John Polkinghorn: Kvantový svět
John Polkinghorn: Kvantový svět. Aurora, Praha 2000. Z anglického originálu The Quantum World (Harlow 1984) přeložil Jiří Rameš. První vydání, 160 s.

Kvantová fyzika vykresluje před člověkem svět plný podivností. John Polkinghorn je přesvědčený, že je to obraz ještě podivnější, než ten, který nám nabízí teorie relativity. Je to totiž svět, ve kterém již neplatí determinismus, není zde možné počítat s jasnými trajektoriemi, pravděpodobnost a náhoda se stávají objektivními prvky popisovaného světa a popis a svět se od sebe vůbec jen těžko oddělují. Zpřístupnění a popularizaci kvantové mechaniky se věnuje řada fyziků a nabídka relevantních titulů jde jistě do desítek. Polkinghornův Kvantový svět se mezi nimi řadí jednoznačně k těm lepším a povedenějším. Postup, který autor pro svůj výklad zvolil, se vymyká z většiny ostatních prací – redukuje historické okolnosti na minimum, „zlidovělé“ základní problémy (Schrödingerova kočka, princip neurčitosti, štěrbinový pokus) KM odsunuje až na druhé místo a začíná technickými problémy. Přiblížení veličin a jejich použití v základních postupech kvantové fyziky se zdá být poměrně efektivní, ovšem klade větší nároky na čtenáře, pokud jde o jeho předběžnou průpravu v práci s formálním aparátem. Autor se sice snaží vyhýbat nadměrnému zatížení textu matematickými výrazy – těm je věnován dodatek knihy – nicméně v některých případech se bez matematiky při zvoleném postupu neobejde.

Celý zpracovávaný materiál je rozložen do osmi kapitol, plus dodatky a slovníček pojmů. První kapitola, Podivnosti, je spíše prodlouženým úvodem, který zařazuje neobvyklosti - vzhledem ke klasické fyzice a „zdravému rozumu“, - o kterých mluví kvantová mechanika do historických souvislostí. Hlavní otázky, jak je přinesl rozvoj fyziky, jsou formulovány v druhé kapitole Jak to všechno začalo. Čtenář se zde seznámí se jmény fyziků a zejména s jejich objevy, které zásadním způsobem měnily pohled na zdánlivě neotřesitelné jistoty, ke kterým se dosavadní fyzika za staletí propracovala. Nářadí k práci je dostatečně výmluvným názvem třetí kapitoly. Autor zde velmi zdařilým a přístupným způsobem předkládá hlavní pojmy – stav systému, princip superpozice, vektorové prostory, Hilbertovy prostory, lineární operátor a hermitovský operátor, hamiltonián, kolaps vlnového balíku – a naznačuje situace, ve kterých jsou použitelné a proč je nezbytné vůbec takové pojmy zavádět. Přestože se jedná vlastně o přípravnou fázi, domnívám se, že se jedná – vzhledem k jiným podobně zaměřeným pracím - o jednu z nejpřínosnějších částí knihy. Autor se nespoléhá na kouzlo a tajemnost neznámých termínů, kterými by ohromil čtenáře, ale nabízí jejich poctivé, i když nikoli zcela snadné odhalení.

Další kapitoly se již věnují postupně jednotlivým klíčovým pokusů a problémům kvantové mechaniky. Čtvrtá kapitola, Kudy proletěl, seznamuje se štěrbinovým experimentem, který názorně ilustruje základní problém kvantové teorie. I v této části pokračuje se seznamováním se speciálními pojmy, zde přicházejí na řadu Pauliho vylučovací princip, princip korespondence. Terminologické a pojmové pasáže doplňuje objasněním různých postupů a řešení, v daném případě je to Schrödingerova rovnice a Feynmanovy součty přes historie. Principu neurčitosti je věnována kapitola Pouze částečná znalost, ve které autor již plně využívá dříve objasněných postupů a ukazuje různé možnosti, jak dospět ke správnému výsledku či jak se ujistit o jejich správnosti, ať již vypadají na první pohled sebepodivněji. Vedle samotného vysvětlení kvantových jevů, nabízí autor čas od času i metaúvahu. Vysvětluje, jak nejlépe naložit s populárním (podle něj tedy i málo přesvědčivým, spíše intuitivním) vysvětlením a načrtává tak i základní postup při práci teoretického fyzika. Tyto odbočky od hlavního tématu vedou i k historickým reminiscencím, přičemž vše je spojeno v jeden celek, který stále dokáže udržet čtenářovu pozornost.

Kdy je to jisté je kapitola, která pokračuje v načatém problému principu neurčitosti a komplementarity seznamováním s (myšlenkovými) experimenty a filosofickými přístupy, které se měly vyrovnat s uvedenými principy. Z filosofických přístupů tak nabízí subjektivní idealismus (ve stylu biskupa Berkleyho), kodaňskou interpretaci, přesun problému od fyzikálního k psychickému (otázka vědomí pozorovatele) a pluralistický vesmír H. Everetta.

Sedmá kapitola, Opravdová pospolitost, rozehrává další myšlenkové experimenty, jak je historie zaznamenal v podobě sporu mezi zastánci determinismu a obhájci nové fyziky. Hlavním protagonistou je zde EPR paradox, jehož nastíněná historie je vlastně i shrnutím jednoho z ústředních problémů kvantové mechaniky a jejích filosofických konsekvencí. Originál knihy vychází v roce 1984, takže je pochopitelné, že se autor zmiňuje o Aspektových pokusech, které daly odpověď na EPR paradox, jen v pěti řádcích, které přidal až při korektuře knihy. Zde mohl překladatel či vydavatel poskytnou službu čtenářům v podobě obsáhlejší informace nebo alespoň odkazu.

Závěrečná kapitola, Co to znamená, redukuje a zobecňuje. Zobecňuje prezentované speciální problémy a ukazuje je v – svým způsobem zjednodušených, nikoli však neoprávněně – filosofických postojích. Autor nabízí dvě cesty, jak přistupovat k problému kvantové mechaniky – pozitivisticky, nebo realisticky. V samém závěru se nevyhýbá ani hodnocení a osobnímu stanovisku, podle kterého mu pozitivistický přístup připadá až příliš opatrný a vlastně nenaplňující ambice vědy, protože zůstává „kronikářský“. Realistický postoj, i když sám upozorňuje na zásadní problémy s ním spojené, je pro něj mnohem přijatelnější, zejména proto, že na místo pozitivistického popisu umožňuje dosadit pochopení kvantového světa.

Josef Krob




Published by the Department of Philosophy, Faculty of Arts, Masaryk University, Brno, Czech Republic.
ISSN: 1212-9097