Schrödingerova mačka (hypotéza mnohonásobných vesmírov)

Hypotéza paralelných vesmírov bola navrhnutá, aby sa vyriešili isté paradoxy, ktoré vzišli z kvantovej fyziky, opisujúcej realitu výrazmi z oblasti pravdepodobnosti. Táto interpretácia sveta, kde mnohé udalosti nemôžu byť presne predpovedané, iba jednoducho opísané ako pravdepodobné, sa nepáčila veľkému počtu fyzikov, vrátane Alberta Einsteina. A rakúsky fyzik Erwin Schrödinger prišiel s nasledujúcou historkou, aby ukázal hranice pravdepodobnostných ideí.

Predstavme si, že by nejaká mačka bola zatvorená v škatuli s fľaštičkou kyanidu. Nad flaštičkou je kladivo a jeho pád je vyvolaný rozpadom rádioaktívnej hmoty. Len čo sa rozpadne prvý atóm, kladivo spadne, rozbije fľaštičku a uvoľní jed: mačka zomiera. Pokus nie je v ničom zvláštny.

No všetko sa skomplikuje ak sa pokúsime predpovedať, čo sa robí vo vnútri, ak neotvoríme škatuľu. Podľa zákonov kvantovej fyziky sa naozaj nedá vedieť, kedy nastane rádioaktívny rozpad, uvoľňujúci smrtiaci prostriedok. Ak si pomôžeme výrazmi pravdepodobnosti, môžeme najviac ak povedať, že je napríklad 50 %-ná šanca, aby rozpad nastal do uplynutia jednej hodiny. Ak sa nepozrieme do vnútra povestnej škatule, schopnosť predpovedať sa povážlivo zmenší: ak napríklad budeme tvrdiť, že mačka žije, budeme mať šancu jeden ku dvom. Vo vnútri škatule panuje zvláštna zmes kvantových realít, zložená s 50 % živej mačky a z 50 % mŕtvej. Túto situáciu Schrödinger pokladal za neprijateľnú.

S cieľom napraviť tento paradox sa americký fyzik Hugh Everett odvolal na teóriu „paralelných vesmírov“, podľa ktorej by sa vesmír vo chvíli rozpadu mal rozdeliť na dvoje, aby z neho vznikli dve rozdielne skutočnosti: v prvom vesmíre by mačka bola živá, v druhom mŕtva. Obidva vesmíry by boli rovnako reálne, iba by sa do istej mieri rozdvojili, aby sa nikdy nestretli. Takto môžeme prepokladať aj existenciu nekonečného množstva vesmírov, nám vždy nedostupných.

Z kvantového hľadiska všetky možné vesmíry, v určitom zmysle navzájom susediace, koexistujú. Vráťme sa však k príkladu s mačkou: pred pozorovaním sú v škatuli dve predpokladané mačky: jedna mŕtva, kým druhá žije. Tieto dve mačky patria do dvoch možných, úplne odlišných svetov. Ak však doslova aplikujeme Kodanskú interpretáciu, vlnová funkcia nesúca súčasne obidve mačky sa stráca v okamihu pozorovania a odnáša so sebou jedno zo zvierat. A jeho zmiznutie ihneď vyvolá anuláciu druhého možného sveta.

Ešte presnejšie, Kodanská interpretácia hlása, že obidva stavy mačky, korešpondujúce s dvoma možnými aspektami vlnovej funkcie, sú rovnako ireálne: len ak sa pozrieme do vnútra škatule, jeden sa materializuje.

V tomto zmysle sám akt pozorovania a jeho následné uvedomenie nielenže ovplyvňujú realitu, ale ju aj determinujú! Kvantová mechanika evidentne zdôrazňuje úzke spojenie medzi duchom a hmotou. Napĺňa  ma to akýmsi pocitom šťastia. Je to potvrdenie toho, v čo verím: suverinity ducha nad hmotou.

Je to krásny záver. Blíži sa k nemu menší počet fyzikov, ktorí sa odvolávajú na prinajmenšom zvláštnu hypotézu; jej dôsledky siahajúce ďaleko za hranice toho, čo je väčšina vedcov ochotná pripustiť: ide o hypotézu mnohonásobných svetov. Túto prekvapujúcu hypotézu kvantovej mechaniky navrhol v 80. rokoch mladý fyzik z Princetonskej univerzity Hugh Everett.

Vrátime sa ale späť k Schrödingerovej mačke. Everett chcel vo svojej doktorantskej práci predložiť originálne myšlienky a vyšiel z nasledujúceho predpokladu: v škatuli nie je jedna, ale dve mačky, obidve rovnako reálne. Iba jedna je živá, druhá mŕtva a každá patrí do iného sveta.

Čo znamená také zdvojenie? Podľa Everetta približne toto: v konfrontácii s „výberom“, spojeným s nejakou kvantovou udalosťou je vesmír donútený rozdeliť sa na dve verzie samého seba, v každom ohľade identické. Takto by mal existovať prvý svet, kde by sa atóm rozbil a spôsobil smrť mačky, ktorú skonštatuje pozorovateľ. No existoval by aj druhý svet, rovnako reálny, kde by sa atóm nerozbil a mačka by zostala živá. Potom by sme hovorili o dvoch odlišných svetoch, o dvoch vesmíroch, medzi ktorými by nebolo možné nijaké spojenie. Vývoj týchto dvoch svetov by sa mohol postupne difirencovať a vzďalovať, až by si boli navzájom úplne cudzie.

V tom prípade, by naša skutočnosť nebola jediná, ale by ju obklopovali myriady viac či menej odlišných svetov, pričom by sa každá nová realita delila ďalej v závratnom procese bez konca. Ak by sme prijali túto hypotézu, znamená to, že v každom okamihu prebiehajú na Zemi ako aj v ostatnom vesmíre, na každej hviezde a v každej galaxii kvantové premeny čiže javy, ktoré vedú náš svet k deleniu na nekonečné množstvo kópií.

V tejto chvíli by teda existovalo obrovské množstvo kópií mňa samého, viac či menej podobných, a z každej z nich by vznikalo nespočetné množstvo nových a tak donekonečna. Z dôvodov vyplývajúcich z filozofickej oblasti, by som ju považoval za neaplikovateľnú do našej skutočnosti. Prirodzene by som bol ochotný pripustiť, že by mohlo existovať nejaké mojé druhé ja, viač či menej odlišné. Je však iné, ak povieme, že si žije „kdesi inde“, že je síce skutočné, ale nedostupné.

Uvažujme: tvrdiť, že existuje myriada iných svetov, paralelných vesmírov s naším, tak ako obrazy v zrkadle, znamená predpokladať, že sa reálne stane nielen všetko, čo je možné, ale aj čo je predstaviteľné. Museli by sme teda rátať s existenciou monštruóznych iných svetov, vzdialených od jednoduchých variantov, pochádzajúcich z nášho vesmíru; museli by sme pripustiť existenciu akýchsi poblúdených realít, spočívajúcich na štruktúrach a na zákonoch úplne cudzích všetkému, čo si len dokážeme predstaviť. Ktorý by bol potom „ten najlepší“ zo záplavy nespočetných svetov, zreťazených v osnove utkanej z virtualít? Existoval by potom nejaký pôvodný, modelový svet, z ktorého by vzišli všetky ostatné? Treba uznať že nie: každý z týchto vesmírov by svoju legitimitu odvodzoval od vlastnej existencie, rovnoprávne s ostatnými. Naša vlastná skutočnosť by potom nebola ani lepšia, ani legitímnejšia ako nejaká iná; zapadla by ako kvapka do bezhraničného oceánu.

Vačšina fyzikov zavrhuje túto tézu, dokonca už aj niektorí jej zakladatelia, predovšetkým odvážny americký teoretik John Wheeler. Táto interpretácia kvantovej mechaniky vedie k úplne opačným záverom, ako sú názory Kodanskej skupiny. Zjednodušene možno povedať, že v Kodanskej interpretácii nie je nič reálne, kým u teoretikov mnohonásobných svetov je reálne všetko.

Kodanské myslenie naozaj vylučuje možnosť alternatívnych svetov. Za každým prvkom, patriacim do našej reality, sú nespočetné virtuálne prvky, pričom každý z nich sa vzťahuje na fantomatické vesmíry, ktoré by mohli existovať, ale kým ich nejaký pozorovateľ „nezmaterializuje“, nemajú nijakú konzistenciu. Kvantový stav poukazuje na svet za ľudským svetom, kde by mali koexistovať nespočetné virtuálne riešenia, potenciálne svety. Z tohto hľadiska možno súhlasiť, že takzvané „paralelné“ vesmíry existujú iba v kvantovej oblasti, čiže vo virtuálnom svete.

Upresnime to. Skôr ako sa elementárna častica stane objektom pozorovania, existuje v podobe „vlnového balíka“. Inými slovami, všetko sa odohráva, akoby existovalo nekonečné množstvo častíc a každá z nich by mala svoju dráhu, pozíciu, rýchlosť, jednoducho vlastnosti odlišné od ostatných. V okamihu pozorovania sa vlnová funkcia ruší, jediná z nespočetných častíc dostane možnosť zmaterializovať sa, a tým razom zanikajú všetky „paralelné častice“. Vo chvíli, keď sa materializuje nejaká udalosť z dlhej reťaze javov, tvoriacich históriu nášho vesmíru, nekonečné množstvo virtuálnych udalostí zaniká a odnáša so sebou myriadu fantomatických svetov. Zostáva iba naša unikátna a nedeliteľná realita.

Tu sa vnucuje otázka: čo vyvoláva rozplynutie vlnovej funkcie, ktoré je charakteristické pre nejaký jav? Jednoducho akt pozorovania. Analogicky môžeme právom predpokladať, že náš vesmír je výsledok rozplynutia akejsi „univerzálnej vlnovej funkcie“, rozplynutia vyvolaného zásahom vonkajšieho pozorovateľa. Predpokladajme teda, že náš vesmír by bol akoby obklopený echom alternatívnych realít, spočívajúcich na nekonečnom množstve prekrývajúcich sa vlnových funkcií. Potom nám už nič nebráni predložiť hypotézu, podľa ktorej táto komplexná sieť vlnových funkcií v interakcii sa prepadne do jediného sveta, ak je pozorovaná. Celý problém je v nasledovnom: kto teda pozoruje vesmír?

Odpoveďou sa zhodujem so Jeanom Gittonom: paralelné vesmíry, alternatívne reality neexistujú. Sú iba virtuálne reality, možné odbočenia, ktoré zanikajú a uvoľňujú miesto našej unikátnej realite, len čo zasiahne ten veľký pozorovateľ, ktorý v každom okamihu ovplyvňuje kozmický vývoj. Takto pochopíme, prečo tento jediný a zároveň transcedentný pozorovateľ je absolútne nevyhnutný pre existenciu a dovŕšenie nášho vesmíru.