IZMEĐU FIZIKE I FILOZOFIJE
Kakvu fizičku realnost opisuje moderna nauka?
Negde tamo 1974. godine prvi put sam se susreo sa pitanjem: da li kvantna mehanika može da opiše fizičku realnost čestica? To je bila tema žestokih rasprava u fizici malo nakon Prvog svetskog rata. S jedne strane, bili su Ajnštajn, Podolski i Rozen koji su tvrdili da je kvantna mehanika paradoksalna i da ne može da pruži uverljiv opis fizičkog sveta, zbog čega mora da se pretpostavi da postoji neko dublje objašnjenje koje bi razrešilo aporije kvantne fizike. S druge strane su bili Nils Bor i ostali predstavnici takozvane ’Kopenhagenške škole’, koji su verovali da kvantna fizika nije ni protivrečna, niti nekompletna, već je stvarnost upravo onakva kakvom je kvantni eksperimenti prikazuju – a to znači mnogo manje ’fiksna’, manje ’jednoznačna’ i daleko više zavisna od naše subjektivne percepcije. Ja sam bio toliko fasciniran ovom diskusijom da sam svoj diplomski rad u gimnaziju posvetio temi „Neslaganje Ajnštajna i Bora na polju kvantne mehanike“. Ilustrovaću o čemu se tu radi na primeru par ’misaonih eksperimenata’:
Da počnemo sa eksperimentom ’dva proreza’:
Fotonski laser emituje svetlost kao snop fotona. Ako ništa ne merimo na samom prorezu, na foto ploči iza dobićemo interferencijske mrlje, što znači da se svetlost ponašala kao talas. Ako postavimo foton detektore na pregrade, na foto ploči ćemo dobiti tačke koje govore o korpuskularnoj prirodi svetlost, svetlosti u obliku niza fotona. I Ajnštajn i Bor su se saglašavali oko toga da naša detekcija na prorezima ne utiče fizički na same fotone. Upravo zbog toga, po Ajnštajnu, ona ne bi smela ni da utiče na krajnji rezultat merenja. Svetlost koju laser emituje, s obzirom na odsustvo naknadne fizičke interakcije na prorezima, morala bi da se uvek registruje na podjednak način. Ali to nije slučaj…Bor je, međutim, tvrdio da je, na kvantnom nivou, stanje svetlosti, kao i drugih entiteta, neodvojivo od naše percepcije. Pre merenja, entiteti ne postoje u jednom određenom fizičkom stanju, već samo u obliku ’verovatnoće’ da budu detektovani u nekom od mogućih stanja. Elektroni, recimo, pre merenja, nisu nikada na nekoj određenoj poziciji na svojoj putanji oko protona. Oni su ’po prirodi’ potencijalno podjednako svuda na toj orbiti. Tek merenjem bivaju ’fiksirani’ u jednoj određenoj tački.
Da stvar bude gora, to se ne odnosi samo na pojedinačne čestice. Ajnštajn, Podolski i Rozen su dizajnirali i sledeći eksperiment koji ne samo da pokazuje ovu varijabilnost stanja neke čestice, već i direktnu povezanost između više čestica:
U ovom eksperimentu dva fotona su u dodiru sa kristalom upućeni ka dva različita ogledala koja ih šalju na polarizator, iza koga se nalazi detektor polarizacije. Polarizator ima 50% šansi da polarizuje neki foton. Paradoks je u sledećem: u 100% slučajeva, ako se jedan foton ’levo’ polarizuje, polarizovaće se i drugi foton ’desno’. Ako se prvi ne polarizuje, neće se polarizovati ni drugi. Ovo ne može da bude slučajnost a ne može da bude ni na osnovu neke informacije. Informacija o tome šta se dogodilo sa prvim fotonom ne može da dođe do drugog, jer bi inače morala da putuje brzinom većom od brzine svetlosti, što je, po teoriji relativnosti, nemoguće. Drugim rečima, ovaj ’paralelizam’ polarizacije je fizički neobjašnjiv, a ipak realan. Bor je, medjutim, sugerisao da u kvantnom svetu postoji povezanost mikro čestica, već na samom izvoru i ta povezanost se manifestuje i nakon razdvajanja. Iako, dok putuju na dve različite strane, više ne postoji fizička veza medju fotonima ili pozitronima ’blizancima’, njihova transformacija iz stanja ’verovatnoće’ u stanje ’aktuelnosti’, pri nekom merenju, uvek će se podjednako manifestovati. Na neki način, koji je nama teško da shvatimo, ove čestice su ’sudbinski’ nerazdvojno spojene (quantum entengled).
Činjenica je da nikome baš nije bilo lako da zamisli fizičku realnost koja se nalazi u pozadini ovakvih kvantnih fenomena, pošto se ono što znamo o njima nesumnjivo kosi sa našom intuicijom stvarnosti. To ovaj problem čini ne samo fizičkim, već i filozofskim, što me je 1975. godine i navelo da paralelno upišem studije fizike i filozofije na Beogradskom univerzitetu. Nije to bilo nešto neuobičajeno ili originalno. Mnogi renomirani kvantni fizičari su pokušavali da ponude i filozofsko objašnjenje fizičke realnosti, koja je, nakon njihovih teorija i merenja, izgledala tako paradoksalno. Uostalom, većina fizičara zaista teži ka tome da razume stvarnost, a ne samo da odradi neki eksperiment ili ponudi matematički model koji dobro sumira ili predviđa eksperimentalne rezultate. Uvek se iznova ispostavljalo da ih taj pokušaj razumevanja usmerava i ka filozofiji.
Jedan od takvih je bio i Ervin Šredinger, tvorac ’krajnje istine’ kvantne mehanike, talasne formule koja je omogućila precizno izračunavanje kretanja elementarnih čestica.
Šredingerova funkcija je, u kvatnoj fizici, isto ono što je Njutnov ’drugi zakon’ bio u klasičnoj mehanici. Opisujući česticu u prostoru kao talas, Šredingerova funkcija precizno kvantifikuje dualizam talas-čestica, omogućujući da se parcijalnom diferencijalnom jednačinom izračuna energija i dinamika fizičkih sistema. U takozvanoj ’standardnoj interpretaciji’, Šredingerova jednačina, formulisana 1925. godine, predstavlja najpotpuniji opis ne samo molekularnih, atomskih ili subatomskih sistema, već se može primeniti i na makro-sisteme, pa čak i na celokupni Svemir. Bez ikakve dileme, u pitanju je jedna od najvažnijih formula savremene fizike.
Šredinger je smatrao da kvantna fizika dokazuje da je način na koji primenjujemo princip ’naučne objektivnost’ duboko pogrešan jer isključuje pitanje subjekta koji posmatra. Istog onog subjekta čije merenje direktno utiče na način na koji nam se fizička realnost čestica prikazuje. Iskustvo u domenu mikro-sveta nas upućuje na to da su stvarnost i percepcija neodvojivi. Kao što je to prethodno formulisao Paskal Džordan, nemački matematičar i fizičar, kvantna fizika nam govori da „opažanje kreira objekat koji je opažen“.
Za Šredingera je to značilo da, ako sledimo radikalni empirizam, koji zagovara nauka, mi moramo da uključimo opis prirode subjekta u opis prirode stvarnosti, inače nećemo moći da adekvatno predstavimo fizičku realnost koju otkrivamo eksperimentima i matematičkim modelima.
„Svet mi je dat samo jednom. Ne kao jedan koji postoji i drugi koji mi se pojavljuje u opažanju. Subjekt i objekt su delovi jedinstvene celine.“
Ovde vidimo Šredingerov monizam (odbacivanje dualizma subjekta i objekta), kao i tezu da je ’datost sveta’ neodvojiva od njegove percepcije. ’Kvantna fizika pokazuje da ’stvar po sebi’ ne postoji jer je fizička realnost čestica direktna posledica načina na koji ih opažamo i merimo. Zašto onda moderna fizika odbija da se pozabavi pitanjem prirode subjekta? Šredingerov odgovor na ovo pitanje polazi od same činjenice ’neopažanja’. Mi ne opažamo subjekt jer on nije deo fizičke realnosti, a – ako nije ’deo’ – to samo znači da je nedeljiv. Mi ne pronalazimo svest ili um u našoj slici stvarnosti samo zbog toga jer je sam um konstruisao tu sliku. On je jednak celini te slike upravo zato što je percepcijom omogućio manifestaciju ukupne fizičke realnosti koja se pojavljuje unutar slike. Činjenica da je ta realnost objektivna, što znači da važi za sve nas, sugeriše da je um nedeljiv na individualna bića, već da sva bića pripadaju jednom te istom umu.
Šredingerovo polazište liči na Kantovo, samo što se odbacuje Kantovo hipotetičko prihvatanje postojanja ’stvari po sebi’, kao i ekstremni subjektivizam, koji limitira raspravu o svesti na svest individualnog subjekta. Moglo bi se reći da su Šredingerovi uzori mnogo više bili Spinoza i Šopenhauer, kao i spiritualni monizam koji se može pronaći u Upanišadama. Bruno Bertoli, koji je bio Šredingerov student i kasnije veliki prijatelj, opisao je ovo stanovište kao ’racionalni spiritualizam’.
Osnovni argument u pozadini bi mogao da se predstavi na sledeći način:
- Osoba A konstruiše svet na osnovu svoje individualne percepcije, a osoba B na osnovu svoje.
- Fizička realnost nekog ’objekta’ uspostavlja se tek percepcijom, jer pre percepcije - kao što kvantna fizika to nedvosmisleno pokazuje - ne može biti govora o objektima, već samo o potencijalima ili verovatnoćama da se neki objekti uopšte pojave u percepciji.
- Objektivnost nauke dokazuje da je fizička realnost koja se pojavljuje u percepciji osobe A ista ona realnost koja se pojavljuje u percepciji osobe B.
- To ne bi bilo moguće ukoliko individualna percepcija osobe A pripada drugom subjektu nego individualna percepcija osobe B.
- Sledi da je subjekt percepcije u slučaju osobe A i osobe B jedan te isti subjekt!
Šredinger je smatrao da je ovo jedina interpretacija unutar koje rezultati kvantne fizike postaju razumljivi, prestajući da budu paradoksalni, kako nam izgledaju danas. Materijalistički pogled na svet, koji se, po inerciji, preneo sa klasične na modernu fiziku, ne može da uskladi rezultate kvantne fizike sa sopstvenom intuicijom stvarnosti, pa ga zbog toga treba odbaciti. Fizika je, u XX veku, došla do tačke u kojoj joj je apsolutno neophodno da se poveže sa nekom novom filozofijom.
Dejvid Bom, još jedan od najuticajnijih fizičara 20. veka, bio je saglasan sa Šredingerom oko toga da kvantna fizika nesumnjivo ukazuje na neophodnost odbacivanja tradicionalnog dualizma subjekta i objekta, ali je smatrao da je fizičku realnost, u okviru ovakvog novog monizma, potrebno bolje opisati u ’operativnom smislu’.
On je razdvojio ’implicitni’ i ’eksplicitni’ poredak stvarnosti (’implicate’ and ’explicate’ order) i izneo tezu da je, u implicitnom poretku, um (svest, misao) podjednako ’nelokalizovan’ i ’nespecifikovan’ kao i entiteti koje otkrivamo u kvantnoj fizici. U tom domenu sve što postoji je jedna dinamika ’hologramskih’ interferencija, u čijoj se svakoj tački nalazi totalna ukupnost, što govori o univerzalnoj povezanosti ali i o transformativnoj dinamici Kosmosa. Eksplicitni poredak je ’percipirani, manifestovani poredak’, u kome postoji razdvojenost entiteta, što ih čini vidljivim i očiglednim. Po Bomu, implicitni poredak je fundamentalan, dok je eksplicitni samo projekcija ili manifestacija implicitnog poretka. Naša nauka je, sve do XX veka, dolazila u dodir samo sa fenomenima eksplicitnog poretka, dok nam je kvantna mehanika nagovestila postojanje, kao i neke vrlo bazične karakteristike implicitnog poretka. Time smo, medjutim, samo otškrinuli vrata iza kojih se nalazi istina o stvarnosti, koja je mnogo kompleksnija nego što to u ovom trenutku možemo i da pretpostavimo. Utoliko je pravo razumevanje implicitnog poretka zadatak koji nauka treba pre svega pravilno da definiše da bi uopšte imala šanse i da ga ostvari.
Eksplicitni poredak se manifestuje unutar prostora i vremena, koji predstavljaju karakteristike sistema unutar koga se implicitni poredak ’projektuje’, a ne karakteristike samog implicitnog poretka kao takvog. U svom gimnazijskom diplomskom radu, ja sam izneo tezu da je konsekvenca specijalne teorije relativnosti to, da se ’kvant vremena’ - najmanja moguća jedinica vremena - menja u zavisnosti od brzine kojom se krećemo. Na nivou brzine svetlosti, kao apsolutne brzine, kvant vremena je numerički jednak beskonačnosti. To najbolje govori o zavisnosti vremena od subjektivnog iskustva merenja protoka pri različitim brzinama kretanja, što sugeriše da je vreme parametar koordinatnog sistema unutar koga se projektuje eksplicitna stvarnost, a ne imanentna karakteristika samog implicitnog poretka.
Bez obzira da li je ovo tačno ili ne, zahtevi za napuštanjem ’materijalističke paradigme’ u objašnjenju kvantnih fenomena nisu samo rezultat pogrešnog shvatanja rezultata moderne fizike, već su postavljeni i od strane najvećih fizičara dvadesetog veka, kojih je, i pre i posle Šredingera i Boma, bilo još mnogo. Zbog toga je podjednako verovatno da je insistiranje na ’materijalističkoj interpretaciji’ kvantne fizike ili rezultat nerazumevanja konsekvenci kvante fizike, ili izraz očajanja da se nekoliko vekova izgrađivana slika sveta, koja se zasnivala na separaciji subjekta i objekta i potonjoj redukciji subjekta na objekt, ipak nekako održi, uprkos sve većim izazovima pred koje je stavljena razvojem modernim nauke.
Autor: Slobodan Simović
 | A guest post by
|