Homo sapiens, pomocnik Pana Boga
Kto stworzył wszechświat? Nawet jeśli uczynił to Pan Bóg, to człowiek był jego asystentem. Fizyka kwantowa przypisuje ludziom dużą rolę w ukształtowaniu znanej nam rzeczywistości. Wszechświat bezpośrednio po Wielkim Wybuchu był obiektem kwantowym. To - zdaniem fizyków - pozwala przypuszczać, że na jego przeszłość mogli oddziaływać świadomi obserwatorzy, którzy pojawili się 13 mld lat później.
Ludzie od dawna mieli poczucie, że w świecie natury zajmują szczególne miejsce. W stworzonym przez Ptolemeusza „Systemie świata” nasza planeta królowała w centrum kosmosu, a Słońce, Księżyc i inne ciała niebieskie krążyły wokół niej. Przekonanie o wyjątkowym statusie rodzaju ludzkiego przetrwało tysiąclecia. Dopiero rewolucja kopernikańska wyrzuciła nas z centrum wszechświata. Ziemia została zdegradowana do roli przeciętnej planety wędrującej wraz z innymi wokół Słońca. Śmiałkowie w rodzaju Giordana Bruna przypuszczali nawet, że takich zamieszkanych planet jak nasza może być w kosmosie więcej.
Sygnały ponownego dowartościowania człowieka pojawiły się niespodziewanie w latach 20. minionego stulecia. Nadeszły z najmniej spodziewanej strony, z dziedziny fizyki kwantowej, zajmującej się najmniejszymi porcjami energii i materii. Według koncepcji ówczesnego młodego pokolenia fizyków dopiero w zetknięciu z inteligentnym badaczem cząstki mniejsze od atomów zyskują stałe cechy i szanse realnego bytu. Jeśli tak, to świat elementarnych cegiełek materii zawdzięczałby swoje konkretne istnienie nieznanym wcześniej własnościom ludzkiego umysłu. Człowiek, któremu przypisano w ten sposób możliwości stwórcy, został wyniesiony na piedestał tak wysoki, jakiego nigdy wcześniej nie osiągnął.
Konieczny czynnik ludzki
W latach 20. i 30. minionego wieku badacze najmniejszych elementów energii i materii, które nazwali kwantami, odkrywali świat dramatycznie odmienny od opisywanego wcześniej przez fizykę klasyczną. Sprzeczny z prawami, których słuszność potwierdziły stulecia. Dowiadywali się, że jeden i ten sam elektron może się znajdować w dwóch miejscach naraz, a nawet może pędzić w dwóch przeciwnych kierunkach z różnymi prędkościami. Odkrywali ze zdumieniem, że dwie cząstki o wspólnym pochodzeniu pozostają splątane sekretnym węzłem – nawet jeśli rozlecą się w dwie różne strony Drogi Mlecznej jedna natychmiast wie, co zrobi druga. Przestrzeń ich nie rozdziela, są ze sobą na zawsze połączone.
Fizycy kwantowi z Danii, Niemiec, Węgier i Stanów Zjednoczonych zauważyli, że tak powszechne w świecie cząstki, jak elektrony czy fotony (czyli cząstki światła), nie mają ustalonych własności. Ze stanu swobodnej egzystencji wyrywa je dopiero człowiek z aparatem pomiarowym w ręku. Tak jakby migotliwego motyla z zaświatów łapał do słoika. Schwytana zjawa ma tylko wybór: czy da się złapać jako motyl, czy jako poczwarka. Fala czy cząstka. Świadomy umysł badacza zmusza ją do rezygnacji z równoczesnego istnienia w wielu miejscach i do wyboru jednej z możliwych postaci. Którą z nich przybierze, zależy od tego, jaki aparat pomiarowy łowca ma w ręku.
Człowiek - asystent czy obserwator stworzenia?
Fizykom najtrudniej było zrozumieć, jaką rolę w polowaniu na kwanty, w ich zamianie z motyli w poczwarki lub odwrotnie, odgrywa świadomy umysł polującego. Jedynym sposobem szukania wyjaśnień była dokładna analiza eksperymentów z udziałem kwantów i badaczy decydujących o ich przebiegu. Doświadczenia takie nie są zresztą skomplikowane. Wybitny amerykański fizyk Richard Feynman, laureat Nobla za badania w tej dziedzinie, znany był z twierdzenia, że całą mechanikę kwantową można wyprowadzić z prostego doświadczenia z dwiema szczelinami. Potrzebna jest do tego wiązka fotonów, czyli promień światła np. ze zwykłej latarki, plus tekturowa przesłona z wyciętymi w niej dwoma otworami oraz ekran z papieru fotograficznego.
Światło z latarki kierujemy na przesłonę. Jego część przedostaje się przez szczeliny i pada na ekran, gdzie tworzy się typowy wzór interferencyjny, czyli wzór nakładających się fal. Taki jak w przypadku nakładania się fal na wodzie. Wiemy wówczas, że światło przeszło przez obie szczeliny w postaci fal. Następnie wprowadzamy do eksperymentu obserwatora z aparatem pomiarowym – detektorem, czyli licznikiem cząstek. Badacz umieszcza licznik w jednej ze szczelin, przez które przedostaje się część światła. I ten zabieg zmienia zupełnie dalszy przebieg eksperymentu. Fale znikają jak przy użyciu czarodziejskiej różdżki. Na ekranie nie powstaje żaden wzór interferencyjny. Są natomiast ślady pojedynczych uderzeń od poszczególnych cząstek światła. Bo tym razem światło przybrało postać cząstek, a nie fal.
Co się właściwie stało? Dlaczego pojawienie się człowieka z prymitywnym licznikiem cząstek do tego stopnia zmieniło przebieg doświadczenia? Jaką rolę odegrał w tym umysł badacza wykonującego doświadczenie? Część badaczy tłumaczy to tym, że fale towarzyszące cząstkom światła w pierwszej części eksperymentu nie były falami obiektów materialnych, lecz czymś w rodzaju fal prawdopodobieństwa. Niosły informacje o tym, czym mogły być fotony i dokąd mogłyby pędzić, gdyby nie zostały schwytane przez licznik cząstek w jednej ze szczelin. Obserwator kontrolujący przebieg doświadczenia odebrał im część tych możliwości. Tak jak łowca motyli pozbawia zdobycze swobody ruchu, nabijając je na szpilkę i zamykając w słoiku, tak i fotony schwytane przez detektor jako cząstki straciły możliwość przybierania dowolnej postaci, jaką miały wcześniej w nieograniczonej przestrzeni. Dlatego towarzysząca im wcześniej fala prawdopodobieństwa znikła.
Świat obserwatorów i świat kwantowy
Istnieje kilka wyjaśnień roli obserwatora i jego umysłu w kontaktach ze światem kwantów. Według tak zwanej interpretacji kopenhaskiej, stworzonej w latach 30. ubiegłego stulecia m.in. przez duńskiego fizyka Nielsa Bohra i węgierskiego informatyka Johna Neumanna, świat dzieli się na dwie odrębne części: obserwatorów i badany przez nich świat kwantowy. Każdy akt obserwacji jest nieodwracalny, bo zaburza kwantowy układ i nieodwołalnie niszczy jego strukturę. Przy tym część każdego eksperymentu dokonuje się w umyśle obserwatora, bo to on podejmuje decyzję, jak chce to doświadczenie przeprowadzić i jaką postać kwantów chce poznać. Dlatego też znany fizyk John Wheeler uważał, że świadomego badacza w wykonaniu pomiaru kwantowego nie może zastąpić ani komputer, ani żaden inny przyrząd automatyczny, ponieważ wynikiem eksperymentu musi być zwiększenie wiedzy o cząstkach kwantowych. Dopiero wówczas, gdy wiedza ta pojawia się w świadomym umyśle ludzkim, w doświadczeniu zachodzi redukcja fali towarzyszącej kwantom i dokonuje się ich przekształcenie w konkretne cząstki. Te zaś zachowują się już zgodnie z prawami fizyki klasycznej. Mają konkretne miejsca w przestrzeni i tylko jeden tor ruchu.
Jednym z badaczy sięgających z pasją w te wciąż słabo poznane rejony był amerykański fizyk i filozof David Bohm (zmarły w 1992 r.). Pytanie, co ma wspólnego umysł człowieka z zachowaniem kwantowych cząstek, przez wiele lat stanowiło główny przedmiot jego dociekań. I umysł, i cząstki materii reagują na informacje, które mają dla nich istotne znaczenie – tłumaczył prof. Bohm. Jego zdaniem pojęcie aktywnej informacji powinno znaleźć miejsce jako fundament fizycznego świata obok energii i materii. Wcześniej fizycy nie przypuszczali, że informacja odgrywa zasadniczą rolę w świecie nieożywionym, zwłaszcza w układach kwantowych. Fale towarzyszące obiektom kwantowym są właśnie pakietem informacji, rodzajem pola czy potencjału pilotującego cząstki kwantowe. Pole to sięga znacznie dalej niż tylko w bezpośrednie sąsiedztwo elektronu czy fotonu. Dzięki jego rozciągłości w przestrzeni cząstki te wiedzą, że czeka na nie detektor albo że mają przed sobą obie szczeliny otwarte.
Aktywna informacja zarówno w naszym ciele, jak i pakietach falowych towarzyszących kwantom nie jest bezpośrednio widoczna. Jest zakodowana. Prof. Bohm mówił: „Jest zwinięta”. Zwinięta jak instrukcje genetyczne w DNA albo przepis na drzewo w nasieniu dębu. Można je wprawdzie dotknąć, wziąć do ręki, ale to nam nie wyjaśni, jak z małego żołędzia wyrasta wielki dąb. Na rozwinięcie informacji ukrytej w DNA muszą pracować siły otoczenia. W przypadku dębu są nimi gleba, woda, światło słoneczne.
Zdaniem prof. Bohma cała rzeczywistość ma zwiniętą strukturę. Dotyczy to także ludzkiego umysłu i właściwej nam świadomości. Zawarte w nich informacje też można określić jako zwinięte. Mówi się nawet o ukrytych myślach. Prof. Bohm zwracał uwagę na to, że złożoność i subtelność przyrody jest tego samego rodzaju, co złożoność i subtelność ludzkiego umysłu. Być może właśnie we wspólnej strukturze ukrytej rzeczywistości kwantów i umysłu człowieka mieści się tajemnica wpływu świadomego obserwatora na zachowanie cząstek kwantowych.
Człowiek ukształtował kosmos
W ostatnich latach duże znaczenie zdobyła nowa teoria dekoherencji. Według tej koncepcji na zachowanie układu kwantowego nie wpływa świadomy umysł obserwatora, lecz działanie otoczenia. Fotony z promieniowania kosmicznego, cząsteczki powietrza, pyłu i kurzu bezustannie bombardują układy kwantowe, zakłócając ich spójność i przeszkadzając w wystąpieniu charakterystycznych falowych interferencji. Innymi słowy, środowisko niszczy funkcję falową kwantów, a ich egzotyczna natura przekształca się wówczas w dobrze nam znane zjawiska makroświata. „Nie wszyscy są jednak o tym przekonani. Ja też się do nich zaliczam. Teoria dekoherencji nie podaje żadnych wyjaśnień co do tego, jak w doświadczeniach z kwantami dochodzi do wyboru jednego z wielu możliwych wyników. Jeśli nie decyduje o tym świadomy umysł obserwatora, to kto?” – pyta Brian Greene, amerykański fizyk z Uniwersytetu Columbia w Nowym Jorku.
Prof.S.Hawking i T.Hertog:
Wszechświat bezpośrednio po Wielkim Wybuchu był obiektem kwantowym. To pozwala przypuszczać, że na jego przeszłość mogli oddziaływać świadomi obserwatorzy, którzy pojawili się ponad 13 mld lat później.
Podobnie myślą profesor Stephen Hawking, piastujący Katedrę Newtona na Uniwersytecie Cambridge, i Thomas Hertog z Europejskiego Centrum Badań Jądrowych. Ich zdaniem wszechświat bezpośrednio po Wielkim Wybuchu, z którego powstał, był obiektem kwantowym. A to pozwala przypuszczać, że na jego przeszłość mogli oddziaływać świadomi obserwatorzy, którzy pojawili się ponad 13 mld lat później. Czyli po prostu my i nasi przodkowie. W pracy opublikowanej kilka lat temu Hawking i Hertog sugerują, że pomiary wszechświata prowadzone przez ludzi, od kiedy pojawiliśmy się w formie świadomych homo sapiens, mogły wpłynąć na jego postać w dalekiej przeszłości i na rządzące nim prawa. A zwłaszcza mogły tak ukształtować tę przeszłość, by kosmos stał się przyjazny życiu.
„Człowiek i wszechświat nawzajem uczestniczą w swoim istnieniu” – twierdzą obaj wybitni uczeni. I nie jest to myśl, której chciałoby się zaprzeczać. Choć może to oznaczać, że jako współtwórcy takiego dzieła powinniśmy się też czuć zań odpowiedzialni. Ale to już przerasta naszą wyobraźnię.
Link źródłowy poprawiono.
Staniq
Wiem, bo umiem odwzorowywać głosy niektórych zwierząt i o dziwo, one wcale nie wymagają używania języka. 
