Πόσοι κόσμοι υπάρχουν;

Αλέξης Ακριθάκης, La Grece originale, 1967, τέμπερα και μελάνι σε χαρτί

ΑΠΟ ΤΙΣ ΦΥΣΙΚΟΜΑΘΗΜΑΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ

Του Χρήστου Λάσκου*
 

SEAN CARROLL, Κάτι βαθιά κρυμμένο. Οι κβαντικοί κόσμοι και η ανάδυση του χωρόχρονου, μετάφραση Νίκος Αποστολόπουλος) εκδόσεις Τραυλός, σελ. 578

 

Το τι είναι πραγματικό εξαρτάται όχι μόνο από το τι μετράμε, αλλά και από το πώς επιλέγουμε να το μετρήσουμε

Νιλς Μπορ

Η διατύπωση του Μπορ μας εισαγάγει σε αυτό, που είναι, ίσως, το σημαντικότερο διαφοροποιητικό στοιχείο της κβαντικής μηχανικής από τις κλασικές θεωρίες της φυσικής. Πρόκειται για την ιδιότυπη θέση της μέτρησης στο εννοιολογικό πλαίσιο της κβαντικής. Το τι είναι πραγματικό εξαρτάται από τον τρόπο, που το μετράμε. Η διαδικασία της μέτρησης, λοιπόν, δίνει «πραγματικότητα» στον κόσμο. Έτσι, όταν, για παράδειγμα, μετράμε την θέση ενός ηλεκτρονίου, η πράξη της μέτρησης καθορίζει το αποτέλεσμα. Η μέτρηση γίνεται από ένα κλασικό αντικείμενο, ο μετρητής δεν είναι κβαντικός, δεν αποτελεί μέρος του κβαντικού μικρόκοσμου. Αυτό που υπάρχει είναι αυτό που μετράει η συσκευή -και τίποτε παραπάνω.
Τι συνέβαινε στο ηλεκτρόνιο πριν να μετρηθεί; Τίποτε δεν συνέβαινε. Το μόνο πραγματικό συμβάν είναι η μέτρηση της συγκεκριμένης θέσης του. Πριν από αυτήν υπήρχαν μόνο πιθανότητες, για το πού θα μπορούσε να εντοπιστεί. Αυτές οι πιθανότητες βρίσκονται «μέσα» στη μυστηριώδη εκείνη υπόσταση της κβαντικής, που ονομάζεται κυματοσυνάρτηση. Η κυματοσυνάρτηση είναι η υπέρθεση όλων των πιθανών θέσεων, όπου μπορεί να βρεθεί το ηλεκτρόνιο. Η κυματοσυνάρτηση «εμπεριέχει» όλες τις πιθανές θέσεις, με διαφορετική πιθανότητα για την καθεμιά. Όταν πραγματοποιείται η μέτρηση, η κυματοσυνάρτηση καταρρέει, το ηλεκτρόνιο εμφανίζεται σε μια συγκεκριμένη θέση -οι άλλες πιθανές θέσεις εξαφανίζονται δια παντός.
Παράξενος κόσμος ο μικρόκοσμος. Εντελώς διαφορετικός από τον κόσμο της δικής μας άμεσης εμπειρίας. Στο δικό μας κόσμο, ξέρουμε με σαφήνεια πού βρίσκεται η μπάλα κάθε στιγμή, από όταν άρχισε την κίνησή της. Ακόμη περισσότερο ξέρουμε, με απόλυτη ακρίβεια πού θα καταλήξει -η επίλυση μιας απλής εξίσωσης φτάνει. Η πιθανότητα είναι ακριβώς 100%. Οι κβαντικές «μπάλες», αντίθετα, δεν είναι βέβαιο πού θα καταλήξουν -μόνο το πόσο πιθανή είναι η κάθε κατάληξη μάς είναι γνωστό.
Ας μην παρεξηγήσουμε, όμως. Το πρόβλημα δεν είναι γνωσιολογικό, που θα σήμαινε πως η αβεβαιότητα είναι αποτέλεσμα της άγνοιάς μας. Σε αυτήν την περίπτωση, η αύξηση της γνώσης μας θα μας έφερνε κοντύτερα στη βεβαιότητα. Δεν είμαστε εμείς που «φταίμε». Ο κόσμος λειτουργεί έτσι. Η αβεβαιότητα έχει οντολογική προέλευση, είναι στοιχείο της πραγματικότητας -ούτε ο ίδιος ο Θεός ξέρει πού θα βρεθεί τελικά το ηλεκτρόνιο. Το ηλεκτρόνιο είναι «παντού» πριν καταλήξει κάπου.
Ο Σον Κάρολ, όπως αρκετοί άλλοι, θεωρεί πως υπάρχει κάτι ριζικά εσφαλμένο σε αυτήν την προσέγγιση. Κατά τη γνώμη του, σε αντίθεση με την απολύτως μη ικανοποιητική κυρίαρχη προσέγγιση, η εναλλακτική εννοιολογία των Πολλών Κόσμων, όπως διατυπώθηκε τη δεκαετία του ’50, από τον Χιου Έβερετ, είναι πολύ περισσότερο πειστική.
Η βασική ιδέα του Έβερετ είναι εύκολο να παρουσιαστεί. Στην κυρίαρχη εκδοχή -της λεγόμενης ερμηνείας της Κοπεγχάγης- αν ένα ηλεκτρόνιο μπορεί να βρίσκεται σε δύο μόνο καταστάσεις «περιστροφής», δεξιόστροφα ή αριστερόστροφα, τότε βρίσκεται πράγματι σε αυτές τις δύο καταστάσεις -και στις δύο «ταυτοχρόνως», με πιθανότητα 50%, μέχρι να μετρηθεί. Η μέτρηση «εξαφανίζει» τη μία από τις δύο και «φτιάχνει» την πραγματικότητα.
Σύμφωνα με τον Έβερετ, αυτό που συμβαίνει με τη μέτρηση είναι ότι ο κόσμος διακλαδίζεται στα δύο. Εμείς, «εδώ», βρίσκουμε την περιστροφή δεξιόστροφη. Στον δεύτερο κόσμο, που διανοίχτηκε, ένα άλλο «εμείς», τη βρίσκει αριστερόστροφη. Και οι δύο κόσμοι είναι εξίσου πραγματικοί. Αν οι επιλογές ήταν τρεις, τότε η μέτρηση θα ακολουθούταν από τη δημιουργία τριών «νέων» κόσμων κ.ο.κ.
Ο Κάρολ αναπτύσσει την εικόνα αυτή με την χρήση βασικών εννοιών της κβαντικής μηχανικής, όπως είναι η διεμπλοκή και η αποσυνοχή. Από αυτήν την άποψη, αποδέχεται το σύνολο των αποτελεσμάτων της κβαντικής, διαφοροποιείται, όμως, ριζικά, σε ό,τι αφορά την ερμηνεία, την εννοιολογία, σε ό,τι αφορά την θεμελίωσή της. Κατά τη γνώμη του, η θεωρία των Πολλών Κόσμων, διατηρώντας όλα τα θετικά της τρέχουσας αντίληψης, δίνει μια πολύ αντικειμενικότερη εικόνα. Κανένα «υποκείμενο», που μετράει, δεν είναι αναγκαίο για να δοθεί πραγματικότητα στον κόσμο -πολύ περισσότερο, καμία συνείδηση.
Κάθε φορά, που βρισκόμαστε μπροστά σε δύο επιλογές, κάνουμε και τις δύο! Έτσι ανοίγουμε δύο κόσμους, εξίσου πραγματικούς. Στον ένα πήγαμε στην Έδεσσα, στον άλλον προτιμήσαμε τα Χανιά -και οι δύο επιλογές υλοποιήθηκαν. «[Τ]ώρα εγώ έχω γίνει δύο άνθρωποι, εκεί που πριν υπήρχα ως ένας. Δεν έχει νόημα να αναρωτηθώ ποιος από του δύο είμαι “πραγματικά εγώ”» (σελ. 228).
Ο συγγραφέας παρουσιάζει την κβαντική μηχανική με, όσο είναι δυνατόν, εύληπτο τρόπο, δίνοντάς μας τη δυνατότητα να αντιληφθούμε την διαφορά μεταξύ των ερμηνειών -μάλιστα, αφιερώνει σημαντικό χώρο και στις ερμηνείες των «κρυμμένων μεταβλητών». Η επιλογή του να προτιμήσει την ερμηνεία του Έβερετ τον οδηγεί στο να αποδώσει μια κυματοσυνάρτηση σε ολόκληρο το Σύμπαν, στο οποίο όλα διεμπλέκονται με όλα. Σε αυτήν την περίπτωση, «[όπου] το σύστημα είναι το Σύμπαν στο σύνολό του, […] βρισκόμαστε όλοι μέσα του. Δεν υπάρχει εξωτερικός παρατηρητής να επικαλεστούμε» (σελ. 187). Αν αποδεχτούμε τους Πολλούς Κόσμους, τότε, όπως ισχυρίζεται ο Κάρολ, ο χωρόχρονος παύει να είναι θεμελιώδης. Αναδύεται από άλλες, περισσότερο θεμελιώδεις, οντότητες.
Για τον Νεύτωνα, ο χώρος ήταν το άδειο δοχείο μέσα στο οποίο συμβαίνουν τα πάντα, ακολουθώντας έναν απόλυτο χρόνο, ίδιο σε ολόκληρο το Σύμπαν. Ο Καντ θα υποστήριζε ότι ο χώρος και ο χρόνος δεν είναι αντικειμενικοί, αλλά αποτελούν μορφές της εποπτείας, απαραίτητες στον νου, για να βάζει σε τάξη τα πράγματα -άλλοι, εξωγήινοι, νόες, ίσως αξιοποιούν άλλους τρόπους. Για τον Κάρολ, ο χωρόχρονος είναι ίσως πραγματικός, αλλά όχι πρωταρχικός -η θεμελιώδης κβαντική πραγματικότητα τον δημιουργεί και τον καθορίζει. 
Από την άλλη, ο χρόνος μπορεί να αποδειχτεί πραγματικά θεμελιώδης -σπάζοντας έτσι τον ενιαίο χωρόχρονο της σχετικότητας. Αν βασιστούμε «τοις μετρητοίς», στην κβαντική, ο χρόνος είναι «εκεί, από την “αρχή”». Συνεπώς, «το Σύμπαν διαρκεί αιωνίως […] Ίσως σκεφτείτε ότι κάτι τέτοιο έρχεται σε αντίθεση με το συχνά επαναλαμβανόμενο δεδομένο ότι η Μεγάλη Έκρηξη ήταν η αρχή του Σύμπαντος, [το οποίο, επομένως, είναι χρονικά πεπερασμένο, με ηλικία περί τα 14 δισεκατομμύρια χρόνια]». Πράγματι, το τελευταίο δεν είναι αναγκαίο. Το προβλέπει η σχετικότητα, όχι η κβαντική. Εδώ «για “σχεδόν όλες” τις κβαντικές καταστάσεις, ο χρόνος κυλάει από το μείον άπειρο στο συν άπειρο. Η Μεγάλη Έκρηξη θα μπορούσε να είναι, απλώς, μια μεταβατική φάση, της οποίας προηγήθηκε ένα απείρως παλαιό Σύμπαν» (σελ. 467).
Είναι προφανές, νομίζω, πόσο πολύτιμα είναι όλα αυτά και για την οντολογική σκέψη. Και δεν χρειάζεται να υιοθετήσουμε τους Πολλούς Κόσμους. Αρκεί η απόλαυση του προβληματισμού.   
 *Ο Χρήστος Λάσκος είναι εκπαιδευτικός