Kwanty: jak i dlaczego?

Współczesna nauka jest fascynująca. To, jak zmienia się nasze postrzeganie świata pod wpływem nowych odkryć i nowych teorii, jest ciekawe nie tylko dla tych, którzy związali życie zawodowe z naukami ścisłymi, ale i dla innych ludzi, niemających nic wspólnego z fizyką, astrofizyką, biologią, chemią i innymi dziedzinami "twardych nauk". Jednak jeśli nie wybraliście tak ukierunkowanych studiów, prawdopodobnie wypadliście z gry na jakiś czas i nadrobienie zaległości nie będzie łatwe. Po pierwsze: wiedza szkolna okaże się nie raz kłamliwym uproszczeniem (model atomowy z elektronami krążącymi dokoła jądra? ta, jasne...). Po drugie: nauka zawędrowała w naprawdę dziwne rejony, i to, czego się dowiecie, bywa zaskakujące, trudne do uwierzenia, czasem też niepewne. Po trzecie: matma. Jeśli oddaliliście się od nauk ścisłych, pewnie też – z radością – oddaliliście się od matematyki, której jest tu sporo.

Na szczęście o tak kłopotliwym położeniu większości społeczeństwa, a przynajmniej tej części społeczeństwa, która nie wyzbyła się ciekawości świata, wiedzą zarówno naukowcy, jak i wydawcy książek. Efektem czego księgarskie półki zapełniają się popularnonaukowymi tytułami, dając nam możliwość wglądu w skomplikowany świat wzorów, obliczeń i ich konsekwencji. Ale książki te nie są równe. Jedne zbyt upraszczają sprawę, lub podają coś, co przypomina ledwie historyczny zarys rozwoju koncepcji. Inne odwrotnie: bombardują nas obliczeniami, za którymi nie możemy nadążyć, i pozostawiają z pojęciem bledszym niż przed lekturą. Na szczęście są też książki takie jak „Kwanty. Przewodnik dla zdezorientowanych” Jima Al-Khalilia, które znajdują złoty środek.

„Przewodnik” zaczyna się rozdziałem pod tytułem Magiczna sztuczka natury, w którym nakreślona zostaje obecność mechaniki kwantowej w naturze, jak i jej zastosowanie we współczesnej, otaczającej nas technologii. Ten rozdział naprawdę pobudza wyobraźnię i przykuwa uwagę, dzięki czemu przewracamy kolejne strony jak w dobrym kryminale. A autor wykorzystuje ten rozpęd i prowadzi nas przez historię fizyki kwantowej, wywołane kontrowersje, próby teoretycznego uchwycenia i praktycznego zastosowania, aż po przewidywany rozwój tej dyscypliny. By jeszcze dalej uciec przed monotonią narracji – która i tak nam nie grozi – Al-Khalili wplata przerywniki czy dygresje – oznaczone innym kolorem stron i będące czasem jego autorstwa, czasem innych naukowców.

Choć „Kwanty” dzielą się tylko na rozdziały, można zauważyć inny wewnętrzny podział. Pierwsza część książki koncentruje się na tym, jak działa fizyka kwantowa. To mniej więcej wiemy i Al-Khalili w tę wiedzę nas wprowadza. Druga część za to próbuje odpowiedzieć na pytanie dlaczego fizyka kwantowa działa. I tego – paradoksalnie! – nie wiemy. Tu autor robi co może, by przeprowadzić nas przez rozmaite spekulacje. Obie części wydają się przy tym równie zajmujące i sprawnie napisane.

Język książki, jak i poziom trudności naukowego dyskursu, są tu optymalne. To oczywiście zmienia się w relacji z konkretnym czytelnikiem, bo nie każdy z nas ma takie same przygotowanie albo preferencje do sposobu podawania wiedzy, jednak w „Kwantach” znajdziemy kilka świetnych rozwiązań. Al-Khaili unika matematyki. To prawda, że mechanika kwantowa pełna jest matematycznych obliczeń i wzorów, niemniej autor stara się przede wszystkim o nich opowiedzieć, oraz przedstawić ich sens i skutki. Wprowadza za to dużo analogii, pozwalających odwołać się do ogólnie znanych zjawisk i doświadczeń życia codziennego. Nie tylko trafnie je dobiera, ale też prowadzi do końca, pokazując, w którym momencie analogie przestają pasować i fizyka kwantowa idzie własną drogą. W książce znajduje się bardzo dużo ilustracji, wspomagających wyobraźnię czytelnika i naprawdę pomagających zrozumieć, o co w tym wszystkim chodzi.

Jedyny minus, jaki nasuwa mi się przy „Kwantach”, to rok ich wydania. Oryginalna praca Al-Kgalilia ukazała się po raz pierwszy w 2003 roku. Polski czytelnik dostaje ją do rąk dopiero w roku 2015. Dwanaście lat dla fizyki kwantowej (i w zasadzie każdej innej dyscypliny naukowej obecnie) to bardzo dużo. Być może dobrym rozwiązaniem byłoby wzbogacenie książki o jakieś posłowie czy dodatkowy rozdział napisany nawet przez innego autora, który aktualizowałby nieco tę publikację? W każdym razie nadal wydaje się ona najlepszym popularnonaukowym wprowadzeniem w świat kwantów i jest warta polecania.