Astronomická společnost Chomutov

                                                                               další články               +      

 

kosmologie

přidáno  30.12.2020

Knížka: Mimo rámec kvantového světa

od Lee Smolin

Jak bychom mohli sjednotit kvanty a přitažlivost? Nejpopulárnější je tzv. string-teorie, která se snaží popsat všechny elementární částice jako víceprostorové kmity nepatrných nití a ploch.

Vynikající konkurence tohohle přístupu je smyčkovo kvantová gravitace. Autor knížky se na ní hlavní měrou podílel. V ní hraje prostoročas podobnou roli jako Einsteinova gravitační teorie. Jenže se jejich kvantování prokázalo jako matematicky nemožné. Prostor a čas jsou vystavěny jako maličké smyčky, které by měly tvořit komplikované sítě.

Nedostatkem těchto pokusů je, že se nedají přezkoušet. Naděje, že se to podaří dokázat LHC v Ženevě se zatím nenaplnila. A všechny jiné pokusy jsou jen vzdálenou budoucností, nebo spíše přáními.

V této neuspokojivé situaci si vzal pod lupu autor knížky nanovo historickou diskuzi, totiž ten legendární spor mezi Einsteinem a Bohrem (otec kvantové teorie). V letech 1930 se Einstein pokusil vícekrát dokázat, že kvantová teorie je neúplná, musejí tam být ukryté parametry, které by z ní teprve pak měly udělat to správné popsání subatomové reality.

Podle názorů skoro všech fyziků Einstein tenkrát podlehl a Bohrův výklad se vžil jako běžné vysvětlení kvantové fyziky. Tento spor předkládá autor nanovo a sám dává Einsteinovi za pravdu.

Ano, kvantová teorie je neůplná. Je snad dokonce i špatná, když se má brát jako základ výkladu o realitě a aplikuje se na vesmír jako celek. Proto by se měla teorie "všeho" obrátit zpět k Einsteinovi a platné pojetí o kvantech zavrhnout.

V čem spočívala kritika Einsteina? Vyžadoval po každé fyzikální teorii, že by měla odpovídat "lokální realitě", jak my to považujeme v běžném životě za samozřejmé. Realitou myslel Einstein názor, že opakovaně pozorovaný děj zpravidla také existuje, i když my to právě nepozorujeme. Podle Einsteina musí být tato realita lokální, protože událost konající se na jednom místě musí být závislá od místních příčin a ne od nějakých hodně vzdálených procesů, které ten lokální děj s okamžitou platností - to je s nadsvětelnou rychlostí! - ovlivní.

Skutečně ukázali kvantoví fyzici s pomocí efektu transpozice, že jejich teorie není slučitelná s lokální realitou a v tomhle bodě byl Einstein vyvrácen. To nechce autor vůbec popírat, ale s tendečním protirealitním kvantovým výkladem se nechce smířit. Přednáší vícero pokusů realitu zachránit a za to obětovat lokalitu (tady jsem to moc nepochopil, asi bych musel přečíst celou knihu).

Autor vypracovává ve vší ostrosti tento problém, aby se vypracovala kvantová fyzika na nějakou všeobecnou realitu. Na konec předkládá nápad, jak by mohla vypadat teorie všeho, která leží mimo kvantový svět a taky mimo einsteinovo časoprostoru. Překvapivě přiděluje času základní roli. Ten běží nezvratně z minulosti do budoucnosti na základě příčiny a důsledku, kdežto prostor jako dějiště událostí je pouze odvozený výhradní jev.

Tahle myšlenka je překvapivě nepěkná ve smyslu, že ruší fundamentální symetrie: rovnoprávnost mezi vlnou a částicí zmizí, protože propůjčuje částicím přednost před abstraktním řídicím polem a v relativní teorii vydává základní symetrii na pospas času. Při tom není čas v kvantové mechanice žádná pozorovaná velikost, nýbrž jen veličina a v Einsteinovy teorii jsou minulost a budoucnost od referenčního systému závislé relativní pojmy.

V každém případě je autorův nápad odvážný. Ale možná musí být v jednom smyslu realistický pokus řešení fyzikálního zásadního rozporu. Anebo by mohlo pomoci spíše uvolnění pojmu realismus? V kvantové fyzice nejsou pojmy "možná" a "opravdu" žádné konečné rozpory více. Jak to zní lákavě, možná si musíme zvyknout na kousek realismu, který připouští oddělené formy popisu rozsahu skutečnosti