Carlo Rovelli: Halgoland | Palugyai István kritikája
Milyen szerepet kapott az északi-tengeri német sziget, Helgoland a tudomány történetében? Miben tévedett Lenin Ernst Mach-hal és Bogdanovval szemben, és mi köze Schrödinger macskájának Heisenberg ötletéhez? Mindezt megtudhatjuk a magyar olvasók előtt már messze nem ismeretlen olasz fizikus könyvéből. Megtudhatjuk? Talán csak úgy gondoljuk! De hát ez is a kvantummechanika lényege.
Van Németország északi partjainál egy különleges sziget, homokos strandokkal és magas, tengerbe zuhanó sziklákkal, a neve Helgoland, azaz Szent Föld. Jelentős szerepet játszott a történelemben, mert a 19. század elején a britek által megszerzett szigetet a németek Zanzibárért cserébe kapták meg, hogy aztán az első, majd a második világháború alatt elképesztő erődrendszerré alakítsák hét emelet mély bunkerrendszerrel. Emiatt aztán 1945-ben Helgolandot a britek majd ezer harci gépe szinte a földdel tette egyenlővé.
A széljárta sziget azonban a tudománytörténetben is szerepet kapott, ugyanis a fiatal Werner Heisenberg fejében itt fogant meg a fizikát és egész világunkat teljesen átalakító kvantummechanika gondolata. Azé a diszciplináé, amely a mai műszaki fejlődésünk alapja a számítógépektől az atomerőművekig. Carlo Rovelli olasz fizikus, Heisenberg kései pályatársa, mellesleg tapasztalt ismeretterjesztő (legutóbb A tudomány születése című könyvéről írtunk), ezért adta ezt a címet könyvének, amelyben nem kisebb célt tűz maga elé, mint hogy bemutassa és megértesse az olvasóval e tudományágat. Illetve ennyire a szerző sem optimista, hiszen már a Nobel-díjas elméleti fizikus, Richard Feynmann is megjegyezte: senki sem érti a kvantumokat. Ezért úgy finomít: ahhoz szeretné hozzásegíteni azokat, akik nem ismerik a kvantummechanikát, hogy – már amennyire az ember képes rá – felfogják, mi is az, és mi következik belőle.
Nem is azt szeretné magyarázni, hogy miképp érthetjük meg, hanem inkább, hogy miért olyan nehéz megértenünk.
Ez már realistább cél, bár a kötetben mégis többször nekirugaszkodik a lehetetlennek, méghozzá képletek és laikusok számára nehezen követhető gondolatmenetek segítségével. Ami számomra és azok számára, akik valamilyen – jobbára pontatlan – elképzeléssel mégiscsak rendelkeznek a kvantummechanika lényegéről és főleg szerepéről világunk működésében, igazán érdekes és követhető Rovelli könyvében, az a tudománytörténeti vonal.
A gondolat fejlődése és kiteljesedése Heisenberg, Niels Bohr, Max Born, Wolfgang Pauli, Paul Dirac, no meg persze Einstein és a macskája kapcsán is jól ismert, a meglehetősen szabados életű Erwin Schrödinger számításainak és felismeréseinek sodrában. Hogyan került sor arra, hogy a kvantummechanikát alkalmazzák az atomok szerkezetére, a kémiai kötések és a különböző halmazállapotú testek fizikájára, a lézerekre, a félvezetőkre, a csillagok és a galaxisok kialakulásának fizikájára. Azzal, hogy a konkrét fizikai változókat mátrixokkal, a számokat, táblázatokkal helyettesítették, valami teljesen új előtt nyitottak ajtót: bizonyosságok helyett valószínűségeknek.
Milyen egyszerű is volna, ha mindent világosan látnánk a kvantummechanikában! Pedig Heisenberg abból indult ki, hogy csak megfigyelhető dolgokat írjunk le, Max Born pedig hozzátette: az elmélet csak valószínűségeket jelez. Végül a harmadik alapgondolat a világunk szemcséssége, tehát hogy anyag és energia diszkrét szemcsék, kvantumok szerkezeti halmaza. Egy anyagrészecskére értelmezve a kvantummechanika azt mondja meg, mekkora valószínűséggel fogjuk ezen vagy azon a ponton megtalálni, ha megfigyeljük. Ez így mind nagyszerű, és Nobel-díjak serege követi a jeles tudósok elméleti felfedezéseit.
A kvantummechanika józan paraszti ésszel felfoghatatlan mibenlétét legjobban talán Schrödinger híres macskás gondolatkísérlete példázza, amely azt próbálta szemléltetni, hogy a részecskék egyidejűleg több helyen, különféle állapotokban, úgynevezett szuperpozíciókban lehetnek.
A bezárt dobozban lévő képzeletbeli macska mellett radioaktív anyag van, amelynek egy atomja egy óra alatt vagy lebomlik, vagy nem. Ha igen, akkor egy ciános doboz összetörik, és a macska elpusztul. Ennek eldöntéséhez azonban ki kell nyitni a dobozt. A fogós kérdés azonban az, hogy milyen állapotban van a macska a doboz kinyitása előtt? A kvantumelmélet szerint a macska hullámfüggvénye egy élő és egy halott macska hullámfüggvényét egyszerre tartalmazza. A gondolatkísérlet arra az abszurditásra is rámutat, hogy a macska élő, vagy holt állapota attól függ, hogy megfigyeli-e valaki ezt az állapotot.
Ha továbbmegyünk ezen a gondolatfolyamon, olyan fura elméletekhez jutunk, mint a többszörös univerzum, a sokvilág-értelmezés és egyéb spekulációk. Rovelli maga is bizonytalan, szóval ha untatják az olvasókat, ezeket a kvantummechanikát érintő vitákat nyugodtan átugorhatják. Bevallom, megpróbáltam tartani a frontot, de kidőltem, ahogy Dorothy és társai a Nyugati Boszorkány által megmérgezett mezőn az Ózban. Igaz, ahogy ők, én is feléledtem a következő fejezetre, amelyben filozófiai fejtegetések sorakoztak a kvantumelmélet relációs értelmezéséről, vagyis arról, hogy a dolgok csak más dolgokkal való kölcsönhatásaikban léteznek, és ennek folyományaként a kvantumelmélet annak az elmélete, ahogyan a dolgok befolyásolják egymást. Persze a szerző sem biztos abban, hogy még követik, önkritikusan hátra is néz, remélve, nem veszítette el mostanra olvasóit. Időről időre, akár egy búvópatak, valóban tovább lendít egy ismerősnek vélt, segítséget nyújtó gondolat.
A kvantumelmélet megértéséhez a valóságfelfogásunkat kell megváltoztatnunk. Ahogyan a 19. század több forradalmára is tette. Itt az átlagolvasó is rezonálni kezd a könyv szövetével.
A filozófiatörténet és a kvantummechanika közötti párhuzam több mint figyelemreméltó. Ahogy Heisenbergtől, Paulitól és Schrödingertől eljutunk Ernst Mach, Bogdanov és Lenin harcáig, a mechanikus tudományszemlélet, a metafizika és a korszerű tudományfelfogás politikába is átnyúló ellentétéig, az a könyv egyik kiemelkedő – bár Rovelli szerint elkalandozó – része.
Einstein, bár sok tekintetben megtermékenyítő hatással volt a kvantummechanikára, idegenkedett tőle, jóllehet elismerte, hogy előrelépés a világ megértésében. „Isten nem kockajátékos”, veti a bizonytalansággal operáló elmélet ellen. „Ne szabd meg Istennek, hogy mit tegyen!”, válaszolt rá Niels Bohr, amivel a bölcs dán azt akarta kifejezni: a természet sokkal gazdagabb a mi metafizikai előítéleteinknél. Gazdagabb képzeletű nálunk.
Rovelli a kvantumok értelmezésének tett filozófiai próbálkozások közepette jut el az indiai Nágárdzsunáig, az i.sz. utáni 2. században élt buddhista gondolkodóig, aki szerint nincsenek dolgok önmagukban, egymástól függetlenül. A kvantummechanikával való egybecsengés az olvasónak is szembeötlő. Innen már csak néhány ugrás, hogy a szerző megmutassa azt az utat, amellyel a valóságot a kvantumelmélet által sugallt módon újragondolva eloszlatható a szellemi és a fizikai világ gyökeres eltérésének mítosza. Itt az olasz fizikus szabadon lendül át idegtudomány és számítástechnika között, miközben egy átfogó világképről beszél, amelybe akár bele is zavarodhatunk, de amely egyúttal felszabadító és szédítő hatású is. Jól rímelnek rá Prospero szavai Shakespeare Viharjában: Úgy látom, fiam, te döbbenten ülsz / vagy tán meg is ijedtél? Föl a fejjel!
CARLO ROVELLI legutóbbi művei: A tudomány születése; Hét rövid fizikalecke; Az idő rendje.
