Ceva profund ascuns. Lumile cuantice și emergența spațiului-timp

Apariția mecanicii cuantice a avut două consecințe importante: pe de o parte, explica fenomenele observate la scara atomului și oferea experimentatorilor predicții care aveau să fie confirmate cu o precizie uimitoare; pe de altă parte însă, punea grave probleme conceptuale: cum să interpretezi o teorie care părea să renunțe la idealul cunoașterii fără rest a realității și să te oblige să te mulțumești doar cu probabilități, așa cum afirma Școala de la Copenhaga sub îndrumarea lui Niels Bohr?

 

Einstein nu putea accepta asta, iar disputele lui cu Bohr au rămas unul dintre cele mai pasionante capitole din istoria științei. Cu timpul însă, a prevalat tentația de a descoperi noi rezultate folosind formalismul matematic deja elaborat si de a-l dezvolta pentru a sonda mai adânc microcosmosul, Școala de la Copenhaga părea să se fi impus, iar cercetarea fundamentelor mecanicii cuantice iesise din sfera de interes a fizicienilor, ba chiar era considerată o periculoasă pierdere de vreme.

 

Totuți, în 1957, opunându-se curentului predominant, Hugh Everett propune în teza lui de doctorat interpretarea Lumilor Multiple: orice măsurătoare a unui proces cuantic (care, conform Școlii de la Copenhaga, dă în mod absolut aleatoriu unul din două rezultate posibile) face ca lumea noastră să se scindeze în două lumi – în fiecare se obține câte unul din cele două rezultate posibile. Astfel, caracterul aleatoriu al mecanicii cuantice dispare. În schimb, proliferează lumi distincte, care nu pot comunica între ele. Aparent, un scenariu SF.

 
Sean Carroll, unul dintre marii fizicieni teoreticieni contemporani, e adeptul Lumilor Multiple, iar Ceva profund ascuns e pledoaria lui în favoarea acestei interpretări a mecanicii cuantice. Îl atrage simplitatea ei conceptuală – faptul că nu se lovește de delicata problemă a măsurătorii și că tratează universul în ansamblul lui, fără să separe artificial sistemul cuantic măsurat de aparatul de măsură –, dar și pentru că pare a fi o cale mai directă către teoria cuantică a gravitației – unificarea mecanicii cuantice cu teoria relativității generale, care descrie gravitația.

 

Cartea lui Carroll e o superbă introducere în mecanica cuantică și o prezentare intuitivă a dificultăților cu care se confruntă fizica în prezent, dar mai ales e invitația de a reflecta neinhibați asupra fundamentelor celei mai stranii teorii inventate de mintea umană.

CUPRINS:

Prolog: Nu vă fie teamă

PARTEA I: FANTOMATIC
1. Ce se întâmplă: Examinând lumea cuantică 17
2. Formularea curajoasă: Mecanica cuantică austeră 31
3. De ce să crezi așa ceva? Cum a apărut mecanica cuantică 46
4. Ceea ce nu poate fi cunoscut fiindcă nu există:
Incertitudine și complementaritate 71
5. Corelați în cer: Funcții de undă cu componente multiple 91

PARTEA A II‑A: DIVIZARE
6. Divizarea universului: Decoerență și lumi paralele 109
7. Ordine și aleatoriu: De unde provin probabilitățile 127
8. Acest angajament ontologic mă face să arăt gras?
Un dialog socratic despre enigmele cuantice 149
9. Alte căi: Alternative la teoria Lumilor Multiple 173
10. Latura umană: Trăind și gândind într‑un univers cuantic 200

PARTEA A III‑A: SPAȚIUL‑TIMP
11. De ce există spațiul? Emergență și caracter local 223
12. O lume de vibrații: Teoria cuantică a câmpurilor 239
13. Respirând în spațiul vid: Descoperirea gravitației
în mecanica cuantică 257
14. Dincolo de spațiu și timp: Holografie, găuri negre
și limitele caracterului local 279

Epilog: Totul e cuantic 295
Anexă: Povestea particulelor virtuale 298
Mulțumiri 307
Sugestii pentru lecturi suplimentare 309
Referințe bibliografice 311