Student World

Podíváte se do krabice s Schrodingerovou kočkou a vlnová funkce zkolabuje. Nicméně kočka už samozřejmě musí nějak dopředu vědět, zda je živá nebo mrtvá? Jak tento problém řešit? John Polkingorne, teoretický fyzik a současně anglikánský kněz, uvádí následující užitečný přehled možností…

1.
Nedojde ke kolapsu fyzikálního systému, ale pouze o změnu stavu v mysli pozorovatele. Vlnová funkce nepopisuje žádný skutečný fyzikální systém, pouze naše znalosti o něm. Něco podobného si sice myslel Max Bohr, nicméně většina kvantových fyziků toto řešení odmítá jako variantu subjektivního idealismu. Fyzika by v tomto pojetí vlastně splývala s psychologií, nepopisovala by žádná reálný vnější svět.

2.
Druhá možnost říká, že ke kolapsu vlnové funkce dojde ve chvíli, kdy překročíme hranici mezi mikro a makrosvětem, tedy když se popisované objekty stanou dostatečně velkými. Toto řešení se nazývá kodaňská interpretace. Velkou roli v tomto případě hraje samotný měřicí přístroj: ten je samozřejmě makroskopický a ukazuje už určité konkrétní hodnoty. Otázkou však je ona “dostatečná velikost”. Kdy tedy přesně vlnová funkce zkolabuje? A navíc – můžeme klidně sestavit rovnice vlnové funkce i pro makroskopické objekty, pro systémy elektron-mikroskop apod. Taková rovnice je samozřejmě příliš složitá k řešení, ovšem existuje. Mikrosvět a makrosvět by se pak jevily spíše jako plynulé kontinuum.

3.
Třetí možnost tvrdí, že ke kolapsu vlnové funkce dojde skutečně až v souvislosti s vědomým pozorovatelem. Z toho by však vyplývalo, že kvantová mechanika existuje jen díky biologii. Ale opět, kdy vlastně dojde přesně ke kolapsu? Je oním vědomým pozorovatelem již kočka? Skutečně po miliardy let předcházející vzniku života na Zemi nezkolabovala ve vesmíru jediná vlnová funkce?
V tuto chvíli již zabíháme do teologie: existenci věcí a jevů mimo vědomí by mohl garantovat např. bůh (Polkinghorne je mj. kněz), potom však vzniká problém: Bůh by pozoroval svět stále a všude, tudíž by i vlnová funkce musela stále kolabovat (elektron vždy projde jen jednou ze štěrbin), což se však neděje. Polkinghorne uvádí, že teologicky můžeme problém chápat tak, že bůh je sice oporou všeho, co existuje (tedy např. příčinou platnosti Shrodingerovy rovnice), nikoliv však předmětem mezi předměty a jako takový tedy nezpůsobí kolaps vlnového balíku.

4.
Poslední možností je pak hypotéza mnoha světů. Ve chvíli kolapsu vlnové funkce existuje někde jinde “další svět”, ve kterém došlo k jiné formě kolapsu. Vždycky nastanou všechny možnosti a svět tedy jaksi diverguje. Mezi oběma světy již zeje nepřekonatelná propast. Polkinghorne poznamenává, že teorie je sice velice zajímavá, ovšem Vilém z Ockhamu se při její formulaci zřejmě obrací v hrobě.

Polkinghorn ještě uvádí, že vlastně příliš nerozumíme, jak a kde přesně jednotlivé úrovně poznání a popisu přecházejí jedna v druhou – fyzika a chemie v biologii apod. (úplně nahoře může být pro něj eventuálně teologie). Fyzika je přitom rozervaná i vnitřně, protože problém přechodu je v případě platnosti hypotézy 2 přítomen již v souvislosti s otázkou “kdy přesně zkolabuje vlnová funkce”. Přičemž další už spíše filosofickou otázkou je, zda jsou “vyšší” hierarchie odvoditelné z těch nižších.

Zdroj: John Polkinghorne: Kvantový svět, Aurora, Praha 2000

autor Pavel Houser