Przestrzeń kwantowa. Pętlowa grawitacja kwantowa i poszukiwanie struktury przestrzeni, czasu i Wszechświata

Jak na zadnie które ma robić, czyli przedstawić historię powstania teorii grawitacji kwantowej książka wywiązała się bardzo dobrze.

Jak na zadnie które ma robić, czyli przedstawić historię powstania teorii grawitacji kwantowej książka wywiązała się bardzo dobrze.

Historia o tym, jaka powinna być Nauka - taka przez wielkie "N". W istocie jest to opowieść o sile Matematyki, jako narzędzia opisu Natury w jednym z jej objawień potocznie nazywanym siłą grawitacji. Jak oznajmiają nam Rovelli i Smolin, taka siła jednak w Naturze nie istnieje. Jest tylko naszym postrzeganiem tego, czym jest czasoprzestrzeń, a ściślej mówiąc grawitacja jest skutkiem tego, że jest skwantowana, a źródłem wszystkiego są własności dynamiczne piany - nie, nie kwantowej, ale spinowej.

Książka łatwa w czytaniu, bo napisana poglądowo, choć ilustrowana skąpo i zamiast obrazowania własności teorii pracować musi ostro wyobraźnia czytelnika. To czyni tę opowieść trudnię w przyswajaniu mimo, że Matematyka jest dawkowana tylko opisowo. Pamięć czytelnika musi pracować na wysokich obrotach także i dlatego, że droga do teorii pętlowej grawitacji kwantowej wiedzie wieloma pojęciami przez krainę mechaniki kwantowej i chromodynamiki kwantowej, a miejscami zahacza o teorię strun. Szczęśliwie udręczony czytelnik ma do dyspozycji pokaźny słownik i warto od niego właśnie zacząć lekturę podróży do Świata kwantów i magii przestrzeni Plancka.

Historia o tym, jaka powinna być Nauka - taka przez wielkie "N". W istocie jest to opowieść o sile Matematyki, jako narzędzia opisu Natury w jednym z jej objawień potocznie nazywanym siłą grawitacji. Jak oznajmiają nam Rovelli i Smolin, taka siła jednak w Naturze nie istnieje. Jest tylko naszym postrzeganiem tego, czym jest czasoprzestrzeń, a ściślej mówiąc grawitacja jest...

(czytana w oryginale)

(czytana w oryginale)

Na przykładzie tej książki dowiedziałem się, że nie lubie książek popularno naukowych opisujących jakieś teorie. Pierwsza połowa to świetne possumowanie tego co już wiemy, druga połowa to dla mnie opis terorii co do której wiedziałeś że i tak się nie sprawdzi.
Książka dobra, ale ja jednak lubie trzymać się faktów a nie domysłów. Natomiast jako nieudana historia połączenia dwóch innych terorii to dobra książka.

Na przykładzie tej książki dowiedziałem się, że nie lubie książek popularno naukowych opisujących jakieś teorie. Pierwsza połowa to świetne possumowanie tego co już wiemy, druga połowa to dla mnie opis terorii co do której wiedziałeś że i tak się nie sprawdzi.
Książka dobra, ale ja jednak lubie trzymać się faktów a nie domysłów. Natomiast jako nieudana historia połączenia...

Nie będę krytykował treści, bo obawiam się, że wielu rzeczy nie zrozumiałem, ale książka jest napisana ( przetłumaczona? ) w sposób zbyt niejasny.

Nie będę krytykował treści, bo obawiam się, że wielu rzeczy nie zrozumiałem, ale książka jest napisana ( przetłumaczona? ) w sposób zbyt niejasny.

"Przestrzeń kwantowa" Jima Baggotta to książka opowiadająca o pętlowej grawitacji kwantowej - teorii, która konkuruje z teorią strun w poszukiwaniu sposobu na połączenie ze sobą mechaniki kwantowej z teorią względności. Zwykle to teoria strun uważana jest za najbardziej obiecującą, a większość autorów jedynie wspomina o istnieniu innych podejść, traktując je trochę po macoszemu. Tym razem mamy okazję przyjrzeć się jednej z nich.

To jedna z cięższych książek o fizyce, jakie miałem okazję czytać. Sporo jest tu matematyki i niezbyt jasno wytłumaczonych pojęć. Dowiedziałem się sporo nowych rzeczy, ale wymagało to szczególnego skupienia. Autor przekonuje, że ta teoria ma sens i potencjał - i faktycznie, wygląda na to, że skutecznie może np. usunąć nieskończoności w opisie czarnych dziur czy Wielkiego Wybuchu, co byłoby bardzo dużym krokiem naprzód w zrozumieniu tych procesów.

Historia powstawania teorii spleciona jest w książce z historią życia dwóch jej głównych twórców - Lee Smolina i Carlo Rovellego - ludzi niepokornych i buntowniczych, którzy mieli odwagę iść pod prąd naukowym modom.

Po lekturze odniosłem wrażenie, że od lat 90. fizyka teoretyczna tkwi w ślepym zaułku. Nie udało się dokonać żadnego szczególnego przełomu, a kolejne powstające teorie - takie jak teoria strun czy pętlowa grawitacja - są obecnie niemożliwe do zweryfikowania i, jak powiedział Wolfgang Pauli, "nawet nie błędne". Fizykom pozostaje dalej szukać.

"Przestrzeń kwantowa" Jima Baggotta to książka opowiadająca o pętlowej grawitacji kwantowej - teorii, która konkuruje z teorią strun w poszukiwaniu sposobu na połączenie ze sobą mechaniki kwantowej z teorią względności. Zwykle to teoria strun uważana jest za najbardziej obiecującą, a większość autorów jedynie wspomina o istnieniu innych podejść, traktując je trochę po...

Bez wiedzy o tym czy istnieje czas, jak właściwie na najbardziej podstawowym poziomie wygląda struktura przestrzeni, czym są cząstki w 'maksymalnym powiększeniu', czy nasz wszechświat miał początek - można żyć. Są jednak ludzie, którzy potrzebują szukać rozwiązań takich problemów fundamentalnych. Właściwie od zawsze fizykę interesują poszukiwania takich podstawowych odpowiedzi. Dwudziesty wiek rozpoczęło ogłoszenie dwóch rewolucji w rozumieniu świata - teorii względności i mechaniki kwantowej. Obie sięgnęły głęboko w istotę dociekań fizyki, choć od razu okazało się, że automatycznie zderzyły się we wzajemnej niekompatybilności. Albo rozumiemy globalną strukturę przestrzeni i czasu, albo panujemy nad kwantami materii i pól mikroskali. Koniec ubiegłego wieku upłynął na konfrontacji propozycji radzenia sobie z tym problemem. Z jednej strony zaproponowano teorie starające się skwantować grawitację (na przykład w ramach teorii strun - ST),z drugiej wychodząc z równań Einsteina, postanowiono dojść do ich kwantowej wersji (głównie proponując pętlową kwantową grawitację - LQG). Te dwa dominujące podejścia zbudowały antagonizmy w środowisku. "Strunowcy" zdominowali dyskurs przyciągając przez lata najzdolniejszych, dysponowali większymi środkami. 'Pętlowcy' traktowani byli, jako dziwacy i stanowili zdecydowaną mniejszość; przez lata przełomu wieków XX/XXI pozostawali z reguły w cieniu. Od kilkunastu lat sytuacja zaczyna się zmieniać. W jaki sposób oba podejścia zmagały się z problemami technicznymi, jak przebiegał kryzys w fizyce, triumf i zwątpienie 'strunowców', a przede wszystkim, czemu 'pętlowcy' oferują coraz ciekawszy model alternatywnego podejścia badawczego, opowiada najnowsza książka popularna Jima Baggotta.

"Przestrzeń kwantowa. Pętlowa grawitacja kwantowa i poszukiwanie struktury przestrzeni, czasu i Wszechświata" to historia powstania i rozwoju LQG, szczególnie z punktu widzenia jej dwóch kluczowych twórców - Carla Rovellego i Lee Smolina. Książka przeplatana jest ich wspomnieniami, ich wizjami sposobu uprawiania fizyki, ich myśleniem. Po części jest to więc ich biografia naukowa. Głównie jednak to opowieść o wielkiej przygodzie ludzi nietuzinkowych pośród trudnych zagadnień i to w niesprzyjającym środowisku, gdzie myślenie zwolenników teorii strun przytłacza. Baggott bardzo inspirująco i poprawnie dydaktycznie podzielił tekst na trzy części - wstęp (bardzo poglądowy),sformułowanie podstaw LQG (gdzie są fragmenty dość zaawansowane) i bardzo ciekawe przykłady zastosowania podejścia pętlowego do opisu obserwowanych zjawisk (na średnim poziomie zaawansowania z kilkoma nowymi dla mnie faktami).

Ponieważ i po polsku mamy już trochę książek, które opisują w sposób popularny próby połączenia względności z kwantami i to z różnych perspektyw (ze 'strunowców' - Susskind i Green, z 'pętlowców' - Rovelli i Smolin, jest też duża grupa zwolenników różnych innych, czasem pośrednich, wizji unifikacji - Penrose, Tegmark, Barbour czy Weinberg),to krótko podam elementy wyróżniające pracę Baggotta. Przede wszystkim zawiera ona najnowsze ważne wyniki. Poza tym wstęp jest naprawdę inspirujący i skupiony na tych faktach, które pomogą zrozumieć idee LQG oraz istotę jej innego podejścia do problemu kwantyzacji grawitacji w porównaniu z wizją ST. Najcenniejsze partie dotyczą mocnych stron, przewidywań i weryfikacji obserwacyjnej w ramach LQG. Pętlowa grawitacja świetnie radzi sobie z problemem osobliwości nieskończenie gęstego Wszechświata w chwili jego narodzenia poprzez wykluczenie tej niedogodności (:)). LQG przewiduje, że Wszechświat oscyluje i z ciekawych powodów mógł nie mieć początku (gorąco zachęcam do prześledzenia stron 307-310, 317). Co ważniejsze, LQG korzysta z ugruntowanych elementów teorii fizycznych wyprowadzając czasoprzestrzeń z kilku zaledwie założeń (str. 220-221,258). To są jej podstawowe atuty w porównaniu do podejściem strunowego, które oferuje więcej niż oktogiliard możliwości realizacji teorii w 11-wymiarowej przestrzeni.

Najbardziej atrakcyjne przewidywania LQG dotyczą czasu, który wyłania się w jej ramach, jako element emergentny. Niestety tu Baggott trochę opuścił rejony popularności przekazu. Sam opis sedna koncepcji LQG opiera się bowiem na pojęciu spinowej siatki tworzącej skwantowane objętości (idee wprowadzone głównie na str. 191-214),które budują mechanizm zmienności odczuwanej jako czas (trochę na podobieństwo klatek filmowych). Całą sytuację komplikacji ratuje bardzo ciekawy rysunek tej idei (str. 228),który pozwala na nabycie pewnej intuicji u czytelnika. Na obronę autora można powiedzieć, że chyba nie da się tej techniki opisać prościej - można, co najwyżej tych kilku pojęć kluczowych nie wprowadzać, ale wtedy traci się ścisłość. Coś za coś. Czytelnicy poszukujący zrozumienia podstaw interpretacyjnych samej mechaniki kwantowej, mogą zwrócić uwagę na zaprezentowaną autorską koncepcję Rovellego, nazwaną interpretacją relacyjną. Rozszerza ona kopenhaskie myślenie o kwantach na ciekawe perspektywy (str. 285-293). Z punktu widzenia filozofii fizyki, bardzo ciekawie wypadły zreferowane pewne ogólne metodologiczne przemyślenia twórców LQG. Rovelli odrzuca schematy, które w XX wieku zaprowadziły fizykę w ślepy zaułek, czemu dał wyraz w przytoczonych słowach (str. 293):

"Uważam, że powinniśmy w końcu przestać zadawać w kółko pytania, które sprowadzają się do tego samego - do próby zapełnienia skąpej ontologii Natury naszym klasycznym rozumieniem ciągłości."

Natomiast jedną z najcenniejszych uwag Smolina zawarł Baggott na końcu, gdzie pojawia się jego krytyka ograniczania się teoretyków mainstreamu do bezpiecznego potwierdzania praw podstawowych przy zawoalowaniu sedna problemu pomocniczymi hipotezami (str. 361-362). Dla mnie te dwa przykłady przekonań pokazują charakterystyczne cechy obu teoretyków, dzięki którym osiągnęli oni sukces, mimo niesprzyjających środowiskowych uwarunkowań. Mieli marzenia, które ciężka praca pomogła im wypełnić treścią spełnienia zawodowego. Kierując się nieposkromioną ciekawością przyczynili się do uchylenia rąbka tajemnicy przyrody.

"Przestrzeń kwantowa" to bardzo dobry wstęp do pętlowej grawitacji kwantowej, jako obiecującej teorii całościowego opisu fizycznego świata. Zapewne nie wszystko od razu każdy czytelnik wyłapie, zrozumie. Uważam, że tak 2/3 tekstu jest na poziomie podstawowym, a reszta to takie może trochę trudniejsze wyzwanie. Na szczęście Baggott zadbał o rozbudowany i bardzo pomocny słowniczek najważniejszych i najtrudniejszych pojęć, który ułatwia poruszanie się w koncepcjach fizyki współczesnej. Czytając popularne prace 'strunowców' (np. "Piękno Wszechświata" Briana Greena) nie dowiemy się o tej innej narracji. Opiniowana książka wypełnia tę lukę dając czytelnikowi szerszą perspektywę, która wyrasta z niezrealizowanej idei Einsteina, by włączyć wszystkie kwantowe przejawy fizykalnego świata w jednolity opis czasoprzestrzeni nie jako tło, ale jako tkankę budującą dzianie się.

Gorąco zachęcam wszystkich ciekawych odpowiedzi na pytanie - jak bardzo można dzielić przestrzeń na coraz mniejsze kawałki i czy jest w tej fragmentacji jakaś granica?

BARDZO DOBRE - 8/10

Bez wiedzy o tym czy istnieje czas, jak właściwie na najbardziej podstawowym poziomie wygląda struktura przestrzeni, czym są cząstki w 'maksymalnym powiększeniu', czy nasz wszechświat miał początek - można żyć. Są jednak ludzie, którzy potrzebują szukać rozwiązań takich problemów fundamentalnych. Właściwie od zawsze fizykę interesują poszukiwania takich podstawowych...