Pętlowa grawitacja kwantowa: Carlo Rovelli, Rzeczywistość nie jest tym, czym się wydaje

Strasznie ciężko było mi szło skończenie tego wpisu. Po raz kolejny okazało się, że łatwiej na coś narzekać, niż opisać coś, co bardzo mi pasuje.

Poza tym, przez długi czas, ciężko w ogóle było mi się zabrać za napisanie jakiejkolwiek notki. Dlatego, cieszę się, że udało się skończyć tę i z przyjemność oddaje do użytku publicznego.

Już jakiś czas temu, skończyłem czytać książkę, autorstwa włoskiego fizyka, pana Carla Rovelliego.

Tenże Carlo Rovelli jest jednym z wiodących fizyków, którzy zajmują się skomplikowanym zagadnieniem, jakim jest unifikacja teorii grawitacji i kwantów. Zadaniem, nad którym fizycy biedzą się w zasadzie od lat 20tych.

Trafiłem na jego książkę, bo ostatnio, z pewnych przyczyn, bardziej zagłębiłem się w ten temat. Natrafiłem na książkę pana Rovelliego, napisaną dla fizyków - jedną z najlepszych w tym temacie, na ile się orientuje.

Jednak, przy okazji dowiedziałem się, że napisał on również książkę przeznaczoną dla bardziej szerokiej publiczności, zatytułowaną Rzeczywistość nie jest tym, czym się wydaje. Jest to w zasadzie jedyna, licząca się, większa pozycja, próbująca przybliżyć to zagadnienie niespecjalistom. Podkreślam, że mówię tutaj o rynku światowym, na polskim, o ile wiem, konkurencji na pewno nie ma. Zatem, postanowiłem podzielić się paroma wrażeniami po lekturze - być może ktoś skorzysta.

Na początek, muszę przyznać, że byłem dosyć sceptyczny. Tematyka niełatwa, a na dodatek te napisy na okładce, porównujące autora do śp. Stephena Hawkinga nastrajają mnie zwykle w taki sposób. Muszę przyznać, że tym razem prasa, pisząca o tym dziele nader przychylnie, nie dała plamy. Warto przeczytać i nie będzie to żadne nadużycie z mojej strony, jeżeli powiem, że to jedna z najlepszych książek popularnonaukowych jakie zdarzyło mi się mieć w rękach.

Jednak, po kolei. Pan Rovelli podszedł do swojej książki bardzo historycznie, zaczynając od omówienia starożytnych, jońskich filozofów przyrody.

Nie powiem, dość mocno mnie to zaskoczyło. Najpierw poczułem pewną irytację, że znowu trzeba będzie czytać o tych, durnych z dzisiejszego punktu widzenia rozważaniach. Jednak, bardzo szybko porzuciłem uprzedzenia.

Temat został potraktowany naprawdę ciekawie i dogłębnie. Podsumowując,  wiedziałem, że zwłaszcza najwięksi filozofowie przyrody mieli całkiem niezłą intuicję odnośnie tego, jak naprawdę działa natura. Nie zdawałem sobie jednak sprawy, do jakiego stopnia. Przede wszystkim autor skupia się na atomistycznej wizji świata Demokryta z Abdery (jak również jego mistrza, Leukipposa), która okazuje się znacznie bardziej przenikliwa, niż mógłbym przypuszczać.

Demokryt nie tylko wykazał się genialną intuicją, co już wiedziałem wcześniej. Najbardziej fascynujący był sposób, w jaki w ogóle on (jak i jemu podobni, w tym Anaksymander) doszli do swoich wniosków. Mianowicie obserwacja i na tej podstawie jakieś rozumowanie. Przykładowo: Koło młyńskie zużywa się. Dlaczego? Ano, najpewniej dlatego, że w wyniku tarcia, ubywa mikroskopijnych cząsteczek drewna. Nie da się tego zobaczyć z dnia na dzień. Jednak w dłuższym okresie czasu - jak najbardziej. Doskonały asumpt do rozważań o tym, czy materia w ogóle jest oddzielna w nieskończoność. Demokryt stwierdził, że nie. I miał, jak wiemy, bardzo wiele racji.

Oczywiście, tutaj znacznie spłycam, pan Rovelli opisuje to wszystko znacznie lepiej i obszerniej.

Generalnie w ogóle, widać, że mamy tu do czynienia z wielkim erudytą i historykiem nauki. Jeśli wierzyć przypisom, pan Rovelli ma na koncie nawet jakieś artykuły na temat jońskich filozofów przyrody.

Potem oczywiście, prześlizgujemy się nad czasami Średniowiecza, bo z punktu widzenia rozwoju fizyki, faktycznie nie ma tam za bardzo czego szukać. Wszystko to w rozdziale pierwszym.

W drugim, mamy obszerne wyłożenie newtonowskiego obrazu świata. Tutaj, sam przyznam, że byłem mocno zaskoczony.

Mechanikę Newtona nieraz wałkowałem i szczerze podziwiam. Jednak, dopiero w tej książce, zetknąłem się bezpośrednio z opisanym tokiem myślenia samego Newtona. W tym momencie, byłem już pewien, że tę książkę warto przeczytać, chociażby ze względu na tę część.

Poza oczywiście mechaniką Newtona, znajdziemy tam opis osiągnięć w zasadzie całej fizyki, do końca XIX wieku. Dowiemy się między innymi, dlaczego zilustrowanie danej siły poprzez linie pola jest tak cenione, na czym polega potęga równań Maxwella i jak mają się one do mechaniki klasycznej.

W drugiej przechodzimy już ponad poziom szkoły średniej i mamy opisaną rewolucję w naszym postrzeganiu rzeczywistości, której architektami byli twórcy obu teorii względność i mechaniki kwantowej.

W tym miejscu, również muszę pana Rovelliego pochwalić. Tłumaczy naprawdę dobrze zwłaszcza zawiłości ogólnej teorii względności. A ja prawie zawsze mam w tym względzie coś do zarzucenia, dlatego u mnie to spora pochwała.

Zwłaszcza zaprocentował w moich oczach, przytaczając równanie Einsteina. Nie objaśniał szczegółowo, co oznacza każdy człon, bo to nie było na to miejsce. Jednak, w mojej opinii przejrzyście wyłożył jego istotę i pokazał nawet kompletnym laikom, złożoność i przede wszystkim, matematyczne piękno tej teorii.

I jest piękne równanie Einsteina. Drodzy pupularyzatorzy, naprawdę nic się nie dzieje, jak je wrzucacie ;)

Objaśnienia na temat mechaniki kwantowej również trzymają poziom. Pan Rovelli odwołał się m.in. do rozumowania samego Wernera Heisenberga. Po raz kolejny pokazując, że oczywiście aparat matematyczny jest potrzebny, aby ubrać odpowiednio koncepcje, ale one same, da się odpowiednio wytłumaczyć i komuś nieprzygotowanemu. A przynajmniej, mi się tak wydaje.

Dopiero po tym dość obszernym wstępie (do strony 155, cała książka, bez bibliografii ma stron  282), nadszedł czas na próbę przedstawienia pętlowego podejścia do grawitacji kwantowej.

W tej części również mamy historyczne podejście, zaczynając od młodego rosyjskiego fizyka, Matwieja Bronsteina, który jeszcze w latach 20tych pokazał, że niemożliwa jest unifikacja grawitacji i mechaniki kwantowej, na gruncie obecnych teorii, a wymaga czegoś kompletnie nowego.

Potem postępujemy dalej, mamy słynne równanie Wheelera - de Witta, koncepcję piany czasoprzestrzennej et cetera.

Wiem, że dla postronnego, to brzmi strasznie i jak kompletny odlot. Specjalnie tu podaje te terminy, by uspokoić, że jak najbardziej, tłumaczone są dobrze. Zwłaszcza ta część książki, obfituje w rysunki, będące naprawdę dużą pomocą. Nie ma się czego bać! Celowo zaś nie rozpisuje się o co dokładnie chodzi, bo notka by się rozrosła, a zapewniam, że pan Rovelli robi to na pewno znacznie lepiej.

Ostatnia, czwarta część, traktuje o implikacjach pętlowej grawitacji kwantowej, na inne dziedziny fizyki. Możemy poczytać o teorii Wielkiego Wybuchu, czy kosmologii.

Oczywiście, pojawiają się również czarne dziury. W końcu, już Stephen Hawking wykazał, że jest potrzebna jest teoria kwantowej grawitacji, aby w pełni wyjaśnić pewne, związane z nimi zjawiska.

To jest zdecydowanie najtrudniejsza część, napisana najbardziej topornie. Poza tym, mam wrażenie, że pan Rovelli czasem nieco zagalopował się z wnioskami. Zwłaszcza w ostatnim rozdziale, który jest de facto czystą filozofią. Broń Boże, nie sugeruje, że jest nie na miejscu i bez sensu. Takie filozoficzne podsumowanie po galopadzie przez całą historię fizyki, jest jak najbardziej na miejscu. Ja bym po prostu nieco wstrzymał się z pewnymi wnioskami, chociaż z większością tego, co tam napisał i tak się zgadzam.

Tyle, jeśli chodzi o treść. Pora na kilka uwag natury bardziej ogólnej.

Pierwszą rzeczą, za którą muszę pochwalić autora jest bibliografia i przypisy. Naprawdę, przy zalewie książek, które chcą być popularnonaukowe, a przy tym nie posiadają ani przypisów, ani nawet jakiegoś spisu zalecanej literatury, bardzo się ceni kogoś, kto traktuje czytelnika poważnie.

W tej książce bibliografia zajmuje całe sześć stron. Dodatkowo, czasem pozycje obdarzono krótkimi komentarzami, które istotnie mogą pomóc w wyborze, w wypadku, gdyby ktoś chciał po którąś z tych pozycji sięgnąć.

Natomiast liczne przypisy przy tekście, po które nie trzeba sięgać na koniec książki, są bardzo pomocne. Dla ciekawych rozszerzają tekst, wyjaśniając pewne wątpliwości. Naprawdę zachęcam do ich czytania, chociaż oczywiście, da się przeczytać całą książkę, nie uciekając się do nich.

Kolejnym bardzo pozytywnym aspektem tej książki, jest jej język. Autor pisze treściwie i bardzo plastycznie, całkiem nieźle radząc sobie z oddaniem istoty omawianych, niejednokrotnie bardzo trudnych koncepcji teoretycznych.

Nie ucieka się przy tym do idiotycznych metafor, godnych osób niepełnosprawnych intelektualnie lub małych dzieci, na co nieraz narzekałem przy książkach pana Leonarda Susskinda.

Dodatkowo, jak już wspomniałem, mamy tu do czynienia, z niezwykłym erudytą. Pan Rovelli niejednokrotnie cytuje klasyków literatury, czy filozofów. I zazwyczaj, ma to naprawdę sens, bo przedstawiane dzieła sztuki służą albo jako ilustracja przedstawianych teorii fizycznych albo je dobrze ilustrują.

Prawdziwym majstersztykiem jest jak dla opisanie geometrycznego pojęcia hipersfery trójwymiarowej. W skrócie -  jest to sfera, niczym Ziemia, tylko o wymiar większa. Właśnie taką strukturę, według teorii względności, ma nasz Wszechświat.

Nie będę się wdawał w szczegółowe wyjaśnienia, w każdym razie, pan Rovelli przekazał tutaj, że ten pomysł, miał już Dante Alighieri i przedstawił ją w Boskiej Komedii. Dantego czytałem wiele lat temu, już nie pamiętam w zasadzie, ale pod wpływem tej lektury, chyba wrócę do dzieła genialnego Włocha.

Już samo nowe spojrzenie na Boską Komedię, jest dobrym powodem, by przeczytać tę książkę ;)

Cóż, to byłoby na tyle. W zasadzie, nie mam do przekazania nic negatywnego, na ten temat, z wyjątkiem tego, co wspomniałem przy omawianiu treści.

Jest możliwość, że koncepcja grawitacji pętlowej, okaże się ślepym zaułkiem. Jeśli tak będzie, to większość prac naukowych pana Rovelliego zdezaktualizuje się. Może tak być w sumie nawet, jeśli okaże się, że ma rację. W końcu rozwój nauki może rzucić nawet na słuszną teorię kompletnie nowe światło.

Jednak, na pewno pozostanie po nim twórczość popularnonaukowa. I sposób, w jaki ukazywał naukę szerokiej publiczności. Prawdziwie mistrzowski.

Zatem, pan Rovelli spokojnie może sobie powiedzieć: Exegi monumentum. Następne pokolenie popularyzatorów nauki, powinno się uczyć właśnie od niego.

 Aczkolwiek, w tym miejscu, muszę uczynić zastrzeżenie, że nie jest to książka dla kogoś, kto w ogóle nie miał w rękach żadnej pozycji popularnonaukowej z dziedziny fizyki. Zdecydowanie to produkt dla nieco bardziej ambitnych czytelników.

Po tym zastrzeżeniu, pozostaje mi wystawić ocenę. Nie mam akurat wątpliwości:

10/10.