„Przestrzeń kwantowa” Jima Baggota to spojrzenie na pracę badawczą i życiowe losy dwóch twórców pętlowej grawitacji kwantowej: Lee Smolina i Carla Rovellego. Autor zgrabnie i przystępnie prezentuje dokonania naukowe związane z dziedziną, która stanowi „najważniejszy problem naukowy naszej epoki”.
Jeszcze nowsza teoria wszystkiego
[Jim Baggott „Przestrzeń kwantowa” - recenzja]
„Przestrzeń kwantowa” Jima Baggota to spojrzenie na pracę badawczą i życiowe losy dwóch twórców pętlowej grawitacji kwantowej: Lee Smolina i Carla Rovellego. Autor zgrabnie i przystępnie prezentuje dokonania naukowe związane z dziedziną, która stanowi „najważniejszy problem naukowy naszej epoki”.
Jim Baggott
‹Przestrzeń kwantowa›
Baggotowi nie sposób odmówić zdolności do popularyzacji nauki, czego dowiódł już w kilku innych opublikowanych w tej serii książkach („
Teorii kwantowej”, „
Higgsie” i „
Pożegnaniu z rzeczywistością”). Tym razem jego uwagę zwróciła kwantowa teoria grawitacji – nie tylko z powodów osobistych i dobrej znajomości z jej twórcami, ale także ze względu na to, że oferuje ona pełniejszą i bardziej wiarygodną interpretację rzeczywistości niż ta, którą można znaleźć chociażby w teorii strun. I to pomimo faktu, że „w chwili obecnej nie mamy ani jednego dowodu obserwacyjnego ani doświadczalnego, który potwierdzałby tę teorię”. Jak tłumaczy na samym wstępie autor, powody pchające naukowców do dalszych poszukiwań wynikają z niekompletności ogólnej teorii względności i mechaniki kwantowej, jak również z bardzo irytującej niemożliwości połączenia obu w jakąkolwiek zunifikowaną teorię wszystkiego.
Przedstawiona w „Przestrzeni kwantowej” historia bierze swój początek w mechanice kwantowej, o której Baggot pisał już niejednokrotnie. A z każdą kolejną książką jest w stanie ująć te złożone problemy w sposób coraz bardziej precyzyjny. Co prawda „Przestrzeń kwantowa” nie należy do tych pozycji, po które można sięgać bez jakiejkolwiek wiedzy na temat kwantów, ale nawet laik zdoła, dzięki przystępnemu językowi autora, zrozumieć to i owo na temat kwarków, spinów i kolapsu funkcji falowej. Baggot przygląda się także ogólnej teorii względności oraz krytycznemu spojrzeniu Einsteina na mechanikę kwantową. Niemiecki fizyk, mówiąc oględnie, nie był wielkim fanem świata kwantów i to właśnie jego teksty stanowią inspirację do dalszych poszukiwań teorii, która unifikowałaby grawitację i mechanikę kwantową.
Obok naukowych wywodów i prezentacji rozmaitych badań, teorii i hipotez, autor sporo uwagi poświęca także głównym „bohaterom” swojej opowieści, czyli Smolinowi i Rovellemu. Opisuje ich wcale niełatwą drogę do kariery naukowej i prac nad zagadnieniami, które kilkadziesiąt lat temu mało kogo interesowały. Gdyby nie ich determinacja, być może podzieliliby losy wielu innych fizyków: skupiając się na bardziej modnych tematach badawczych lub całkowicie porzucając naukę na rzecz bardziej stabilnej pracy (jak stało się chociażby z byłą żoną Smolina, Fotini Markopoulou). Opis ich losów nie jest pozbawiony anegdot, ale widać wyraźnie, że miał być to hołd złożony obu fizykom i próba (niezbyt udana) nadania książce bardziej osobistego charakteru. Baggot obszernie cytuje własną korespondencję i rozmowy ze Smolinem i Rovellim, niekiedy (szczególnie w epilogu) niemal całkowicie oddając im głos i pozwalając, by sami kreślili opowieść o swoim życiu.
Jednym z elementów, które odróżnia pętlową grawitację kwantową od takich konstrukcji teoretycznych jak teoria strun czy teoria multiświata, jest prosty fakt, że można ją (choć jeszcze nie dziś) zweryfikować naukowo. Nie sposób nie dostrzec tu nawiązania do poprzednich wydanych w Polsce książek
samego Baggota oraz
Smolina, w których obaj bardzo krytycznie odnosili się do kierunku, jaki obrała fizyka teoretyczna. Co ciekawe, sam Smolin próbował jeszcze w latach 90. zjednoczyć fizyków pracujących nad teorią strun i pętlową grawitacją kwantową, ale przepaść między jednymi a drugimi była zdecydowanie zbyt duża.
Książka stanowi więc zapis drogi odbytej przez bardzo różnych naukowców w poszukiwaniu tej właściwej interpretacji rzeczywistości. Choć cel, jaki im przyświeca, jest bardzo jasno określony, to jednak sama podróż pozostaje pełna trudów i ślepych uliczek. Mimo całego entuzjazmu, który przejawiają niektórzy naukowcy (głównie Smolin, Rovelli w międzyczasie przerzucił się na badania związane z innymi dziedzinami fizyki), nie ma absolutnie żadnej gwarancji, że akurat pętlowa grawitacja okaże się tym właściwym sposobem na połączenie mechaniki kwantowej i pojęcia grawitacji.
Rewolucyjny charakter omawianej przez Baggota teorii polega na tym, że „pętlowa grawitacja kwantowa opisuje powstawanie czasoprzestrzeni”, podczas gdy pozostałe kwantowe teorie pola Modelu Standardowego przyjmują istnienie czasoprzestrzeni jako jedną z podstaw. Nie jestem na tyle dobry z fizyki, żeby próbować jeszcze bardziej uprościć koncepty prezentowane w książce, ale nie trzeba być specjalistą w tej dziedzinie, by samą ideę uznać za odważną.
Dość mocno zawodzi sama konstrukcja książki. Pierwsze rozdziały poświęcone zostały na wprowadzenie do mechaniki kwantowej z nieodłącznymi odniesieniami do ogólnej teorii względności oraz opisami wczesnej kariery naukowej Smolina i Rovellego. Później Baggot przechodzi do przedstawienia prac nad pętlową grawitacją kwantową i efektów (póki co czysto teoretycznych). Końcowe rozdziały zajmują się jednak tematyką o wiele bardziej złożoną i, odnoszę wrażenie, niekoniecznie związaną z głównym wątkiem książki. Oczywiście zagadnienia pętlowej kosmologii kwantowej wynikają z pętlowej grawitacji, ale stanowi jedynie próbę jej zastosowania do w wiele większej skali. Baggot w żadnym miejscu nie odnosi się do potencjalnej rozbieżności między teorią Wielkiego Odbicia a wiecznie rozszerzającym się, płaskim wszechświatem. Zamiast tego powraca do krytyki teorii multiwszechświata.
Być może to wynik właśnie tego, że cała teoria opracowana przez Smolina i Rovellego wciąż czeka (i prawdopodobnie będzie czekać dość długo, biorąc pod uwagę nasze obecne możliwości badawcze) na weryfikację doświadczalną. I choć nie jest to najlepsza książka Jima Baggota, opisuje ona jedną z ciekawszych idei fizycznych ostatnich dekad.
