Adam i Ewa, stworzeni przez Boga o dziwnym imieniu Elohim (czyli: "Bogowie"), szczęśliwie żyli w ogrodach Edenu, nie znając cierpienia, choroby ani śmierci. Aż kiedyś dali się namówić do zjedzenia owoców z pewnego zakazanego drzewa. I stało się! Bóg wypędził ich z Edenu, i odtąd Adam miał w pocie czoła wyrywać ziemi jej owoce, a Ewa w bólach miała rodzić dzieci. I odtąd musieli umierać, oni i ich potomstwo.

Mit Wygnania z Raju (o, jak zdumiewająca jest moc mitów!) nieźle opisuje to, co się dzieje w mechanice kwantowej. Każdy zapewne słyszał o "dualizmie cząsteczkowo-falowym" jaki obowiązuje w świecie atomów: że w pewnych sytuacjach ten sam przedmiot z mikroświata - elektron, foton itd. - wygląda jak cząstka, a w innych jak fala. Pionierzy mechaniki kwantowej uważali ten dziwny fakt za tymczasową wadę ich teorii, wadę, którą w końcu da się usunąć. Tymczasem od przedświtu mechaniki kwantowej minęło równe sto lat, a elektrony, fotony itd. nadal raz są cząstkami a raz falami.

Wygląda bowiem na to, że żyjemy w podzielonym świecie, w świecie, który ma dwa piętra. Piętro kwantowe i piętro "zwyczajne". (Fizycy nazywają je "klasycznym".) Prawa obowiązujące na tych dwóch piętrach są kompletnie niepodobne do siebie. (To właśnie na piętrze kwantowym "coś" jest falą, zaś na piętrze zwyczajnym widzimy to coś jako cząstkę.) U nas większości zjawisk nie da się odwrócić, co oznacza, że czas płynie porządnie, w jedną stronę. Stłuczona szklanka nie zbiegnie się w całość, spłowiała szmata nie odzyska jaskrawych kolorów (wyświecając przy okazji światło, które, wcześniej przez nią pochłonięte, rozłożyło barwnik); dwutlenek węgla nie rozłoży się z powrotem na tlen i szczapę. Na kwantowym piętrze świata jest inaczej: wszystko jest absolutnie odwracalne. Co więcej, wszystkie możliwe warianty zjawisk istnieją obok siebie: na przykład jądro uranu przed rozpadem współistnieje z całym tym bałaganem, który zostaje po nim po eksplozji. W kwantowym świecie nic nie ginie, nic nie niszczeje. Nie ma też tarcia, nie ma zużycia materiału, a przedmiot, który się porusza w pewnym kierunku ze stałą prędkością, z jednakowym prawdopodobieństwem znajduje się w całej przestrzeni. Przede wszystkim zaś w całkiem odmienny sposób coś jest - na jednym i na drugim piętrze świata. U nas coś albo jest (w pewnym miejscu, czasie) - albo go nie ma, tertium non datur, czyli "nie ma trzeciej możliwości". W świecie kwantowym mamy tylko owo tertium: istnieje się wyłącznie jako możliwość istnienia, określana jako prawdopodobieństwo, a właściwie nie tyle prawdopodobieństwo (to znowu termin z naszego piętra) - tylko jako amplituda prawdopodobieństwa. Te amplitudy mogą się składać, przenikać, interferować ze sobą, stać jako fale stojące, przenikać przez ściany; robić mnóstwo rzeczy niedostępnych wszystkim jednoznacznie istniejącym obiektom naszego pietra. Amplitudy prawdopodobieństwa są dziwnie podobne do duchów...

Ale tym ulotnym tworom z mikroświata od czasu do czasu przydarza się straszna katastrofa, niby Wygnanie z Raju. Tę katastrofę fizycy nazwali dekoherencją. Oto zdarza się, że jądro uranu musi porzucić stan słodkiej nieokreśloności, kiedy istnieją obok siebie amplitudy prawdopodobieństwa jądra niewybuchłego i wybuchającego: i wtedy stan niewybuchły znika, i pozostaje tylko lawina odłamków rozlatujących się we wszystkie strony, Jądro wybucha, i jest to już nie do odwrócenia. Podobnie atom wolframu w mojej lampie musi się co jakiś czas decydować, że nadmiar energii już do niego nie należy, i że trzeba stracić kwantowy kontakt z fotonami, które wylatują, aby oświetlić moją klawiaturę. W każdej milionowej części sekundy dzieją się całe lawiny maleńkich wygnań z kwantowego raju. Kwantowy raj jest straszliwie nietrwały. (Miarą jego nietrwałości jest temperatura. Im zimniej, tym stany kwantowe są trwalsze.)

Dekoherencja, czyli rozpad obiektów kwantowych na nie związane ze sobą, "twardo" istniejące w pewnym miejscu i czasie obiekty z piętra normalnego, jest wciąż najbardziej tajemniczym zjawiskiem w fizyce. Nie wiadomo, co ją powoduje ani jak przebiega! Wydaje się być zjawiskiem całkiem spontanicznym. (Nie da się przewidzieć, które jądro uranu w próbce się rozpadnie, a które pozostanie.) Na pewno nie jest jednym z tych "czystych" i "gładkich" ("unitarnych", jak mawiają fizycy) procesów, które rządzą piętrem kwantowym, i które opisuje równanie Schroedingera.

Wszystko to byłoby intelektualną grą dla jajogłowców, gdyby nie to, że w jakiś sposób życie, biologiczne życie, a także świadomość są wyraźnie związane z dekoherencją. Oba te zjawiska dzieją się ani nie całkiem na piętrze kwantowym (gdyby tak było, nie umieralibyśmy), ani nie całkiem na piętrze zwyczajnym - bo, z kolei, gdyby tak było, to dałoby się skonstruować myślącą istotę ze śrubek, kółek i bloczków, albo wymodelować w komputerze. Zarówno życie (komórki, enzymy, DNA), jak i świadomość (synapsy w mózgu) najwyraźniej trzyma się tej granicy miedzy obu piętrami świata - kwantowym i zwyczajnym, i "żywi się" nieustannie odbywająca się dekoherencją.

Angielski fizyk i matematyk Roger Penrose zaczął podejrzewać (a pisze o tym w swojej książce "Nowy umysł cesarza", PWN 1996), że dekoherencja jest ściśle związana z grawitacją. Obiekt kwantowy rozpada się, kiedy jego różne współistniejące alternatywne kwantowe warianty zbytnio różnią się wytwarzanym przez siebie polem grawitacyjnym. A dokładniej wtedy, kiedy różnią się o jeden kwant pola grawitacyjnego - o jeden grawiton.

Jak do tej pory nie jest to porządna, matematyczna teoria, ale raczej naukowa intuicja. Gdyby okazała się słuszna, oznaczałoby to, że pole grawitacyjne rządzi nie tylko "grubymi" zjawiskami, jak wypadanie z okna na bruk, albo krążenie po orbicie wokół Słońca. Pole grawitacyjne wyglądałoby raczej jak jakaś subtelna pajęczyna, która oplata wszystkie elektrony, atomy, protony i kwarki, i kiedy przyjdzie odpowiedni czas, powiada: "Panowie, dosyć tej zabawy w kwantowy raj, pora się materializować!"

Obecność pola grawitacyjnego we wnętrzu procesów kwantowego rozpadu każe poważniej myśleć o starej, poczciwej astrologii. Bo może właśnie poprzez dekoherencję wpływy planet dosięgają życia i świadomości?

Wojciech Jóźwiak
15 października 2000

Drukowane w dawnym miesięczniku "Wiedza Tajemna" jako ósmy felieton z cyklu "Miniatury magiczne"