Ostatnim razem recenzowałem książkę przeznaczoną dla ogółu, tym razem mam przyjemność zmierzyć się z czymś znacznie bardziej śmiałym. Z pozycją omawiającą niestandardową wizję wszechświata – pozbawionego czasu i przestrzeni – opartą o fundament fascynującej teorii, zwanej pętlową grawitacją kwantową.

Nad wszyst­kimi współ­cze­snymi fizykami teo­re­tycz­nymi wisi to samo utra­pie­nie. Dwie naj­więk­sze teorie naukowe XX wieku, czyli teoria względ­no­ści Ein­ste­ina oraz mecha­nika kwantowa, uparcie nie chcą ze sobą współ­pra­co­wać. To fakt powszech­nie znany każdemu kto choćby liznął którejś z tych wspa­nia­łych kon­cep­cji. Pierwsza w nie­zrów­nany sposób tłumaczy zjawiska zacho­dzące w świecie dużych obiektów. Jej roz­czo­chrany twórca złączył ze sobą czas i prze­strzeń, założył, że każdy zegar w kosmosie bije w swoim rytmie, a oddzia­ły­wa­nie gra­wi­ta­cyjne to nic innego niż zagłę­bie­nie w płótnie cza­so­prze­strzeni, powstałe wskutek obec­no­ści masy. Mecha­nika kwantowa zadała kłam fizyce kla­sycz­nej, wpro­wa­dza­jąc dualizm kor­pu­sku­larno-falowy oraz zasadę nie­ozna­czo­no­ści Heisen­berga. Dzięki niej wiemy, że elek­trony nie krążą wokół jąder ato­mo­wych jak planety po orbitach, a żadna cząstka ele­men­tarna nie zacho­wuje się jak obiekty znane z naszych codzien­nych doświad­czeń.

Sęk w tym, że oba te filary nie chcą ze sobą w żaden sposób współ­grać. Nie wiadomo jak gra­wi­ta­cja ma się do reguł rzą­dzą­cych rze­czy­wi­sto­ścią kwantów, oraz jak wygląda wspólny mia­now­nik mecha­niki kwan­to­wej i teorii względ­no­ści. Oba te potężne narzę­dzia zdają się działać; prze­cho­dzą eks­pe­ry­menty i popraw­nie opisują swoje segmenty rze­czy­wi­sto­ści – ale dia­me­tral­nie się od siebie różnią. To nas niepokoi, ponieważ to jeden i ten sam wszech­świat, i z całą pew­no­ścią istnieje jakieś uogól­nie­nie, wyższa teoria opi­su­jąca fizykę mikro­świata i makro­świata w jednym zestawie równań.

Recen­zo­wana książka – “Rze­czy­wi­stość nie jest tym, czym się wydaje” Carlo Rovel­liego – opowiada właśnie o wielkim dziele uni­fi­ka­cji. Sam na łamach bloga miałem spo­sob­ność przy­bli­żać Wam jedną z kan­dy­da­tek na teorię wszyst­kiego, pod postacią teorii strun. Włoski fizyk przed­sta­wia jej główną kon­ku­rentkę, nieco mniej popu­larną, ale co najmniej równie fascy­nu­jącą, teorię pętlowej gra­wi­ta­cji kwan­to­wej. Recenzja nie jest naj­lep­szym miejscem aby cha­rak­te­ry­zo­wać sam koncept, napiszę więc tylko, że część fizyków wywraca do góry nogami nasze dotych­cza­sowe poj­mo­wa­nie prze­strzeni poprzez jej… skwan­to­wa­nie:
Powierzch­nia, podobnie jak odle­głość, jest zmienną fizyczną, a jej widmo można obliczyć za pomocą równania Diraca. Powierzch­nia nie jest wiel­ko­ścią ciągłą, lecz ziar­ni­stą. Nie ma czegoś takiego jak dowolnie mała powierzch­nia. Prze­strzeń wydaje się nam gładka tylko dlatego, że nie jesteśmy w stanie dostrzec nie­zwy­kle małych kwantów prze­strzeni. To tak jak z koszulką – dopiero kiedy przy­glą­damy się jej z bliska, widzimy, że jest utkana z cienkich nitek.
Zresztą nie tylko prze­strzeni bo również (co chyba szokuje jeszcze bardziej) czasu:
W tym samym sensie w teorii fun­da­men­tal­nej nie istnieje też czas – kwanty gra­wi­ta­cji nie ewoluują w czasie. Czas to po prostu licznik zacho­dzą­cych oddzia­ły­wań. Pokazuje to równanie Wheelera-DeWitta, w którym nie wystę­puje zmienna czasowa. Czas, tak jak prze­strzeń, wyłania się z kwan­to­wego pola gra­wi­ta­cji.
Jednak przed wkro­cze­niem w ten dzi­waczny świat, Rovelli raczy nas dwoma działami wpro­wa­dza­ją­cymi. Część pierwsza, Korzenie, sięga do sta­ro­żyt­nego Miletu i skupia się na filo­zo­ficz­nych wska­zów­kach, które pozwo­liły uczonym zmienić myślenie o fizycz­nej rze­czy­wi­sto­ści. Praw­dziwe “mięso” czuć dopiero w części drugiej, oma­wia­ją­cej dwie wielkie teorie XX wieku, czyli wspo­mniane wyżej: teorię względ­no­ści oraz mecha­nikę kwantową. Wyło­że­nie pętlowej gra­wi­ta­cji kwan­to­wej nastę­puje w ostat­nich dwóch czę­ściach, tj. Prze­strzeń kwantowa i czas rela­cyjny oraz Krok poza czas i prze­strzeń. Autor stara się w nich (stara to ważne słowo) udo­wod­nić, że czas nie jest konieczną war­to­ścią do opisu struk­tury wszech­świata, że cza­so­prze­strzeń nie jest ciągła lecz złożona z drobnych ele­men­tów, oraz że elementy te łączą się ze sobą, tworząc coś w rodzaju cha­otycz­nej piany, możliwej do roz­ry­so­wa­nia w formie grafów. Co cieszy, badacz nie pominął również wątku wery­fi­ka­cji odważnej hipotezy, czemu poświę­cił jeden z pod­roz­dzia­łów. To dość istotne, bowiem spo­tka­łem się już z opiniami, jakoby teo­re­tycy nie powinni mieszać w głowach laików, swoimi nie­po­twier­dzo­nymi, być może błędnymi pomy­słami. Rovelli siłą rzeczy wyraźnie wierzy w swoje prze­wi­dy­wa­nia, ale odróżnia poszlaki od dowodów i cier­pli­wie argu­men­tuje swoje racje. 

Ciężar narracji skupiony został więc na drugiej połowie książki. Nastę­pu­jące wcze­śniej omó­wie­nie postu­la­tów teorii względ­no­ści czy zasady nie­ozna­czo­no­ści, są raczej stan­dar­do­wym dodat­kiem, którego nie wypa­da­łoby nie zamiesz­czać; choć nie sądzę aby osoba zielona, która nigdy wcze­śniej nie słyszała o Bohrze czy Heisen­bergu, skusiła się nagle na lekturę o kwan­to­wej gra­wi­ta­cji. Jedyny powiew świe­żo­ści w drugiej części, stanowi wyraźne pod­kre­śle­nie wątku pól kwan­to­wych – bardzo istot­nych z punktu widzenia tytu­ło­wej kon­cep­cji.

Z oceną przy­stęp­no­ści wykładu wło­skiego fizyka, mam pewien kłopot. Nie zdarzało się abym musiał czytać jakiś fragment po trzy razy aby pojąć co chciano mi prze­ka­zać – zatem sam sposób for­mu­ło­wa­nia myśli nie pozo­sta­wia wiele do życzenia. Wąt­pli­wo­ści budzi nato­miast to, czy Rovelli sięgnął dosta­tecz­nie głęboko w opisie pętlowej gra­wi­ta­cji kwan­to­wej. Z lektury bez wąt­pie­nia wynio­słem gros nowych wia­do­mo­ści, jed­no­cze­śnie jednak czując trudny do zde­fi­nio­wa­nia niedosyt. Teoria poważnie roz­pa­liła moją cie­ka­wość, z każdą stroną chciałem ją poznawać coraz lepiej, ale po prze­by­ciu tych ~280 stron odnio­słem wrażenie, że nadal nie zała­pa­łem clou tematu. Nie byłoby jednak uczciwie winić autora, gdyż ewi­dent­nie robił co mógł. Pętlowa gra­wi­ta­cja – w odróż­nie­niu od barwnej, wypeł­nio­nej wie­lo­wy­mia­ro­wymi kosmy­kami energii, teorii strun – jest nad­zwy­czaj abs­trak­cyjna i wymaga zarówno od nauczy­ciela jak i od ucznia, stu­pro­cen­to­wej kon­cen­tra­cji.

Na pochwałę zasłu­guje zawarcie w pracy wielu przej­rzy­stych rycin i dia­gra­mów. Naprawdę je doceniam, gdyż pierwszy przy­słany mi egzem­plarz (przed­pre­mie­rowy) był ich pozba­wiony i stanąłem przed kar­ko­łom­nym wyzwa­niem, samo­dziel­nego wyobra­ża­nia sobie pokrę­co­nej geo­me­trii kwan­to­wej gra­wi­ta­cji bez gra­ficz­nych wspo­ma­ga­czy. Co by nie mówić, dobrze dobrany obraz, rze­czy­wi­ście wyraża więcej niż tysiąc słów.

Czy­tel­ni­ków Kwantowo, praw­do­po­dob­nie zadowoli sposób pre­zen­to­wa­nia poszcze­gól­nych odkryć i idei przez Rovel­liego. Podobnie do mnie, ewi­dent­nie znajduje on radość w łączeniu wyja­śnień fizycz­nych z wstaw­kami histo­rycz­nymi. Czasami autor może trochę z dygre­sjami prze­sa­dza, zwłasz­cza w części pierw­szej (trochę przegina z filo­zo­fami), ale liczba cie­ka­wych postaci i anegdot wspo­mnia­nych przez autora, pozwala zbudować odpo­wiedni klimat. Zwłasz­cza, że w czasie lektury poznamy nie tylko sławnych fizyków pokroju Feynmana i Wheelera, ale także bardziej ano­ni­mo­wych, jak cho­ciażby Matwieja Bronsz­tejna czy Chrisa Ishama. 

“Rze­czy­wi­stość nie jest tym, czym się wydaje” to pozycja, co do której zachę­ca­nie nie ma więk­szego sensu. Po prostu, jeśli jesteś gotowy na poważną gim­na­stykę inte­lektu oraz wyobraźni, i jed­no­cze­śnie chcesz być na czasie ze współ­cze­sną fizyką teo­re­tyczną – i tak nie masz więk­szego wyboru. O ile na rynku znajduje się sporo niezłych publi­ka­cji oma­wia­ją­cych teorię strun, o tyle sze­ro­kiego opisu pętlowej gra­wi­ta­cji kwan­to­wej podjął się tylko jeden autor. Carlo Rovelli.
Info:
Autor: Carlo Rovelli;
Tytuł: Rzeczywistość nie jest tym, czym się wydaje. Droga do grawitacji kwantowej;
Wydawnictwo: Feeria Science;
Wydanie: Łódź 2017;
Liczba stron: 288.


  • Miro Slavin Szwaj­ca­rzew­ski

    Bardzo mnie cieszy taka teoria. Od kiedy sły­sza­łem o teori strun miałem nadzieję że ją ktoś obali, bo choć fan­ta­styczna to wygląda na mocno nacią­ganą i niemalże magiczną lub sur­re­ali­styczną.
    Dzięki za reko­men­da­cję książki. Mam nadzieję że będzie to spujna i zro­zu­miała hipoteza z której narodzi się jakaś teoria.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • unber

    Na szybko — “Z oceną przy­stęp­no­ści wykładu wło­skiego fizyka, mam pewien kłopot. Nie zdarzało się abym usiał czytać jakiś fragment po trzy razy aby pojąć co chciano mi prze­ka­zać – zatem sam sposób for­mu­ło­wa­nia myśli wydaje się naprawdę dobry.” — wypa­da­łoby poprawić na “abym musiał”

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • fibrol

    Dla Ciebie Adamczyk nie ma ratunku! Przestań w końcu mieszać młodym ludziom w głowach.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      Dobrze fibrol, postaram się mieszać tym starym. ( ͡° ͜ʖ ͡°)

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

  • Adam Sunny

    Właśnie kolejna książka która stara się dotrzeć do zwykłego kowal­skiego i opisuje dotych­cza­sowe osią­gnię­cia fizyki teo­re­tycz­nej.
    Z jednej strony zro­zu­miały zabieg mar­ke­tin­gowy który stara się aby książka trafiła do jak naj­szer­szego grona, acz­kol­wiek tak jak napi­sa­łeś
    człek całkiem zielony w temacie nie sięgnie po tak egzo­tyczny tytuł. Po co więc po raz setny nudzić tym czy­tel­ni­ków nara­ża­jąc na stratę czasu, gdzie właściwy przekaz książki zawiera się w ledwie kil­ku­dzie­się­ciu stronach.

    Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

    • http://www.kwantowo.pl/ Adam Adamczyk

      To zależy kto i czego oczekuje. Ja nie traktuję książek nauko­wych i popu­lar­no­nau­ko­wych jak bele­try­styki. Często nie czuję potrzeby czytania od deski do deski, bo do lektury nie siadam dla poznania jakiejś fabuły i ciągłość narracji nie jest konieczna. W wielu pozy­cjach inte­re­suje mnie właśnie kon­kretny rozdział lub roz­działy; ale jed­no­cze­śnie, jako osoba pisząca, rozumiem ich autorów. Nie wypada wydać książki np. o czarnych dziurach, bez wstępu doty­czą­cego teorii względ­no­ści. Nawet jeśli jakaś osoba już coś na ten temat wie, ale nie siedzi w temacie na co dzień, powinna mieć moż­li­wość choćby skró­to­wego odświe­że­nia sobie infor­ma­cji aby lżej się czytało treść właściwą. Książka o pętlowej gra­wi­ta­cji kwan­to­wej, bez roz­dzia­łów o gra­wi­ta­cji i kwantach, na pewno byłaby odbie­rana jako wybra­ko­wana.

      Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Adam Sunny

        no zgadzam się, ale jak ktoś jest na bieżąco z tematem to w zasadzie płaci za wiedzę którą już kupował kil­ka­krot­nie.
        Czy Ty Panie Adamie nie musisz za nie płacić?

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0

      • Drangir

        Jeśli książka jest prze­zna­czona dla sze­ro­kiego grona odbiorcy i nie jest częścią większej serii, wtedy takie podej­ście ma dużo sensu. Trochę jak pod­rzu­ce­nie zestawu kabli do monitora, mimo że klient praw­do­po­dob­nie już je ma — po poprzed­nim :V

        Dobrze gada? Dobre 0 Słabe 0