Kvantna fizika je že od svojega nastanka v začetku dvajsetega stoletja predmet žolčnih razprav. V fizikalnih učbenikih se je z leti sicer ustalila t.i. copenhagenska interpretacija in postala nekakšna uradna razlaga kvantne fizike. Četudi je uradna verzija puščala marsikatero vprašanje nepojasnjeno, je njena splošna razširjenost vseeno povzročila, da je razprava na to temo za nekaj časa skorajda zamrla. V zadnjih desetletjih pa se je razprava o problematiki interpretacije kvantne fizike spet razživela, saj so od 1980-ih let naprej eksperimenti prinesli nekaj zelo pomembnih novih spoznanj, razblinili marsikateri dvom in jasno pokazali, da “čudnost kvantnega sveta” ne more biti le navidezna, ampak da je svet tam doli res malo prismuknjen, kot se je nekoč izrazil Richard Feynman.
Kot ugotavlja Jim Baggott v izvrstni knjigi “Beyond Measure: Modern Physics, Philosophy and the Meaning of Quantum Theory”, se včasih zdi, kot da sta zares dve kvantni teoriji. Eno učijo na tehniških fakultetah in je prikazana v fizikalnih učbenikih z enačbami. Ob branju takšnih predstavitev se ustvarja vtis, kot da s kvanti ni nobenih težav in da je vse kristalno jasno – če že ne študentom, pa vsaj profesorjem. Povsem nasprotni vtis pa dobimo ob branju katere od mnogih poljudnih knjig o skrivnostih kvantne mehanike, kjer kar mrgoli paradoksov, težav in drugih čudes. Za Baggotta sta obe ti dve podobi kvantne fizike vsaka po svoje “pravi”, zato ju poskuša obravnavati skupaj.
Knjiga je trenutno verjetno najboljši pregled čez zgodovino in sedanje stanje razumevanja kvantnega sveta. Baggott izčrpno in pregledno poroča tako o najrazličnejših bolj in manj eksotičnih teorijah in poskusih interpretacije, kot tudi o vseh vrstah eksperimentov. Knjiga je razdeljena na pet vsebinskih sklopov: odkritje, formalizem, pomen, eksperiment in alternative. Vse enačbe je avtor umaknil iz besedila in jim namenil 27 dodatkov na koncu knjige, tako da je osrednje besedilo berljivo in razumljivo tudi bralcem, ki niso domači v Hilbertovih prostorih. Baggott zelo dobro povzame tudi ključne probleme filozofije znanosti, in jih spretno preplete z aktualno problematiko kvantne fizike.
Ena od poant knjige je, da smo tudi v znanosti vedno že podvrženi neki spontani filozofiji oziroma predstavi o tem, kaj sploh je znanost, kakšna je njena metoda in kaj zares odkriva. Ob nastajanju kvantne fizike so bili takratni fiziki zelo pod vplivom filozofije pozitivizma, ki je po svojem bistvu nerealistična (fizikalne enačbe niso odsev globlje strukture narave, ampak so samo način urejanja pojavov). Tipična je recimo tale Bohrova izjava: “Kvantnega sveta ni. Je samo abstraktni kvanto-fizikalni opis. Napačno je prepričanje, da je naloga fizike odrivati, kakšna je narava. Fiziko zanima samo, kaj lahko o naravi rečemo.”
“Duh Copenhagena” (kvantni delec nima lastnosti, ki bi bile neodvisne od načina opazovanja) kot ortodoksna interpretacija kvantne fizike, se tako močno naslanja na anti-realizem takratne filozofije znanosti. To dejstvo se je z leti, ko je copenhagenska interpretacija postala t.i. ortodoksna, nekako pozabilo. Težko je namreč vztrajati na stališču, da je fizika zgolj odkrivanje matematičnih regularnosti, ki ne povedo nič o sami dejanski naravi. Kaj ni prav takšno stališče zagovarjala Cerkev glede astronomije in kozmologije v času Kopernika in Galileija? Kaj nista prav ta dva “očeta” moderne znanosti nasproti cerkvenemu anti-realističnemu stališču zagovarjala realizem pri razumevanju novo nastajajoče moderne znanosti? Cerkveno stališče je bilo namreč: astronomija lahko svobodno napoveduje bodoče lege planetov po katerem koli modelu že hoče, ptolemajskem ali kopernikanskem, če le pristane na interpretacijo, da je so to zgolj modeli in ne podobe dejanske strukture in delovanja narave. Temeljni tezi Kopernika in Galileja pa sta bili, da gre pri novi matematično formulirani fiziki zares in prav to stališče je porodilo moderno znanost.
Vendar pa po drugi strani, kot kažejo zadnji eksperimenti glede problema nelokalnosti, kvantna fizika nikakor ne gre skupaj s klasično realistično predstavo sveta (t.j., da svet obstaja povsem neodvisno od opazovalca): kvantni delec je lahko na več krajih sočasno, potuje po več poteh hkrati, se obnaša enkrat kot delec, drugič kot valovanje…
Baggottu uspe lepo izpostaviti in jasno razviti najrazličnejše težave kvantne fizike, hkrati pa se spretno izogne morebitnim špekulacijam, ki so jih polne najrazličnejše pop-znanstvene knjige.
Spletna stran o knjigi: http://www.meaningofquantumtheory.com/
Jim Baggott
Beyond Measure: Modern Physics, Philosophy and the Meaning of Quantum Theory
ISBN: 0-19-852927-9
Oxford University Press, 2004
(Sašo Dolenc)
