To (w przeważającej mierze) książka mająca usystematyzować historię prób nawiązania połączenia (w alegorii autora - pływania przez wzburzone morze) pomiędzy:
z jednej strony - wynikami eksperymentów i opisującą je matematyką (przy czym zgodnie z wydawniczą zasadą - "tylko żadnych wzorów!" - Baggott próbuje zastępować równania mniej odstraszającymi obrazkami...);
I z drugiej strony - dostępnymi naszemu pojmowaniu interpretacjami *rzeczywistości* kwantowej, dość skutecznie skrywającej (skrywających?) się za powyższymi. Czy jest ich wiele? Nieskończenie? A może przeciwnie - nie ma... żadnej ("Tu nie ma na co patrzeć!")?

Przyznam, że mam pewien kłopot z wystawieniem tej książce jednoznacznej oceny liczbowej (może powinien to być kubit*10..?).

Dla mnie największym zawodem okazał się Baggott jako wykładowca mechaniki kwantowej. Raz, że paskudnie w tym chaotyczny, a dwa - co gorsza - zupełnie rozminął się z moją osobistą mapą wiedzy/niewiedzy w tej dziedzinie. Po bardzo szczegółowych opisach warunków przeprowadzenia danego eksperymentu, prześlizgiwał się skrótami myślowymi nad uzyskanymi WYNIKAMI ("no, to przecież wszyscy wiedzą"?) do ponownie szczegółowych opisów postulowanych interpretacji. No, ale konkretnie CZEGO to interpretacje, na litość?

Z kolei największą korzyścią wyniesioną z tej lektury było nieoczekiwane naprowadzenie na to, czego praktycznie w niej... nie ma! Ale po kolei:

Plusem jest opis historyczny kolejnych teorii/prób interpretacji dotychczasowej wiedzy na temat mechaniki kwantowej. Od kanonicznej interpretacji kopenhaskiej, po... No właśnie - da się wytknąć braki i Wielkich Nieobecnych.

Choć przez niemal całą narrację wciąż napomykał o teorii pętlowej grawitacji kwantowej - książka jakoś tak nieoczekiwanie skończyła mu się, nim zdążył poświęcić LQG choćby najkrótszy akapit!

Podobnie z teorią superstrun i interpretacjami n-wymiarowymi. Nawet taki laik jak ja jest mgliście świadom istnienia *jakichś* interpretacji łamania nierówności Bella zakładających zmienne ukryte w dodatkowych wymiarach czasoprzestrzeni. Podobnie zagadka istnienia (lub nie) tajemniczej granicy między światem kwantowym a makroskopowym prosi się o choćby wspomnienie hipotez zakrzywionych wymiarów. Baggott w swoim przeglądzie teorii wydaje się jednak szczelnie zamykać w trzech wymiarach kartezjańskich (co najwyżej powielanych w wieloświatach). O tym, że również w *absolutnym* czasie i przestrzeni - przynajmniej lojalnie informuje.

Zaletą jest usystematyzowanie i klarowne rozłożenie opisywanych interpretacji na polu filozoficznym. Od biernego pesymizmu poznawczego - czyli minimalistycznego i (jak dla mnie) kapitulanckiego, anty-realistycznego podejścia kopenhaskiego, typu: "Zamknij się i licz! Tu nie ma na co patrzeć!", po czystą metafizykę - czyli coraz bardziej odjechane koncepcje wielo-świadomości i wieloświatów. Aha - i w międzyczasie nawet superpozycyjnych *wielowskazówek* w licznikach laboratoryjnych...

Tak, jak molierowski pan Jourdain w końcu zorientował się, że mówi prozą, tak ja po tej lekturze zorientowałem się, że jestem realistą (w sensie używanym przez Baggotta). W gruncie rzeczy, skazują mnie na to choćby moje słabości w matematyce...

Nieodwołalnie "spaliły" się dla mnie interpretacje "superpozycyjnych" wielo-świadomości (aż do poziomu białkowych cząstek w pojedynczych neuronach!) czy wielo-światów Everetta et consortes. Trochę żal znakomitej zabawy literackiej, jakiej dostarczały w "Peanatemie" Stephensona... Ale - sine ira et studio - są przeraźliwie nadmiarowe, patrząc przez krawędź ostrza brzytwy Ockhama. Jak słusznie zauważa Baggott - naukową [nie]weryfikowalnością nie różnią się istotnie choćby od "inteligentnego projektu" wyznawanego przez biblijnych fundamentalistów.

I na koniec o tym, co dla mnie *przy_okazji* tej lektury okazało się najważniejsze, mimo że w samej książce... prawie nic o tym nie ma. Stanowczo więc proszę dalej nie czytać, bo odtąd tekst już nie jest *splątany* z książką, tylko *dekoherentny* (czy może w *superpozycji*?) wobec jej zawartości...

Choć teoria fali pilotującej de Broglie-Bohma - jako jedna z wielu - w opisie Baggotta nie przyciąga jakoś szczególnej uwagi (a w dodatku jest teraz zupełnie "niemodna" wśród fizyków!),podążenie za odnośnikiem do eksperymentów z "wędrującymi kropelkami" - umieszczonym jakby od niechcenia na s. 210 - było dla mnie szokującym objawieniem, oświeceniem i Eureką!

Gorąco polecam odszukanie na Yotube doświadczeń z olejowymi mikrokropelkami wibrującymi na powierzchni cieczy (np. "Is This What Quantum Mechanics Looks Like?"). Te makroskopowe obiekty potrafią zdumiewająco odtwarzać i wyjaśniać tak enigmatyczne zachowania układów kwantowych, jak: dualizm korpuskularno-falowy (nie: "raz cząstka, a raz fala", tylko zlokalizowana_cząstka rezonująca w układzie z rozmytą_falą!),tunelowanie, interferencja cząstek przechodzących przez podwójną szczelinę itp.

Choć to może niezupełnie "prawdziwa odsłona mechaniki kwantowej", wydaje się na tyle dobrym (otwierającym oczy) *modelem* czy *ilustracją* jej mechanizmów, na ile *prawdę* o życiu może przekazywać czarno-biały, niemy film 2D zaczynający się planszą z napisem: "Historia oparta na faktach".

Widok kropli podążającej przez szczeliny z towarzyszącą jej falą bezlitośnie tnie Ockhamowską brzytwą większość interpretacji konkurencyjnych dla de Broglie-Bohma, opisanych w tej książce. Pokazuje, że mechanikę kwantową da się objaśniać MECHANIKĄ właśnie, bez rozmywania rzeczywistości, świadomości czy ucieczki do wielu światów.

Baggott nie pochyla się dostatecznie nad kwestią niepokonywalnych (?) ograniczeń metod badawczych. Tego, że nieuchronnie możemy mieć zbyt grube paluchy czy zbyt wielkie oczka w sieci, by odłowić, posegregować i zbadać całą różnorodność kwantowego akwarium.

Kwestia "dekoherencji pod wpływem pomiaru", będąca pożywką antyrealistycznych interpretacji, ma szansę stać się znacznie mniej tajemnicza, jeśli świeżo upieczony de Broglie'owski realista-determinista uświadamia sobie, czym jest fizyczna_istota "pomiaru" kwantowego. To nie "wskazówka licznika" wychylająca się w prawo czy w lewo w książce Baggotta, tylko bombardowanie kruchego układu fala/cząstka inną falą/cząstką. To jakby eksperymentatorzy rzucali ciężkimi młotami kowalskimi w szwajcarskie zegarki, by ze zmiażdżonych wskazówek odczytywać czas zderzenia. Multum zegarków rozbitych na miazgę odrzucając jako "szum"... Jaka w gruncie rzeczy *zagadka* tkwi w fakcie, że taki pomiar wpływa na wynik? Czy to "relacyjne splątanie" młota ze wskazówkami? Czy ustawienie odczytane jako "11:55" jest *czasem rzeczywistym* czy może *superpozycją* czasów przed południem i północą ("zmienne ukryte")?

To (w przeważającej mierze) książka mająca usystematyzować historię prób nawiązania połączenia (w alegorii autora - pływania przez wzburzone morze) pomiędzy:
z jednej strony - wynikami eksperymentów i opisującą je matematyką (przy czym zgodnie z wydawniczą zasadą - "tylko żadnych wzorów!" - Baggott próbuje zastępować równania mniej odstraszającymi obrazkami...);
I z drugiej...

"Praktycznie nie sposób uprawiać jakiejkolwiek nauki bez metafizyki, interpretowanej szeroko jako sfera domysłów, których nie sposób udowodnić" (50).

"Nigdy nie możemy być pewni, czy rzeczywistość, którą postrzegamy lub mierzymy, odzwierciedla bądź wyobraża rzeczy same w sobie, niemniej [...] nadal możemy stwierdzać, że jeśli zrobimy to, to stanie się tamto. Możemy ustalać twarde fakty na temat cieni [nawiązanie do Platona] - projekcji tego, co uważamy za rzeczywistość, czymkolwiek by była, do świata naszych zmysłów i pomiarów - i porównywać je z podobnymi faktami uzyskanymi przez innych" (58).

"Chociaż naukowcy nieczęsto otwarcie to przyznają, rzeczywistość, którą badają, jest w istocie rzeczywistością empiryczną, wydedukowaną z ich badań nad cieniami. To rzeczywistość empirycznych obserwacji, doświadczeń, pomiarów i percepcji, rzeczywistość empiryczna rzeczy takich, jakimi się wydają, i rzeczy takich, jakie są mierzone" (58).

"możemy założyć, że własności i zachowanie rzucanych przez nie cieni są w jakiś sposób określone przez to, co je rzuca" (59).

"Moim zdaniem bez uprzedniego założenia, że u podstaw wszystkich suchych doświadczeń empirycznych tkwi niezależna egzystencja racjonalnej i spójnej logicznie rzeczywistości, tworzenie wszelkich doświadczeń naukowych jest po prostu niemożliwe" (59).

"Oto schizofrenia z nawiązką" (267).

"Nowym elementem, który został wprowadzony przez Bella, było odrzucenie pojęcia przeszłości. Zamiast mówić o rozgałęzianiu systemu światów w sposób, w jaki dzieje się to w koronie drzewa, Bell zasugerował, że różne 'historie' cząstki biegną równolegle, czasem zlewając się ze sobą, co prowadzi do wystąpienia efektów interferencji. Wyniki są więc determinowane przez sumowanie przeprowadzone na tych historiach, bez zauważalnego związku między jakąkolwiek konkretną teraźniejszością i jakąkolwiek szczególną przeszłością" (269).

"Stwierdziłem, że nie jest możliwe uprawianie nauki w jakimkolwiek zakresie bez odwoływania się do metafizyki. Kiedy jednak metafizyka całkowicie nas przytłacza i gaśnie nadzieja na jakikolwiek kontakt z Rzeczywistością Empiryczną - kiedy zostaje tylko metafizyka - ośmielę się twierdzić, że takie spekulacje nie są już naukowe. [...] W połączeniu z innymi spekulatywnymi teoriami fundamentalnej fizyki wieloświat nakłania nas do odejścia od pojęcia metody naukowej, postrzeganego prerz wielu jako staroświeckie i kojarzące się z obsesją na punkcie dowodów empirycznych, przyzwyczajeniem, które najchętniej zastąpiliby afirmacją 'oszczędności' mającej źródło w czysto metafizycznych objaśnieniach. [...] Nawet gdy formułowane są przewidywania, to tylko nieznacznie różnią sie one od cytowanych przez Poppera mglistych szarad wypowiadanych przez jasnowidzów. [...] Nie mamy wyboru, jak tylko z przerażeniem obserwować Statek Nauki znikający w odmętach strasznego wiru. Nikt się nie uratuje" (283, 286, 287-288, 289).

"Praktycznie nie sposób uprawiać jakiejkolwiek nauki bez metafizyki, interpretowanej szeroko jako sfera domysłów, których nie sposób udowodnić" (50).

"Nigdy nie możemy być pewni, czy rzeczywistość, którą postrzegamy lub mierzymy, odzwierciedla bądź wyobraża rzeczy same w sobie, niemniej [...] nadal możemy stwierdzać, że jeśli zrobimy to, to stanie się tamto. Możemy ustalać...

Wielki kwantowy zadymiony smok

Świat mechaniki kwantowej po stu latach wygląda dość klarownie. Mamy formalizm, który świetnie opisuje eksperymenty. Nad tym poziomem ‘operacyjnej zgody’ tli się jednak dyskusja o interpretację. Większość zawodowych fizyków w niej nie uczestniczy. Unikają jej, czując, że jest niekonkluzywna. Raczej zostawiają metafizykę innym. Do grona filozofów ją uprawiających dołączyła jedynie grupa fizyków, którzy nie mogą się pogodzić z brakiem realistycznego wytłumaczenia mechanizmów ukrytych w kwantowym świecie, które kształtują rzeczywistość. Problem byłby już dawno zapomniany, gdyby wciąż poszukująca odpowiedzi mniejszość fizyków nie składała się z tuzów tej nauki. Ta wymagająca odpowiedzi zagadka, to właśnie tytułowy zadymiony smok, do którego świat kwantowy przyrównał John Wheeler. Widzimy kawałek ogona i głowę, reszta pozostaje w domysłach. W książce „Kwantowa rzeczywistość. W poszukiwaniu prawdziwego znaczenia mechaniki kwantowej” Jim Baggott pozbierał alternatywne, wobec kanonicznej kopenhaskiej, interpretacje mechaniki kwantowej. Książka tematyką wpisuje się w dostępny i po polsku rozbudowujący się zbiór podobnych prac (*). W tej akurat wersji prezentacji problemu, autor mocno akcentuje filozoficzne analizy, odgradzając je w miarę czytelnie od eksperymentalnych podstaw. Referując kolejne interpretacje kwantowej rzeczywistości od Einsteina po Davida Deutscha, pokazuje kluczowe znaczenie definicji pojęć, o których związek z rzeczywistością padają od lat pytania. Jak rozumieć indeterminizm, nielokalność, status pomiaru jako przejścia od gładkiej ewolucji układu kwantowego do realizowanej zgodnie z prawdopodobieństwem wielkości zmierzonej? Książka jest bardzo ciekawa, choć wymaga obycia w temacie z pogranicza fizyki i filozofii nauki, bo Baggott dość ‘wariacko’ tłumaczy podstawy, skoro istotne elementy nie wybrzmiewają zgodnie z dydaktycznym reżimem.

‘Zadymiony smok’ bardzo doskwiera ludziom, którym nie wystarcza pragmatyzm i utylitaryzm, którzy nie godzą się na niedomówienia, bo rzeczywistość dla nich wymaga realnych konstrukcji przebiegu całego fizycznego zjawiska. Dość paradoksalnie, tacy ideowcy posługują się różnymi metafizycznymi wybiegami by szukać odpowiedzi. Baggott bardzo ciekawie, już na pierwszych stronach, zdiagnozował pole konfliktu. Większość fizyków uważa, że kompletność mechaniki kwantowej sprawia, że dociekania wciąż pytającej mniejszości to marnowanie czasu. Przywołując Poppera i Feyerabenda, fizyk zastanawia się nad optymalnym mechanizmem wnioskowania o poprawnym procesie budowania nauki i weryfikacji teoretycznych konstrukcji (str. 75-88). Realiści kwantowi, których ideowym ojcem był Einstein, poza wieloma różniącymi ich detalami mniej lub bardziej technicznymi, raczej wyznają ogólną zasadę, według mnie dość mocną, którą wysłowił przywołany Putnam (str. 97):

„Argument przemawiający za realizmem jest taki, że to jedyna filozofia, która sukcesu nauki nie kojarzy z cudem.”

Rozważając różne interpretacje mechaniki kwantowej, Baggott szacuje koszt odrzucenia kanonicznej interpretacji kopenhaskiej. Opisuje plusy i minusy każdej alternatywy. Jest w tym dość obiektywny, bo z jednej strony uwiera mu materializm Weinberga czy Krausa, z drugiej dość sceptycznie opisuje wieloświat Everetta. Do tego, z trzeciej strony, potrafi ciekawie przybliżyć włączony w dyskusje o pomiarze kwantowym ‘antropiczny komponent’ i świadomość. Okazuje się, że bardzo poważnie rozważał go już von Neumann, potem Wheeler (str. 236, 241-242); dla mnie to było dość odkrywcze.

Oddając głos pokoleniom fizyków, którzy mają zastrzeżenia do dogmatów i aksjomatów Bohra, Heisenberga, Borna i Pauliego, autor zachęca czytelnika do zajęcia własnego stanowiska. Motywacje prowadzące do spekulacji o głębszej naturze rzeczywistości, niż tylko wiedza ofiarowana przez pomiar, napędzały Einsteina, który nienawidził oddziaływania na odległość i indeterminizmu, więc kibicował koncepcji Bohma, który sformułował model zmiennych ukrytych (str. 182-184). Rovelli poszukując kwantowej teorii czasoprzestrzeni przedstawił interpretację relacyjną (str. 133-135). Deutsch wychodząc od mechanizmów fundujących komputery kwantowe (str. 275-276) rozważał plusy wizji wieloświatów Hugh Everetta, który zajął się problemem realności funkcji falowej (str. 259-260). Podobne wątpliwości doprowadziły Schrödingera do paradoksu kota. Wheeler w długim życiu przeszedł kilka etapów, które modelowały jego myślenie o kwantach. Kibicując wielu szalonym pomysłom własnych podopiecznych (od Feynmana, przez Everetta, po Deutscha i Tegmarka),postulował na przykład w późniejszym okresie życia potrzebę włączenia świadomości w proces pomiaru.

Powyższa wyliczanka to przykład kilku 'zwrotów akcji' wypracowanych podczas poszukiwaniu pełnego zrozumienia rzeczywistości kwantowej przez tych, którzy odrzucają 'kopenhaskich antyrealistów'. Ci ostatni stoją twardo na stanowisku, że dotarliśmy do granic poznania i już 'nie ma tu na co patrzeć', za to należy się skupić na rachunkach, które świetnie pasują do eksperymentów. Szkoda tylko, że ten antyrealistyczny dogmat uczony w szkole został podany dopiero pod koniec książki (str. 233-238). Baggott przywołał w nim wersję zaczerpniętą z klasycznej pracy von Neumanna pięknie budującej składowe mechaniki kwantowej. Mam również trochę wątpliwości co do graficznej prezentacji analizowanych możliwości konfiguracji stanów kwantowych. Przydałaby się również jakaś forma podsumowania, które pozbierałoby cały rozbudowany alternatywny świat interpretacji kwantów w jedno zwarte résumé. Trzeba jednak oddać Baggottowi, że ostatecznie bardzo nieszablonowo postarał się uzmysłowić czytelnikowi wagę problemu, który od stulecia nie daje spać wielu naukowcom. Okazuje się, że natura odmawia łatwej z nami współpracy. Realiści nie dadzą za wygraną, bo czyż można pogodzić się z faktem, że:

• jakimś cudem kolaps funkcji falowej następuje natychmiast podczas pomiaru (a co z prawem skończoności prędkości światła!)
• przelatujący przez szczeliny elektron zachowuje się, jakby oddziaływał sam ze sobą, jakby przechodził przez wszystkie szczeliny (skąd on 'wie' żeby tak dziwacznie postępować!)
• jeśli dopiero otwarcie pudełka ze słynnym kotem daje odpowiedź na to, czy on żyje czy nie, to mamy problem z rozumieniem naszej realności zmysłowej
• jeśli splątane cząstki zachowują się w sposób nielokalny, to być może powstaje poważny problem z przyczynowością, a wtedy tracimy grunt pod nogami
• skoro obserwowany świat naszej codzienności nie pasuje do kwantów, to przy jakich rozmiarach przebiega granica?

Choć problemy te wydają się dalekie od codzienności (i takie są, jeśli komuś wystarcza podstawowa interakcja zmysłowa i spójność doświadczanego otoczenia z klasycznymi realiami),to ostatecznie dotykają istoty mechanizmów rządzących światem. Czy 'zadymiony smok' to jakiś trudny do wyobrażenia stwór czekający na pełne opisanie, czy to tylko mały smoczek, o którym należy już milczeć i zająć myśli czymś innym?

BARDZO DOBRA - 8/10 (choć za szwankującą poglądowość dla początkującego w temacie należałoby się 7/10)

===

* Polecam książki (z ostatnich dwóch dekad) kilku autorów, głównie są to: Sean Carroll, Brian Green, Roger Penrose, Carlo Rovelli, Lee Smolin, Max Tegmark, David Deutsch, Helge Kragh i autor opiniowanej publikacji.

Wielki kwantowy zadymiony smok

Świat mechaniki kwantowej po stu latach wygląda dość klarownie. Mamy formalizm, który świetnie opisuje eksperymenty. Nad tym poziomem ‘operacyjnej zgody’ tli się jednak dyskusja o interpretację. Większość zawodowych fizyków w niej nie uczestniczy. Unikają jej, czując, że jest niekonkluzywna. Raczej zostawiają metafizykę innym. Do grona...

Piękna metafora poszukiwań i opowieść o tym, jak długą drogę przebyliśmy do dziś. Warta przeczytania ze względu na ostrożność w ocenie różnych interpretacji. Nie ma tu arbitralnego wskazania "to jest prawdziwe, tamto jest błędne". Jest za to próba zrozumienia, co twórcy kolejnych teorii chcieli osiągnąć.
Poszukiwanie bez końcowego oceniania - Autor ocenę zostawia Czytelnikowi.

Piękna metafora poszukiwań i opowieść o tym, jak długą drogę przebyliśmy do dziś. Warta przeczytania ze względu na ostrożność w ocenie różnych interpretacji. Nie ma tu arbitralnego wskazania "to jest prawdziwe, tamto jest błędne". Jest za to próba zrozumienia, co twórcy kolejnych teorii chcieli osiągnąć.
Poszukiwanie bez końcowego oceniania - Autor ocenę zostawia...