MAX TEGMARK - Nasz matematyczny wszechświat, Książki
[ Pobierz całość w formacie PDF ]
//-->WSTĘPZ całego serca dziękuję wszystkim, którzy zachęcili mnie do napisania tej książkii pomogli mi w realizacji tego zamierzenia. Szczególne jestem wdzięczny:mojej rodzinie, przyjaciołom, nauczycielom, kolegom z pracy i współpracownikomza wsparcie i inspirację;Mamie za to, że przekazała mi swoją pasję i zainteresowanie wielkimi pytaniami natemat życia;Tacie za to, że podzielił się ze mną swoją fascynacją i wiedzą na temat matematykii jej znaczenia;moim synom, Philipowi i Alexandrowi, za stawianie tak wspaniałych pytań na tematświata i za wiele anegdot, które znalazły się w tej książce;entuzjastom nauki na całym świecie, którzy przesyłali mi w ciągu tych wszystkich latswoje pytania, uwagi, a także zachęcali mnie do rozwijania i publikowania moichprzemyśleń;moim agentom literackim, Johnowi i Maksowi Brockmanom, za to, że namówili mniedo napisania tej książki i uruchomili całą machinę wydawniczą;wszystkim, którzy podzielili się ze mną uwagami po przeczytaniu fragmentówrękopisu, między innymi Mamie, mojemu bratu Perowi, Joshowi Dillonowi, Marty’emuAsherowi, Davidowi Deutschowi, Louisowi Helmowi, Andriejowi Lindemu,Jonathanowi Lindströmowi, Royowi Linkowi, Davidowi Raubowi, Shevaun Mizrahi,Mary New, Sandrze Simpson, Carlowi Shulmanowi oraz Jaanowi Tallinnowi;moim superbohaterom, którzy przekazali mi swoje uwagi po przeczytaniu całegorękopisu: Mei, Tacie, Paulowi Almondowi, Julianowi Barbourowi, PhillipowiHelbigowi, Adrianowi Liu, Howardowi Messingowi, Danowi Robertsowi,Edwardowi Wittenowi i mojemu redaktorowi Danowi Frankowi;a najbardziej ze wszystkich ukochanej żonie Mei, mojej muzie i towarzyszce podróży,która mnie zachęcała, wspierała i inspirowała bardziej, niż mógłbym to sobiewymarzyć.Rozdział 1Czym jest rzeczywistość?[…] drzewa składają się głównie z powietrza. Gdy ulegają spaleniu, wracają dopostaci gazowej. Gorące płomienie są uwięzionym w drzewie słonecznym żarem,dzięki któremu kiedyś powietrze przekształciło się w roślinę, natomiast niewielkailość popiołu jest pozostałością po tej części drzewa, która nie wzięła sięz powietrza, ale z ziemi.– Richard FeynmanWięcej jest rzeczy w niebie i na ziemi,Niż się wydaje naszym filozofom,Drogi Horacjo1.– William Shakespeare,Hamlet,akt I, scena 5NIE TO, CO SIĘ WYDAJESekundę później już nie żyłem. Przestałem pedałować i nacisnąłem z całej siły nahamulce, ale było już za późno. Światła. Zderzak. Czterdzieści ton stali trąbiącez wściekłością niczym jakiś współczesny smok. Ujrzałem panikę w oczach kierowcy.Miałem wrażenie, że czas nagle zwolnił, a przed oczami przeleciało mi całe życie.Moją ostatnią myślą było: „Mam nadzieję, że to tylko koszmarny sen”. Niestety, każdącząstką ciała czułem, że to się dzieje naprawdę.Czy mogłem jednak mieć absolutną pewność, że to nie był sen? A jeśli tuż przedzderzeniem ujrzałbym coś, co może wydarzyć się tylko we śnie – gdybym na przykładzobaczył, że za moimi plecami, na bagażniku roweru, siedzi moja nieżyjąca jużnauczycielka Ingrid, cała i zdrowa? Albo gdybym pięć sekund wcześniej ujrzałw lewym dolnym rogu pola widzenia komunikat: „Czy jesteś pewien, że wyjechaniez tego przejazdu podziemnego bez oglądania się w prawo było dobrym pomysłem?”,a obok niego guziki Dalej i Anuluj? Gdybym znał filmy takie jakMatrixlub13. piętro,mógłbym zacząć się zastanawiać, czy przypadkiem całe moje życie nie było symulacjąkomputerową, kwestionując tym samym najbardziej podstawowe założenia na tematnatury rzeczywistości. Niczego takiego jednak nie doświadczyłem i zginąłemw przekonaniu, że wypadek wydarzył się naprawdę. W końcu, czy może być cośbardziej namacalnego i rzeczywistego od czterdziestotonowej ciężarówki?Nie wszystko jednak jest takie, jak się wydaje na pierwszy rzut oka, i uwaga tadotyczy nawet ciężarówek i samej rzeczywistości. Do takiego stwierdzenia uprawniająnas nie tylko przemyślenia filozofów i autorów książek fantastycznonaukowych, aletakże wyniki doświadczeń fizycznych. Fizycy wiedzą już od ponad stu lat, że twardastal składa się w istocie z pustej przestrzeni, ponieważ jądra atomowe, stanowiące99,95% masy atomu, są maleńkimi kulkami zajmującymi zaledwie 0,0000000000001%jego objętości. Stal składa się zatem niemal w całości z próżni i jest twarda tylkodlatego, że oddziaływanie elektryczne utrzymujące jądra atomowe na miejscu jestbardzo silne. Co więcej, dzięki starannym pomiarom cząstek subatomowych wiemy, żemogą one być w wielu różnych miejscach jednocześnie – jest to ogólnie znanyzagadkowy fakt leżący u podstaw fizyki kwantowej (więcej na ten temat powiemyw rozdziale 7). Skoro więc jestem zbudowany z takich cząstek, to może również ja, takjak one, mógłbym być jednocześnie w dwóch miejscach? Jakieś trzy sekundy przedwypadkiem podświadomie zawahałem się, czy wystarczy, jeśli spojrzę tylko w lewopodczas skrętu na drogę prowadzącą do Blackebergs Gymnasium, mojej szkołyśredniej, ponieważ na tym skrzyżowaniu nigdy nic nie jeździ, czy też może powinienemna wszelki wypadek zerknąć również w prawo. Za sprawą niefortunnej decyzji, jakąpodjąłem owego ranka w 1985 roku, otarłem się o śmierć. Wszystko wzięło się stąd, żepojedynczy atom wapnia przeniknął do określonego połączenia synaptycznego w korzeprzedczołowej w moim mózgu i sprawił, że jeden z neuronów wygenerował impulselektryczny. Impuls ten wywołał całą lawinę aktywności innych neuronów i w efekciew moim mózgu pojawiła się myśl: „Nie warto”. Gdyby więc ów atom wapnia byłjednocześnie w dwóch nieco różnych miejscach, to pół sekundy później moje oczybyłyby zwrócone jednocześnie w dwóch przeciwnych kierunkach, a dwie sekundypotem mój rower byłby jednocześnie w dwóch różnych miejscach i po upłynięciukolejnej chwili byłbym jednocześnie martwy i żywy. Najwięksi fizycy kwantowisprzeczają się zawzięcie o to, czy tak faktycznie jest, czy nasz świat w każdej chwilirozdziela się na wszechświaty równoległe o różnych historiach, czy też może trzebajakoś poprawić najważniejsze prawo ruchu kwantowego, tak zwane równanieSchrödingera. A zatem, czy naprawdę zginąłem? W tym konkretnym wszechświecieledwo uszedłem z życiem, ale może w innym, równie rzeczywistym, w którym taksiążka nigdy nie powstała, moje życie zakończyło się owego ranka. A jeśli jestemjednocześnie żywy i martwy, to czy możemy w jakiś sposób poprawić naszewyobrażenie o rzeczywistości tak, żeby wszystko to miało jakiś sens?Sądzicie być może, że moja opowieść brzmi absurdalnie i fizyka niepotrzebniewszystko gmatwa? Cóż, sprawa jeszcze bardziej się komplikuje, jeśli zastanowimy się,jak to wszystko wyglądało z mojego punktu widzenia. Jeśli jestem w różnych miejscachw dwóch wszechświatach równoległych, to jedna z moich kopii przeżyje. Pozastosowaniu tego samego rozumowania do wszystkich innych sytuacji mogącychprowadzić w przyszłości do mojej śmierci dojdziemy do wniosku, że zawsze powinienistnieć przynajmniej jeden wszechświat równoległy, w którym będę żył wiecznie.Ponieważ moja świadomość istnieje tylko tam, gdzie nadal żyję, to czy oznacza to, żesubiektywnie będę się czuł nieśmiertelny? A jeśli tak, to czy również ty, drogiczytelniku, będziesz w swoim odczuciu nieśmiertelny i staniesz się najstarszymczłowiekiem na Ziemi? Na te pytania odpowiemy w rozdziale 8.Czy jesteście zaskoczeni tym, że fizyka odkryła, iż nasza rzeczywistość jest bardziejniezwykła, niż to sobie wyobrażaliśmy? Tak naprawdę nie powinno nas to dziwić, jeślipoważnie traktujemy darwinowską teorię ewolucji! Ewolucja obdarzyła nas intuicjąw zakresie tylko tych aspektów świata fizycznego, które miały znaczenie dlaprzetrwania naszych odległych praprzodków – taką przydatną umiejętnością było naprzykład przewidywanie parabolicznego toru lotu rzuconego kamienia (to wyjaśniapopularność baseballu). Jaskiniowiec zbyt dużo rozmyślający o budowie materiimógłby nie zauważyć skradającego się tygrysa i jego geny nie trafiłyby do puli genowejludzkości. Teoria Darwina wysuwa więc możliwe do sprawdzenia przewidywanie.Zauważa mianowicie, że za każdym razem, gdy dzięki zdobyczom techniki udaje namsię zobaczyć rzeczywistość wykraczającą poza naszą ludzką skalę, nasza intuicjapowinna nas sromotnie zawodzić. Przewidywanie to poddaliśmy już wielokrotniepróbie i uzyskane wyniki stanowczo potwierdzają teorię Darwina. Einstein uświadomiłsobie na przykład, że przy dużej prędkości czas musi zwalniać, jednak dla zgredówz komitetu noblowskiego było to tak dziwne, że nie zgodzili się na przyznanie muNagrody Nobla za teorię względności. W niskiej temperaturze ciekły hel może płynąćdo góry. W wysokiej temperaturze zderzające się cząstki zmieniają swoją tożsamość.Dla mnie stwierdzenie, że elektron zderzający się z pozytonem zmienia się w zeton,brzmi równie intuicyjnie jak informacja, że dwa samochody w wyniku zderzeniazmieniły się w statek wycieczkowy. W skalach mikroskopowych cząstkischizofrenicznie pojawiają się w dwóch miejscach jednocześnie, co prowadzi dodziwnych kwantowych sytuacji, o których już wspomnieliśmy. W skalachastronomicznie wielkich – a to ci niespodzianka! – pojawiają się kolejne dziwactwa:jeśli intuicyjnie rozumiecie wszystkie aspekty czarnych dziur, to należycie moimzdaniem do mniejszości i natychmiast powinniście odłożyć tę książkę, żebyopublikować swoje odkrycia, zanim ktoś sprzątnie wam sprzed nosa Nagrodę Nobla zateorię kwantowej grawitacji. Jeśli przejdziemy do jeszcze większych skal, dostrzeżemykolejne kurioza związane z opisem rzeczywistości na obszarach znacznie większych
[ Pobierz całość w formacie PDF ]