Czy fizyk Eugene Wigner natknął się na Boga?

Zasada nieoznaczoności sformułowana w 1927 roku przez Wernera Heisenberga, to udowodniona eksperymentalnie zasada, która zmieniła obraz i postrzeganie świata przez fizyków w XX wieku. Z zasadą tą przez jakiś czas nie mógł pogodzić się m.in. słynny Albert Einstein, który stoczył przeciwko niej intelektualną batalię z innym fizykiem Nielsem Bohrem. Bez powodzenia. Bohr wygrał pojedynek na argumenty (m.in. posługując się przykładem uwzględniającym teorię względności Einsteina – co pogrążyło Alberta, który nie mógł zaprzeczyć własnej teorii) i zarówno na gruncie zrozumienia praw fizyki, jak i w wyniku eksperymentów, jasne stało się, że nie da się zaobserwować prędkości oraz położenia najmniejszych z cząstek w tym samym czasie – a więc nie da się dokładnie przewidzieć ich zachowania. Można jedyni wyliczać pewne prawdopodobieństwo. Fizycy w końcu przyjęli to ostatecznie do wiadomości, starając się zbadać i zrozumieć konsekwencje takiego stanu. A były one zaskakujące.

Nie jestem zbyt biegły w pisaniu o nauce (więc z góry wybaczcie ewentualne błędy, które w razie wskazania – chętnie poprawię), więc postaram się przytoczyć swoimi słowami, na czym polegała ta zasada w sposób bardziej zrozumiały – przynajmniej ja tak ją zrozumiałem. Jej podstawowym założeniem jest to, że sam fakt obserwacji zmienia obserwowany obiekt. Jak to się dzieje? W sposób bardzo prosty. Nie da się zaobserwować niczego, jeśli nie wystrzeli się w tym kierunku fotonów – czyli cząstek światła. Nawet gdy na coś patrzymy, to bombardujemy obserwowany obiekt fotonami, a to zmienia jego stan. A więc nie da się zaobserwować pojedynczej cząstki, np. niejako zamrozić jej, sfotografować, zarejestrować lub dokonać jakiegokolwiek innego pomiaru, w stanie, który były oderwany od faktu obserwacji. Foton zawsze musi dotrzeć do obserwowanej cząstki, a ten fakt, zmienia obiekt obserwowany lub wręcz wpływa na przebieg zdarzeń (cząstki potrafią wręcz wstecznie wykazać dany efekt, niejako cofając się w czasie). Stąd niektórzy fizycy zaczęli posługiwać się ideą, którą można by zamknąć w stwierdzeniu, że "świat staje się na naszych oczach". To tak jak gdyby krzesło, które mamy w sąsiednim pokoju, nie istniało gdy na nie nie patrzymy (jest to znany przykład, który pada często w rozprawach filozoficznych poświęconych bytowi i świadomości – czy świat istnieje rzeczywiście, czy nasz umysł tylko projektuje go na bieżąco? Nad tym wydawałoby się wydumanym problemem od dawna głowili się filozofowie. Dziś ten sam problem, przynajmniej teoretycznie, mają też fizycy).

Zasada nieoznaczoności Heisenberga zdemolowała wszelki determinizm, czyli przekonanie, że wszystko co się dzieje, jest czymś zdeterminowane i da się to wyjaśnić naukowo poprzez znane prawa fizyki (lub odkryć w wyniku poznania nowych praw fizyki). Przykładowo. Mam ochotę zjeść banana. W determinizmie wynika to z faktu określonego ułożenia się atomów, które składają się na moje ciało, co wyraża się przez pracę określonych organów w moim organizmie, które wydzielają określone substancje – i finalnie mnie się chce banana.

Determinizm był oczywiście koncepcją paskudną, z ludzkiego punktu widzenia, odbierającą nam niejako wolną wolę. Nasze chęci, pragnienia, decyzje i przemyślenia byłyby po prostu wytłumaczalne na gruncie praw fizyki. W świecie, w którym obowiązuje zasada nieoznaczoności Heisenberga, nasze życie nie jest już determinowane przez ruch cząstek elementarnych, i nie musimy czuć się jak wielkie kukły pozbawione sprawczości (w determinizmie nawet fakt zastanawiania się nad determinizmem byłby czymś zdeterminowany).

Dodatkową konsekwencją zasady nieoznaczoności była oczywiście wielka tajemnica, w jakim stanie rzeczywiście znajdują się cząstki, które nie podlegają obserwacji. Są punktami czy może falami, a może jeszcze czymś innym? Dodatkowy kij w mrowisko włożył Edwin Schrodinger, który przedstawił problem logiczny – słynny problem tzw. Kota Schrodingera. Zadał pytanie, czy skoro bez faktu obserwacji nie można ustalić w jakim stanie znajdują się cząstki składające się na kota, to czy może być on jednocześnie żywy i jednocześnie martwy (w jego pytaniu duże znaczenie miał fakt, iż kot miał być zamknięty w puszce, w której znajdowała się butelka z trującym cyjanowodorem oraz licznikiem Geigera. Licznik, miał być połączony z radioaktywnym uranem. I w związku z zasadą nieoznaczoności, którą można przyjąć w przypadku rozpadu uranu, powstawało pytanie. Rozpad uranu uruchomi reakcję, która zabije kota. Ale bez faktu obserwacji, nie da się przewidzieć kiedy nastąpi rozpad uranu. Wobec tego, skoro uran może być w obu stanach naraz (rozpadu i nie rozpadu), to kot również musi istnieć w obu stanach – życia i śmierci).

Problem kota miał oczywiście kompromitować zasadę nieoznaczoności oraz pośrednio – teorię kwantową. To w ramach założenia tej właśnie teorii, wewnątrz pudełka istniałaby funkcja falowa, która reprezentowałaby zarówno żywego jak i martwego kota. W momencie otwarcia pudełka doszłoby do pomiaru (wystrzelenia w kierunku pudełka fotonów – tak ja to rozumiem), i zatrzymania się funkcji – albo na kocie żywym, albo na kocie martwym.

Z punktu widzenia ludzi nie będących przedstawicielami nauki, powyższy problem jest kompletnym nonsensem. Jednak ludzie nauki faktycznie próbują rozwikłać go od kilkudziesięciu lat. Odpowiedź nie jest wciąż znana, choć naukowcy przyjmują oczywiście różne doraźne rozwiązania i wytłumaczenia, zostawiając dokładne rozwikłanie problemu do czasu gdy uda się stworzyć tzw. teorię wszystkiego.

W wyniku wojen naukowców o zasadę nieoznaczoności odkrywano kolejne absurdalne i niepojęte, a nawet sprzeczne z różnymi znanymi prawdami, właściwości rzeczywistości. Choćby fakt, że w świecie kwantowym wszystko jest splątane, a same kwanty potrafią niejako przekraczać (nieprzekraczalną przecież) prędkość światła (kwant np. w naszym Układzie Słonecznym może być splątany z kwantem np. w galaktyce Andromedy, i oddziaływać między sobą natychmiast z pominięciem ograniczenia wynikającego z prędkości światła).

Konsekwencje tych wszystkich zagadnień wciąż są wyjaśniane, a fizycy od kilkudziesięciu lat, próbują przedstawić satysfakcjonującą i elegancką teorię, która dawałaby odpowiedź i porządkowałaby zaskakujące własności materii i energii (w naszym codziennym świecie nie zauważamy wielu problemów dot. świata kwantów, bo jesteśmy całkiem masywnymi obiektami – z drugiej strony, fizyka z tego co rozumiem, nie wyjaśnia dokładnie czy faktycznie jesteśmy nimi cały czas).

Próbę potwierdzenia faktu naszego istnienia, i podważenia nonsensów, w postaci nie istnienia obiektów, które są np. za ścianą w naszym mieszkaniu (co jest problemem pozornym, bo przecież dociera tam jakieś światło), przedstawił laureat nagrody Nobla Eugene Wigner. Zwrócił on uwagę, że kluczowy dla zaobserwowania czegoś jest fakt świadomości obserwatora. Jednak, to czy obserwator istnieje, również wymaga innego obserwatora. Ten również będzie wymagał kolejnego obserwatora, który potwierdzi, że ten wcześniejszy żyje itd itd. Tym samym pojawił się termin tzw. przyjaciela Wignera – i tu zmierzamy do tytułu dzisiejszego wpisu.

Winger wywnioskował, że musiałby istnieć nieskończony łańcuch żywych obserwatorów, ALBO (co wydaje się znacznie prostsze) jeden powszechny obserwator obdarzony świadomością – być może jest nim Stwórca, zwany przez wielu – Bogiem. Czy tym samym Eugene Wigner natknął się w świecie nauki na samego Boga? Niekoniecznie, choć wg. Wingera zupełnie realna stała się koncepcja istnienia kosmicznej świadomości, lub świadomości samego wszechświata (abstrahując, to kto z Was widząc animacje pokazujące wszechświat, a w nim gromady galaktyk nie miał wrażenia, że patrzy na obraz neuronów w ludzkim mózgu? Mnie mój mózg podsuwa właśnie takie skojarzenie), i ta wyższa świadomość dokonując obserwacji, sprawia, że to co nie jest zamknięte w zaciemnionych pudełkach wraz z uranem i cyjanowodorem, nie istnieje tylko w postaci funkcji falowej, ale i tej bardziej mierzalnej (a więc kot jest żywy lub martwy, a nie żywy i martwy w tym samym czasie). I to samo tłumaczy dlaczego krzesło w naszym pokoju obok istnieje, gdy nie znajdujemy się w tym pokoju.

Koncepcja Wingera jest oczywiście hipotezą, którą na gruncie nauki trudno udowodnić, bo ociera się wręcz o metafizykę. Obserwując zainteresowania fizyków z XX i XXI wieku można zauwazyć, że w chwilach gdy docierali do granicy zrozumienia lub możliwości wyjaśnienia, zmieniali zainteresowanie podejmując się pracy nad mniejszym, ale rozwiązywalnym problemem. Dlaczego tak się działo? Bo dotykając tematów nie podeglających poznaniu przez naukę, zaczynali szorować po dnie metafizyki, lub religii. Wiara jest zdecydowanie inną kategorią niż wiedza, co wzbudza wśród naukowców nieskrywaną nerwowość, i trudno im się dziwić.

W XXI wieku pomysł Wingera, moim skromnym zdaniem wraca w narracjach niektórych naukowców, którzy sugerują – że może żyjemy po prostu w symulacji. Rzeczywistość obserwowana tak bardzo przypomina w budowie grę komputerową, że nie mogą się już uwolnić od myśli – że sami są wytworem jakiejś wyższej inteligencji (znowu – czy nie może być nią Bóg, który nas stworzył? Jasne, że może). Takie postulaty ogłaszał m.in. znany popularyzator nauki fizyk Neil de Grasse Tyson. Taką wersję rozpowszechniał również słynny innowator Elon Musk.

Z punktu widzenia laika oraz naszego codziennego życia, większość z tych rozważań nie ma właściwie sensu. Żyjąc w symulacji bądź nie, dalej musimy się każdego ranka zastanowić nad tym, co musimy włożyć do garnka. Nasza korpuskularno-falowa natura niewiele nas obchodzi, gdy sięgamy po kromkę z szynką. Na szczęście przesunięcia i ruchy cząstek elementarnych, które szaleją we wnętrzu kanapki, są przez nas niezauważalne. Kanapka smakuje równie dobrze gdy znika nieobserwowana przez nic we wnętrzu naszego układu pokarmowego.

Z drugiej strony, np. z perspektywy osoby wierzącej w Boga, możemy zwyczajnie wzruszyć ramionami na te rozważania – wszelkie dociekania filozoficzno-naukowe swoje źródło mogą mieć właśnie w Stwórcy. Zagadka rozwiązana – zajmijmy się ważniejszymi sprawami jak np. wychowaniem dzieciaków 🙂 Choć nie ukrywam, i w tym aspekcie odzywa się we mnie sceptyk – bo choć wierzę w Boga, i to Boga opisywanego przez rzymski katolicyzm, to tak po ludzku nigdy nie zrozumiem początku. Bóg stworzył wszystko, ale skąd wziął się Bóg? Tłumaczenia niektórych mędrców, że czas po prostu nie istniał też nie jest żadnym wytłumaczeniem. Bo kto/co stworzyło bezczas? (tak, wiem, że to pytanie jest sprzeczne i mam tego świadomość). I dlaczego, jak często pytamy retorycznie, istnieje raczej coś niż nic?

W tej sytuacji ostateczny argument należy do filozofa, Ludwika Wittgensteina, który postulował, by zdać sobie sprawę z ograniczeń ludzkiego języka oraz pojęć, którymi jeteśmy w stanie operować. W związku z czym, jak mawiał: "o czym nie da się mówić, o tym trzeba milczeć ".

I tu postawmy na dziś kropkę.

 

Wpis powstał na podstawie książki:

"Kosmos Einsteina", autorstwa fizyka Michio Kaku

oraz innych materiałów i publikacji z biblioteczki własnej.

 

Powyższy wpis nie ma charakteru naukowego, jest raczej zreferowaniem uproszczonego i popularnonaukowego przedstawienia naukowych koncepcji, jednak jeśli dostrzegasz w nim błąd merytoryczny – napisz do mnie. Chętnie go poprawię.

Zdjęcie: Galaktyka M 106. Źródło www.nasa.gov