Scientia

Din ce în ce  mai multe voci din lumea fizicii moderne susţin că a venit momentul să revedem ideile teoriei cuantice dintr-o perspectivă adaptată la secolul XXI, pentru a observa dacă nu cumva mecanica cuantică este mai puţin ciudată decât credem ori poate pentru a concluziona că lumea în care trăim este mai bizară decât pare.

Abordarea fizicii cuantice de către Richard Feynman folosind principiul acţiunii minime ne arată că de fapt vorbim despre o fizică similară celei clasice, dar supusă unor constrângeri prin intermediul unui mecanism simplu. Dacă reuşim să lăsăm deoparte matematica superioară conţinută de teorie, rămânem totuşi cu judecăţi şi concluzii foarte valoroase.

Anul 1925 este probabil cel mai potrivit pentru a fi considerat drept anul de naştere a mecanicii cuantice – când fizicieni precum Werner Heisenberg şi Erwin Schrödinger au pus la punct construcţii matematice care descriau cu precizie multe dintre proprietăţile observate experimental ale atomilor. Schimbarea faţă de modelele anterioare din fizică era una impresionantă, astfel că în scurt timp fizica pre-cuantică avea să primească numele de fizică clasică, ca un semn de nostalgie a zilelor în care undele erau unde, particulele erau particule şi locul fiecărui obiect din Univers era ştiut fără putinţă de tăgadă.

Începând cu anul 1925 nu a mai fost cale de întoarcere. Mecanica cuantică nu a mai privit înapoi. A devenit clar foarte repede că noile metode ofereau nu doar instrumente solide de descriere a fenomenelor lumii atomice şi proprietăţilor particulelor elementare, ba mai mult, reprezentau explicaţia centrală a cauzelor pentru care atomii reprezintă structuri stabile (fizica clasică prezicea "căderea" electronilor înspre nucleul atomic – nn.), a motivelor pentru care solidele sunt rigide, respectiv a modului în care diferiţi atomi se combină unii cu alţii dând naştere unor noi entităţi pe care noi le descriem folosind chimia şi biologia. Regulile fizicii clasice, departe de a reprezenta o descriere demnă de încredere a lumii la nivel macroscopic şi care nu rezista la scară atomică, s-au dovedit incapabile să explice orice fenomenele mult mai complicate decât mişcarea planetelor în jurul Soarelui, cu excepţia cazului în care făceau uz de rezultatele mecanicii cuantice ori de o mulţime de presupuneri ad-hoc.

Dar triumful mecanicii cuantice a adus cu sine o problemă neaşteptată: când aparatul matematic complex  era lăsat deoparte în încercarea de a explica ce se întâmpla în lumea atomului, nimic nu părea să aibă sens. Particulele elementare precum electronii se comportă asemenea undelor, mişcându-se aparent ca şi valurile pe suprafaţa apei; mai mult, păreau să devină „conştiente” instantaneu de transformările unor obiecte aflate la distanţă ori puteau fi în mai multe locuri deodată. Se părea că orice idee stranie putea beneficia de atenţie prin simpla identificare a unor similitudini cu caracteristicile bizare ale lumii cuantice. A devenit aproape obligatoriu să se susţină că fizica cuantică, spre deosebire de cea clasică, nu poate fi înţeleasă, motiv pentru care ar trebui să admirăm abilitatea ieşită din comun a teoriei de a oferi răspunsurile corecte fără a ne gândi prea mult la detalii.

Şi iată că optzeci de ani mai târziu şi după intervenţia multor fizicieni străluciţi, exemplele de bizarerii cuantice din viaţa de zi cu zi încă nu ne sunt la îndemână. Există o mulţime de fenomene cuantice, plecând de la caracteristicile magnetice ale fierului şi superconductivitatea plumbului până la cele din domeniile laserelor şi electronicii, dar niciunul dintre acestea nu poate primi calificativul de „cu adevărat straniu”, cel puţin nu la modul în care renumele teoriei ar cere-o. Marele mister al mecanicii cuantice este modul în care ideile teoriei au rămas la fel de contraintuitive ca la început, deşi au reuşit să explice din ce în ce mai mult lumea în care trăim.

Poate a venit momentul să revedem ideile dintr-o perspectivă prezentă, de secol XXI, pentru a vedea dacă nu cumva mecanica cuantică este mai puţin ciudată decât credem ori poate pentru a concluziona că lumea în care trăim este mai bizară decât pare.

Cât de ciudată este mecanica cuantică, partea a II-a

Textul de mai sus reprezintă traducerea articolului Why quantum mechanics is not so weird after all de Paul Quincey, traducere realizată cu acordul revistei Skeptical Inquirer.