Balkonski razgovori sa Instituta

Jednopopodne četiri matematička fizičara stajali su na balkonu Instituta za matematiku, pili kavu i gledali u konačna prostranstva gradskog asfalta. Kada je krenula rasprava o mogućim temama za određeni esej, V se uključi.

V: Čak ne bi ni pisao ništa o kvantnoj mehanici, više bi pisao oevoluciji svog stava o kvantnoj mehanici za vrijeme studiranja na Bachelor, Masteru i sada na kraju doktorskog.

M: Pretpostavljam kamo to ide.

V: Prema nesigurnosti. Na početku učiš i pun si očekivanja – skupljaš određene principe koji ti se čine sigurno točni, a ono što ne razumiješ objašnjavaš na način da još i dalje nemaš dovoljno matematičkog znanja i da je u tebi problem.

M: Da, znam, i onda matematičko znanje proširuješ tako da se uhvatiš knjiga o topologiji, teoriji grupa, funkcionalnoj analizi.

V: Znaš da je B potrošio cijelu godinu dana proučavajući teorijugrupa ne bi li bolje shvatio spin.

M: Da, čuo sam to i ja sam potrošio bar nekoliko mjeseci kad sam učioispit iz kvantne 2, samo da shvatim spin.. naravno, nisam ga shvatio.

V: Naravno! U tome i je kvaka, ja sam dobar dio svog doktorskog proveo radeći matematiku, čistu matematiku, nadajući se da će se one male rupe u znanju popuniti sa matematičkom sigurnošću i da ću biti siguran u zakone fizike, no rupe su samo postajale sve veće.

M: Kao da gubimo dno pod nogama. Moja poznanica je na eksperimentalnoj fizici na drugoj strani oceana, tako je sigurna u to što radi. Ima efektivne teorijske modele, vrši eksperiment i onda joj se podatci koje analizira slažu sa onim što se očekivalo iz teorije. No, ukoliko ideš putem teorijske fizike onda ti sve manje postaje jasno što su zapravo temelji na kojim je fizika izgrađena. Da li postoje čestice ili valna funkcija ili oboje; da li prostorvrijeme postoji ili je samo matematičko oruđe; postaje jasno da brojne teorije možeš formulirati na više načina – iste fenomene možeš objasniti sa teorijama koje se međusobno isključuju.

V: Želiš izgraditi nešto ali temelji ti se stalno klimaju i jedva možeš držati ravnotežu, a kamoli nešto napraviti.

M: Previše je to sumnje.

V: Valjda je to teret teorijskih fizičara.

M: Da, pa Boltzmann se ubio. Možeš li zamisliti da je još 1905. ideja atoma bila kontroverzna. Pa sam Mach je napadao Boltzmanna..

V: Pa i Planck, zar ne?
M: Mislim da i on, da. Mach je tvrdio da nema smisla govoriti o objektima koje ne može direktno detektirati.

V: Pozitivizam u fizici koji će na prijelazu stoljeća rasti poput vala nakon potresa i pomesti sve znanstvenika koji su sa svojim brodicama plovili nesigurnim morem stare njemačke škole metafizike.

M: Ah, njemačka metafizika – od nje se Einstein i Gödel nisu odovojili do kraja života, premda je, paradoksalno, Einstein slavljen među pozitivistima nakon objave specijalne teorije relativnosti.

V: Mislim da je on bio oportunist. Oportunističko metafizički pozitivist.

M: Haha. Ne razumijem se u te filozofske klasifikacije znanstvenika..Uglavnom, oko Boltzmana. Nitko mu nije vjerovao, premda je napravio čudo. On je povezao dvije različite teorije između kojih nije postojala nikakva poveznica – mehaniku i termodinamiku. Mehanikaje stvorena od Newtona i bavila se gibanjem čestica, baratajući sa pozicijama, brzinama, silama itd., dok je termodinamika nastala odvojeno i bavila ponašanjem fluida, a baratala volumenom, tlakom,temperaturom i toplinom – za koju su smatrali da je neki oblik fluida kojeg ima svako tijelo. To su bile dvije totalno odvojene teorije koje je on uspio ujediniti sa pretpostavkom da je sve sastavljeno od atoma koji poštuju Newtonove zakone – odjednom je stvoren most između te dvije teorije. Naježim se kad samo pomislim koliko je to genijalna ideja bila.
V: Ali ignorirali su ga! Jer nitko nikada nije vidio atome. Nešto što je toliko savršeno jasno jer slijedi iz teorije, iz pretpostavki teorije, ali ignorirali su ga. No konačan udar im je zadao Einstein kada je objasnio Brownovo gibanje pomoću atomarne hipoteze – taj efekt se nikako nije drugačije mogao objasniti. Na kraju dana ipak je eksperiment presudio..
M: Je li? A što ako se tada pojavio netko pametniji i istu stvar objasnio bez atoma, bi li prihvatili atomsku hipotezu? 
V: Da.. čudno je kako to funkcionira. Ista je stvar u kvantnoj mehanici danas. Uostalom, katkada stvarno imam duboke sumnje što uopće radimo ovdje – rezultat na kraju dana je bolje poznavanje temelja fizike, ali ogromna nesigurnost u njene temelje. Pogledaj naše područje, što je zadnje veliko napravljeno u području kvantne mehanike, mislim, foundation?
M: Hmm.. quantum equilibrium paper od 
DürraGoldsteina i Zanghia?
V: To je bilo početkom devedesetih.. kakva to znanost tako sporo napreduje?
M: Pa ovisi što smatraš velikim koracima, ima toga dosta, npr. Nature physics članak od Puseya od prošle godine. No manje više je sve napravljeno u području nerelativističke kvantne mehanike upravo zahvaljujući njima. Sad se stvari usmjeravaju na relativisitčku.
V: Da, ali to nitko praktički ne zna. Iz nekog razloga kao da nikoga nezanima što su ti ljudi zapravo objasnili kvantnu mehaniku. Onda je kompletno objašnjenja – to je jedina prava teorija gdje usitinu imaš elektrone koji se gibaju i statističko mehanički objašnjava kakodolazi do opservabli. Zvuči nevjerojatno, ali izvedeno, a još je nevjerojatnije što nitko nije niti trepnuo kad se to dogodilo. 

 

 M: Kao kod Boltzmanna?

V: Mnogo gore, ovdje se niti ne raspravlja je li ta kvantna teorija točna ili nije. Kako je uopće moguće da se to dogodi u fizici?Zamisli, pa većina mojih kolega koji se bave raznim područjima fizike uopće nisu svjesni da je priroda neloklana!
M: Haha, da,kako ono tumače.. korelacija bez interakcije?

V: Haha, da, ja ne znam što im to znači. Mislim znam, ali toliko je površno da ne mogu vjerovati da puše to. Možda je problem u filozofskim pretpostavkama koje imaju – premda se svi naježe na spominjanje filozofije.

M: Kojim pretpostavkama?

V: Pa pozitivističkim. Ako ćeš se stvarno kao pijan plota držati da možeš pričati isključivo i samo o onome što mjeriš, onda će ti korelacije bez interkacije zvučati sasvim prirodna izjava.

M: Ili izjava da specijalna teorija relativnosti nema problema s tim jer ne možeš iskoristiti efekt za prijenos informacije, ma pobogu gdje su to točno vidjeli pojam informacije koju mi percipiramo u foundation njegove teorije?

V: Pa znaš, to bi se čak moglo izvesti iz pozitivističkih prepostavki.

M: I onda Zeilinger, koji danas gostuje ovdje i priča o odnosu fizike i Boga, zaključi u prestižnom Nature časopisu da su fundament kvantne teorije zapravo informacije. Ali informacije su totalno ovisne o nama, o čemu on priča, kakva je to teorija..

V: Oni su totalno zaronili u kvantni misticizam. 

M: A šta je s nama? Pa mi smo na Institutu za matematiku, ne za fiziku.

V: Istina. Pa ljudi koji se bave temeljima su uglavnom pobjegli ili na matematičke odsjeke ili na filozofske, ovisno o prilikama i interesima. Među nama ovdje, svi smo zapravo matematičari jer radimo matematičku fiziku sa dugoročnim ciljem građenja fizikalnih teorija koje će biti matematički izvrsne, bez ad hoc riješenja, ružnih renormalizacija, bespotrebnih aksioma. Ali opet, kad pričamo jedni među drugima pitamo se – a gdje je fizika u tome što radiš?

M: Pa to je u redu, prijelaz iz mikrosvijeta u makrosvijet, u smislu objašnjenja efekata koje vidimo oko sebe, i ne treba biti jednostavno. Očekivano je da je matematički zahtjevno i komplicirano i da treba vremena. Pa cijela nerelativisitčka Bohmova teorija upravo vrlo kompleksnom matematikom precizno objašnjava svijet oko nas i sve kvantne fenomene. Ta kompleksna matematika je odgovorna što se spojila jasna fizikalna slika o onome što se tamo dolje događa sa onim što na kraju dana detektiramo kada vršimo mjerenja; ta kompleksna matematika se riješila bespotrebnih aksioma iz „uobičajne“ kvantne mehanike koja se idanas uči na fakultetima. Isto kao što je matematika služila kao oruđe Boltzmannu da poveže mehaniku i termodinamiku – nitko nije rekao da će biti jednostavno, ali da dobiješ čistu fizikalnu sliku trebaš uložiti ipak malo više napora.

V: Da, komplicirano je, ali imaš čistu sliku. Što oni točno imaju? Mislim, pojma nemaju s čim barataju kada pričaju o valnoj funkciji, uopće ne razmišljaju – čak postoji argument da nismo dovoljno sposobni da to razumijemo jer nemamo dovoljno dobro razvijen mozak, zamisli.

M: Kao što je Detlef u Splitu rekao – moramo jesti više slonova da budemo pametniji!

V: Zato dolazi do izjava, kao što je Zeiligerova, koje se objavljuju u Nature. 

 

Close Menu