Bilo bi više smisla da je ovo pisano prošle godine, ali šta je tu je…

1925., posle dve i po decenije uzbudljivih zabuna i parcijalnih rezultata, Verner Hajzenberg je uspešno formulisao novi osnovni zakon fizike mikrosveta. To se danas naziva Hajzenbergovom slikom kvantne mehanike.

Samo godinu dana kasnije, 1926. godine (pre sto godina!), Ervin Šredinger je formulisao matematički i konceptualno potpuno drugačiju sliku tih istih zakona kvantne mehanike. To se danas naziva Šredingerovom slikom.

Posle malo više od dve decenije, 1948. godine, Ričard Fajnman je konstruisao treću formulaciju zakona kvantne mehanike, opet matematički i konceptualno potpuno drugačiju. Tradicionalno, to se obično naziva Fajnmanovom interpretacijom.

Sve tri formulacije se i dan-danas aktivno koriste. Za svaki specifičan problem jedna od tih slika je obično najpogodnija i za razumevanje i za račun, tako da se teoretičari prilagođavaju po potrebi.

Bilo je u proteklom veku još značajnih doprinosa i još imena koja vredi pomenuti, ali ako je tema jedan vek kvantne mehanike, treba naglasiti dve stvari: 

1. Kvantna mehanika u potpunosti opisuje mikroskopski svet. Ne postoji nijedan fenomen u suprotnosti sa zakonima kvantne mehanike, ni jedan eksperiment koji nije moguće opisati tim zakonima. Zakoni kvantne mehanike su u osnovi moderne elektronske tehnologije koja je promenila svet. 

2. Zakoni kvantne mehanike su u direktnoj suprotnosti sa našom intuicijom, zasnovanoj na posmatranju i merenju makroskopskih pojava i iz njih izvedenih zakona klasične fizike.

Ova druga karakteristika je razlog zašto se i dan danas raspravlja o „interpretaciji“ zakona kvantne mehanike, i o hipotezama o mogućem fundamentalnijem nivou realnosti na kojem počivaju tih zakoni.

To je ozbiljan i legitiman istraživački program, ali često pogrešno shvaćen.

Mnogi autori citiraju Ričarda Fajnmana: „sa sigurnošću možemo da kažemo da niko ne razume kvantnu mehaniku“. To nije neko priznanje da smo pred zidom ili u magli, već slikovitiji i efektniji iskaz druge tačke gore, o kontrastu zakona kvantne i klasične mehanike, o kontrastu onoga kako se mikroskopski svet ponaša i našeg očekivanja da bi trebalo da se ponaša po istim zakonima kao i makroskopski objekti. Te zakone razumemo tako dobro da su postali stvar „zdravog razuma“ i „logike.“

Često se čuje i (pogrešan) iskaz da je po kvantnoj mehanici jedan isti elektron u istom trenutku i u Beogradu i u Tokiju. Kvantna mehanika u stvari kaže da je stanje elektrona takvo da sa određenom verovatnoćom može da bude u Beogradu a sa određenom verovatnoćom u Tokiju. Ali ako ga registrujemo u Beogradu, tog istog momenta neće biti registrovan u Tokiju. I obrnuto. Dakle uvek je ili ovde ili tamo, nikada i ovde i tamo.

Druga popularna (i pogrešna) tvrdnja je da eksperimenti sa spregnutim česticama pokazuju da je kvantna mehanika „nelokalna“ ili da „postoji trenutno dejstvo na daljinu.“ Ta interpretacija je tačna samo ako zamišljamo da u prirodi važe isključivo zakoni klasične fizike. Što kao što znamo, nije slučaj. Ako se svaka od tih situacija analizira kroz zakone kvantne mehanike, nema nikakve nelokalnosti ni trenutnog dejstva na daljinu. Mi ne možemo da namećemo prirodi kako da se ponaša, možemo samo da uočimo i formulišemo zakone tog ponašanja.

Posle sto godina znamo malo više o toj temi koja je od početka brinula velike majstore. Ali da li postoji fundamentalniji nivo zakona prirode od kvantne mehanike, to još uvek ne znamo, i pored raznih hipoteza.

Ali nešto znamo sigurno: kvantna mehanika je tačna i potvrđena, ali ostaje mistična!

Atomi i manje čestice ne ponašaju se kao male loptice koje idu tamo amo, svaka u svakom momentu sa određenim fizičkim svojstvima kao položaj, brzina, energija, rotacija, itd., svojstvima koja se merenjima samo očitavaju. Takva slika je u direktnoj suprotnosti sa eksperimentima!

U kvantnomehaničkoj slici svako fizičko svojstvo postaje određeno samo u procesu interakcije, merenja, registracije… pri čemu za svaku takvu interakciju ili merenje samo jedno ili samo neka fizička svojstva jasno su određena, dok druga, komplementarna, i dalje ostaju samo kao skup mogućnosti.

Studenti ili ljubitelji fizike, kada se sretnu sa zakonima kvantne mehanike, bar na početku a u nekom smislu i uvek kasnije, ako nisu začuđeni i zbunjeni, promašili su poentu, nisu primetili i osetili taj suštinski element.

Dajmo sada reč Polu Diraku, jednom od legendarnih kreatora kvantne mehanike, koji je između ostalog formulisao njenu matematičku strukturu, a zatim našao način da kvantnu mehaniku poveže sa zakonima specijalne teorije relativnosti.

Ovo je kratak odlomak iz prezentacije koju je dao 1975. godine, dakle pre pola veka, a ujedno i pola veka od prve formulacije zakona kvantne mehanike. Privilegija našeg vremena je da možemo da vidimo i čujemo ovakvog majstora.  

Tekst je dostupan u opisu video klipa, a automatski prevod klikom na „Captions“ pa „Auto-translate“ i izborom jezika.

https://www.youtube.com/shorts/mzVEJJDYqWo