ŠESTO Poglavlje

Iz knjige Mičio Kaku: PARALELNI SVETOVI. Knjigu možete poručiti ovde

prethodno poglavlje
<< Problem s mačkom

Suma nad putanjama

Jedan od mnogih posleratnih Vilerovih studenata bio je Ričard Fajnman, koji je otkrio možda i najjednostavniji, a ipak najtemeljniji način objedinjavanja zamršenih detalja kvantne teorije. (Jedan od ishoda te ideje bila je Nobelova nagrada za Fajnmana 1965.) Pretpostavimo da želite da pređete preko sobe. Prema Njutnu, prepešačili biste najkraćom putanjom od tačke A do tačke B, zvanom klasična putanja. Ali, prema Fajnmanu, prvo biste morali da razmotrite sve moguće putanje koje spajaju tačke A i B. To znači razmatranje putanja koje bi vas odvele na Mars, Jupiter, najbližu zvezdu, čak i putanje koje vode u prošlost, sve do Velikog praska. Koliko god blesave i bizarne bile ove putanje, morate ih uzeti u obzir. Fajnman je svakoj putanji dodelio broj, definisavši skup preciznih pravila za izračunavanje tog broja. Nekim čudom, sabiranjem brojeva svih mogućih putanja, dobićete verovatnoću prelaženja puta od tačke A do tačke B peške iz perspektive standardne kvantne mehanike. To je bilo zaista izvanredno.

Fajnman je utvrdio da su se brojevi pridodati putanjama koje su bile bizarne i narušavale Njutnove zakone kretanja obično potirali u zbiru koji se na kraju svodio na sasvim malu vrednost. To je bio začetak kvantnih fluktuacija – odnosno, one su predstavljale putanje čije sume su bile veoma male. Ali otkrio je i da je zdravorazumska njutnovska putanja bila ona koja se u procesu sumiranja nije poništavala, te je imala zbir najveće vrednosti. Dakle, naše zdravorazumsko poimanje fizičkog svemira naprosto je najverovatnije od beskonačno mnogo stanja. Ali, uporedo postoje i sva moguća stanja od kojih nas neka mogu vratiti u doba dinosaurusa, odvesti do najbliže supernove i do granica svemira. (Te bizarne putanje stvaraju neznatne devijacije od zdravorazumske njutnovske putanje, ali njima je srećom pridružena vrlo mala verovatnoća.)

Drugim rečima, koliko god to čudno izgledalo, kad god pređete preko sobe, vaše telo na neki način unapred registruje sve moguće putanje, čak i one koje vode do dalekih kvazara i Velikog praska, a potom ih sabira. Pomoću moćnog matematičkog aparata zvanog funkcionalni integrali, Fajnman je pokazao da je njutnovska putanja naprosto najverovatnija, ali ne i jedina putanja. Briljantnim matematičkim dometom, Fajnman je uspeo da dokaže kako je ova slika, koliko god se čudnom činila, upravo jednaka standardnoj kvantnoj mehanici. (Zapravo, Fajnman je ovakvim pristupom uspeo da izvede Šredingerovu talasnu jednačinu.)

Moć Fajnmanove sume nad putanjama je u tome da danas, kada formulišemo GUT teorije, inflaciju, čak i teoriju struna, tome pristupamo preko Fajnmanovog integrala putanja. Ova metoda se sada predaje na svim osnovnim studijama na svetu i bez premca je najmoćnija i najpogodnija za formulisanje kvantne teorije.

(U svom istraživačkom radu svakodnevno koristim Fajnmanov pristup putem integrala putanja. Svaka jednačina koju napišem izražena je preko ove sume nad putanjama. Kada sam se na osnovnim studijama upoznao s Fajnmanovim pristupom, izmenio je čitavo moje sagledavanje kosmosa. Intelektualno sam razumeo apstraktnu matematiku kvantne teorije i opšte relativnosti, ali moje poimanje sveta izmenila je ideja da, hodajući kroz sobu, na neki način spoznajem putanje koje me vode na Mars ili na udaljene zvezde. Iznenada sam video čudnu novu mentalnu sliku sebe koji živim u kvantnom svetu. Počeo sam da uviđam kako je kvantna teorija mnogo čudnija od teško pojmljivih posledica relativnosti.)

Kad je Fajnman razvio ovu nesvakidašnju formulaciju, Viler, tada na Prinstonskom univerzitetu, pohitao je do susednog Instituta za napredne studije da bi predočio Ajnštajnu eleganciju i moć te nove slike. Uzbuđen,Viler je Ajnštajnu objasnio Fajnmanovu novu teoriju integrala putanja. Nije uviđao koliko bezumno mora biti da je to zvučalo Ajnštajnu. Ajnštajn je na to odmahnuo glavom i ponovio kako i dalje ne veruje da se Bog kocka. Ajnštajn je priznao Vileru da možda greši, ali je i insistirao na tome kako je zaslužio pravo na grešku.

Vigenorov prijatelj

Većina fizičara bi slegla ramenima i odmahnula rukom kada bi se suočila sa paradoksima kvantne mehanike koji su pomerali granice razuma. Većini onih koji se u praksi bave naukom, kvantna mehanika izgleda kao skup detaljnih pravila za dobijanje ispravnih verovatnoća sa neobjašnjivom preciznošću. Džon Polkinghorn, fizičar koji je postao sveštenik, rekao je: „Prosečna kvantna mehanika filozofska je ne više od prosečne mehanike motora.“

Međutim, neki od najvećih mislilaca fizike rvali su se s tim pitanjima. Na primer, problem Šredingerove mačke može se rešiti na nekoliko načina. Prvo rešenje koje je, između ostalih, zagovarao nobelovac Judžin Vigner, jeste da svest određuje postojanje. Vigner je napisao da „nije bilo moguće formulisati zakone kvantne mehanike na sasvim konzistentan način, ne pozivajući se na svest [posmatrača]... samo proučavanje spoljašnjeg sveta dovelo je do zaključka da je sadržaj naše svesti konačna realnost.“ Ili, kako je pesnik Džon Kits jednom napisao: „Ništa ne postaje stvarno dok se ne iskusi.“

Ali, ako načinim opservaciju, šta određuje stanje u kome sam ja? To znači da neko drugi mora da osmotri mene kako bi se moja talasna funkcija urušila. Taj posmatrač se ponekad naziva Vignerov prijatelj. Međutim, to znači i da neko mora da izvede opservaciju nad Vignerovim prijateljem, potom nad prijateljem Vignerovog prijatelja, i tako redom. Postoji li kosmička svest koja određuje stanje celog niza prijatelja osmatranjem čitavog svemira?

Andrej Linde, jedan od osnivača teorije inflatornog svemira, među onim je fizičarima koji istrajno veruju u središnju ulogu svesti.

Kao ljudsko biće, ne mogu naći ikakvog smisla u tvrdnji da kosmos postoji u odsustvu posmatrača. Tu smo zajedno, vasiona i mi. Kažete li da svemir postoji bez ijednog posmatrača, to mi ne bi zvučalo razumno. Ne mogu zamisliti konzistentnu teoriju svega koja zanemaruje svest. Uređaj za snimanje ne može igrati ulogu posmatrača – ko bi u tom slučaju čitao snimljene podatke. Da bismo videli da se nešto dešava i saopštavali jedni drugima da se nešto dešava, potrebni su svemir, uređaj za snimanje i mi... U odsustvu posmatrača, naš svemir je mrtav.

Prema Lindeovoj filozofiji, fosili dinosaurusa ne postoje dok ih ne vidite. Ali kada ih opazite, njihovo postojanje postaje realnost, kao da su živeli milionima godina unatrag. (Fizičari koji zastupaju ovakvo stanovište dovoljno su oprezni da istaknu kako je ovakva predstava eksperimentalno konzistentna sa svetom u kome su fosili dinosaurusa zaista stari više miliona godina.)

(Pojedinci koji ne odobravaju uvođenje svesti u fiziku tvrde da kamera može da izvede opservaciju elektrona, tako da talasne funkcije mogu da se urušavaju bez delovanja svesnih bića. Ali, ko bi, onda, mogao da kaže postoji li kamera? Potrebna je druga kamera da opazi prvu kameru i da izazove urušavanje talasne funkcije. Onda je potrebna druga kamera da opazi prvu kameru, pa treća radi opservacije druge kamere, i tako redom, ad infinitum. Zato ideja o kamerama nije odgovor na pitanje kako se talasne funkcije urušavaju.)

 Prethodno poglavlje

<< Problem s mačkom