Zrozumieć niepojęte. Leon Lederman. Prószyński i S-ka 2013

Kolejna książka z serii „Na ścieżkach nauki” powstała wspólnym wysiłkiem Leona Ledermana, laureata Nagrody Nobla z fizyki w 1988 roku za odkrycie istnienia dwóch typów neutrin (dziś wiemy, że prawdopodobnie istnieją aż trzy ich rodzaje), oraz Christophera Hilla, jednej z ważniejszych postaci w Fermilabie, czyli Państwowym Laboratorium Przyśpieszania Cząstek Elementarnych im. Enrico Fermiego, położonym niedaleko Chicago. Dwaj fizycy postanowili przybliżyć nam postulaty teorii kwantowej w atrakcyjny i przystępny sposób.

Autorzy chwalą się, że od wielu lat prowadzą zajęcia dla pierwszorocznych studentów kierunków humanistycznych i zdają sobie sprawę z obaw i niechęci większości społeczeństwa do skomplikowanej matematyki. Obiecują więc na początku, że (prawie) żadnej matematyki w ich książce nie będzie i rzeczywiście ograniczają się do podstawowych i niezbędnych równań i obliczeń. Dzięki temu książka nie jest zbiorem okrutnych formuł matematycznych, służących do katowania niewinnych ludzi.

Zamiast tego mamy dość przystępnie opisaną podróż od Galileusza i Newtona, poprzez odkrywców elektromagnetyzmu (takich jak np. Faraday), do chwili narodzin teorii kwantowej. W tym momencie, jak to zwykle bywa, sprawa staje się bardziej skomplikowana. Czytelnik musi przygotować się na to, że mimo najszczerszych chęci autorów nie zawsze będzie w stanie dokładnie zrozumieć, o co chodzi. Sami twórcy książki przyznają, że wędrówka po takich terytoriach jak funkcja falowa Schrödingera, zasada nieoznaczoności Heisenberga, interpretacja kopenhaska Bohra, zakaz Pauliego, eksperyment myślowy EPR, czy teoremat Bella, nie jest wcale łatwa. Ale nie kapitulują i odgrywają rolę przewodników w wyprawie po kwantowych manowcach.

Lederman i Hill opisują teorię, w której nic nie jest do końca pewne i wszystko opiera się na prawdopodobieństwie. Według jej zasad koty mogą być jednocześnie żywe i martwe, światło jest zarazem cząstką i falą, a układu nie da się oddzielić od osoby obserwatora, bo świadomość osoby przeprowadzającej obserwację nierozerwalnie łączy się z przebiegiem eksperymentu. Teoria ta tworzy wizję świata, z którą do końca nie mogły się pogodzić niektóre wielkie autorytety, w tym Albert Einstein.

Spór pomiędzy Einsteinem a propagatorem idei teorii kwantowych, Nielsem Bohrem, był bardzo trudny do rozwiązania, gdyż obaj naukowcy zarzucali sobie myślenie w innych kategoriach. Według Bohra, Einstein był zbyt konserwatywny, całkowicie przepełniony klasycznym sposobem rozumowania, być może nawet zbyt ograniczony lub co gorsza tchórzliwy, by przystać na istnienie „upiornej” rzeczywistości kwantowej, nad którą człowiek nie ma żadnej kontroli. Konflikt ten spowodował wypchnięcie Einsteina poza główny nurt fizyki i twórca teorii względności spędził swą starość w osamotnieniu. Teoria kwantowa wygrała z umysłem uważanym przez niektórych za największy w historii świata! To już chyba wystarczający powód, by spróbować się z nią zapoznać.

Warto zwrócić jeszcze uwagę na oryginalny tytuł książki, brzmiący dosłownie „Fizyka kwantowa dla poetów”. Wyjaśnia to, dlaczego miejscami – zwłaszcza na początku – pojawiają się poetyckie fragmenty z Emily Dickinson, Roberta Frosta, czy Edgara Allana Poe. Nie mają one jednak zazwyczaj związku z prowadzonym przez autorów wywodem i służą chyba jedynie jako chwyt marketingowy, mający na celu odróżnienie książki od pozostałych pozycji poświęconych problemom kwantów.

Podsumowując, niepojęta fizyka kwantowa nadal pozostaje w zasadzie poza zasięgiem przeciętnego człowieka. Nawet najciekawsze próby spopularyzowania najnowszych postulatów fizyki, do których należy zaliczyć książkę panów Ledermana i Hilla, spowodują, że zrozumiemy jedynie cząstkę wiedzy, będącą wierzchołkiem kwantowej góry lodowej. Niemniej warto wiedzieć chociaż tyle, bo wiedza to rzeczywiście niezwykła...


Michał Surmacz