„Što se tiče sukoba između kvantne teorije i teorije relativnosti, ne mislim da filozofi imaju prednost nad fizičarima, osim u onoj meri u kojoj jasno razumeju situaciju. To je problem o kojem bi se fizičari trebalo brinuti i rešavati ga. Ali, takođe, bi se trebalo brinuti i rešavati temeljne konceptualne probleme kvantne teorije, poput problema merenja”, smatra ugledni američki filozof nauke Tim Modlin.
Nenad Jarić Dauenhauer
Ugledni američki filozof nauke Tim Modlin (na slici) je u intervjuu „Indeksu” rekao da fizičari, uglavnom, odbijaju prihvatiti da su fizički eksperimenti za koje je 2022. dodeljena Nobelova nagrada pokazali da teorija relativnosti Alberta Ajnštajna ima temeljenih kontradikcija i da je treba menjati. Naš sagovornik, profesor na Njujork univerzitetu, autor više knjiga iz filozofije fizike, tu tezu izneo u sklopu godišnjeg predavanja Frane Petrić, koje je organizovano povodom 57. obletnice Instituta za filozofiju. Činjenica da su fizičari u eksperimentima potvrdili kvantno preplitanje, koju je Ajnštajn nazvao „sablasnim delovanjem na daljinu”, nagoveštava da brzina svetlosti u vakuumu nije nužno granična brzina koju ništa ne može premašiti, što bi trebalo značiti da teorija relativnosti ne važi.
Modlin je podsetio da su Albert Ajnštajn, Boris Podolski i Natan Rozen još 1935. predstavili tzv. EPR paradoks, misaoni eksperiment koji je doveo u pitanje razumevanje kvantne mehanike. On se temeljio na ideji da kvantna mehanika predviđa da se dve čestice poput elektrona mogu spregnuti, odnosno povezati tako da svojstva jedne određuju svojstva druge, bez obzira na međusobnu udaljenos. Iz njega je proizlazilo da bismo u trenutku kada doznamo spin jednog od spregnutih elektrona, koji je pre eksperimenta bio nepoznat, istog trenutka doznali spin drugog, iako su međusobno udaljeni svetlosnim godinama. Kvantno sprezanje je potvrđeno u eksperimentima koje je osmislio irski fizičar Džon Bel. Prema klasičnoj fizici, potvrda kvantne isprepletonosti značila bi da bi informacije mogle putovati trenutno, odnosno brže od svetlosti, što je u suprotnosti s teorijom relativnosti.
No, fizičari su zaključili da ta potvrda nije dokaz da informacije mogu putovati brže od svetlosti jer se merenja svojstava čestica ne mogu ni na koji način koristiti za prenošenje informacija. Drugim rečima, zasad nije jasno kako bi bilo moguće manipulisati jednim elektronom da bi se informacije prenele do drugog, udaljenog elektrona. Modlin je u izlaganju kazao da ne vidi zašto se u budućnosti korelacijska povezanost spregnutih čestica ne bi mogla koristiti za slanje korisnih informacija. Doveo je u pitanje koncept prostor-vremena utemeljen na teoriji relativnosti, ustvrdio da fizika već decenijama ne daje nove velike uvide i da ne uspeva povezati kvantnu mehaniku i teoriju relativnosti u smislenu zajedničku teoriju. Poručio je da je prošlo vreme kada je bilo dovoljno i plodonosno slediti preporuku „ćuti i računaj”, koja odražava stav većine fizičara da je takva metoda ključan alat za razotkrivanje tajni prirode. Za kraj je istakao da je došlo vreme da se počne misliti, a tu vidi izazov s fizičarima koji to, uglavnom, odbijaju i izrazio je uverenje da bi taj posao možda bolje mogli obaviti filozofi nauke koji se bave ontološkim pitanjima. Nakon izlaganja napravili smo intervju.
Indeks: U svojem izlaganju rekli ste da bi se kvantna korelacija u fenomenu kvantne spregnutosti mogla iskoristiti za trenutno prenošenje informacija. To je u suprotnosti s uvreženim razumevanjem naučnika. Koje bi empirijski proverljive posledice imao novi uvid u pojam prostora i vremena, što bi proizlazio iz činjenice da merenje na jednom delu spregnutog sistema trenutno menja svojstva tog sistema na proizvoljnoj udaljenosti?
Modlin: Ideja da bi mogle postojati sheme za superluminalno signalizovanje (brže od svetlosti) jeste spekulativna. Ono što nije spekulativno, a dokazano je u laboratoriji, jeste da mora postojati superluminalna uzročnost. Mnogi fizičari ne cene razliku između signalizovanja i uzročnosti. Signalizovanje je oblik uzročnosti – ono što pošiljalac radi je uzrok poruke koju primalac prima, ali ne podržava svaki tip uzročne veze signalizovanje.
Indeks: Ne bi li superluminalnu signalizaciju trebalo potvrditi u eksperimentima pre nego što se teorija relativnosti proglasi problematičnom?
Modlin: Da bi postojala uzročnost, pojava uzroka mora barem promeniti verovatnoću učinka. Ali za kanal signalizovanja, uzrok mora dodatno biti slobodno kontrolisan od strane pošiljaoca, a učinak mora biti opažen od strane primaoca. U različitim tumačenjima kvantne teorije ti uslovi mogu izostati, iako postoji superluminalna uzročnost. Na primer, u teorijama s probabilističkim „kolapsom talasne funkcije” eksperimentator može učiniti nešto što osigurava da će doći do kolapsa, ali ne može kontrolisati tačno kako se kolaps događa („Bog se igra s kockama”). Takođe, u kvantnoj teoriji pretpostavlja se kvantna talasna funkcija sistema, ali svi se slažu da talasna funkcija nije neposrdno opaziva, čak i ako pošiljalac može kontrolisati talasnu funkciju udaljenog sistema, to ne znači da primalac može opažati šta je pošiljalalc učinio.
Uobičajeno shvatanje teorije relativnosti nije samo da ona zabranjuje superluminalno signalizovanje, već da zabranjuje i superluminalnu uzročnost. Ako to tako shvatimo, eksperimenti su to već opovrgnuli. Mnogi fizičari insistiraju da nema superluminalnog signalizovanja i da stoga teorija relativnosti opstaje, ali koncept signalizovanja ne igra nikakvu ulogu u formulaciji teorije relativnosti. Što se tiče empirijskih posledica superluminalne uzročnosti, to u potpunosti zavisi od preciznih detalji teorije. No ne postoji opšti odgovor na to pitanje. Za neke precizno formulisane teorije, čini se da se mogu izvesti empirijske posledice, ali to će varirati od teorije do teorije. Standardna kvantna mehanika nije dovoljno jasno formulisana da bi se to pitanje uopšte moglo postaviti. Ona se oslanja na nejasan i neprecizan pojam jerenja. To je poteškoća poznata kao „problem merenja” u kvantnoj teoriji.
Indeks: U toku izlaganja rekli ste da fizičare ne zabrinjava ono što vi smatrate bitnim kontradikcijama između teorije relativnosti i kvantne teorije. Čini se da smatrate da bi se time trebalo pozabaviti filozofi nauke. Koje bi mogle biti njihove prednosti u odnosu na naučnike?
Modlin: Što se tiče sukoba između kvantne teorije i teorije relativnosti, ne mislim da filozofi imaju prednost nad fizičarima, osim u onoj meri u kojoj jasno razumeju situaciju. To je problem o kojem bi se fizičari trebalo brinuti i rešavati ga. Ali, takođe, bi se trebalo brinuti i rešavati temeljne konceptualne probleme kvantne teorije, poput problema merenja, kao što su Ajnštajn, Šredinger i Bel stalno insistirali. Iz prilično čudnih razloga, većina fizičara odlučila je jednostavno da ignoriše ta pitanja u korist stava „ćuti i računaj”. Ono što su filozofi činili jeste insistiranje na ispravnosti onoga što su Ajnštajn i drugi tvrdili. Glavni razlog zašto cene problem jeste filozofska obuka u jasnoj konceptualnoj analizi i uvažavanje logički ispravnih argumenata.
Indeks:Naučnici su u više navrata izrazili sasvim suprotna uverenja. Primerice, Ričard Fajnman je rekao da je „filozofija naučnicima potrebna koliko i ornitologija pticama”, Stiven Hoking je poručio da je „filozofija mrtva” ida su „naučnici postali nosioci baklje otkrića u našoj potrazi za znanjem”, a Lorens Kraus da „filozofija nije korisna za nauku”, da „s vremena na vreme može postaviti zanimljiva pitanja, ali ih ne može rešiti”.Zašto mislite da je red na filozofima da preuzmu baklju?
Modlin: Što se tiče Fajnmanove izjave: ona je zapravo prilično čudna. Ornitologija bi bila od velike koristi pticama: mogle bi bolje razumeti svoje grabljivce, gde mogu pronaći hranu itd. Razlog zašto ptice ne koriste ornitologiju je taj što nisu dovoljno inteligentne da je razumeju. Hoking očito nije bio svestan šta dobri filozofi fizike rade. To nije veliko iznenađenje: čitanje je za njega bilo vrlo teško. Ove prilično detinjaste uvrede od strane Hokinga i Krausa ne zaslužuju pažnju. One nisu argumenti ili razložne opservacije i nisu potkrepljene nikakvim dokazima ili pokazateljima da su uopšte svesni šta filozofi rade. Zapravo ne postoji razlika između „filozofije fizike” i „temeljne fizike”. Primerice, Dejvid Albert naziva se „filozofom fizike”, ali njegov doktorat je iz teorijske fizike, a prvi posao bio je na odseku za fiziku. Kasnije je prešao na odeljenje za filozofiju ne zato što je hteo „baviti se filozofijom”, već zato što odseci za fiziku nisu podržavali istraživanja u temeljnoj fizici. Danas je zajednica temeljne fizike raspršena među odeljenjima za filozofiju, matematiku i fiziku, s možda najmanje ljudi na odsecima za fiziku. To je upravo razlog zašto sam osnovao Džon Belov institut za fundamentlanu fiziku: da bih pokušao stvoriti uedinjeniju i interaktivniju zajednicu ljudi zainteresovanih za temeljnu fiziku.
Indeks: Postoji li neki primer u skorijoj poviesti nauke da je neko bitno naučno pitanje rešio neki filozof? Smatrate li da bi vaš Institut ili Vi sami mogli pridonijeti nalaženju odgovora na velika pitanja?
Modlin: Da, svakako. Mentor moje disertacije Klark Glimor napravio je važan rad na teoriji kauzalnih grafova, koja se široko koristi u mnogim različitim naučnim poljima. On i kolege razvili su računarske programe za sistemsko pretraživanje prostora mogućih kauzalnih struktura i identifikovanje onih koje su najjače podržane podacima. Njihove programe koristila je primjerice NASA za dizajniranje metoda analize koje koriste svemirske sonde. Jedna od tema intenzivnog proučavanja filozofa je i teorija potvrde, posebno bajesovske metode. Nju naučnici stalno koriste, no ponekad loše. Znalci iz filozofske zajednice mogu pomoći i već su pomogli. Isto se može dogoditi i s fizikom, iako su sadašnji problemi u fizici toliko teški da niko ne postiže veliki napredak.
(Ilustracije: Institut za fiolozofiju)
(Indeks)
