Kvantna fizika

Knjiga "Koji k.... uopće znamo!?" nastala je prema istoimenom dokumentarno-igranom filmu koji je prvi put prikazan u veljači 2004. u samo jednom kinu u Yelmu, u Washingtonu. U međuvremenu, film koji nikako nije mogao naći distributera postao je peti dokumentarac po zaradi u SAD-u, a Amazon ga je proglasio DVD izdanjem 2005. Film, koji kritičari nazivaju znanstvenom verzijom "Matrixa", "Neba boje vanilije" i "Specijalnog izvještaja", jer kao i oni otkriva veću stvarnost iza obične realnosti, trenutno se prikazuje u više od 35 zemalja svijeta, a do kraja godine je najavljena i hrvatska premijera.



Nakon uspjeha filma, producenti William Arntz, Betsy Chasse i Mark Vincente napisali su i istoimenu knjigu koju je u Hrvatskoj objavila izdavačka kuća V.B.Z., a može se uz popust kupiti u svim knjižarama V.B.Z.-a. Igrani dio filma prati priču o fotografkinji Amandi koja nakon rastave pati od depresije, a slučajni susreti "natjerat" će je da otkrije novu dimenziju života. Dokumentarni dio čine pak komentari 14 znanstvenika, među kojima su liječnici, anesteziolozi, neurolozi, molekularni biolozi, fizičari i teolozi. Oni u filmu istražuju dublji smisao kvantne fizike, ljudske svjesnosti i sve veće povezanosti znanosti i spiritualnosti.





Autori govore o tome kako postoje dva kompleta zakona koji upravljaju svemirom. U svakodnevnom, klasičnom svijetu stvari su opisane Newtonovim zakonima kretanja, postavljenim stotinama godina ranije, a kad dođemo do malih veličina, na razinu atoma, tu stupaju na snagu drugi, kvantni zakoni
3.NASTAVAK

Klasična Newtonova fizika temeljila se na promatranjima čvrstih, svakodnevnih objekata običnoga iskustva, od jabuke u padu do orbitiranja planeta. Njezini zakoni stalno su iznova testirani i dokazivani, i njihova valjanost protegnula se kroz nekoliko stotina godina. Bili su jasni i mnogo su pridonijeli predviđanju fizičkog ponašanja - što se lijepo vidi i u trijumfu industrijske revolucije. Ali potkraj 19. stoljeća, kad su fizičari počeli razvijati oruđe pomoću kojeg mogu ispitivati najsitnije razine tvari, otkrili su nešto vrlo zbunjujuće: Newtonova fizika nije funkcionirala! Nije mogla ni objasniti niti predvidjeti rezultate do kojih su dolazili znanstvenici.



Tijekom sljedećih stotinu godina razvijen je potpuno nov znanstveni jezik koji će objasniti svijet posve maloga. Poznato kao kvantna mehanika ili kvantna fizika (ili jednostavno kvantna teorija), ovo novo znanje nije zamijenilo newtonovsku fiziku, koja i dalje sasvim dobro može objasniti svijet velikih, makroskopskih objekata. Prije bi se reklo da je nova fizika izmišljena kako bi (hrabro) zakoračila tamo gdje newtonovska fizika nije mogla: u subatomski svijet.



- Svemir je vrlo čudan - kaže dr. Stuart Hameroff. - Čini se da postoje dva kompleta zakona koji upravljaju svemirom. U našem svakodnevnom, klasičnom svijetu, pri čemu otprilike mislim na naše mjere za veličinu i protok vremena, stvari su opisane Newtonovim zakonima kretanja, postavljenim stotinama godina ranije... Međutim, kad dođemo do malih veličina, na razinu atoma, tu stupa na snagu drugi komplet zakona. To su kvantni zakoni - nastavlja Hameroff.



Ono što je otkrila kvantna teorija za um je toliko zbunjujuće da zvuči kao znanstvena fantastika: čestice mogu biti na dva ili više mjesta u isto vrijeme. (Nedavno je eksperiment pokazao da se jedna čestica može nalaziti i na čak 3000 mjesta!). Isti "objekt" može se pojaviti kao čestica, na određenom mjestu ili kao val rasprostrt kroz prostor i vrijeme.



Einstein je rekao da ništa ne putuje brže od svjetlosti, ali kvantna fizika pokazala je da subatomske čestice, kako se čini, komuniciraju trenutačno bez obzira na međusobnu udaljenost. Klasična fizika bila je deterministička: u zadanim uvjetima (kao što su položaj i brzina kretanja objekta) moguće je sa sigurnošću utvrditi kamo će objekt otići. Kvantna fizika je probabilistička: ne možete nikada s potpunom sigurnošću znati kako će neka stvar ispasti. Klasična fizika bila je redukcionistička: temeljila se na pretpostavci da samo poznavajući odvojene dijelove konačno možete shvatiti cjelinu. Nova fizika više je organska i holistička; ona svemir oslikava kao jedinstvenu cjelinu, čiji su dijelovi međusobno povezani i utječu jedan na drugoga.



Što je vjerojatno još važnije, kvantna je fizika izbrisala oštru kartezijansku razliku između subjekta i objekta, promatrača i promatranog, koja je dominirala znanošću više od 400 godina. U kvantnoj fizici, promatrač utječe na objekt koji promatra. Ne postoje izolirani promatrači mehaničkog svemira, nego sve sudjeluje u svemiru.



1.  Da ti pamet stane - Prazni prostor



Krenimo od nečega što nam je svima poznato. Jedna od prvih pukotina u strukturi Newtonove fizike bilo je otkriće da su atomi, koji su prema pretpostavci čvrsti građevni elementi fizičkoga svemira, većim dijelom napravljeni od praznoga prostora. Kako praznog? Ako uzmemo da košarkaška lopta predstavlja jezgru vodikova atoma, elektron koji oko nje kruži nalazit će se dvadesetak kilometara dalj - a sve u međuprostoru bit će prazno. Sjetite se toga kad pogledate oko sebe: sve ono što se tamo uistinu nalazi su sitne, sitne točkice materije, okružene ničim.



Zapravo, i nije baš tako. Ono što bi trebala biti "praznina" u biti nije prazno jer sadrži goleme količine suptilne, moćne energije. Znamo da se energija povećava kako idemo na dublje razine tvari (nuklearna je energija, primjerice, milijun puta moćnija od kemijske energije). Znanstvenici sada kažu da više energije ima u prostornom centimetru praznoga prostora (veličine pikule) nego u svoj materiji poznatoga svemira.



2.  Da ti pamet stane - Čestica, val ili valočestica?



Ne samo da postoji "prostor" između čestica, nego su znanstvenici, dok su zalazili dublje u atom, otkrili i to da subatomske čestice (sastavni elementi atoma) nisu čvrste. A pokazalo se da imaju i dvostruku prirodu. Ovisno o tome kako ih promatramo, one se mogu ponašati i kao čestice i kao valovi. Čestice se mogu opisati kao zasebni, čvrsti objekti koji zauzimaju određeno mjesto u prostoru. Valovi, s druge strane, nisu lokalizirani ni čvrsti, nego rasprostrti, poput zvučnih valova ili valova na vodi.



Kao valovi, elektroni ili fotoni (čestice svjetla) nemaju preciznu lokaciju, nego egzistiraju kao "polja vjerojatnosti". Kao čestice, polja vjerojatnosti "kolabiraju" u čvrste objekte koje je moguće locirati na određenom mjestu i u određeno vrijeme. Zapanjujuće je to što tu razliku, prema svemu sudeći, stvara promatranje ili mjerenje. Nemjereni, nepromatrani elektroni ponašaju se kao valovi.



Čim ih podvrgnemo promatranju tijekom eksperimenta, oni "kolabiraju" u čestice i mogu se locirati. Kako nešto može istodobno biti čvrsta čestica i meki, neprekinuti val? Vjerojatno možemo riješiti taj paradoks ako se sjetimo onog što smo ranije već rekli: čestice se ponašaju kao val ili čestica. Ali "val" je samo analogija. Baš kao što je i "čestica" samo analogija iz našeg svakodnevnog svijeta. U nastojanju da objasne kako doista ne znaju s čime imaju posla, ali i da naglase kako takvo što, ma što god to bilo, nikada nisu vidjeli, neki fizičari odlučili su ovaj fenomen zvati "valočestica".



3. Da ti pamet stane - Kvantni skokovi i vjerojatnost



Proučavajući atome, znanstvenici su otkrili da kad se elektroni kreću oko jezgre iz orbite u orbitu, oni se kroz prostor ne kreću na način na koji to čine obični objekti. Nestanu s jednog mjesta iz jedne orbite i pojave se u drugoj. To je nazvano kvantnim skokom. Kao da već to ne krši dovoljno pravila zdravorazumske realnosti, otkrili su također da ne mogu točno odrediti gdje će se elektroni pojaviti ili kada će napraviti skok. Najbolje što su mogli učiniti jest da su odredili vjerojatnosti (Schrödingerova valna jednadžba) novog položaja elektrona.



- Stvarnost koju iskustveno doživljavamo neprestano se iznova stvara u svakom trenutku iz tog bazena vjerojatnosti - kaže dr. Satinover. - No, najtajnovitije u tome je to što se ne može znati koja će se od njih, iz tog bazena vjerojatnosti, zaista i dogoditi - to nije određeno ničim što bi bilo dijelom fizičkoga svemira. Ne postoji proces koji bi to određivao - nastavlja Satinover. Ili, kako se često kaže: kvantni događaji jedini su istinski slučajni događaji u svemiru.



4. Da ti pamet stane - Načelo neodređenosti



U klasičnoj fizici, sva svojstva koja se pripisuju objektu, uključujući njihovu poziciju i brzinu, mogu se izmjeriti preciznošću koju ograničava samo naša tehnologija. Ali na kvantnoj razini, kad god mjerite neko svojstvo, kao što je brzina, ne možete dobiti precizan izračun drugoga svojstva, kao što je primjerice pozicija. Ako znate gdje se nešto nalazi, ne možete znati koliko brzo se kreće. Ako znate koliko brzo se nešto kreće, ne znate gdje je. I bez obzira na to koliko je precizna ili napredna tehnologija, nemoguće je prodrijeti kroz taj veo nepreciznosti.



Princip neodređenosti (naziva se i principom nesigurnosti) formulirao je Werner Heisenberg, jedan od prvih pionira kvantne fizike. On tvrdi da bez obzira na to koliko pokušavali ne možete dobiti precizne izračune i za brzinu i za položaj. Što se više fokusiramo na jedno od toga, tim više se mjera za ono drugo gubi u nesigurnosti.



5. Da ti pamet stane - Nelokalnost, EPR, Bellov teorem i kvantna isprepletenost




Albert Einstein nije volio kvantnu fiziku (da se blago izrazimo). Među ostalim, na gore opisanu nepravilnost odgovorio je svojom proslavljenom izjavom: "Bog se ne kocka sa svemirom". Niels Bohr mu je na to rekao: "Prestani Bogu govoriti što da radi!".



U pokušaju da dokinu kvantnu mehaniku, godine 1935. su Einstein, Podolsky i Rosen (EPR) razradili misaoni eksperiment koji je trebao pokazati svu njezinu apsurdnost. Domišljato su izveli jednu od implikacija kvantne teorije koja u to vrijeme nije bila cijenjena: uzmimo da imate dvije čestice stvorene istodobno, što znači da će biti povezane ili u superpoziciji. Onda ih ispalite, svaku za sebe, na suprotne strane svemira. Potom s jednom česticom napravite nešto što joj promijeni stanje, a druga čestica trenutačno se mijenja kako bi prihvatila korespondirajuće stanje. Trenutačno!



Ideja o ovome bila je toliko apsurdna da ju je Einstein nazivao "sablasnim djelovanjem na daljinu". Prema njegovoj teoriji relativnosti, ništa ne može putovati brže od brzine svjetla. A ovo je definitivno bilo brže! Nadalje, ideja da jedan elektron može pratiti stanje drugoga, i to na udaljenosti preko cijelog svemira, jednostavno je bila napad na svaki zdrav osjećaj za realnost.



Tada je 1964. John Bell stvorio teoriju koja u svojoj konačnici kaže - da, EPR tvrdnja je točna. Upravo se tako dogodilo - ideja o lokalnosti, ili egzistiranju na jednome mjestu, netočna je. Sve je nelokalno. Čestice su intimno povezane na nekoj razini koja je s onu stranu vremena i prostora. U godinama koje su slijedile nakon što je Bell objavio svoj teorem ova ideja potvrđena je i u laboratorijima.



Pokušajte je, na minutu, obuhvatiti umom. Vrijeme i prostor, najtemeljnije pojave svijeta u kojem živimo, u kvantnom je svijetu nekako potisnula predodžba po kojoj se sve stalno dodiruje. Nije čudo što je Einstein mislio kako će to biti smrtni udarac kvantnoj mehanici - jer to nema smisla.



Ipak, ovaj je fenomen, prema svemu sudeći, operativni zakon svemira. U stvari, navodila se Schrödingerova izjava po kojoj međusobna isprepletenost nije jedan od zanimljivih aspekata kvantnoga; ona je glavni aspekt. Godine 1975. teorijski fizičar Henry Stapp nazvao je Bellov teorem "najdubljim znanstvenim otkrićem". Primijetite da kaže "znanstveni", a ne samo fizikalni.





Mistici, čini se, nemaju problema s tim idejama, koje su u većini slučajeva itekako prethodile akceleratorima čestica. Mnogi od utemeljitelja kvantne fizike zanimali su se za duhovna pitanja. Niels Bohr nosio je na reveru simbol yin/yanga; David Bohm vodio je duge rasprave s indijskim mudracem Krishnamurtijem; Erwin Schrödinger davao je poduke iz Upanišada. No, pruža li kvantna fizika dokaze za mistični svjetonazor? Pitate li fizičare, dobit ćete sve moguće vrste odgovora. Izgovorite to pitanje na koktel-zabavi punoj fizičara, zauzmite empatičan stav za jedan od tih pogleda, i mogli biste (kvantna fizika je ipak probabilistička) dobiti i po nosu.



Na stranu s tvrdokornim materijalistima, čini se da postoji konsenzus oko toga da smo u fazi analogije. Da su paralele previše začudne da bismo ih ignorirali. Da je misaoni sklop, koji je potreban kako bi se obuhvatio paradoksalni pogled na svijet, jednak i u kvantnoj teoriji i u zenu.



Zaključci? Bit će da se šalite! Molimo vas, ako imate nekakve zaključke, dajte da čujemo. Bez obzira na to, želimo vam dobrodošlicu u prijeporni, uzbudljivi, zbunjujući, otkrivajući svijet apstraktnoga mišljenja. Znanost, misticizam, paradigme, realnost - pogledajte samo što smo mi ljudi istraživali, otkrivali i o tome razgovarali. Pogledajte kako je ljudski um istraživao taj čudni svijet u kojem smo se, čini se, zatekli. 

Dodir kvantne fizike i misticizma

Vjerojatno nije teško vidjeti zašto se te dvije domene, fizika i misticizam, dodiruju. Stvari su odvojene, ali uvijek u dodiru (nelokalne); elektroni se kreću od A do B, ali nikada između; materija se pojavljuje (matematički) kao distribuirana valna funkcija, a kolabira ili poprima prostornu egzistenciju kad je mjerena. 





William Arntz;Betsy Chasse;Mark Vincente
Želite li dopuniti temu ili prijaviti pogrešku u tekstu?
19. prosinac 2025 08:15