Ten artykuł, tak jak wszystkie teksty na christianitas.org publikowany jest w wolnym dostępie. Aby pismo i portal mogły trwać i się rozwijać potrzebne jest Państwa wsparcie, także finansowe. Można je przekazywać poprzez serwis Patronite.pl. Z góry dziękujemy.

 

Zbigniew P. Szczęsny napisał tekst naprawdę interesujący: wchodzi w tę – dość rozpowszechnioną wśród „filozofujących fizyków” – dyskusję, czy mechanika kwantowa da się przełożyć na obraz świata zrozumiały dla ludzkich intuicji ontologicznych i epistemologicznych. To rozmowa stara jak sama teoria, a wciąż żywa: od de Broglie’a i Schrödingera, przez spór o realizm (Bohm) i interpretację kopenhaską, aż po Everetta, dekoherencję Żurka i współczesne propozycje typu GRW czy Penrose. Szczęsny uczciwie pokazuje, że tu nie ma jednego oczywistego „wyjścia awaryjnego” – formalizm działa znakomicie, a sens filozoficzny wciąż się wymyka.

Mechanika kwantowa: teoria o niezwykłej relacji matematyki do świata

W tym miejscu warto czytelnikowi niefizykowi powiedzieć rzecz podstawową: mechanika kwantowa jest teorią zadziwiającą. I jest tak nie dlatego, że „opowiada bajki”, tylko dlatego, że posługuje się obiektami matematycznymi, które nie są wprost obrazkami rzeczy w świecie, a jednak prowadzą do obliczeń dających się porównać z wynikami eksperymentów.

Najprostszy przykład: w teorii kwantowej stan cząstki zapisuje się jako coś, co w języku matematyki jest wektorem (w przestrzeni Hilberta). Ten wektor nie jest „ukrytą kulką”, którą da się wskazać palcem. Z niego wylicza się natomiast liczby, które można sprawdzić: prawdopodobieństwa wyników pomiaru (reguła Borna). W doświadczeniu z dwiema szczelinami formalizm każe dodawać amplitudy (liczby zespolone), a dopiero na końcu brać z nich moduł do kwadratu, by dostać prawdopodobieństwo trafień na ekranie. I właśnie ta „dziwna arytmetyka” daje zgodność z pomiarami tak dobrą, że na jej plecach jedzie pół współczesnej technologii.

To jest istotne: w mechanice kwantowej nie musimy mieć „obrazka tego, co jest”, żeby mieć rachunek tego, co się stanie w pomiarze. U Szczęsnego ta przepaść między skutecznością a intuicyjnym zrozumieniem jest jednym z głównych tematów.

Agnostycyzm wbudowany w teorię: superpozycja i „kolaps”

Mechanika kwantowa ma też w sobie pewien „agnostycyzm”: stan obiektu jest dla nas nieznany aż do pomiaru, a formalizm dopuszcza istnienie wielu możliwości naraz w postaci superpozycji. W interpretacji kopenhaskiej (w wersji potocznej) mówi się więc: dopóki nie ma pomiaru, nie ma „konkretnego wyniku” – jest wachlarz możliwych wyników z określonymi prawdopodobieństwami. Ta sytuacja jest dla fizyka przyzwyczajonego do mechaniki Newtonowskiej szokująca. Klasyczna mechanika podpowiada przecież, że jeśli znam stan układu teraz, to mogę (w zasadzie) odtworzyć jego przeszłość i przyszłość. Tak właśnie Newton wyjaśnił ruchy planet. W mechanice kwantowej jest inaczej.

Stąd bierze się słynny paradoks „kolapsu”: pomiar jakby „wybiera” jedną możliwość i resztę usuwa. Kot Schrödingera jest tylko teatralną scenografią dla tej myśli: dopóki pudełko jest zamknięte, teoria każe mówić o superpozycji „żywy/martwy” (co brzmi absurdalnie w skali makro), a otwarcie pudełka ma być odpowiednikiem pomiaru, który daje już jedną, konkretną odpowiedź. Kot będzie albo żywy, albo martwy.

To nie jest tylko żart. To skrótowa forma problemu: jak przejść od formalizmu mikroświata do faktów makroświata – do tego, że wskazówka rzeczywiście pokazuje jedno, a nie „wachlarz” wyników. Sam zresztą paradoks został podobno przytoczony przez Schrödingera właśnie dlatego, że nie mógł się on pogodzić z kopenhaską, agnostyczną interpretacją własnej teorii.

Wielkie mózgi i wielkie pomysły: od „szalonych” po bardzo poważne

Refleksja nad tym jest tak trudna, że fizycy – bywa – łapią się za głowę jak dawny proboszcz, gdy mu przyniesiono rachunek za nowy dach: wiadomo, że trzeba, ale jak to ugryźć? Stąd pojawiają się wyjaśnienia czasem radykalne: najsłynniejsze to Everett i „wieloświaty”, gdzie nie ma kolapsu, tylko rozgałęzia się rzeczywistość: każdy możliwy wynik „dzieje się” w jakiejś gałęzi.

Równolegle rozwijają się podejścia „realistyczne” (Bohm), teorie kolapsu spontanicznego (GRW) czy programy oparte o dekoherencję. Szczęsny dobrze pokazuje, że spór jest realny, a formalizm sam z siebie nie wręcza nam jednej, filozoficznie przymusowej odpowiedzi.

„Zamknij się i licz”: nurt, który w ogóle nie chce interpretować

Jest też nurt „rozsądny” (albo: cierpliwy do bólu), który odpowiada: nie dopisujmy metafizyki do rachunków; teoria działa, liczmy. Słynne hasło „shut up and calculate” streszcza tę postawę. W wersji tradycjonalistycznej brzmiałoby to tak: jeżeli masz narzędzie, które działa, używaj narzędzia – a nie wygłaszaj kazań o jego istocie.

Tylko że człowiek jest stworzeniem ciekawskim, a wyobraźnia filozoficzna nie znosi próżni. I tu dochodzimy do intuicji, którą można dopisać „obok” eseju Szczęsnego.

Próba odpowiedzi: być może problem nie jest w „istocie materii”, tylko w tym, czym jest całość

W eseju Szczęsnego pytanie o falowo-korpuskularność prowadzi do kwestii ontologicznej: czym jest materia? Czy istnieje „obiektywnie”, czy tylko „objawia się” w interakcji? To pytanie zrozumiałe i klasyczne.

Ale istnieje prosta alternatywa – i moim zdaniem bardzo obiecująca: może najbardziej zadziwiającym aspektem mechaniki kwantowej nie jest to, że „materia jest dziwna”, tylko to, że całość nie jest prostą sumą części.

Mechanika kwantowa – szczególnie poprzez zjawisko splątania – uczy, że:

• stan fizyczny bywa własnością układu jako całości, a nie „zestawem stanów jego składników”; pewnych własności nie da się przypisać częściom niezależnie, bo opis „rozdziela się” dopiero na poziomie całości; nasze potoczne pojęcia „obiektu”, „trajektorii” i „własności” są świetne w makroświecie, ale nie skalują się w dół bez zmiany sensu.

W takim ujęciu falowo-korpuskularność jest bardziej symptomem niż sednem. Sednem jest to, że redukcjonistyczne wyobrażenie „sklejania świata z cegiełek” trafia na mur: świat nie jest tylko sumą elementów, ale także strukturą relacji, w której poziomy organizacji mają realne znaczenie.

To tłumaczy też, dlaczego klasyczna fizyka makroświata jest „prawdziwa” (w swoim zakresie), a jednocześnie mikroświat wymaga formalizmu, który wygląda jak „nieludzki”: to są dwa poziomy opisu tego samego świata, a nie dwie konkurencyjne bajki.

Głos z Torunia: „Scientia et Fides” o redukcjonizmie i „średniej skali”

Właśnie dlatego ciekawie wybrzmiewa tom 13(2) / 2025 czasopisma „Scientia et Fides” (UMK w Toruniu) – numer w dużej mierze poświęcony temu, dlaczego „średnia skala” (stoły, organizmy, osoby, chleb i wino) nie jest filozoficznym dodatkiem, tylko realnym polem gry. W spisie treści widać świadomie obrany temat: „Why Middle-Sized Matters to Science and Religion”.

Wśród tekstów jest artykuł Hansa Halvorsona „Fundamental Physics and Middle-Sized Dry Goods”, który bierze na warsztat sam odruch mówienia, że to, co „fundamentalne”, jest bardziej realne niż to, co codzienne. Jest też odpowiedź Koonsa, Simpsona, Drossel i Ellisa „The Two Faces of Semi-Physicalism”, która broni współczesnego hylemorfizmu (w duchu Arystotelesa i Tomasza) jako poważnej alternatywy wobec prostego fizykalizmu.

Dalej: Breidenbach i Sadasivan piszą o przyczynowaniu przez substancję w kontekście działania kwantowego, Rooney o osobie w „dziwnych sytuacjach” w perspektywie hylemorfizmu, a Qureshi-Hurst analizuje tożsamość osobową w świetle Everetta. Pojawia się też wątek eucharystyczny (Robinson o transsubstancjacji w perspektywie „średniej skali”, Koons w polemice), oraz tekst o życiu jako kategorii ontologii naturalnej.

To istotne, bo ten numer nie jest kolejną próbą tłumaczenia teologom, że „wszystko jest z atomów”. Raczej robi spokojną wiwisekcję samego redukcjonizmu – od jego intuicji po jego granice – i pokazuje, że mechanika kwantowa stała się dostawcą argumentów światopoglądowych dokładnie dlatego, że pękł stary, demokrytejski obraz świata jako woreczka z twardymi cegiełkami.

Puenta: mechanika kwantowa jako lekcja pokory wobec „sumy części”

Jeśli więc miałbym dopisywać „prostą odpowiedź” do tekstu Szczęsnego, brzmiałaby ona tak: mechanika kwantowa nie musi prowadzić do metafizycznego dramatu o tym, czy materia „istnieje obiektywnie”, czy tylko „objawia się” w pomiarze. Może prowadzić do innej, bardziej elementarnej lekcji: świat nie jest prostym sklejeniem części, a redukcjonizm – choć bywa użyteczny metodologicznie – nie jest automatycznie prawdą ontologiczną.

W tym kontekście zwolennicy opcji „zamknij się i licz” są być może najbliżsi zdrowej, realistycznej postawie: wiedzą, gdzie kończy się rachunek, a zaczyna filozofia. I to jest zarazem najlepsza szczepionka na nadużycia „kwantowe” w publicystyce: skoro z tej samej teorii da się ukleić narracje wzajemnie sprzeczne (kopenhaska, Bohm, Everett, GRW, Penrose…), to mechanika kwantowa nie jest pałką do rozstrzygania metafizyki. Jest – przede wszystkim – bezlitosnym przypomnieniem, że całość potrafi mieć własną fizykę, a „średnia skala” nie jest złudzeniem, tylko miejscem, gdzie rzeczywiście żyjemy, poznajemy, kochamy i – dla katolika szczególnie ważne – składamy sensowne zdania o prawdzie.

Michał Jędryka

Drogi Czytelniku, prenumerata to potrzebna forma wsparcia pracy redakcji "Christianitas", w sytuacji gdy wszystkie nasze teksty udostępniamy online. Cała wpłacona kwota zostanie przeznaczona na rozwój naszego medium, nic nie zostaje u pośredników, a pismo jest dostarczane do skrzynki pocztowej na koszt redakcji. Co więcej, do każdej prenumeraty dołączamy numer archiwalny oraz książkę z Biblioteki Christianitas. Zachęcamy do zamawiania prenumeraty już teraz. Wszystkie informacje wszystkie informacje znajdują się TUTAJ.