Můžeme přírodu vidět takovou, jaká je?

To je klasická otázka kvantové mechaniky. Většina fyziků (třeba Bohr) si zřejmě myslí, že ne, a to kvůli Heisenbergovým relacím neurčitosti. Einstein si myslel, že ano. Ani jedna strana ale vlastně nemá tak úplně pravdu.

A to už proto, že ta otázka je přehnaně sebevědomě obecná. Velká chyba lidí, kteří zkoumají náš svět na hranicích našeho poznání, je totiž, že si myslí, že zkoumají jakousi pravou, finální, fundamentální realitu. Že zkoumají základ všeho v duchu teorie všeho. Vlastně tím ale předpokládají jakýsi konec světa, tedy že svět končí kousek za úrovní, kterou zkoumají. To je ale velká naivita. Stačí se podívat do historie fyziky, abychom viděli, jak se od dob Isaaca Newtona ten „konec světa“ posouvá stále dál a dál a dál. Konce nedohlédnete. Konec světa není tam, kde končí naše vidění a chápání.

Z toho plyne, že otázka, jestli můžeme přírodu pozorovat takovou, jaká je, je domýšlivě sebestředná, protože je založena na představě, že to zrníčko našich současných znalostí je celá Sahara. V metafoře lze totiž říci, že vždy budeme znát jen přesně 0% z celého nekonečného světa.

Metaforicky řečeno, veškeré naše poznání bude vždy jen jedno zrnko písku v nekonečném moři písku. (Obrázek vytvořit ChatGPT 5.6)

Pak se ale původní otázka, jestli můžeme přírodu vidět takovou, jaká je, smrskne na otázku, jestli můžeme kvantový svět vidět takový, jaký je. K takovému vidění bychom potřebovali překonat Heisenbergovy relace neurčitosti, protože za nimi už další svět vykukuje, jak si hned ukážeme. A měli bychom tedy dát za pravdu Einsteinovi, ale opravdu pouze v případě (povrchního) kvantového světa. Ostatně, že má Einstein pravdu, tedy, že je kvantová mechanika např. v podání kodaňské interpretace s její superpozicí (viz třeba Schrödingerova kočka) neúplná, bylo logicky dokázáno už v roce 1935. A dokázal to sám Einstein svým EPR paradoxem, který jím poukázal na existenci kvantové provázanosti.

Bohr sice na jeho článek zareagoval představou společné vlnové funkce pro dvě provázané částic, to je ale jen povrchní popis, ne fyzikální vysvětlení. Něco fyzikálního totiž musí dvě provázané částice spojovat, což pravděpodobnost vlnové funkce není. Pravděpodobnost totiž není přímý fyzikální popis. Pravděpodobnost 1/6, že padne nějaké číslo na kostce přece není to, co rozhoduje při jejím vrhu. Rozhodují fyzikální parametry hodu, odrazy, vliv vzduchu atd. Pravděpodobnost tyto fyzikální příčiny vlastně ignoruje, zakrývá a popisuje jen jejich výsledek. Je to jen jakési povrchní „slepecké vidění“. :)

Schrödinger se svou metaforou živo-mrtvé kočky snažil ukázat, že kvantová superpozice částice, tedy současná existence protikladných vlastností částice nebo tělesa, je nesmysl. (Obrázek vytvořil ChatGPT 5.5)

A že existuje svět za Heisenbergovými relacemi neurčitosti, které jsou bariérou, za kterou zatím buď nevidíme nebo vidíme rozmazaně, to dokazuje třeba Nobelova cena za kvantovou provázanost v roce 2022. Byla za experimentální potvrzení existence kvantové provázanosti, tedy něčeho pod relacemi neurčitosti, a její nelokality, tedy nadsvětelné rychlosti. Pravda, Einstein udělal pod vlivem svých teorií relativity v onom roce 1935 tu chybu, že předpokládal u provázanosti maximálně rychlost světla. Ale rozhodně měl pravdu v tom, že relace neurčitosti nejsou hranicí, za níž nemůžeme nic pozorovat, i když je zatím takové pozorování hodně problematické. Měl pravdu, že hlouběji stále něco existuje, a je to poznatelné. A že kodaňský výklad je dost nelogický, neúplný, povrchní.

Ve fyzice totiž zcela běžně pracujeme se světem za těmito relacemi a dokazujeme tak neúplnost kvantové mechaniky v kodaňském pojetí. Kvantová teorie pole vysvětluje mnohé pomocí kvantových fluktuací a virtuálních částice, které se skrývají ještě hlouběji. Ostatně sama kvantová pole jsou všechna také pod Heisenbergovými relacemi. Tvrdit tedy, že jsou relace neurčitosti nepřekonatelné, znamená tvrdit, že neexistuje kvantová provázanost, na ní založené kvantové počítače, a že kvantová teorie pole je nesmysl. Ano, i kvantové provázanost a kvantové teleportace existují pod dnešním nejobvyklejším jejím výkladem. Kromě toho je taková představa nepřekonatelné bariéry nevědecká, protože by nebyla falsifikovatelná. A falsifikovatelnost je kritérium vědeckosti, neboť veškeré naše poznání je jen zjednodušená představa o světě.

Částice je perturbací kvantového pole. Částici vidíme, kvantové pole ne. (Obrázek vytvořil ChatGPT 5.5)

Ovšem to jsme vyřešili jen problém viditelnosti světa na úrovni kvantové mechaniky. A jsme tedy jen na povrchu světa. A nevypadá to a dokonce by bylo nevědecké předpokládat, že někde na nepřekonatelnou hranici narazíme. Tedy ani úplné (úplnější) pojetí kvantové mechaniky překonávající kodaňskou úroveň a uvažující třeba de Broglieho pilotní vlnu nebude finálním poznáním. Můžete tady mít naivní představu, že se takový krok do hloubky bude opakovat nekonečněkrát. To ale ignoruje fakt, že všechny naše základní pojmy se další poznáním mění, falsifikují. Viz třeba pojem času, prostoru, hmotnosti, energie atd. Tedy pojmy, ve kterých uvažujeme o hlubším a hlubším poznání, jako je třeba pojem „strukturní úrovně“, se musí také časem měnit, stejně jako pojem „hlubší“. Tedy to dále nebude žádné stereotypní nekonečné opakování, ale rozhodně nikdy nebudeme vidět přírodu takovou jaká je. Ta je zřejmě „nekonečně“ odlišnější.