Fizyka zaczyna się od kwantów. Ale jak to wyjaśnić?

Prawa kwantowe, które stanowią o naszej spójności i sprawiają, że możemy bez problemu oprzeć się o ścianę czy też chwycić do ręki kubek, rządzą całym wszechświatem - wyjaśnia Agnieszki Defus w książce „Dlaczego koty boją się ogórków? Czyli czego nie widać gołym okiem, a widzą to naukowcy”.

Oczywiście intuicyjnie wszystko to wygląda fatalnie. Zwłaszcza biorąc pod uwagę to, że w szkole od początku przedstawia się nam świat cząstek elementarnych w postaci cząstek właśnie.

Nie ulega wątpliwości, że wejście w świat fizyki byłoby dużo trudniejsze, gdyby pierwszą przekazywaną w podręcznikach rzeczą były kwanty. Mogące się rozrzedzać, ściskać i oscylować, jak na falę przystało. Jednak tak właśnie wygląda rzeczywistość na tym poziomie, na jakim funkcjonujemy, i w tych okolicznościach, z jakimi się mierzymy każdego dnia. Prawa kwantowe, które stanowią o naszej spójności i sprawiają, że możemy bez problemu oprzeć się o ścianę czy też chwycić do ręki kubek, rządzą całym wszechświatem.

Niestety, z punktu widzenia ludzkiego postrzegania fizyka kwantowa to coś, co naprawdę graniczy z magią. Wyobraź sobie świat, w którym twój największy przyjaciel pojawia się nagle tuż przed tobą, ot tak, znikąd. Albo dom, w którym jesteś jednocześnie w kuchni i w łazience, a nikomu to nie przeszkadza ani nikogo nie dziwi. Albo na przykład masz możliwość przenikania przez każdą ścianę bez większego problemu czy komunikowania się z kimś, kto znajduje się na drugim krańcu galaktyki. Brzmi to wszystko jak dosyć zaawansowane science fiction, jednak dokładnie tak prezentuje się cała nasza rzeczywistość.

Wystarczy tylko odpowiednio zmienić jej skalę, by wylądować w świecie kwantów, w którym wszystkie powyższe ruchy są dozwolone. Pozwalam ci westchnąć. Fizycy, którzy przed paroma dekadami tak pięknie poukładali sobie świat, na wieść o kwantach także wzdychali. I to wcale niemało. Takie zachowanie wszechświata wydaje się być zupełnie bez sensu. Jednak na razie żaden eksperyment wciąż nie zaprzeczył fizyce kwantowej.

Alegoria jaskini. Czy Platon miał rację?

Jeśli chodzi o świat tych cząstek, problematyczne jest także i to, że nigdy nie możemy założyć jego stałości. To również jest sprzeczne z naszym postrzeganiem. Kiedy obserwujemy swojego kota, to zakładamy przecież, że nawet kiedy nie będziemy na niego patrzeć, zachowa on barwę umaszczenia, poziom miękkości, tembr miauczenia i stosunek wobec karmy. Niestety, ten sam kot na poziomie kwantowym może wszystkie te właściwości utracić.

Tam bowiem wszystko zależy od tego, czy na niego patrzymy. Pozbawiony naszej obserwacji zwierzak może nabywać jakikolwiek inny atrybut. Ba, nie musi nawet być kotem. Jest nim tylko wtedy, gdy go obserwujemy. Ani wcześniej, ani później.

Na poziomie kwantowym jedyną pewnością jest obserwacja. Poza nią błądzimy w nieskończonej ilości światów i możliwości. W jednym z nich zapewne dyskutujesz z tym samym kotem na temat literatury skandynawskiej. W języku klingońskim.

Mimo tych wszystkich wprawiających w zakłopotanie prawideł fizyka kwantowa bardzo dobitnie uświadomiła nam jedno: Platon miał rację. Tak naprawdę wszyscy tkwimy jedynie w iluzji cieni prawd, które są dla nas niedostępne. Z których jednak jesteśmy w stanie, na swój dziwaczny, ludzki sposób, korzystać.

Czasami namacalną oczywistość istnienia wszystkiego, co wokół nas, bierzemy za absolutny pewnik, zupełnie nie zdając sobie sprawy z tego, że jedna mała cząstka może zadecydować o tym, jak ma wyglądać rzeczywistość. Świat kwantów, czy tego chcemy, czy nie, dobija się do nas z każdej strony. Spróbuj o tym pomyśleć przy następnym opieraniu się o ścianę czy wstawaniu z łóżka. To właśnie dzięki prawom świata kwantów jest to możliwe. Jest on naprawdę niedaleko, tuż na wyciągnięcie dłoni. Choć wcale go nie widać ani nie czuć.

Fragment pochodzi z książki „Dlaczego koty boją się ogórków? Czyli czego nie widać gołym okiem, a widzą to naukowcy” Agnieszki Defus, wydanej nakładem wyd. MANDO.