Kočičí Schrödinger

Letos jsem se rozhodl v postní době nezabývat politikou. Politické dění a publicistické vření sleduju jen sporadicky. Psaní jsem dočasně pověsil na hřebík a s vnějším světem komunikuji jen v míře nezbytně nutné. Tento text vznikl někdy počátkem února a publikuju ho nyní, aby případní čtenáři shledali, že život na tomto blogu ještě nezanikl.

Nechci předstírat, že rozumím fyzice obecně a kvantové mechanice obzvláště, ale rád bych zmínil jednu věc, která mi vrtala hlavou od chvíle, kdy jsem četl o myšlenkovém experimentu zvaném Schrödingerova kočka.

Kočka v krabici

Představme si kočku zavřenou v krabici obsahující zároveň mechanismus spouštěný rozpadem radioaktivní látky, jenž uvolní jed, který kočku okamžitě zabije. Tzn. není zde žádný, byť sebekratší, proces umírání. Kočka je buď živá nebo mrtvá. To zjistíme teprve, když krabici otevřeme.

Dokud krabici neotevřeme, podle Schödingera je kočka v jakémsi nedeterminovaném pravděpodobnostním stavu zároveň-života-zároveň-smrti. Teprve otevřením krabice se tento proces ustálí, vtělí, vykrystalizuje, zkolabuje, či jak to nazvat, do podoby živé nebo mrtvé kočky.

Tento myšlenkový experiment má demonstrovat chování základní reality našeho vesmíru, jejichž finální stav částice či vlny je daný teprve aktem pozorování. Pozorovatel se tak stává aktivním činitelem, který spoluurčuje stav, v jakém se realita prezentuje.

Brouk v hlavě

Zní to tak bláznivě, že by to mohla být pravda, že?

Věc, která mi vrtala hlavou, byl prostý fakt, že zmíněná kočka není v nějakém zvláštním stavu, nýbrž prostě jenom nevíme, zda je v danou chvíli živá nebo mrtvá. To není nijak objevná nebo geniální myšlenka. Řekl bych, že je to první věc, která napadne každého, kdo o Schrödingerově kočce slyší a zároveň není pravidelným uživatelem psychotropních látek.

Pak ale přijdou kvantoví mystikové a začnou člověku předhazovat, že je jeho mozek příliš přízemní, aby pochopil, jak fluidní je realita na samé hranici mikrokosmu. Dokud byla moje mysl fascinována východním mysticismem, snažil jsem se té přízemnosti zbavit a představovat si kočku ve stavu kvantové neurčitosti, kde teprve akt pozorování dá kvantovému procesu finální stav. Věc těžko představitelná a právě proto obestřená posvátným tajemstvím, jež člověka naplňuje obdivem k těm, kdo dokážou myslet tak úžasným out-of-the-box způsobem.

To, že pozorovatel není pouhým svědkem, ale svým pozorováním ovlivňuje realitu, je filozofické tvrzení maskované jako popis fyzikálních procesů. U lidí s citlivější nervovou soustavou to může v šeru orientální čajovny a nad šálkem exotického čaje vést až k haluzorním konverzacím typu:

Věřím, že za určitých okolností či v určitém stavu mysli dokážu projít kmenem tohoto stromu. Pevnost dřeva je totiž jenom zdánlivě reálná, neboť realita je v zásadě fluidní.

Hodně štěstí! Jako když se potkají David Hume a Carlos Castaneda na Woodstocku filozofů.

Zůstaneme-li stát oběma nohama na pevné zemi, první vysvětlení se zdá být jednodušší a víc v souladu s každodenní zkušeností. Žádné mystické pravděpodobnostní stavy nejsou potřeba.

Velmi pěkně problém vysvětluje tento autor:

Odkazuje přitom na autory W. M. Briggse a H. G. Schantze.

Statistika

Věc má i svůj statistický rozměr. Není-li možné pozorovat chování procesů, aniž by do nich pozorovatel nezasahoval, a je-li základní předivo reality ve stavu náhodné fluktuace, pak na této úrovni kauzalita neplatí. Fyzikové tedy používají matematiku pravděpodobnost k určení, kde se částice budou nacházet.

Normální věci ovšem nemají pravděpodobnost. Pravděpodobnost se týká pouze naší nejistoty ohledně výsledku určitých procesů, neboť neznáme všechny zúčastněné příčiny. Pokud bychom znali všechny příčiny, znali bychom i výsledek se 100% jistotou.

Je subatomický svět jiný než náš běžný a zákon příčiny a následku tam neplatí? Nebo je stejně objektivní jako náš svět a my jenom neznáme příčinné souvislosti?

Fyzikové ovšem tvrdí, že pravdivé je první tvrzení. Nejistota, neurčitost a nahodilost jsou vlastnosti subatomického světa, nikoliv našeho vědění o něm.

Jak jsem řekl na začátku: nevím, školy nemám. Ale vsadil bych boty, že realita je i na subatomické úrovni zcela objektivní a kauzalita tam platí jako všude jinde.

Modely

Jak známo, modely jsou mapy krajiny, nikoliv krajina samotná.

Např. nemáme žádnou možnost, jak přímo vidět atomy či dokonce, z čeho se skládají. Jsou příliš malé. Ani elektronový mikroskop tak malé objekty rozeznat nedokáže. Model atomu skládající se z elektronu, protonu a neutronu je pouhý model, nikoliv realita samotná. Ve skutečnosti nevíme jistě, nakolik odpovídá skutečnosti.

Modely umožňují více či méně dobře předvídat chování reality. I když chování reality předpovídá dobře, neznamená to, že jde o přesný model reality. Např. model sférické Země lépe odpovídá realitě než model ploché Země, ale např. pro stavbu budov si většinou vystačíme s modelem zeměplochy, protože zakřivení Země je v lidském měřítku zanedbatelné.

Poněkud subtilnější příklad jsou geocentrický a heliocentrický model sluneční soustavy. Oba vysvětlují pohyb planet a hvězd na noční obloze stejně dobře, přesto oba nemohou být správné.

Modely slouží i ve statistice. Např. hypotéza klimatické změny způsobené člověkem je založená na modelu či modelech. Ale modely vrací výsledky, které jsou limitované počátečními parametry. Jinými slovy, co do nich vložíme, to se nám také vrátí. Výsledky pak reflektují naše předsudky. Proto se věda o klimatu může mýlit a s největší pravděpodobností se také mýlí.

The truth is out there.

Podtrženo, sečteno, nevidím důvod, proč by se věci na kvantové úrovni měly chovat jinak, než jak známe z reality pro naše smysly přístupné. Nevidím důvod, proč by neměl platit standardní zákon příčiny a následku.

Pravda je tam venku, nezávislá na nás. Realita je poznatelná a smysly nám o ní podávají zprávu dekódovanou intelektem. Náš intelekt je pasivní v tom smyslu, že se musí podvolit realitě a nemůže nijak podřídit realitu sobě. Taková je přímo definice pravdy: podřízení intelektu skutečnosti. Čím lépe náš koncept věci reflektuje realitu, čím více nuancí pokrývá, tím lepší je naše poznání. To je, řekněme scholastický pohled na věc. Pohled lidí, kteří byli velice opatrní v zacházení se slovy a pojmy, neboť v podstatě nic jiného k dispozici neměli.

Občas si říkám, kolik takových fascinujících moderních „objevů“ ve skutečnosti představuje pouhé filozofické předsudky jejich autorů zabalené do rádoby vědeckého žargonu.

EOF