantowy” towarzyszy terapiom alternatywnym i „technikom energetycznym”, które mogą działać lub nie – nie nam to teraz rozsądzać – natomiast nie mają absolutnie nic wspólnego z tym, co studiuje się na wydziałach fizyki, i nic ich nie łączy z teorią kwantową. Zdarza się też, że ktoś intencjonalnie i w złych zamiarach wykorzystuje wiarygodność nauki do tego, by czerpać zyski z fałszywych treści utrwalających irracjonalność i zabobony, czyli dwa upiory, z którymi nauka toczy walkę od początku swego istnienia.
Nie oznacza to, że powinniśmy traktować naukowców jako nieomylnych, tak jak w średniowieczu traktowano kapłanów. Podobnie jak większość ludzi krytykuje fanatyzm religijny, tak i twardy scjentyzm pomija niestety to, że fizyka może opisywać jedynie bardzo niewielką część naszej rzeczywistości. Umieszczenie naukowca na ołtarzu absolutnego poznania to zaproszenie go do przywdziania szat nowych kapłanów, a z pewnością nie na tym powinna polegać jego rola. Odnalezienie równowagi między sceptycyzmem, który pozwala nam zachować czujność, a elastycznością zapraszającą nas do otwierania nowych drzwi, to niełatwe zadanie, ale jednocześnie gra niewątpliwie warta świeczki.
Dołek i woda
Święty Augustyn podobno lubił zatapiać się w rozmyślaniach podczas przechadzki po plaży bladym świtem. W trakcie jednego z takich spacerów mistyk głowił się nad tajemnicą Trójcy Świętej. Pochłonięty własnymi myślami wędrował brzegiem tam i z powrotem, bezskutecznie usiłując racjonalnie zrozumieć, jak trzy osoby mogą tworzyć jednego Boga. Zupełnie nie potrafił rozwiązać tego paradoksu.
Zadumany Augustyn prawie nie zauważył chłopczyka, który bawił się w piasku. Dzieciak wykopał niewielki dołek. Następnie pobiegł w stronę morza z muszelką, nabrał w nią tyle wody, ile tylko potrafił, po czym prędko wrócił, by wlać wodę do dołka. Powtórzył ten zabieg kilkukrotnie, aż w końcu święty podszedł do niego i zapytał:
– Co takiego robisz, chłopcze?
– Chcę zmieścić ocean w moim dołku – odparł z uśmiechem malec.
Święty Augustyn pouczył dziecko ojcowskim tonem:
– Usiłujesz zrobić coś, co jest niemożliwe.
– Dokładnie tak jak ty – odparł chłopiec ku zaskoczeniu mistyka. – Chcesz zmieścić w swoim ograniczonym umyśle boskie tajemnice.
Ta przypowieść świetnie pokazuje ludzką skłonność do mylenia fizyki z mistyką, nowej nauki ze starożytnymi naukami Wschodu. Ale poważnie twierdzić, że mechanika kwantowa dowodzi istnienia Boga czy przykazań wschodnich mistrzów, to jak podjąć próbę zmieszczenia oceanu w wykopanym na plaży dołku.
Fizyka kwantowa obejmuje jedynie niewielki skrawek znanej nam rzeczywistości. Dlatego wprowadzanie elementów mistycyzmu do wciąż krystalizującej się nauki jest nie tylko nieporozumieniem, lecz także błędną interpretacją zarówno teorii kwantowej, jak i duchowości.
Pchanie się w ten bałagan nie jest zadaniem fizyki.
Cytując brytyjskiego astrofizyka Arthura S. Eddingtona: „Nie wolno ufać jakiejkolwiek próbie sprowadzenia Boga do układu równań różniczkowych. Należy takiej porażki uniknąć za wszelką cenę”.
Duchowość i nauka nie są sprzeczne ze sobą, ba, obie mogą być podejściami uzupełniającymi się w naszym dążeniu do zrozumienia wszechświata. Ale utrzymywanie, że jedna z nich wywodzi się z drugiej, to w moim przekonaniu bezsens.
A jednak część ojców fizyki kwantowej, jak choćby Einstein, Eddington, Schrödinger czy Bohr, czuła wielki pociąg do duchowości. Z jakiego powodu? Być może niemożność udzielenia odpowiedzi na wszystkie pytania, które sobie stawiali, skłoniła tych wielkich naukowców do wyjścia poza samą fizykę.
Cienie w jaskini
W micie zawartym w dialogu _Państwo_ Platon opisuje ludzi, którzy od małego tkwią skuci kajdanami w jaskini, plecami do wejścia. Zmuszeni do oglądania przeciwległej ściany w głębi, mogą widzieć tylko rzucane na tę ścianę cienie zwierząt i ludzi przechodzących między nimi a wielkim ogniskiem.
Cienie te są dla nich prawdziwymi obiektami, choć w rzeczywistości stanowią przecież tylko ich niedoskonałe odwzorowanie.
Na tej samej zasadzie światło bijące od fizyki nie ukazuje najprawdziwszej i jedynej prawdy o naszym świecie, lecz przedstawia nam pewne symbole, „cienie”. Wielka różnica między fizyką mechanistyczną a współczesną polega na tym, że niegdyś wierzyliśmy, iż nauka wyjaśnia najprawdziwszą, obiektywną i ostateczną rzeczywistość otaczającego nas świata. Dzięki mechanice kwantowej byliśmy zmuszeni przyznać, że jednak poruszamy się w świecie cieni.
Tak czy inaczej rozległy ocean wiedzy do zdobycia nie powinien zniechęcać nieustraszonych żeglarzy. Choćbyśmy mogli poznać tylko ten dołek wykopany w piasku, słusznie i zdrowo jest zadawać sobie pytanie o bezkres.
Niniejsza książka to zaproszenie do żeglugi na krańce rzeczywistości i ludzkiego poznania, aby poszerzyć własne horyzonty myślowe.
Jak mawiał Richard Feynman: „Nie podchodźmy do tego wszystkiego ze zbytnim namaszczeniem… Proszę się zrelaksować i dobrze bawić! Po prostu porozmawiamy sobie o zachowaniach przyrody . Jeśli zadajecie sobie pytanie: »Jak to w ogóle możliwe?«, zabrniecie w ślepy zaułek, z którego nikt dotąd nie zdołał się wydostać. Nikt nie wie, dlaczego przyroda może się zachowywać w ten sposób… NIKT nie rozumie mechaniki kwantowej!”.ROZDZIAŁ 1
Prawdy tymczasowe
Interesuje mnie przyszłość, ponieważ to właśnie tam spędzę resztę swojego życia.
Woody Allen
Od: Francesc
Do: Sonia
Droga Soniu,
wielkie dzięki za wspaniały wykład z minionego czwartku. Myślę, że po raz pierwszy trochę do mnie dotarło, na czym właściwie polega fizyka kwantowa. Tak jak wspomniałem pod koniec Twojego wystąpienia, bardzo chciałbym odbyć podróż po tym fascynującym świecie. Ale zanim zagłębię się w meandry mechaniki kwantowej, muszę zrozumieć, w jaki sposób doszliśmy do tego miejsca.
O ile dobrze pojąłem Twoje wyjaśnienia, współczesna fizyka proponuje nam odmienną wizję świata. Ale jaka była wizja świata według tych, których nazywasz fizykami klasycznymi? Aby trafić na klasyków, musielibyśmy się cofnąć przynajmniej do starożytnej Grecji, prawda? Szkopuł w tym, że trudno zrozumieć rozwój nauki, wychodząc od filozofów, po których właściwie nic nie zostało… Co mogli myśleć, kiedy podnosili wzrok i wpatrywali się w nieboskłon?
Uściski, Francesc
Od: Sonia
Do: Francesc
Cześć,
właśnie odczytałam Twoją wiadomość i muszę Ci przyznać całkowitą rację. Najlepszym sposobem zrozumienia nowej kosmologicznej wizji fizyki kwantowej będzie odbycie podróży w czasie.
Może wpadłbyś do mnie do domu jutro o dziewiątej wieczorem, żeby rozpocząć tę podróż? Mój adres już chyba znasz.
Wybacz, że nie zdradzę więcej szczegółów, ale nie mogę ryzykować ujawnienia przez e-mail pewnej informacji…
Jutro zrozumiesz dlaczego. Na razie wspomnę tylko, że chodzi o coś ściśle tajnego. Proszę Cię, nikomu nic nie mów.
Do zobaczenia, S.
Powrót do miejsca, w którym zapisano przyszłość
Na zegarze brakuje jeszcze dziesięciu minut do dziewiątej, kiedy rozlega się dźwięk dzwonka w drzwiach. Uśmiecham się, odpowiadając przez domofon. Wiedziałam, że moja tajemnicza wiadomość wzbudzi ciekawość Francesca.
– Tak, jestem przed czasem… Ale nie mogłem już wysiedzieć – mówi na dzień dobry na swoje usprawiedliwienie. – Nie powinno się tak trzymać człowieka w napięciu!
– Nie martw się. Wszystko już gotowe. Przygotowałam ci ubranie. – Rzucam w niego tuniką. – Masz, przebierz się.
Francesc patrzy na mnie badawczo, ale nic nie mówi i się przebiera. Sama robię to samo.
– Idziemy na bal kostiumowy czy co? – pyta zdezorientowany, widząc, że oboje mamy na sobie tuniki rodem ze starożytnej Grecji.
– No, nie do końca… Chodźmy na górę, do mojej pracowni.
Kiedy już wspięliśmy się po wąskich krętych schodach, pokazuję Francescowi Machinę, a ten nie posiada się ze zdziwienia:
– Co to za szafa ze światełkami i kablami?
– Kiedy napisałam ci w wiadomości, że musimy odbyć podróż w czasie, mówiłam dosłownie.
Francesc ma tak zbaraniałą minę, że niemal parskam śmiechem.
– Prawdę mówiąc – ciągnę, z trudem odzyskując powagę – to powinna być ostatnia możliwość ze wszystkich… Korzystanie z Machiny jest niebezpieczne, jakikolwiek błąd z naszej strony może zmienić bieg dziejów. Ale w tym wypadku myślę, że po prostu warto. Będziemy ostrożni.
– Soniu, nie nadążam.
– To, co masz przed sobą, to wehikuł czasu. Zaprogramowałam trzy momenty w dziejach, których moim zdaniem powinniśmy być świadkami. Mam nadzieję, że się nie pomyliłam i nie wylądujemy w epoce jurajskiej! Naprawdę nie chciałabym, by ścigało mnie stado welociraptorów.
Zanim Francesc nabierze więcej wątpliwości, szturcham go, żeby wszedł ze mną do środka wehikułu, i zamykam za nami drzwi.
Kurs na starożytne Ateny
Pierwsza podróż przebiegła prawidłowo. „Wylądowaliśmy” w starożytnej Grecji w roku 357 przed naszą erą.
– Zgodnie z moimi obliczeniami jesteśmy o rzut beretem od Akademii – mówię Francescowi.
– A od kiedy to masz zarost? – rzuca w odpowiedzi, zachowując ode mnie bezpieczną odległość.
Nawet nie zauważył, że po poprawieniu włosów przyczepiłam sobie bujną brodę. Wszystko z myślą o miejscu, do którego zmierzamy.
– Kobietom nie wolno było pokazywać się w Akademii ani uczestniczyć w dysputach. Niestety w tamtych czasach źle widziano naszą płeć wtrącającą się w aktywność kulturalną miast. A teraz załóż sobie za ucho to urządzenie – proszę Francesca. – To taki gadżet, który tłumaczy zarówno to, co słyszysz, jak i twoje słowa. Dzięki temu będziesz rozumieć starożytną grekę.
Zanim mój towarzysz zdążył jakkolwiek zareagować, podchodzi do nas dwóch wyrostków, którzy celują kamieniami w bezpańskiego psa.
– Młodzieży – jakiś głos za nami odzywa się do chłopców – zostawcie tego psa w spokoju, albowiem rozpoznaję w nim pewnego starego przyjaciela, który umarł dawno temu.
Nastolatkowie na widok staruszka kiwają tylko z szacunkiem głowami i szybko się ulatniają.
– Sokrates, mój mistrz, lubił tak się przekomarzać – zagaduje nas starzec, podchodząc bliżej. – Uważam, że po śmierci możemy wrócić na ziemię, nawet pod postacią zwierząt!
Oboje pozdrawiamy go, naśladując grzecznościową formę tamtych młodzieńców.
– Jesteście cudzoziemcami, nie mylę się?
– W rzeczy samej, panie… – przyznaję. – Udajemy się do Akademii. Chcielibyśmy poznać Arystotelesa.
– Zważywszy na to, że i ja dokładnie tam zmierzam, możecie mi towarzyszyć, o ile nie zniechęca was mój powolny chód.
Gmach Akademii robi ogromne wrażenie. Na wielkim marmurowym frontonie nad portykiem widnieje napis: NIECH NIE WCHODZI NIKT, KTO NIE JEST OBEZNANY Z GEOMETRIĄ.
To nas jednak nie powstrzymuje.
Mijamy podcienia, pod którymi kłębią się mężczyźni w tunikach, starzy i młodzi. Jakiś młokos podnosi globus nieba przyprószony diamentami, które odgrywają rolę gwiazd. Tęgi człowiek obok niego rozwija pergamin zapisany rachunkami i nanosi jakieś poprawki.
Mieszamy się z tłumem, świadomi zaszczytu, jaki nas spotkał. Znaleźliśmy się w kolebce starożytnej wiedzy, z której rozwinie się cywilizacja zachodnia.
Po minięciu przestronnego holu głównego staruszek prowadzi nas na trybuny pełne gapiów. Przysiadamy w jednym z ostatnich rzędów. Jesteśmy poruszeni, gdy orientujemy się, że to aula, w której Arystoteles właśnie wygłasza wykład:
– Niebo ma z konieczności kształt kulisty. Ta bowiem figura odpowiada najlepiej jego substancji i jest także z natury pierwsza; jeśli, dalej, do linii prostej można zawsze coś dodać, lecz nigdy do koła; stąd jasno wynika, że linia, która stanowi obwód koła, będzie doskonała; dlatego ciało, które obraca się ruchem kołowym, musi mieć kształt kuli. Konsekwentnie to, co bezpośrednio dotyka kuli, jest także kuliste; bo co tak sąsiaduje z ciałem kulistym, jest samo kuliste. Można powiedzieć to samo o tych ciałach, które są bliżej środka, bo ciała, które są otoczone formą kulistą i w kontakcie z nią, są z konieczności całe kuliste. Otóż ciała umieszczone poniżej sfery planet są w kontakcie ze sferą, która jest powyżej nich. Konsekwentnie ta okolica centralna jest cała kulista, bo wszystkie ciała, które zawiera, są w kontakcie i w łączności bezpośredniej z kulami, sferami…
– Coś mi się zdaje, że weszliśmy w środku wykładu – szepce do mnie Francesc. – Trudno mi pojąć, o czym on mówi.
– Arystoteles dzieli się swoją teorią astronomiczną. Chyba czytałam o niej w jednym z rozdziałów dzieła _O niebie_, o ile mnie pamięć nie myli. Zgodnie z jego teorią kosmos dzieli się na dwie sfery, czy też przeciwstawne obszary: ten idealny, odpowiadający sferom nieba, i ten nieidealny, który obejmuje Ziemię i wszystko, co się na niej dzieje. Obydwa obszary rozdziela sfera księżycowa. Kosmos zatem dzieliłby się na światy nadksiężycowy i podksiężycowy. Zgodnie z arystotelesowską wizją świata Ziemia, nieidealna, choć znajdująca się w centrum wszechświata, składa się z czterech podstawowych żywiołów: ziemi, wody, powietrza i ognia. Wszystkie ruchy zachodzące w tej nieidealnej sferze są prostoliniowe i ustające. Sfery niebieskie składają się natomiast z piątego żywiołu – eteru, zwanego również kwintesencją. W sferze nieba ruchy są doskonałe: kołowe, ciągłe i po kulistych kręgach.
Po tych wyjaśnieniach znów skupiamy się na wywodzie Arystotelesa:
– Istnieje również coś, co je porusza, a ponieważ to, co jest poruszane i porusza, zajmuje miejsce pośrednie, istnieje przeto coś, co będąc nieruchome, porusza, byt wieczny, substancja i akt…
– Mówi o Bogu i pochodzeniu ruchu wszechrzeczy – wyjaśnia mi szeptem Francesc. – To chyba tak zwana teoria pierwszego poruszyciela, musiałem to wykuć przed sprawdzianem z filozofii. Brzmi mniej więcej tak: jakiś obiekt porusza się, ponieważ wpływa na niego inny, na który wpływa z kolei uprzedni obiekt. I jeśli zaczęlibyśmy się tak cofać… to pojawiłoby się pytanie: gdzie zaczyna się ruch?
– Odpowiedzieć na to pytanie jest równie trudno jak stwierdzić, co było przed Wielkim Wybuchem.
– Arystoteles dopatruje się tutaj istnienia Boga, pierwszego poruszyciela, który przekazuje ruch wszystkim rzeczom i czyni to poprzez przyciąganie w taki sam sposób, jak „ukochana porusza kochanka”, chyba wciąż pamiętam ten cytat.
Młody adept siedzący w poprzedzającym rzędzie odwraca się ze zmarszczonymi brwiami. To bardzo wymowna sugestia, że mamy się uciszyć i słuchać mistrza. A ten właśnie zakończył wywód i oddał głos staruszkowi, którego spotkaliśmy w drodze do Akademii.
Zaskoczeni, widzimy, jak ów człowiek o siwej brodzie i wydatnym nosie zabiera głos:
– Proszę, wyobraźmy sobie coś w rodzaju podziemnego domu w jaskini, z długim wejściem…
Jeden z widzów mruczy pod nosem:
– A Platon znowu o tej swojej jaskini!
Słysząc tę uwagę, szturcham porozumiewawczo Francesca i mówię mu podekscytowana:
– Ten starzec, którego poznaliśmy po drodze, to Platon.
Mój towarzysz podróży patrzy na mnie przerażonym wzrokiem:
– Soniu, broda ci odpada!
Kilku mężczyzn wokół nas zaczyna patrzeć podejrzliwie w naszą stronę.
– Pryskajmy stąd, zanim wpakujemy się w jakieś tarapaty… – mówię pośpiesznie. – Pora wracać do Machiny.
Kiedy drzwi wehikułu czasu otwierają się i wychodzimy cali i zdrowi w pracowni u mnie w mieszkaniu, oddychamy głęboko.
– Niewiarygodne, co przed chwilą przeżyliśmy! – Francesc nie ukrywa ekscytacji. – Jeszcze to do mnie nie dociera. Poszliśmy z Platonem do Akademii i słuchaliśmy wykładu Arystotelesa…
– Zaparzę może zieloną herbatę. Pomoże nam się skupić. Mamy tylko kilka minut, a potem kolejna wyprawa.
– Jeszcze jedna? – mruga z niedowierzaniem mój przyjaciel.
– Jak najbardziej – mówię z nutką dumy, nastawiając wodę. – Chyba nie sądziłeś, że na tym się skończy cała podróż, hę? Ten pierwszy skok w czasie był ważny, bo dzięki niemu wiemy już, jak wyglądała kosmologia starożytnej Grecji. Wizja ta została na swój sposób przyjęta przez Kościół katolicki i obowiązywała aż do XVII wieku. Dwa światy, w których obowiązują zupełnie inne prawa: świat ziemski, „niedoskonały”, zamieszkiwany przez ludzi z różnymi słabościami i namiętnościami, oraz świat sfer niebieskich, który uchodził za „harmonijny i doskonały”, zamieszkany przez anioły i demony.
– Kumam – mówi Francesc, sięgając po filiżankę herbaty. – I trochę mnie dziwi, że tak mądrzy ludzie mieli tak fantazyjną wizję świata.
– Nie osądzaj ich zbyt pochopnie, Francesc. Kto wie, czy nasze „prawdy tymczasowe” kiedyś również nie przejdą do historii… – odpowiadam, już szykując nam kolejne przebranie. – W każdym razie teraz podążmy za biegiem dziejów. Na kolejnym etapie naszej podróży cofniemy się o pół tysiąca lat, do czasów, kiedy Galileusz i Kepler rozpoczęli rewolucję, która podważyła starożytne nauki i utorowała drogę oświeceniu.
Namawiam mojego przyjaciela, żeby założył kolejne ubranie.
– Spotkamy się teraz z jednym z tych buntowników, którzy podjęli się niebezpiecznego zadania połączenia nieba z ziemią.
Znów lekko popycham Francesca, by wszedł do wehikułu.
_Ciąg dalszy dostępny w pełnej wersji książki._ROZDZIAŁ 5
Kot Schrödingera: poszukiwany żywy i martwy
– Nie mogę w to uwierzyć! – powiedziała Alicja.
– Nie możesz? – powiedziała z politowaniem Królowa. – No, spróbuj jeszcze raz! Zrób głęboki wdech i zamknij oczy.
Alicja roześmiała się.
– Nie mam co próbować – odrzekła – nie można uwierzyć w to, co niemożliwe.
– Zdaje się, że nie masz w tym wielkiej wprawy – powiedziała Królowa. – Ja w twoim wieku zawsze ćwiczyłam to przez pół godziny dziennie. Nieraz jeszcze przed śniadaniem dochodziłam do sześciu niemożliwości, w które udawało mi się uwierzyć.
Lewis Carroll, _Po drugiej stronie lustra_
_Rozdział dostępny w wersji pełnej._
każda rzecz ukaże się człowiekowi taka,
jaka jest – nieskończona. Gdyż jest on zamknięty w sobie i postrzega wszystko przez wąskie szpary jaskini.
William Blake, _Zaślubiny nieba i piekła_
Niech powyższy cytat nie zmyli cię, drogi czytelniku! Naprawdę trzymasz w ręku esej o fizyce kwantowej. Poważnie.
Ej, ej, chwileczkę, chwileczkę. Zaczekaj!
Nie pozwól, żeby to cię odstraszyło i sprawiło, że zatrzaśniesz książkę i odłożysz ją na bok.
Przyjmij nasze zaproszenie… na wspólne śniadanie!
Jeśli odważysz się pożeglować po stronach tej książki, odkryjesz wspaniały i zupełnie zdumiewający świat.
To bardzo nietypowy esej – bo przystępny dosłownie dla każdego, niezależnie od wykształcenia. Podczas naszej podróży przez zaczarowaną krainę dokonamy oszałamiających skoków w czasie i zwiedzimy słynny ośrodek naukowo-badawczy Europejskiej Organizacji Badań Jądrowych (CERN). Usłyszysz także nasze przemyślenia i rozmowy, a nawet zanurzysz się w świat marzeń sennych!
Poemat Blake’a otwierający nasze zaproszenie zainspirował Aldousa Huxleya, autora dzieła _Nowy wspaniały świat_, do napisania eseju o meskalinie – _Drzwi percepcji_ – a ten z kolei zainspirował Jima Morrisona do ochrzczenia swojej kapeli The Doors.
Jeszcze raz… tylko bez paniki! Ta książka nie mówi ani o narkotykach, ani o psychodelicznych doświadczeniach… chociaż podróż na krańce mechaniki kwantowej poniekąd jest czymś równie odjazdowym.
Wspólne śniadanie z cząstkami da ci energię do otwarcia drzwi świata jak najbardziej codziennego, choć zarazem tajemniczego i zdumiewającego. Czy podejmiesz wyzwanie?
Śmiało, zapraszamy… I oczekuj nieoczekiwanego.ROZDZIAŁ 0
Czy lew zna się na fizyce?
O Horacy, więcej jest rzeczy na ziemi i w niebie, niż się ich śniło waszym filozofom.
Szekspir, _Hamlet_
Studiując fizykę, pewnego razu usłyszałam od wykładowcy genialną anegdotkę o trudnościach, jakie miewamy ze zrozumieniem mechaniki kwantowej.
Każdy z nas na pewno zachwycał się kiedyś niesamowitymi ujęciami w filmach przyrodniczych. Często pokazywaną sceną w takich dokumentach jest lew polujący na rączą gazelę. Z duszą na ramieniu oglądamy, jak gazela zaczyna zyskiwać przewagę metrów nad drapieżnikiem, aż w końcu lew odpuszcza, zatrzymuje się bezsilny i pozwala uciec swojej niedoszłej zdobyczy.
Jeśli przez chwilę zastanowimy nad tym pozornie prostym faktem, zdamy sobie sprawę, że ten rozpędzony kocur z grzywą przeprowadza w głowie naprawdę niebanalne rachunki. Ocenia własną prędkość i prędkość gazeli, oblicza różnicę wektorów położeń między nimi, a kiedy zdaje sobie sprawę, że jej wartość – czyli odległość między drapieżnikiem a ofiarą – powiększa się, wówczas daje za wygraną i zatrzymuje się, by oszczędzać siły na przystępniejszą zdobycz.
Tymczasem niejeden licealista mimo lekcji fizyki pewnie miałby spory kłopot z przedstawieniem tych wszystkich obliczeń na papierze.
W tym momencie pojawia się niepokojące pytanie: czyżby lwy były ekspertami w dziedzinie fizyki?
Odpowiedź brzmi „tak”. Lwy, podobnie jak wszystkie inne zwierzęta – w tym ludzie – w toku ewolucji wypracowały sobie intuicyjny sposób wykorzystywania fizyki na co dzień. Bez niej my również nie przetrwalibyśmy w betonowej dżungli.
Wiedza na temat fizyki – dziś nazywanej fizyką klasyczną – wywodzi się z codziennych obserwacji otaczającego nas świata. Dzięki obserwacjom nieba mogliśmy przewidzieć fazy Księżyca, a śledząc, co się dzieje z wystrzeloną strzałą czy ciśniętym kamieniem, nauczyliśmy się określać trajektorię rzutu ukośnego.
Kiedy natomiast zagłębiamy się w świat fizyki współczesnej, odwracamy się od takich codziennych doświadczeń człowieka. To logiczne, że trudno nam zrozumieć, co się stanie, jeśli będziemy się poruszać z prędkością bliską prędkości światła, skoro jeszcze na początku XX wieku najszybciej można się było poruszać z prędkością około 100 kilometrów na godzinę.
Jak mamy intuicyjnie rozumieć zasadę nieoznaczoności dotyczącą elektronu, skoro nasze oczy nie wyewoluowały w ten sposób, by w ogóle widzieć tę mikroskopijną cząstkę?
Mechanika kwantowa zajmuje się zjawiskami, które wykraczają poza zwykły zakres ludzkiego doświadczenia, dalekimi od naszej intuicyjnej wizji rzeczywistości.
Aż dotąd nigdy jej nie potrzebowaliśmy do przetrwania.
Czym jest mechanika kwantowa?
Człowiek od zarania dziejów czuł potrzebę rozumienia świata. W dziedzinie fizyki współczesnej te poszukiwania skupiają się wokół dwóch wielkich teorii, o których zdążyliśmy już wspomnieć: teorii kwantowej i teorii względności.
Podczas gdy teoria względności opisuje makroświat i ruchy galaktyk, mechanika kwantowa ukazuje nam tajemnicze zachowanie atomów z ich maciupkimi częściami składowymi – cegiełkami, które tworzą wszystko, co nas otacza… w tym nawet nas samych.
Kiedy na początku XX wieku środowisko naukowe zaczęło zgłębiać tajniki mechaniki kwantowej, odkryto, że te maleńkie cząstki stosują się do zupełnie innych zasad niż te, z którymi stykamy się w życiu codziennym. Ba, często wyrabiają rzeczy, które my uznalibyśmy za niewykonalne: taka cząstka potrafi na przykład pojawić się znikąd, być w dwóch miejscach jednocześnie, zachowywać się jak fala lub jak cząstka zależnie od tego, w jaki sposób na nią patrzymy, przenikać ściany, przejawiać w stosunku do innej cząstki upiorne działanie na odległość (cytując słowa samego Einsteina) i wykazywać wiele innych cech, na pierwszy rzut oka – dziwactw.
Fizycy jeszcze stulecie temu mieli uporządkowaną wizję wszechświata, zupełnie jakby był precyzyjnym mechanizmem zegarkowym. Dlatego zagłębiając się w zagadkowy świat mikrocząstek, załamywali ręce i tylko powtarzali sobie pytanie: „Jak wszechświat może się zachowywać w tak zwariowany i chaotyczny sposób?”.
Nowa fizyka zapraszała do postępowania wbrew ich przekonaniom i do formułowania pytań o niezwykłym pięknie intelektualnym. Czy istnieje jedna, obiektywna rzeczywistość? Czy mamy Księżyc nad głowami, kiedy na niego nie patrzymy? Einstein lubił myśleć, że owszem. Czy podążamy wyznaczonym scenariuszem naszego życia, czy też piszemy go na bieżąco?
Pomimo iż mechanika kwantowa wciąż wywołuje ból głowy u tych, którzy chcieliby ją racjonalnie zrozumieć, jej zakres działania zdecydowanie wykracza poza nieuchwytny i odległy świat idei.
Łatwo tu popaść w pułapkę myślenia, że mamy do czynienia z nauką wątpliwej wiarygodności, która opiera się wyłącznie na domniemaniach. W rzeczywistości jednak teoria kwantowa jest najprecyzyjniejszą teorią, z jaką nauka miała kiedykolwiek do czynienia. Jak dotąd nie przeprowadzono żadnego eksperymentu, który by jej przeczył, ani nie wykazano żadnego błędu w jej przewidywaniach.
Tak naprawdę nauka ta już stała się częścią naszej codzienności. Ponad jedna trzecia naszej gospodarki zależy obecnie od mechaniki kwantowej i tego, co dzięki niej wiemy. Kiedy rano podgrzewamy szklankę mleka w mikrofalówce albo kiedy automatycznie rozsuwają się przed nami drzwi w supermarkecie, albo gdy korzystamy z telewizora, komputera, telefonu komórkowego, czytnika laserowego i tak dalej, i tak dalej, wtedy wykorzystujemy technologie kwantowe, nawet jeśli nie jesteśmy tego świadomi.
Przed powstaniem teorii kwantowej mieliśmy dwa wyjścia:
1. Zastosować metodę „zamilcz i licz”, żeby uzyskać jakikolwiek postęp technologiczny.
2. Odważyć się na interpretację tego, co wszechświat i materia usiłują nam przekazać.
Jeśli opowiemy się za podejściem pierwszym, nie doznamy poczucia galimatiasu, do którego prowadzi fizyka kwantowa i paradoksy z nią związane. Jeśli jednak zechcemy wyjść poza same wzory i zanurzyć się w prowokujące do myślenia tajemnice kwantowego świata, przekroczymy granice fizyki i zagłębimy się w obszar filozofii, w tym również metafizyki, czyli wyjdziemy dosłownie „poza fizykę”.
W niniejszej książce odbędziemy wspólną podróż przez krainę rojącą się od niepokojących wyjaśnień, które poprowadzą nas do jeszcze bardziej niepokojących pytań.
Właśnie do tego nawiązuje znana anegdota o studencie, który odważył się zadać pytanie nobliście Richardowi Feynmanowi: „Panie profesorze, czym tak naprawdę jest funkcja falowa w mechanice kwantowej?”. Wykładowca skwitował to tylko słowami: „Ćśśś, najpierw zamknij za sobą drzwi”.
No dobrze… To czym w takim razie fizyka kwantowa nie jest?
Proponowana nam przez mechanikę kwantową atrakcyjna interpretacja świata często bywa wykorzystywana do „wyjaśniania” wszelkich zjawisk paranormalnych i pseudonaukowych, zwłaszcza w ostatnich latach.
W niektórych wypadkach nie chodzi nawet o to, by zrobić kogoś w trąbę. Mamy po prostu do czynienia z błędnym rozszerzeniem granic tego, co bezapelacyjnie jest najprawdziwszą nauką. Niekiedy przymiotnik „kwantowy” towarzyszy terapiom alternatywnym i „technikom energetycznym”, które mogą działać lub nie – nie nam to teraz rozsądzać – natomiast nie mają absolutnie nic wspólnego z tym, co studiuje się na wydziałach fizyki, i nic ich nie łączy z teorią kwantową. Zdarza się też, że ktoś intencjonalnie i w złych zamiarach wykorzystuje wiarygodność nauki do tego, by czerpać zyski z fałszywych treści utrwalających irracjonalność i zabobony, czyli dwa upiory, z którymi nauka toczy walkę od początku swego istnienia.
Nie oznacza to, że powinniśmy traktować naukowców jako nieomylnych, tak jak w średniowieczu traktowano kapłanów. Podobnie jak większość ludzi krytykuje fanatyzm religijny, tak i twardy scjentyzm pomija niestety to, że fizyka może opisywać jedynie bardzo niewielką część naszej rzeczywistości. Umieszczenie naukowca na ołtarzu absolutnego poznania to zaproszenie go do przywdziania szat nowych kapłanów, a z pewnością nie na tym powinna polegać jego rola. Odnalezienie równowagi między sceptycyzmem, który pozwala nam zachować czujność, a elastycznością zapraszającą nas do otwierania nowych drzwi, to niełatwe zadanie, ale jednocześnie gra niewątpliwie warta świeczki.
Dołek i woda
Święty Augustyn podobno lubił zatapiać się w rozmyślaniach podczas przechadzki po plaży bladym świtem. W trakcie jednego z takich spacerów mistyk głowił się nad tajemnicą Trójcy Świętej. Pochłonięty własnymi myślami wędrował brzegiem tam i z powrotem, bezskutecznie usiłując racjonalnie zrozumieć, jak trzy osoby mogą tworzyć jednego Boga. Zupełnie nie potrafił rozwiązać tego paradoksu.
Zadumany Augustyn prawie nie zauważył chłopczyka, który bawił się w piasku. Dzieciak wykopał niewielki dołek. Następnie pobiegł w stronę morza z muszelką, nabrał w nią tyle wody, ile tylko potrafił, po czym prędko wrócił, by wlać wodę do dołka. Powtórzył ten zabieg kilkukrotnie, aż w końcu święty podszedł do niego i zapytał:
– Co takiego robisz, chłopcze?
– Chcę zmieścić ocean w moim dołku – odparł z uśmiechem malec.
Święty Augustyn pouczył dziecko ojcowskim tonem:
– Usiłujesz zrobić coś, co jest niemożliwe.
– Dokładnie tak jak ty – odparł chłopiec ku zaskoczeniu mistyka. – Chcesz zmieścić w swoim ograniczonym umyśle boskie tajemnice.
Ta przypowieść świetnie pokazuje ludzką skłonność do mylenia fizyki z mistyką, nowej nauki ze starożytnymi naukami Wschodu. Ale poważnie twierdzić, że mechanika kwantowa dowodzi istnienia Boga czy przykazań wschodnich mistrzów, to jak podjąć próbę zmieszczenia oceanu w wykopanym na plaży dołku.
Fizyka kwantowa obejmuje jedynie niewielki skrawek znanej nam rzeczywistości. Dlatego wprowadzanie elementów mistycyzmu do wciąż krystalizującej się nauki jest nie tylko nieporozumieniem, lecz także błędną interpretacją zarówno teorii kwantowej, jak i duchowości.
Pchanie się w ten bałagan nie jest zadaniem fizyki.
Cytując brytyjskiego astrofizyka Arthura S. Eddingtona: „Nie wolno ufać jakiejkolwiek próbie sprowadzenia Boga do układu równań różniczkowych. Należy takiej porażki uniknąć za wszelką cenę”.
Duchowość i nauka nie są sprzeczne ze sobą, ba, obie mogą być podejściami uzupełniającymi się w naszym dążeniu do zrozumienia wszechświata. Ale utrzymywanie, że jedna z nich wywodzi się z drugiej, to w moim przekonaniu bezsens.
A jednak część ojców fizyki kwantowej, jak choćby Einstein, Eddington, Schrödinger czy Bohr, czuła wielki pociąg do duchowości. Z jakiego powodu? Być może niemożność udzielenia odpowiedzi na wszystkie pytania, które sobie stawiali, skłoniła tych wielkich naukowców do wyjścia poza samą fizykę.
Cienie w jaskini
W micie zawartym w dialogu _Państwo_ Platon opisuje ludzi, którzy od małego tkwią skuci kajdanami w jaskini, plecami do wejścia. Zmuszeni do oglądania przeciwległej ściany w głębi, mogą widzieć tylko rzucane na tę ścianę cienie zwierząt i ludzi przechodzących między nimi a wielkim ogniskiem.
Cienie te są dla nich prawdziwymi obiektami, choć w rzeczywistości stanowią przecież tylko ich niedoskonałe odwzorowanie.
Na tej samej zasadzie światło bijące od fizyki nie ukazuje najprawdziwszej i jedynej prawdy o naszym świecie, lecz przedstawia nam pewne symbole, „cienie”. Wielka różnica między fizyką mechanistyczną a współczesną polega na tym, że niegdyś wierzyliśmy, iż nauka wyjaśnia najprawdziwszą, obiektywną i ostateczną rzeczywistość otaczającego nas świata. Dzięki mechanice kwantowej byliśmy zmuszeni przyznać, że jednak poruszamy się w świecie cieni.
Tak czy inaczej rozległy ocean wiedzy do zdobycia nie powinien zniechęcać nieustraszonych żeglarzy. Choćbyśmy mogli poznać tylko ten dołek wykopany w piasku, słusznie i zdrowo jest zadawać sobie pytanie o bezkres.
Niniejsza książka to zaproszenie do żeglugi na krańce rzeczywistości i ludzkiego poznania, aby poszerzyć własne horyzonty myślowe.
Jak mawiał Richard Feynman: „Nie podchodźmy do tego wszystkiego ze zbytnim namaszczeniem… Proszę się zrelaksować i dobrze bawić! Po prostu porozmawiamy sobie o zachowaniach przyrody . Jeśli zadajecie sobie pytanie: »Jak to w ogóle możliwe?«, zabrniecie w ślepy zaułek, z którego nikt dotąd nie zdołał się wydostać. Nikt nie wie, dlaczego przyroda może się zachowywać w ten sposób… NIKT nie rozumie mechaniki kwantowej!”.ROZDZIAŁ 1
Prawdy tymczasowe
Interesuje mnie przyszłość, ponieważ to właśnie tam spędzę resztę swojego życia.
Woody Allen
Od: Francesc
Do: Sonia
Droga Soniu,
wielkie dzięki za wspaniały wykład z minionego czwartku. Myślę, że po raz pierwszy trochę do mnie dotarło, na czym właściwie polega fizyka kwantowa. Tak jak wspomniałem pod koniec Twojego wystąpienia, bardzo chciałbym odbyć podróż po tym fascynującym świecie. Ale zanim zagłębię się w meandry mechaniki kwantowej, muszę zrozumieć, w jaki sposób doszliśmy do tego miejsca.
O ile dobrze pojąłem Twoje wyjaśnienia, współczesna fizyka proponuje nam odmienną wizję świata. Ale jaka była wizja świata według tych, których nazywasz fizykami klasycznymi? Aby trafić na klasyków, musielibyśmy się cofnąć przynajmniej do starożytnej Grecji, prawda? Szkopuł w tym, że trudno zrozumieć rozwój nauki, wychodząc od filozofów, po których właściwie nic nie zostało… Co mogli myśleć, kiedy podnosili wzrok i wpatrywali się w nieboskłon?
Uściski, Francesc
Od: Sonia
Do: Francesc
Cześć,
właśnie odczytałam Twoją wiadomość i muszę Ci przyznać całkowitą rację. Najlepszym sposobem zrozumienia nowej kosmologicznej wizji fizyki kwantowej będzie odbycie podróży w czasie.
Może wpadłbyś do mnie do domu jutro o dziewiątej wieczorem, żeby rozpocząć tę podróż? Mój adres już chyba znasz.
Wybacz, że nie zdradzę więcej szczegółów, ale nie mogę ryzykować ujawnienia przez e-mail pewnej informacji…
Jutro zrozumiesz dlaczego. Na razie wspomnę tylko, że chodzi o coś ściśle tajnego. Proszę Cię, nikomu nic nie mów.
Do zobaczenia, S.
Powrót do miejsca, w którym zapisano przyszłość
Na zegarze brakuje jeszcze dziesięciu minut do dziewiątej, kiedy rozlega się dźwięk dzwonka w drzwiach. Uśmiecham się, odpowiadając przez domofon. Wiedziałam, że moja tajemnicza wiadomość wzbudzi ciekawość Francesca.
– Tak, jestem przed czasem… Ale nie mogłem już wysiedzieć – mówi na dzień dobry na swoje usprawiedliwienie. – Nie powinno się tak trzymać człowieka w napięciu!
– Nie martw się. Wszystko już gotowe. Przygotowałam ci ubranie. – Rzucam w niego tuniką. – Masz, przebierz się.
Francesc patrzy na mnie badawczo, ale nic nie mówi i się przebiera. Sama robię to samo.
– Idziemy na bal kostiumowy czy co? – pyta zdezorientowany, widząc, że oboje mamy na sobie tuniki rodem ze starożytnej Grecji.
– No, nie do końca… Chodźmy na górę, do mojej pracowni.
Kiedy już wspięliśmy się po wąskich krętych schodach, pokazuję Francescowi Machinę, a ten nie posiada się ze zdziwienia:
– Co to za szafa ze światełkami i kablami?
– Kiedy napisałam ci w wiadomości, że musimy odbyć podróż w czasie, mówiłam dosłownie.
Francesc ma tak zbaraniałą minę, że niemal parskam śmiechem.
– Prawdę mówiąc – ciągnę, z trudem odzyskując powagę – to powinna być ostatnia możliwość ze wszystkich… Korzystanie z Machiny jest niebezpieczne, jakikolwiek błąd z naszej strony może zmienić bieg dziejów. Ale w tym wypadku myślę, że po prostu warto. Będziemy ostrożni.
– Soniu, nie nadążam.
– To, co masz przed sobą, to wehikuł czasu. Zaprogramowałam trzy momenty w dziejach, których moim zdaniem powinniśmy być świadkami. Mam nadzieję, że się nie pomyliłam i nie wylądujemy w epoce jurajskiej! Naprawdę nie chciałabym, by ścigało mnie stado welociraptorów.
Zanim Francesc nabierze więcej wątpliwości, szturcham go, żeby wszedł ze mną do środka wehikułu, i zamykam za nami drzwi.
Kurs na starożytne Ateny
Pierwsza podróż przebiegła prawidłowo. „Wylądowaliśmy” w starożytnej Grecji w roku 357 przed naszą erą.
– Zgodnie z moimi obliczeniami jesteśmy o rzut beretem od Akademii – mówię Francescowi.
– A od kiedy to masz zarost? – rzuca w odpowiedzi, zachowując ode mnie bezpieczną odległość.
Nawet nie zauważył, że po poprawieniu włosów przyczepiłam sobie bujną brodę. Wszystko z myślą o miejscu, do którego zmierzamy.
– Kobietom nie wolno było pokazywać się w Akademii ani uczestniczyć w dysputach. Niestety w tamtych czasach źle widziano naszą płeć wtrącającą się w aktywność kulturalną miast. A teraz załóż sobie za ucho to urządzenie – proszę Francesca. – To taki gadżet, który tłumaczy zarówno to, co słyszysz, jak i twoje słowa. Dzięki temu będziesz rozumieć starożytną grekę.
Zanim mój towarzysz zdążył jakkolwiek zareagować, podchodzi do nas dwóch wyrostków, którzy celują kamieniami w bezpańskiego psa.
– Młodzieży – jakiś głos za nami odzywa się do chłopców – zostawcie tego psa w spokoju, albowiem rozpoznaję w nim pewnego starego przyjaciela, który umarł dawno temu.
Nastolatkowie na widok staruszka kiwają tylko z szacunkiem głowami i szybko się ulatniają.
– Sokrates, mój mistrz, lubił tak się przekomarzać – zagaduje nas starzec, podchodząc bliżej. – Uważam, że po śmierci możemy wrócić na ziemię, nawet pod postacią zwierząt!
Oboje pozdrawiamy go, naśladując grzecznościową formę tamtych młodzieńców.
– Jesteście cudzoziemcami, nie mylę się?
– W rzeczy samej, panie… – przyznaję. – Udajemy się do Akademii. Chcielibyśmy poznać Arystotelesa.
– Zważywszy na to, że i ja dokładnie tam zmierzam, możecie mi towarzyszyć, o ile nie zniechęca was mój powolny chód.
Gmach Akademii robi ogromne wrażenie. Na wielkim marmurowym frontonie nad portykiem widnieje napis: NIECH NIE WCHODZI NIKT, KTO NIE JEST OBEZNANY Z GEOMETRIĄ.
To nas jednak nie powstrzymuje.
Mijamy podcienia, pod którymi kłębią się mężczyźni w tunikach, starzy i młodzi. Jakiś młokos podnosi globus nieba przyprószony diamentami, które odgrywają rolę gwiazd. Tęgi człowiek obok niego rozwija pergamin zapisany rachunkami i nanosi jakieś poprawki.
Mieszamy się z tłumem, świadomi zaszczytu, jaki nas spotkał. Znaleźliśmy się w kolebce starożytnej wiedzy, z której rozwinie się cywilizacja zachodnia.
Po minięciu przestronnego holu głównego staruszek prowadzi nas na trybuny pełne gapiów. Przysiadamy w jednym z ostatnich rzędów. Jesteśmy poruszeni, gdy orientujemy się, że to aula, w której Arystoteles właśnie wygłasza wykład:
– Niebo ma z konieczności kształt kulisty. Ta bowiem figura odpowiada najlepiej jego substancji i jest także z natury pierwsza; jeśli, dalej, do linii prostej można zawsze coś dodać, lecz nigdy do koła; stąd jasno wynika, że linia, która stanowi obwód koła, będzie doskonała; dlatego ciało, które obraca się ruchem kołowym, musi mieć kształt kuli. Konsekwentnie to, co bezpośrednio dotyka kuli, jest także kuliste; bo co tak sąsiaduje z ciałem kulistym, jest samo kuliste. Można powiedzieć to samo o tych ciałach, które są bliżej środka, bo ciała, które są otoczone formą kulistą i w kontakcie z nią, są z konieczności całe kuliste. Otóż ciała umieszczone poniżej sfery planet są w kontakcie ze sferą, która jest powyżej nich. Konsekwentnie ta okolica centralna jest cała kulista, bo wszystkie ciała, które zawiera, są w kontakcie i w łączności bezpośredniej z kulami, sferami…
– Coś mi się zdaje, że weszliśmy w środku wykładu – szepce do mnie Francesc. – Trudno mi pojąć, o czym on mówi.
– Arystoteles dzieli się swoją teorią astronomiczną. Chyba czytałam o niej w jednym z rozdziałów dzieła _O niebie_, o ile mnie pamięć nie myli. Zgodnie z jego teorią kosmos dzieli się na dwie sfery, czy też przeciwstawne obszary: ten idealny, odpowiadający sferom nieba, i ten nieidealny, który obejmuje Ziemię i wszystko, co się na niej dzieje. Obydwa obszary rozdziela sfera księżycowa. Kosmos zatem dzieliłby się na światy nadksiężycowy i podksiężycowy. Zgodnie z arystotelesowską wizją świata Ziemia, nieidealna, choć znajdująca się w centrum wszechświata, składa się z czterech podstawowych żywiołów: ziemi, wody, powietrza i ognia. Wszystkie ruchy zachodzące w tej nieidealnej sferze są prostoliniowe i ustające. Sfery niebieskie składają się natomiast z piątego żywiołu – eteru, zwanego również kwintesencją. W sferze nieba ruchy są doskonałe: kołowe, ciągłe i po kulistych kręgach.
Po tych wyjaśnieniach znów skupiamy się na wywodzie Arystotelesa:
– Istnieje również coś, co je porusza, a ponieważ to, co jest poruszane i porusza, zajmuje miejsce pośrednie, istnieje przeto coś, co będąc nieruchome, porusza, byt wieczny, substancja i akt…
– Mówi o Bogu i pochodzeniu ruchu wszechrzeczy – wyjaśnia mi szeptem Francesc. – To chyba tak zwana teoria pierwszego poruszyciela, musiałem to wykuć przed sprawdzianem z filozofii. Brzmi mniej więcej tak: jakiś obiekt porusza się, ponieważ wpływa na niego inny, na który wpływa z kolei uprzedni obiekt. I jeśli zaczęlibyśmy się tak cofać… to pojawiłoby się pytanie: gdzie zaczyna się ruch?
– Odpowiedzieć na to pytanie jest równie trudno jak stwierdzić, co było przed Wielkim Wybuchem.
– Arystoteles dopatruje się tutaj istnienia Boga, pierwszego poruszyciela, który przekazuje ruch wszystkim rzeczom i czyni to poprzez przyciąganie w taki sam sposób, jak „ukochana porusza kochanka”, chyba wciąż pamiętam ten cytat.
Młody adept siedzący w poprzedzającym rzędzie odwraca się ze zmarszczonymi brwiami. To bardzo wymowna sugestia, że mamy się uciszyć i słuchać mistrza. A ten właśnie zakończył wywód i oddał głos staruszkowi, którego spotkaliśmy w drodze do Akademii.
Zaskoczeni, widzimy, jak ów człowiek o siwej brodzie i wydatnym nosie zabiera głos:
– Proszę, wyobraźmy sobie coś w rodzaju podziemnego domu w jaskini, z długim wejściem…
Jeden z widzów mruczy pod nosem:
– A Platon znowu o tej swojej jaskini!
Słysząc tę uwagę, szturcham porozumiewawczo Francesca i mówię mu podekscytowana:
– Ten starzec, którego poznaliśmy po drodze, to Platon.
Mój towarzysz podróży patrzy na mnie przerażonym wzrokiem:
– Soniu, broda ci odpada!
Kilku mężczyzn wokół nas zaczyna patrzeć podejrzliwie w naszą stronę.
– Pryskajmy stąd, zanim wpakujemy się w jakieś tarapaty… – mówię pośpiesznie. – Pora wracać do Machiny.
Kiedy drzwi wehikułu czasu otwierają się i wychodzimy cali i zdrowi w pracowni u mnie w mieszkaniu, oddychamy głęboko.
– Niewiarygodne, co przed chwilą przeżyliśmy! – Francesc nie ukrywa ekscytacji. – Jeszcze to do mnie nie dociera. Poszliśmy z Platonem do Akademii i słuchaliśmy wykładu Arystotelesa…
– Zaparzę może zieloną herbatę. Pomoże nam się skupić. Mamy tylko kilka minut, a potem kolejna wyprawa.
– Jeszcze jedna? – mruga z niedowierzaniem mój przyjaciel.
– Jak najbardziej – mówię z nutką dumy, nastawiając wodę. – Chyba nie sądziłeś, że na tym się skończy cała podróż, hę? Ten pierwszy skok w czasie był ważny, bo dzięki niemu wiemy już, jak wyglądała kosmologia starożytnej Grecji. Wizja ta została na swój sposób przyjęta przez Kościół katolicki i obowiązywała aż do XVII wieku. Dwa światy, w których obowiązują zupełnie inne prawa: świat ziemski, „niedoskonały”, zamieszkiwany przez ludzi z różnymi słabościami i namiętnościami, oraz świat sfer niebieskich, który uchodził za „harmonijny i doskonały”, zamieszkany przez anioły i demony.
– Kumam – mówi Francesc, sięgając po filiżankę herbaty. – I trochę mnie dziwi, że tak mądrzy ludzie mieli tak fantazyjną wizję świata.
– Nie osądzaj ich zbyt pochopnie, Francesc. Kto wie, czy nasze „prawdy tymczasowe” kiedyś również nie przejdą do historii… – odpowiadam, już szykując nam kolejne przebranie. – W każdym razie teraz podążmy za biegiem dziejów. Na kolejnym etapie naszej podróży cofniemy się o pół tysiąca lat, do czasów, kiedy Galileusz i Kepler rozpoczęli rewolucję, która podważyła starożytne nauki i utorowała drogę oświeceniu.
Namawiam mojego przyjaciela, żeby założył kolejne ubranie.
– Spotkamy się teraz z jednym z tych buntowników, którzy podjęli się niebezpiecznego zadania połączenia nieba z ziemią.
Znów lekko popycham Francesca, by wszedł do wehikułu.
_Ciąg dalszy dostępny w pełnej wersji książki._ROZDZIAŁ 5
Kot Schrödingera: poszukiwany żywy i martwy
– Nie mogę w to uwierzyć! – powiedziała Alicja.
– Nie możesz? – powiedziała z politowaniem Królowa. – No, spróbuj jeszcze raz! Zrób głęboki wdech i zamknij oczy.
Alicja roześmiała się.
– Nie mam co próbować – odrzekła – nie można uwierzyć w to, co niemożliwe.
– Zdaje się, że nie masz w tym wielkiej wprawy – powiedziała Królowa. – Ja w twoim wieku zawsze ćwiczyłam to przez pół godziny dziennie. Nieraz jeszcze przed śniadaniem dochodziłam do sześciu niemożliwości, w które udawało mi się uwierzyć.
Lewis Carroll, _Po drugiej stronie lustra_
_Rozdział dostępny w wersji pełnej._
więcej..
