NE.AU

ROBIRI P. CRIAST ^{ALIRTD SCIIAIII}

^GOIII{ABIR

il|0lilil\| ilL

I[|AilTII

CUM

NE.AU

INUATAT

PLANCK, BIIHR, EINSTEIN $I

^HEISENBERG

S[ ruBM NCERTITUDINEA

Cupnms

lntroducere

... 9

Capitolul

l.

Momentul

newtonian

^...17

Capitolul 2. O lume in

pixeli

... 40

Interludiu. Max P1anck ne prezinta

cuanta

... 53

Capito1ul3. Salturi cuantice

...

... 61

Interludiu. Niels Bohr se folosegte de saituri cuantice pentru a justifica functionarea

atomilor

... 73

Capitolul4. intAmplarea

...

...76

Interludiu.Albert Einstein

arati

^{cum joacA} Dumnezeu

barbut

..,... 89

Capitolul 5. Problema

identitifii:

un pantof cuantic care nu a

ciztlt

...92

lnterludiu. Wolfgang Pauli gi principiul excluziunii, Satyendra Bose gi

bosonii

... 105

Capitolul 6. Rechini _Ei

tigri:

schizofrenie ... ... L1,4 lnterludiu. Harta lui Erwin Schrodinger

/

Harta lui Werner

Heisenberg

... 134

Capitolul 7. Incertitudinea

...

...14L Interludiu. Principiul

incertitudinii ...

... 165

Capitolul B. Realitatea

fracturati:

cubism s,i

complementaritate

... 168

Interludiu. Complementaritate, obiectivitate

gi experimentul cu

fanti dubli

... i-84 Capitolul 9. Nu joaci

barbut!

... 189

Capitolul 10. Pisica lui Schr<idinger

...

...2LL Interludiu. Rizboiul de

grani;e

...:... ... 227 Capitolul 11. Vizuina iepurelui:

Capitolul 12. Salvarea

fizicli

... 253 Concluzie. Momentulacum

...

...

2Zt Mukumiri ...:....

:... ^2Zg

Credite

... 282

Note

...

... 285

lndice

...3i_B

'l . ^{MoUTNTUL NEWToNIAN}

-imi

^cam plac Maybe Dead Cats (Pisici posibil moarte), am spus eu.

-Da, nu sunt rele. Pufin pseudointelectuale, dar nu suntem

toli

aga?

- ^Cred

ci

denumirea formafiei ^{este o} referire la tipul

trla, f.izician, am zis. ^De fapt, sunt sigur

ci

este. Am ciu- tat formafia ^pe WikiPedia.

-Mda,

^a spus ea. Schrcidinger. Doar

ci

numele for- mafiei este complet gregit,

fiindci

Schr6dinger este cele- bru pentru a

fi

subliniat paradoxul dinfizica cuanticd,

in

^care,

in

anumite

imprejuriri,

o

pisici

pe care nu o vedem poate fi gi vie,

;i

^{moarti. Nu posibil moartd.}

Will Grayson, Will Grayson

Fizicianul austriac

Erwin

Schrddinger a

enunlat

celebra meta-

:ori

a

pisicii

pe

jumitate in glumi, in

1935, comentAnd asupra

:eputinfei

colegilor

lui

de a gAndi

in termenii

mecanicii cuan- tice. Cu greu si-ar

fi imaginat ci

pisica

lui

va ajunge

puternic inridicinati in

cultura

populari, apirind in

romane gi ^desene animate si

imprimati

^pe

cini

^de cafea gi pe

tricouri.

Un exemplu recent

il

constitui ^e Will Grayson, Will Grayson, un roman despre

rineri,

de John Green gi David Levithan (2010).

in

roman,

Will : intreabi

pe Jane

-

^o

^{fati pentru}

^{care are} sentimente ameste- :ate si neexprimate

-

^{despre pisica}

^lui

Schrodinger. Jane descrie :elebrul experiment ^de gAndire aLfizicianului austriac, iar apoi

iCaugi ci Schrodinger

,,nu

suslinea

omorArea

pisicilor

sau :eva... spunea

doar

cd pare

pulin probabil

ca o

pisicd si fie s:=ultan

gi vie gi

moarti".

lt'Iill

se gAndegte o

clipi

^{la acest lucru.} GAndindu-se la

propri-

:-,=

emolii

amestecate

-

^{este cu}

^adevirat

^{atras de Jane,}

^dar

^a

-::zat

^{prima ei propunere de a se}

siruta -,

^{lui nu i se pare deloc}

17

ROBERT P. CRtrASE, ALFRED SCHARFF GOLDHABER

improbabili

ideea ca un lucru

si

fie real gi ireal

in

acelagi

timp.

,,Toate

lucruriie

pe care le

linem in cutii

^inchise

^sunt

^gi

vii,

gi moarte,

pAni

cAnd deschidem cutia",

igi

spune el.

,,Nevizutul

este gi nu este acolo."1

Imaginea pisicii lui Schrodinger

este

invocati diferit in

Blueprints of the Afterlife ^(Proiecte ale vielii de apoi), un roman SF

apocaliptic, de Ryan Boudinot (2072).

in

acest roman, protago- nista Abby Fogg apare

intruna,

si

moarti,

si vie,

dupi

^ce

- fari

gtiinla ei

-

^fusese programati

si

se infiltreze

intr-o

altd realitate.

Odati, intr-o morgi,

ea priveste

infiorati doui

versiuni identice ale ei, goale gi moarte. ,,Sinele

tiu,

Abby, a

intrat

in superpozitie",

ii

spune legistul-sef. ,,Este ca si cum ai

fi

gi vie, qi

moarti

simul- tan, iar aceasti simultaneitate este un sistem

automultiplicativ

in care

existi

diferite <instantanee, ale sinelui tdu mort. Ceea ce face ca autopsia sd fie ingrozitor de grea, daci pot

si

spun asa."2

Pisica

lui

Schrddinger

constituie una dintre

numeroasele imagini si concepte ale mecanicii cuantice din cultura

populari.

Uneori, acestea sunt folosite in

glumi

sau ironic, in

timp

ce alte- ori, au un sens serios si

oferi

noi perspective asupra modului

in

care se privesc

fiintele

umane unele pe altele si lumea.

Pentru a inlelege cum de au ajuns imagini si termeni

dintr-un

domeniu de nigd aLfizicii, care descriu modul

in

care este

emisi

Ei

absorbiti lumina, si

aibd

un impact cultural atit

de mare, trebuie, mai intAi,

si

inlelegem _cadrul

gtiinlific in

care a

apirut

teoria cuantic5, creat de

lucririle

1ui Isaac Newton,

in urmi.

cu peste

trei

secole, si de impactul

cultural

al acestora.

Isaac

Newton

in2OO4, Biblioteca Publici din New York

a

organizato expozitie

remarcabili prin

scopul gi

continutul

ei

-

^{dar qi}

^prin

^{locul ales.}

,,Momentul newtonian: ^Isaac Newton si crearea

culturii

moderne., a

fost gizduiti in

aripa

principali

a

bibliotecii, in epicentrul

Manhattanului, pe Fifth Avenue gi strada

2.vizitatorii

intrau

in

clSdirea artelor frumoase trecand

printre doui

statui celebre ale unor lei

-

Patience (Rebdare) in stAnga gi Fortitude (Dirzenie)

in

18

MOMENTUL CUANTIC

dreapta

-,

^{urcdnd o}

^scari

^de

marmuri, iar

apoi traversAnd ^o colonadi impresionanti, pAni in hol. Indicatoarele

ii

conduceau,

ulterior,

spre

magnifica sali principali

de

expozilii,

unde,

in

locul desenelor gi al documentelor anoste ^care alcituiesc deseori

expoziliile din biblioteci,

se

gisea

o

diversitate uimitoare

de materiale ce demonstrau vastul impact

cultural

al operei

lui

sir Isaac Newt on (7642-77 ^26).

Exponatele includeau globuri, planetarii (modele ale sistemu-

lui

solar) gi telescoape;

sculpturi

^gi

busturi

^ale

lui

Newton si ale

discipolilor lui; picturi

reprezenti.nd episoade gi experimente din

viala lui

Newton gi

portrete

rcalizate de Hogarth,

William

Blake gi de

alfii, evocindu-lpe

^Newton _Ei ^{opera sa.} O explicaqie cita celebrul

distih

al poetului Alexander Pope:

,,Natura Ei legile

naturii

ziceau ascunse in noapte;

Dumnezeu a spus: oSi fie Newton!> _9i totul s-a luminat!"

Alte

exponate reflectau ^o

judecati

mai

pulin

elogioasi, mai ambivalenti, a

lui

Newton gi a operei sale. Schila ^gi

portretul lui Newton,

realizate de

William

^Blake,

il arati

pe savant

intr-o pozitie deloc migulitoare, chiar contorsionat, absorbit

^de instrumentele qi

figurile

pe care le deseneazi pe un sul de hAr-

tie, intorcind

spatele

frumoasei miri

a

Naturii in

care este scufundat. Blake a respectat

realizirile lui

Newton, dar a con-

damnat atAt viziunea

sa

mecanicisti asupra lumii,

cAt _9i

dominalia maginilor

^care a

izvorit din

^aceasta. Profunzimea

repulsiei lui

Blake este

evidenti in mottoul siu: ,,Arta

^este Pomul

Viefii, $tiinfa

este Pomul

Morlii".

Expozilia a inclus un exemplar din prima edigie a capodope-

rei lui Newton,

Principia, expus

in

Statele

Unite in premieri absoluti,

cu corecturi de

mAni ficute

de

citre

Newton

pentru urmitoarea edilie.

Au

fost

exPuse, de asemenea,

traduceri in limbi striine

aLe Principfa, ^o versiune rezumatd ^gi

explicati,

des-

tinati publicului feminin,

^si ,,Tom Telescope", o serie de

cirli

pentru copii de

fizicl.newtoniani. Alituri, picturi

inspirate de

lumini, gravitalie,

orbite, spectrul luminos, regula

misurii

_9i ^a

ordinii

si alte teme newtoniene.

t9

ROBERT P. CREASE, ALFRED SCHARFF GOLDHABER

Expozifia a

ilustrat

revolulia in viziunea globala provocatd de

activitatea

lui

Newton. _,,Epoca

Luminilor

gi a Revolutiei", scria

istoricul

Mordechai Feingold, de la

Institutul

pentru Tehnologie

din California, in catalogul expozitiei,

_,,poate

fi considerati

momentul newtonian, inleles ca denotind epoca gi modul in care

gindirea lui

Newton au ajuns

si

impregneze cultura europeani in toate formele sale."3 in limbaj obignuit, ,,moment" inseamni o

perioadi

de timp. Fizicienii i-au dat un inteles tehnic, asociat cu

rotafia;

o

forli

de rdsucire sau de torsiune

ori

rezistenfa

unui

corp la o astfel de torsiune. Istoricii ca Feingold folosesc cuvantul ,,moment" cu ^sens dublu: pentru a desemna perioada de

timp in

care s-a conturat o

noui

descoperire

radicali, cit

gi perioada mai

indelungati in

care s-au exercitat efectele acestei descoperiri.

Realizirile gtiin(ifice

ale

lui

Newton au

influenfat

arta,

lite- ratura, filosofia, politica

gi religia la

fel

de

profund

ca operele

oricirui artist,

scriitor, filosof,

politician

sau teolog al

timpului

sau.

Motivul

a

fost

acela c5. descoperirile

lui

Newton au adus claritate gi

inteligibilitate intr-o

epoca a confuziei si a

anxietitii.

Europa

anilor

1600 era o lume a

terorii

gi a

tulburirilor.

Au izbucnit tot soiul de rdzboaie aproape in fiecare an al acelui secol;

Anglia

a

avut trei

rd,zboaie

civile, intre

7G42 gi 1651. Oamenii credeau

ci

lumea

functiona in moduri

misterioase, condusi de

puteri oculte si de evenimente enigmatice. Textele Scripturii spu- neau

ci timpul

a avut un inceput si va avea

un

sfArsit, dar nu ajutau prea mult la explicarea prezentului. Cei mai mul1i oameni intelegeau doar

pufin

din lume, care pirea un organism suprana-

tural alcituit din

mai multe

pdrfi. Distinclia

cea mai

clari

era cea

dintre

_{Cer 9i} PdmAnt. Fiecare se comporta

diferit; in timp

ce

lucrurile ceregti erau eterne si neschimbitoare, obiectele

pimin-

tegti se schimbau,

prin

aceea

ci

se nigteau sau mureau, cresteau sau se micsorau, se transformau in altceva sau se miscau

dintr-un

loc in altul. De ce se schimba? Din cauza unor forte oculte, a unui potential

interior

care este activat sau din cauza planului cuiva.

Regii gi

clericii

pretindeau

ci

gtiu care e

voinla lui

Dumnezeu, dar pentru togi ceilalqi lumea _{era de} neimblAnzit,

impredictibili

si uimitoare. Regalitatea exercita puterea absoluti

asupra 20

MOMENTULCUANTIC

chestiunilor politice, seniorii feudali _9i clericii

-

^{asupra majori-}

tilii

aspectelor

vielii

de zi cu zi.

Niscut

in1642, anul

primului Rizboi

Civil Englez, Newton ^a

fost

persoana care a

ficut

cel

mai mult pentru

a

transforma

lumea. A fost un dar pentru omenire: mama lui l-a

niscut

in ziua de

Criciun; tatdl lui,

un fermier, murise cu citeva

luni in urmi' in

tinereqe, Newton dispreluia

sporturile

_9i

distracliile

practi- cate de cei de

virsta

lui gi igi petrecea timpul construind

instalalii

mecanice, precum mori de

vint,

ceasuri ^de

api

^gi zmeie, si

citind in biblioteca

spigeriei locale.

in

perioada

in

^care s-a

aflat

la

Trinity

College de

la

Universitatea Cambridge (1661-1665), a

invilat

singur noua filosofie, fizica gi matematica pe ^care le cer- cetau

invelali

din intreaga Europi.

in

1665, Londra a fost

loviti

de Marea

Ciumi,

care a devastat orasul, omorAnd

unul din

cinci

locuitori, iar

^{Newton s-a retras}

l,a ferma mamei Iui, din Lincolnshire. Vacanla

forlati

i-a permis

si

studieze

firi

intrerupere ^gi astfel au

apirut

^germenii

multor

Newton, de Witliam Btake, 1795-1805

2l

ROBERT P. CREAStr, ALFRED SCHARFF GOLDHABER

descoperiri fundamentale

in

fizicd,, astronomie,

optici

si mate- maticS; a explorat gi multe subiecte pe care savanfii de

astizi

re

privesc cu dispre!, cum ar

fi

alchimia, piatra

fiiosofali,

_{,,Apoca_}

lipsa"_gi alte

cirli

biblice. una

dintre

cele mai

mari

descoperiri ale sale a fost calculul

infinitezimal -

descrierea precisi

" ,it,r"-

giilor

in

care adiugarea sau sciderea a ceva

dinti-o

cantitate x,

indiferent

cat de mare sau de mic, are ca rezultat _{adiugarea sau} sciderea a ceva

dintr-o

altd cantitate. Newton a

folosii

calculul

infinitezimal pentru

d elabora ceie

trei

legi ale

migcirii, piatra unghiulari _a imaginii

sale despre

lume

ca

lume unificate,

deschisi gi

inteligibili, guvernati

de

forle total previzibile.

_El a

contribuit la

nagterea

viziunii

asupra

lumii

ca o

masinirie uriasi,

care nu avea nevoie de Dumnezeu ca sd meargi

inainte

gi a

cirei

funclionare _putea

fi inleleasi

_{nu doar} de

citie

regi sau de

citre

clerici, _ci de cdtre oricine.

Newton a

ficut

o

dati

remarca neobignuit de modesti

ci sti

pe

umerii

unor giganfi. Acegti umeri imensi,

insi,

erau

parlial

umani,

parlial industriali.

Calea

lui

a fost

pavati

de proiresele tehnologice ale

timpului siu:

de o cunoastere crescanda

imeca- nicii,

de o crestere a aprecierii pentru aplicagiile matematicii, de

amplificarea producerii si folosirii _maginilor in minerit

si

in

industrie gi

- ^datoriti

^{lui Gaiilei si} altora

-

^de

^indicii

^unei

ordini

mai degrabi mecanice, decAt supranaturale,

in

cer, cum ar

fi in

cazul comportamentului _cometelor.

In

1931, un

fizician

sovietic, pe nume Boris Hessen, a folosit

o abordare marxistd pentru a ajunge la concluzia

extremi ci atit

pozitialui

Newton, cat gi ambigiile lui

gtiinfifice

au fost motivate

istoric.

Hessen a

fost

un exemplu de abordare ,,externalisti,. a

istoriei stiintei. Externalistii _consideri gtiinfa,

ca orice alte subiecte pe care le

studiazi istoricii, drept un

produs _social,

rezultatul unui anumit context istoric

qi

iultural.

Ei se opun

internaligtilor,

_{pentru care fortele} importante care

aclion."ra i,

istoria gtiintei _sunt

reprezentate _{de ce anume} fac oamenii de gtiinld in laboratoare. Pentru

internalisti,

proiectul fundamental al

naturii

este deja prefigurat, _ca in picturire

in

care se coloreazi

dupi

numere: ce fac savanfii este

sjcolo

reze, casi spunem asa.

Chiar

daci factorii

sociali,

poritici

gi economici

pot

influenqa 22

MOMENTULCUANTIC

alegerea

culorilor

care

si fie

aplicate mai

intAi

gi rapiditatea cu care este

terminati

^{pictura, ei nu} afecteazi structura

picturii in

sine. Hessen nu era de acord cu

nimic din

toate acestea. El _9i-a

inceput

celebrul

articol, ,,Ridicinile

^{sociale gi} economice ale Principia

lui

Newton", citAnd

distihul lui

^{Pope ca pe un} exemplu

tipic

al

tendinlei

^{de a}

trata

progresele istorice

-

^{chiar gi}

^gtiin-

lifice -

^{ca pe produse ale}

providenfei divine

sau ale

geniului personal.

Este

gregit, a afirmat

Hessen;

Marx gi

Engels au demonstrat

ci

istoria

inainteazi prin

dezvoltarea

relaliilor

^{gi a}

forfelor

de producfie

in

slujba claselor dominante. Agenda

lui

Newton a

fost stabiliti nu

de Dumnezeu, ci de

forleIe

sociale care

urmireau si ob;ini transporturi, minerit

_9i armate mai bune. Ceea ce se numegte acum ,,Teza

lui

Hessen"

afirmi

^cd

Newton a fost agentul

societilii

burgheze

industrializate,

care iqi extindea qi perfecfiona

eforturile

^{de a} controla natura gi de a exploata clasa muncitoare.a

Hessen insugi a

fost prins in forlele

sociale ale

timpului

qi locului

siu,

cu un rezultat mai sumbru. La cinci ani

dupi

apari-

lia articolului siu,

^a

^fost

^{arestat de}

polilia secreti sovietici,

acuzat de terorism, judecat, condamnat gi impugcat cu cinci zile inainte de

Criciun, in

1936.

Oricare i-ar

fi

fost

originile

gi obiectivele, opera magna ^a

lui Newton, Principiile

rnatematice ale

filosofiei

^{naturale (1687),}

cunoscuti

ca Principia, a schimbat lumea. Lucrarea cu ^cea mai mare

infiuenle

scrisa vreodatS, aceasta

enunli pentru prima dati

legile

migcirii

gi legea atracfiei

gravitalionale

universale.

Lur.nea pe care a descris-o Newton ^a devenit a doua

naturi

pen-

tru

noi, dar nu a fost aga gi

pentru

mul1i

dintre

contemporanii lui.

Unii

au

gisit-o

greu de inleles, chiar un nonsens.

PimAntul

si Cerul sunt, evident, locuri diferite! ^{Cum putea Soarele}

si

migte planete aflate la milioane ^de

kilometri

depirtare

-

^{ce le impingea}

si le trigea? De ce nu cerceta Newton catzele interne gi resortu-

rile

mecanice care guverneazi Universul? Newton a spus

ci

nu va

inventa

ipoteze despre astfel de

lucruri, ci

va cerceta doar matematic

-

^{dar asta este}

negtiinfific! Dupi

cum nota Feingold in catalogul expoziliei, a fost nevoie ^de ,,un foarte iung proces de asimilare" inainte ,,de a

fi posibili

convertirea la newtonianism"s.

23