Hoćemo li ikada razumjeti kvantnu teoriju?

Ako vas ponašanje subatomskih čestica potpuno zbunjuje, ne brinite se, ni fizičari ga  ne shvaćaju potpuno.

Teorija kvantne mehanike jedna je od najuspješnijih teorija u znanosti. Razvijena početkom dvadesetog stoljeća, služila je tome da se s nevjerojatnom točnošću izračuna kako se ponašaju svjetlo i materija, primjerice, na koji način električna energija prolazi kroz silikonske tranzistore u računalnim sklopovima. Većina današnje informacijske tehnologije oslanja se na kvantnu teoriju, kao i neki aspekti kemijske obrade, molekularne biologije, otkrića novih materijala i još mnogo toga.

Ipak, začuđujuće je to što zapravo nitko ne razumije kvantnu teoriju. Fizičaru Richardu Feynmanu pripisuje se glasovita misao koja se često citira: „Ako mislite da razumijete kvantnu mehaniku, tada je ne razumijete.” Feynmanova tvrdnja nedavno je potvrđena anketom u kojoj su sudjelovala 33 vodeća mislioca. Skupini fizičara, matematičara i filozofa postavljen je niz pitanja s višestrukim odgovorima u vezi sa značenjem kvantne teorije, a među njihovim je odgovorima bilo vrlo malo suglasnosti.

„Bog se ne kocka!”

To je zbog toga što kvantna teorija izaziva niz neobičnih pitanja koja nadilaze granice naše imaginacije prisiljavajući nas, npr., da zamislimo objekte poput elektrona koji u različitim okolnostima mogu biti valovi ili čestice.

Jedno od najkontroverznijih pitanja vezanih za kvantnu teoriju tiče se uloge mjerenja. Naviknuti smo misliti da svijet postoji u određenu stanju te da mjerenjem i promatranjem možemo otkriti koje je to stanje. Ali barem što se tiče vrlo malih objekata poput atoma i elektrona, kvantna teorija kaže da za njih ne postoji jedinstveno stanje u kojem bi se moglo poduzeti bilo kakvo mjerenje. Oni postoje istodobno u nekoliko različitih stanja. Sve što možemo reći prije mjerenja takvih objekata jest to da postoji određena vjerojatnost da je objekt u stanju A ili B itd. Tijekom mjerenja određuje se u kojem se od  mogućih stanja objekt nalazi.

To je vjerojatno jedna od onih zagonetki kvantne teorije koje nas najviše uznemiruju. Ista ta zagonetka mučila je Alberta Einsteina, i to toliko da ju je cijelog života odbijao prihvatiti. Einstein je bio jedan od prvih znanstvenika koji su prigrlili kvantni svijet: godine 1905. predložio je teoriju prema kojoj svjetlo nije neprekidan val, već dolazi u kvantima energije koje nazivamo fotonima, a oni su zapravo „čestice svjetla”. S druge strane, za razliku od svojih suvremenika, poput Nielsa Bohra, Wernera Heisenberga i Erwina Schrodingera, koji su smislili matematički opis kvantnog svijeta u kojem je ono što je nedvojbeno zamijenjeno mogućim, Einstein je smatrao da svijet ipak ne može biti toliko nejasan. Na njegovu slavnu izreku: „Bog se ne kocka!” Niels Bohr odgovorio je: „Einsteine, prestani govoriti Bogu što da radi!”