Wykupienie dostępu pozwoli Ci czytać artykuły wysokiej jakości i wspierać niezależne dziennikarstwo w wymagających dla wydawców czasach. Rośnij z nami! Pełna oferta →
Kiedy pod koniec lat 70. ubiegłego wieku przygotowywałem pracę magisterską w Instytucie Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Warszawskiego, mój opiekun, prof. Marek Demiański, polecił mi przeczytać świeżo wydaną książeczkę Witalija Ginzburga (1916–2009) „O fizyce i astrofizyce”. Wielki rosyjski fizyk, laureat Nagrody Nobla w 2003 r. (za wkład w wyjaśnienie zjawisk nadprzewodnictwa i nadciekłości), przedstawił w niej przegląd najważniejszych, jego zdaniem, nierozwiązanych problemów w fizyce. Jego przenikliwość była imponująca, szereg z wymienionych tam problemów nadal nie jest do końca rozwiązany. Do dziś trzymam tę książeczkę pod ręką.
Toutes proportions gardées, podobne zadanie stawia sobie Jim al-Khalili, profesor fizyki na Uniwersytecie w Surrey, wyróżniony wieloma nagrodami i honorami – Orderem Imperium Brytyjskiego, członkostwem w Royal Society, medalami Michaela Faradaya i Lorda Kelvina. Na świecie jest bardziej znany ze swojej działalności popularyzatorskiej; jego książki popularne przełożono na 20 języków. „Paradoks...” to prezentacja najgłębszych, zdaniem autora, nierozwiązanych czy nie do końca zrozumianych problemów we współczesnej fizyce. Al-Khalili wybrał efektowną i atrakcyjną dla czytelnika formę: prezentuje głębokie pytania o naturę czasu, przestrzeni, podstaw mechaniki kwantowej, kosmologii, teorii względności, poprzez związane z nimi paradoksy.
Zaczyna od paradoksów związanych z teorią prawdopodobieństwa i statystyką, potem przechodzi do starożytnych paradoksów ruchu, kosmologicznego paradoksu Olbersa (dlaczego w nocy niebo jest czarne?), paradoksów fizyki statystycznej (demon Maxwella), paradoksów teorii względności (tyczka w stodole – relatywistyczna kontrakcja) i bliźniąt (względność czasu). Mamy też słynnego kota Schrödingera (mechanika kwantowa), a nawet hipotetyczne tachiony czy pytania o wolną wolę.
Książka uwodzi czytelnika, zwłaszcza – jak sądzę – czytelnika, który nie ma wykształcenia w dziedzinie fizyki. Bez wdawania się w precyzyjne rozumienie słowa „paradoks” mówimy tu o problemach, które na pierwszy rzut oka wydają się prowadzić w wyniku prostego, „zdroworozsądkowego” rozumowania do sprzeczności. Do rozwiązania paradoksów prowadzi zrozumienie sprzeczności przyjętych założeń, wykraczanie poza zakres stosowania danej teorii itp. Autor dość zręcznie pomaga zrozumieć, na jakim etapie rozumowania popełniany jest błąd, prowadzący do paradoksalnych wniosków.
Przyjęta formuła nie ma nic wspólnego z akademicką refleksją przeprowadzoną przez Ginzburga, i służy raczej intelektualnej rozrywce, ale jest to rozrywka na wysokim poziomie. Dość powiedzieć, że jeden z omawianych przykładów, „paradoks teleturnieju” albo inaczej „paradoks Monty’ego Halla”, dotyczący prawdopodobieństwa warunkowego, był przedmiotem wielomiesięcznej burzliwej debaty na forach popularnonaukowych pism w USA, a nawet sesji Amerykańskiego Towarzystwa Matematycznego.
W książce nie ma ani jednego wzoru czy wykresu. Dzięki lekkości, humorowi i klarowności wywodu powinna być zrozumiała dla każdego. Ta lekkość może jednak prowadzić do pewnych nieścisłości. Dla mnie łatwo było je wyłapać w przypadku paradoksu, którym sam się zajmowałem, tzw. „paradoksu bliźniąt” w teorii względności.
Paradoks polega na tym, że wskutek spowolnienia czasu odmierzanego przez poruszający się zegar oraz względności ruchu pozornie trudno jest określić różnicę wieku bliźniaków, z których jeden się porusza, a drugi spoczywa (względność ruchu ma sprawiać, że trudno określić, kto podróżuje, a kto stoi). O dziwo, autor przytacza stare, błędne wyjaśnienie (przywołując przyspieszenia działające na podróżnika, którym nie podlega bliźniak spoczywający). Przytaczane przez niego wyjaśnienie pochodzi od nie byle kogo, bo od Paula Langevina i Maxa von Lauego (Nagroda Nobla z fizyki 1914), i jest powszechnie podawane w podręcznikach fizyki, choć... błędne. Prace P.C. Petersa (1983), Johna Barrowa i Janny Levin (2001), moje z Boudem Roukemą (2007) oraz z Markiem Abramowiczem i Włodzimierzem Kluźniakiem (2006), a także Leszka Sokołowskiego (2014) pokazują, że bliźniacy są... jeszcze bardziej paradoksalni i wymagają głębszego, choć w istocie prostszego wyjaśnienia.
Książka Ginzburga była spojrzeniem mędrca na stan wiedzy w całej fizyce. Książka Al-Khalilego jest raczej intelektualną rozrywką, dużo bardziej zaawansowaną wersją popularnej w czasach mojego dzieciństwa, uroczej książki Szczepana Jeleńskiego „Lilavati”. Ale przecież należą nam się rozrywki, zwłaszcza intelektualne.
Jim al-Khalili, „Paradoks. Dziewięć największych zagadek fizyki”, przeł. Julia Szajkowska, Prószyński i S-ka, Warszawa 2014
