Duch v hmote

Ak máme nájsť to, čo nazývame „duch“, „esprit“ v srdci hmoty, pokúsime sa preniknúť dovnútra kvantovej zvláštnosti; stretneme sa so vzrušujúcim pokusom, ktorý už veľa rokov vyúsťuje do tajomstva. Tento pokus je známy ako dvojštrbinový experiment: predstavuje základný prvok kvantovej teórie.

Dôvod?

Pretože, ako to raz povedal americký fyzik Richard Feymann, evidentne zachycuje jav, ktorý „sa nedá vysvetliť klasickým spôsobom a ktorý ukrýva srdce kvantovej mechaniky. Vlastne obsahuje samo tajomstvo…“

Ak by sme chceli ani nie vyriešiť také tajomstvo, iba si urobiť nejakú predstavu – čo len hmlistú – o tom, čo skrýva, museli by sme úplne opustiť svet našich každodenných vzťahov. Niels Bohr svojským spôsobom opisoval túto opísanú zvláštnosť. Ak niekto k nemu prišiel snovou predstavou, ako vyriešiť jednu zo záhad kvantovej teórie, s potešením mu odpovedal: „Vaša teória je síce bláznivá, ale nie dosť na to, aby mohla byť pravdivá.“

V tomto zmysle je úspechom kvantovej teórie, že sa vybudovala akoby bokom a najčastejšie proti zdravému rozumu. Preto je v tejto teórii čosi „bláznivé“, čo odteraz prekonáva vedu. Hoci si to ešte jasne neuvedomujeme, v hre je naša predstava sveta: neodvratne sa začína otriasať.

Môžeme uviesť príklad takého otrasu?

Vezmime si kvet. Ak ho umiestnime mimo dohľadu, do inej miestnosti, zato ešte neprestane existovať. Aspoň mi to umožňuje predpokladať každodenná skúsenosť. Kvantová teória nám však vraví čosi úplne iné: ak pozorujeme kvet dostatočne podrobne, čiže až na úroveň atómu, jeho hlboká realita a existencia sú úzko spojené so spôsobom akým ho pozorujeme.

Som ochotný prijať tvrdenie, že atómový svet nemá nijakú definovanú existenciu, kým naň neobrátime nejaký merací prístroj. Dôležitá je hra od vedomia k vedomiu, ak použijeme matematický výraz – úloha „existenciálneho kvantifikátora“, ktorá odteraz patrí duchu, jemu samému vo vnútri reality, ktorú vytrvalo nazývame materiálnou.

Pokúsme sa jasne dokázať tú hru od vedomia k vedomiu; detailne si rozoberieme povestný pokus, ktorý po prvý raz uskutočnil anglický fyzik Thomas Young v roku 1801. Znovu si predstavme potrebné náležitosti: clonu s dvoma štrbinami, pred ňou svetelný zdroj a za ňou fotografickú platňu. Čo sa teda odohráva, keď „zrnká svetla“, čiže fotóny, prechádzajú cez obidve štrbiny a narážajú na zadnú platňu? Klasickú odpoveď máme od roku 1801: na platni pozorujeme sériu vertikálnych pásov, striedavo tmavých a jasných, na prvý pohľad pripomínajúcich jav interferencie.

V tomto prípade, by bolo treba usúdiť, ako to napokon urobil Young, že svetlo je porovnateľné s nejakým fluidom, ktoré sa šíri prostredníctvom vĺn, a to vĺn rovnakej povahy, ako sú vlny vo vode. Už sme pripomenuli, že Einstein uvažoval inak. Preňho bolo svetlo zložené z maličkých zrniek, z fotónov. Ako môžu myriady víriacich a od seba oddelených zrniek vytvoriť súdržné a presné tvary striedavo tmavých a jasných pásov.

Práve v tom je tajomstvo. Aby sme pochopili jeho šírku, navrhujem sledovať jednotlivé fázy pokusu. Najprv predpokladajme, že zatvorím jeden z dvoch otvorov, napríklad ľavý. Fotóny teda budú musieť prechádzať cez pravú štrbinu. Obmedzme intenzitu svetelného zdroja, aby vysielal fotóny po jednom. A teraz „vystreľme“ jeden fotón. Okamih nato prejde cez jedinú otvorenú štrbinu a narazí na platňu. Keďže poznáme jeho pôvod, rýchlosť a smer, mali by sme pomocou Newtonových zákonov presne predpovedať bod dopadu nášho fotónu na platňu.

A teraz uveďme do pokusu nový prvok: otvoríme ľavú štrbinu. Potom sledujeme dráhu nového fotónu v smere tej istej, teda prvej štrbiny. Pripomeňme si, že náš druhý fotón vychádza z toho istého miesta ako prvý, pohybuje sa tou istou rýchlosťou a v tom istom smere. Ak dobre chápeme, jediný rozdiel medzi prvou a druhou „streľbou fotónu“ spočíva v tom, že počas druhej je otvorená zasa ľavá štrbina. Logicky by fotón číslo dva mal dopadnúť na platňu presne na tom istom mieste ako fotón číslo jeden.

To však nie je všetko.

Fotón číslo dva totiž dorazí na platňu na úplne inom mieste, odlišnom od prechádzajúceho miesta dopadu. Inými slovami všetko sa odohráva tak, akoby otvorenie ľavej štrbiny zmenilo správanie fotónu číslo dva. Ide teda o nasledujúcu záhadu: ako fotón „objavil“, že je otvorená ľavá štrbina? A skôr ako sa pokúsime odpovedať, zájdime ešte ďalej. Pokračujme vo vysielaní fotónov po jednom v smere platne bez toho, že by sme „mierili“ na jednu či druhú štrbinu. Čo skonštatujeme po istom čase? Napriek očakávaniu sa akumuláciou dopadu fotónov na platňu postupne upravuje interferenčný pás, vytvorený ihneď pri prvom pokuse.

A tu znovu prichádza nezodpovedateľná otázka: ako každý fotón „vie“, na ktorú časť platne má dopadnúť, aby so svojimi susedmi vytvoril geometrický obrazec, predstavujúci sled perfektne zoradených vertikálnych pásov? Práve túto otázku si položil v roku 1977 americký fyzik Henry Stapp, hlboko rozrušený takýmito výsledkami: „Ako častica vie, že sú dve štrbiny? Ako sa informácia o tom, čo sa odohráva všade naokolo, zhromažďuje, aby určovala, čo sa má pravdepodobne stať tu?“

Človek takmer má dojem, že fotóny sú vybavené istým druhom elementárneho vedomia, a to ma neodolateľne privádza k náhľadu Teilharda de Chardin, pre ktorého je vesmír až po najdrobnejšiu časticu nositeľom istého stupňa vedomia…

Pri súčasnom stave vedy má väčšina odborníkov iný názor. Podaktorí sú však predsa len vpredu a dokonca si predstavujú, že elementárne častice sú vybavené vlastnosťou, viac či menej porovnateľnou so slobodným rozhodovaním. Napríklad americký fyzik Evan Walker prišiel v roku 1970 s nasledujúcou prekvapujúcou tézou: „Vedomie sa môže pridať ku všetkým kvantovým javom… pretože každá udalosť je v konečnom dôsledku produktom jednej či viacerých kvantových udalostí, vesmír je obývaný takmer neohraničeným množstvom entít s vedomím, diskrétnych (v matematickom zmysle), vo všeobecnosti nemysliacich, ktoré sú zodpovedné za fungovanie vesmíru.“

Nemusíme zachádzať až k vedomiu, aj tak je vzrušujúce konštatovať, do akej miery je pozorovaná skutočnosť spätá so zorným uhlom pozorovateľa. Vezmime si iný príklad. Predpokladajme, že sa mi podarí zachytiť, ktorou štrbinou prechádza každý fotón pri pokuse. V tomto prípade, nech to je akokoľvek prekvapujúce, neskonštatujem, že sa na plátne tvorí interferenčný pás! Inými slovami, ak sa rozhodnem pokusom si overiť, že fotón je častica, prechádzajúca cez určený otvor, fotón sa správa presne ako častica prechádzajúca cez otvor. A naopak, ak sa nesústredím na sledovanie dráhy každého fotónu, častice sa porozdeľujú tak, že vytvoria podobu interferenčných vĺn.

Výsledný dojem: fotóny „vedia“, že ich pozorujeme, ba ešte presnejšie, „akým spôsobom“ ich pozorujeme.

Čosi podobné. Hoci by bolo iluzórne nazdávať sa, že pojem vedomia je prenosný na entity zaľudňujúce kvantový vesmír. Na druhej strane tento obdivuhodný pokus potvrdzuje, že hovoriť o objektívnej existencii nejakej elementárnej častice v určitom bode priestoru nemá zmysel. Zopakujme si, že častica existuje v podobe bodového objektu, definovaného v priestore a čase, iba ak je priamo pozorovaná.

Jediný spôsob, ako uchopiť výsledky takéhoto pokusu, spočíva v tom, že opustíme predstavu fotónu ako determinovaného objektu. V skutočnosti existuje iba v podobe pravdepodobnostnej vlny, ktorá simultánne prechádza cez obidve štrbiny a interferuje sama so sebou na platni.

Z toho usudzujeme, že neexistuje lepší príklad vzájomného prenikania medzi hmotou a duchom: keď sa pokúšame pozorovať túto pravdepodobnostnú vlnu, mení sa presne určenú časticu: keď ju však nepozorujeme, zachováva si všetky možnosti voľby otvorené. To nás privádza k myšlienke, že fotón prejavuje znalosť experimentálneho zariadenia, vrátane toho, čo robí a čo si myslí pozorovateľ. V istom zmysle sú častice vo vzťahu so všetkým…

Jednoducho svet sa determinuje v úplne poslednej chvíli, v okamihu pozorovania. Predtým, v striktnom zmysle slova, nič nie je reálne. Len čo fotón opustí zdroj svetla, prestáva existovať ako taký, stáva sa radom vĺn pravdepodobnosti. Pôvodný fotón je teda nahradený sériou „fotónov fantómov“, nekonečnosťou zdvojení, ktoré postupujú rozličnými trasami až po platňu. Stačí, aby sme platňu pozorovali, a všetky fantómy, s výnimkou jedného, zmiznú. Zostávajúci fotón sa stáva reálny. Natíska sa tu otázka, čo sa stane s kvantovým objektom, ak ho prestaneme pozorovať: znovu sa rozdelí na nekonečný sled častíc fantómov, aby jednoducho prestal existovať?

Zmienka o časticiach fantómoch má zaujímavý dôsledok z filozofického hľadiska. Ten neunikol Nielsovi Bohrovi. Tento veľký teoretik od roku 1927 predpokladal, že predstava jediného sveta by mohla byť falošná. Vráťme sa k pokusu s dvojitou štrbinou: podľa Bohra nám nič nebráni, aby sme obidva prípady (reprezentované dvoma možnými dráhami fotónu, ktorý prejde alebo otvorom A, alebo otvorom B) chápali ako udalosti patriace do dvoch úplne odlišných svetov.

Čo tým chcem povedať? V tomto možnom svete častica prechádza cez otvor A, no existuje druhý svet, v ktorom prechádza cez otvor B.

Ak máme dokončiť úvahu, treba dodať, že náš reálny svet je výsledkom prekrývania týchto dvoch alternatívnych realít, ktoré korešpondujú s dvoma možnými trasami fotónu. Len čo pozorujeme platňu, aby sme zistili, ktorou štrbinou častica prešla, druhá realita okamžite mizne, a tým zanikajú interferencie. Predchádzajúce úvahy nás oprávňujú k tomu, že sa môžeme pustiť do dvoch extrémnych záverov.

Prvý vyúsťuje do novej myšlienky,vo filozofii ešte nikdy neprednesenej: popri našej realite by existovali nielen častice fantómy, ale kompletné vesmíry, svety „paralelné“ s naším. V tomto prípade by sme sa pohybovali v bludisku, kde by náš úzky chodník obklopovalo nekonečné množstvo možných, rovnako reálnych a skutočných, ale neprístupných svetov.

Druhý záver hovorí, že nikto nie je schopný vysvetliť,čo sa odohráva na úrovni fotónu v okamihu, keď si vyberá prechod cez otvor A, alebo B. Záhada je v tom, že hoci sa fotón nachádza oproti otvoru A, akoby vedel, že otvor B je otvorený či zatvorený. Jednoducho to vyzerá, akoby poznal kvantový stav vesmíru. Čo teda umožňuje fotónu vybrať si tú či onú trasu? Čo posiela do ničoty fantomatické svety? Iba vedomie pozorovateľa. A to nás privádza k duchu: k neviditeľným končinám nášho sveta, popod a ponad našu realitu; to je oblasť ducha. A možno práve tam, vo vnútri kvantovej zvláštnosti, sa má stretnúť náš ľudský duch a duch tej transcedentnej bytosti, ktorú nazývame Bohom.

Opísaný pokus dokazuje, že nežijeme v determinovanom, vopred predurčenom svete. Naopak, sme slobodní a máme moc v každom okamihu všetko zmeniť. Preto elementárne častice nie sú fragmenty hmoty, ale jednoducho Božie kocky.

Tu máme možnosť zmieriť Einsteina so zástancami kvantovej teórie. Ako tvrdí spomenutá teória, kocky naozaj existujú; no v zhode s Einsteinovým názorom nehrá nimi Boh, ale sám človek.