Noua carte a lui Sean Carroll susține că fizica cuantică duce la multe lumi

coperta „Something Deeply Hidden”

Ceva Adânc Ascuns
Sean Carroll
Dutton, 29 de dolari

Fizica cuantică este despre multiplicitate.

Ecuațiile sale descriu multiple rezultate posibile pentru o măsurătoare în domeniul subatomic. Fizicienii au conceput o duzină sau două interpretări diferite a ceea ce înseamnă asta cu adevărat. Și, la rândul lor, zeci și zeci de cărți au fost scrise pentru a explica, a apăra sau a infirma validitatea acelor diverse interpretări.

Fizicianul Caltech Sean Carroll Ceva Adânc Ascuns apără una dintre cele mai provocatoare dintre aceste interpretări: că multiplele rezultate posibile ale măsurătorilor implică o multitudine de universuri. Cunoscută sub denumirea de Interpretarea Multi-lumilor, această viziune susține că toate rezultatele posibile ale experimentelor cuantice devin realitate.

Măsurarea spinului unui electron, de exemplu, ar putea duce la rezultatul că axa de spin este în sus sau în jos. Când se face măsurarea, universul se împarte, ramificându-se în două copii, una cu spinul în sus, cealaltă cu spinul în jos. Pe măsură ce se face fiecare măsurătoare, insistă această viziune a teoriei cuantice, universuri suplimentare sunt create instantaneu.

„Teoria descrie multe copii a ceea ce credem ca fiind „univers”, scrie Carroll, „fiecare ușor diferită, dar fiecare cu adevărat reală într-un anumit sens”. Dacă vrei să știi unde sunt aceste ramuri, el spune: „Nu există nici un „loc” unde se ascund acele ramuri; ele pur și simplu există simultan, împreună cu ale noastre, efectiv în afara contactului cu ea.”

Many Worlds este o interpretare cuantică binecunoscută, apărută în anii 1950 de către fizicianul american Hugh Everett III. A fost în mare parte ignorată multă vreme. Dar în ultimele decenii, mulți fizicieni l-au găsit (sau variante ale ei) preferabil viziunii tradiționale despre mecanica cuantică asociată cu fizicianul danez Niels Bohr.

Această abordare standard este adesea batjocorită ca „taci și calculează”, deoarece tot ceea ce face matematica cuantică este să ofere o rețetă pentru calcularea probabilității unor rezultate experimentale diferite. Nu are nimic de spus despre ce mecanisme nevăzute sau profund ascunse ar putea fi responsabile pentru rețetă. Și toate interpretările concurente, se părea, preziceau aceleași rezultate observabile.

Dar poate că nu. Carroll susține că diferitele interpretări sunt de fapt „teorii științifice bine construite, cu ramificații experimentale potențial diferite”.

Carroll îi face ecoul lui Everett, susținând că expresia matematică cheie din fizica cuantică, cunoscută sub numele de funcție de undă, ar trebui luată în serios. Dacă funcția de undă conține mai multe realități posibile, atunci toate acele posibilități trebuie să existe de fapt. După cum susține Carroll, funcția de undă este „ontică” – o reprezentare directă a realității – mai degrabă decât „epistemică”, o măsură pur și simplu utilă a cunoștințelor noastre despre realitate pentru a fi utilizată în calcularea așteptărilor experimentale. În interpretările epistemice, „funcția de undă nu este deloc un lucru fizic, ci pur și simplu un mod de a caracteriza ceea ce știm despre realitate”.

În viziunea ontică, favorizată de Carroll, realitatea în ansamblu este o funcție de undă universală cuprinzătoare. Ne împărțim în copii ale noastre în timp ce călătorim de-a lungul căilor ramificate ale evenimentelor pe care le cuprinde funcția de undă. Sau, așa cum sugerează Carroll, vă puteți gândi la proces „ca împărțirea universului existent în felii aproape identice”.

În ceea ce privește cărțile cuantice, cea a lui Carroll este excepțional de clară, conversațională și plăcută. Are un talent pentru lubrifierea lingvistică care ajută la înghițirea unor concepte extrem de tehnice. A lui este de departe cea mai articulată și convingătoare apărare a viziunii „Multe-Lumi”, în profunzime de carte, cu o strânsă legătură cu cele mai recente cercetări în curs (în arena cunoscută sub numele de fundații cuantice).

Există câteva deficiențe minore. Pasajele istorice ale lui Carroll sunt incomplete și uneori înșelătoare. Atomii propuși de filozofii greci nu erau punctiali, așa cum scrie Carroll – aveau dimensiune și formă și, eventual, chiar părți. Iar ultima salvă majoră a dezbaterii cuantice a lui Bohr cu Albert Einstein nu au fost lucrările despre intricarea cuantică din 1935, ci eseul lui Bohr din 1949 despre dezbatere într-o colecție de lucrări despre Einstein și replica lui Einstein.

Spre sfârșitul cărții, claritatea narațiunii lui Carroll scade oarecum – fără îndoială, așa cum recunoaște el, pentru că a trecut de la tărâmul fizicii consacrate la căutarea nestabilită actuală a teoriei corecte care combină fizica cuantică cu gravitația. Din această căutare, indică lucrări recente, ar putea apărea o înțelegere a originilor cuantice ale spațiului și timpului.

În ceea ce privește numeroasele lumi cuantice, cazul lui Carroll este puternic, dar nu este concludent. După cum remarcă el, un proces cunoscut sub numele de decoerență cuantică este „absolut crucial pentru a înțelege” viziunea Multi-Lumi, explicând ce se întâmplă atunci când măsurătorile selectează o posibilitate din funcția de undă. În esență, decoerența apare atunci când obiectele cuantice microscopice se încurcă cu mediul macroscopic, asigurându-se că un singur rezultat este observat de un experimentator pe o ramură. Celălalt rezultat are loc într-o altă ramură.

Dar alți experți cuantiști folosesc decoerența pentru a explica fenomenele cuantice fără a invoca universuri multiple. Și după cum admite Carroll, procesul de decoerență nu necesită credința în realitatea celorlalte ramuri. Doar lui (și multor alții) i se pare cea mai elegantă explicație pentru misterele cuantice.

Așadar, rămâne nescrisă descrierea definitivă a modului în care se explică corect mecanica cuantică. Acest secret rămâne ascuns, dacă poate nu la fel de profund ca odinioară.


Cumpără Ceva Adânc Ascuns de la Amazon.com. Știri Științe este un participant la Programul Asociaților Amazon Services LLC. Vă rugăm să consultați întrebările frecvente pentru mai multe detalii.