Siedziałem dotąd cicho, jak mysz pod miotłą. Ale panegiryk zamieszczony parę dni temu przez Einego skłonił mnie do zamieszczenia poniższych uwag. Zacznę wszak od tego, że książkę Michała Hellera „Początek jest wszędzie”
przeczytałem z prawdziwym zainteresowaniem i tym, którzy jej dotąd nie znają - gorąco polecam. Zahacza bowiem o dziedziny w których sam pracowałem i nadal pracuję (grawitacja, kosmologia, geometria nieprzemienna, problemy czasu, podstawy teorii kwantów). Od kosmologii zaczynałem, poświęcona była jej problemom moja praca dyplomowa. O grawitacji i jej uogólnieniach napisałem, we współpracy z Robertem Coquereaux z CNRS w Marsylii, dość znaną przez ekspertów monografię. Geometrię nieprzemienną znam od początku jej powstania a jej pionier, Alain Connes, siedział ze mną, z moją Żoną i jednym z głównych propagatorów tej geometrii, Danielem Kastlerem, przy jednym stole.
Znamy się od dawna. Mam więc jakie takie pojęcie o tych rzeczach, wiem raczej co w trawie piszczy, potrafię zrozumieć niewątpliwie trudną matematykę, a także ocenić, lepiej lub gorzej, jej przydatność dla fizyki. Są na ten temat różne opinie, fizycy wciąż dyskutują, rzecz jest ciekawa. Pisałem o tym jeszcze w roku 1987, w moim referacie na KUL-a „Bioelektronika w oczach fizyka teoretyka” - patrz „W co wierzyć? Komu wierzyć?”
Jednak przez ostatnie dziesięć czy piętnaście lat zajmowałem się głównie podstawami mechaniki kwantowej.
Nie dostałem za to nagrody Templetona, dostałem tylko skromną nagrodę Humboldta - tylko 65,000 DM, które zresztą zgarnęła z banku, bez mojej wiedzy, całkowicie, 'bilans musi wyjść na zero', wraz ze wszystkimi innymi oszczędnościami, moja pierwsza małżonka – ale to już inna sprawa, inna zasada niepewności. Zresztą nie mam jej dziś tego za złe, bowiem pamiętam, że „Łatwiej wielbłądowi przejść przez ucho igielne niż bogatemu wejść do Królestwa Bożego” .
Wróćmy wszak do „Początek jest wszędzie”. Otóż w Rozdziale 6, podrozdziale „Nieprzemienny świat kwantów” czytamy
„Rozpatrzmy przykład – znane i kiedyś tak mocno dyskutowane relacje nieoznaczoności Heisenberga. Mamy wyznaczyć położenie i pęd cząstki elementarnej, powiedzmy, elektronu. Mierzymy więc jego położenie, na przykład zaczernienie na kliszy, ale sam akt pomiaru (zderzenie z kliszą) zaburza położenie elektronu, a więc zmienia jego pęd. Gdy potem mierzymy pęd elektronu, mierzymy wynik tego zaburzenia.
Wykonajmy teraz to samo doświadczenie, zmieniając kolejność pomiarów. Mierząc pęd, zaburzamy położenie, wyznaczając potem położenie, mierzymy wielkość tego zaburzenia.
Nic więc dziwnego, że zmierzyć najpierw położenie, a potem pęd to nie to samo, co zmierzyć najpierw pęd, a następnie położenie – obie sekwencje pomiarów dają inne wyniki. Relacja nieoznaczoności Heisenberga, zgodnie z którą nie można równocześnie i z dowolną dokładnością wyznaczyć położenia i pędu elektronu, jest prostym następstwem nieprzemienności mnożenia obserwabli. Nieprzemienność leży więc u podstaw "dziwności" mechaniki kwantowej.”
Hm... O zasadzie nieoznaczoności, zwanej też zasadą niepewności już kiedyś pisałem – patrz „Niepewna Zasada Niepewności”. Jest to niejako mój konik. Opublikowałem wszak parę prac właśnie na ten temat. A ksiądz Michał wyraźnie polega tutaj na obiegowych poglądach, z podręczników, i wyraźnie nie zna publikacji w czasopismach fizycznych i filozoficznych dotyczących tego trudnego i do dziś nie do końca rozumianego problemu.
Bynajmniej nie twierdzę, że ja wszystko wiem, bo nie wiem. Ale wydaje mi się, że moim obowiązkiem jest choćby zasygnalizowanie tego co wiem, a co nie bardzo zgadza się z powyższym cytatem. Nie jest przy tym moim celem dogłębne naświetlenie tego złożonego problemu – wymagałoby to wręcz monografii. Powiem tylko, że ksiądz Michał upraszcza i pomija sprawy, moim skromnym zdaniem, istotne. Jeśli ksiądz Michał się odezwie, chętnie podejmę merytoryczną dyskusję. Ale pewnie jest zbyt zajęty sprawami organizacyjnymi by troszczyć się o krytykę na jakimś tam blogu jakiegos tam Jadczyka. Zatem, nie spodziewając się wizyt znających się na rzeczy i nie chcąc przedstawiać się moim Czytelnikom jako „żerujący na niewiedzy”, problem tylko tutaj zasygnalizuję. Czytelnik sygnał, mam nadzieję, odbierze, i ... będzie czekał na jakąś weryfikację ze strony jakiegoś 'neutralnego eksperta'. Takich jednak nie ma zbyt wielu, a jeśli nawet są, to blogów raczej nie czytają. Więc czas oczekiwania może wydłużyć się w nieskończoność. Cóż, pożyjemy – zobaczymy.
Przejdźmy zatem do meritum:
„Mamy wyznaczyć położenie i pęd cząstki elementarnej, powiedzmy, elektronu. Mierzymy więc jego położenie, na przykład zaczernienie na kliszy, ale sam akt pomiaru (zderzenie z kliszą) zaburza położenie elektronu, a więc zmienia jego pęd. Gdy potem mierzymy pęd elektronu, mierzymy wynik tego zaburzenia.”
To błąd. Książkowa zasada nieoznaczoności nie mówi nic o „kolejnych pomiarach”, bo mechanika kwantowa z podręczników akademickich nie zawiera w ogóle teorii „kolejnych pomiarów”. Ta teoria rozwinęła się stosunkowo niedawno. Książkowa zasada nieoznaczoności, ta wyprowadzana matematycznie, nie mówi w o ogóle nic o indywidualnych pomiarach, nic o jakichś „zaburzeniach”. Mówi o iloczynie uśrednionych rozrzutów statystycznych przy jednoczesnym pomiarze pędu i położenia. Heisenberg, Bohr i wielu innych dokładało do tego, każdy swoją, 'filozofię”. Przy czym jeden z drugim się nie zgadzał. Można trochę o tym poczytać w nie tak znów złym, choć trochę przestarzałym, artykule w „Stanford Encyclopedia of Philosophy”. „Potem” nie ma zresztą sensu, bo co dla jednego obserwatora jest 'potem', dla innego może być 'przedtem'. Ksiądz Michał z pewnością o tym wie, widać nie pomyślał, kiedy to pisał.
Dalej:
„Relacja nieoznaczoności Heisenberga, zgodnie z którą nie można równocześnie i z dowolną dokładnością wyznaczyć położenia i pędu elektronu, jest prostym następstwem nieprzemienności mnożenia obserwabli.”
No to przypomnę z mojego dawnego wpisu:
"Mechanika Kwantowa", Grabowski, Ingarden: "Nie oznacza to jednak, że mechanika kwantowa wyklucza możliwość jednoczesnego pomiaru położenia i pędu. W technice eksperymentalnej mamy do czynienia z jednoczesnymi pomiarami pędu i położenia."
Nie wątpię, że ksiądz Michał monografię Grabowskiego i Ingardena zna, widać nie pomyślał, kiedy pisał.
A z ostatnich dyskusji tego wciąż żywego tematu polecam: „A double slit 'which-way' experiment on the complementarity-uncertainty debate” oraz „Is the Heisenberg uncertainty relation really violated?”. Nie będę wspominał o moich własnych publikacjach w których przewiduję proces zachodzący podczas ciągłego, jednoczesnego monitorowania wielkości nieprzemiennych, takich jak pęd i położenie.
Na koniec dodam, że rozumiem iż książka księdza Michała to książka popularna a nie naukowa. Książka popularna wymaga uproszczeń. Ale nawet konieczne uproszczenia winny pobudzać czytelnika do samodzielnego myślenia i pielęgnowania postawy krytycznej, nie zaś do akceptacji kanonu typu „przyjmuje się, że”. Wiem o tym dobrze, bo sam mam na sumieniu podobne błedy!
P.S. Z „kół dobrze poinformowanych” dowiedziałem się dzisiaj, że przygotowywana jest wspólna książka. Jednym z autorów ma być nie kto inny jak sam Papież. Dwaj inni współautorzy to matematyk i fizyk. Więcej zdradzić mi nie wolno. Prawda to li czy tylko plotka? Pożyjemy – zobaczymy. Zobaczymy na ile dobrze poinformowane są moje koła. Przy okazji: zgodnie z dynamiką klasyczno-kwantową, fakt opublikowania tego przecieku może 'zaburzyć' lub wręcz uniemożliwić powstanie tej książki. Tak to już jest z przeciekami i ich następstwami – podlegają prawom dynamiki i binamiki klasycznej i kwantowej.
Komentarze