ALAIN ASPECT A DEZINFORMACE O HOLOGRAFII

      Začátek článku je mystifikace. Tým Alaina Aspecta vůbec neobjevil žádný nový jev, který by jakkoliv měnil fundamentální poznatky fyziky, nýbrž experimentálně potvrdil (přesně v souladu s očekáváním vědců) kvantovou mechaniku v pokusu, který do té doby existoval jen jako myšlený. Tento pokus ukázal, že se Einstein spolu se svými spolupracovníky Rosenem a Podolskym opravdu mýlil a kvantová mechanika je správná. Jejich pokus ukázal, že Bellovy nerovnosti jsou v přírodě opravdu narušeny. Bellovy nerovnosti jsou vztahy, které říkají, že korelace mezi jistými veličiny ve světě ovládaném v podstatě klasickou fyzikou jsou vždy menší než jistá mez. Jakýkoliv pokus oklamat kvantovou mechaniku a nahradit ji jistou formou klasické fyziky - snahy o teorii, o níž v historii usiloval nejen Louis de Broglie (teorie řídící vlny), David Bohm (teorie skrytých proměnných), ale nakonec i sám Erwin Schrödinger nebo v poslední době nositel Nobelovy ceny z roku 1999 Gerard 't Hooft a další - jsou tedy chybné, protože nemohou vysvětlit občas velmi vysokou míru korelace, kterou předpovídá kvantová mechanika a potvrzují i pokusy.

      Kvantová mechanika předpovídá pro velké množství pokusů korelace, převyšující maximální možné korelace, které by mohla vysvětlit teorie klasické povahy. Tyto předpovědi kvantové mechaniky byly potvrzeny experimenty, z nichž nejpůsobivější byly provedeny v týmu Alaina Aspecta.

     Dnes chápeme kvantovou mechaniku, která má pro svět zásadní význam, moderním způsobem. Ten se ovšem v důsledcích shoduje s tím, jak kvantovou mechaniku chápala již kodaňská škola (Niels Bohr a jeho přátelé) na konci 20. let 20. století. Byl to Einstein, který se mýlil, nikoliv kvantová mechanika. Předpovědi kvantové mechaniky - nebo ekvivalentně experimentální výsledky Alaina Aspecta - v žádném případě nenarušují Einsteinovu zásadu, že se informace šíří nejvýše rychlostí světla. Výsledky dvou pokusů mohou být korelovány, ale to v žádném případě neznamená, že výsledek jednoho z nich je důsledkem výsledku druhého, který byl na dálku zaručen nadsvětelnou rychlostí.

    I v klasickém světě je zcela normální, že měření dvou událostí mohou být korelována, ačkoliv jde o události vzdálené (jejich příčiny působily na sebe navzájem v minulosti, ale měření probíhá v době, kdy již působení pominulo). Tak například pokud zabetonujeme náhodně manžela a manželku do dvou betonových bloků a pošleme je na opačné strany Galaxie, měření za milióny let ukáže, že objekty v obou blocích mají opačné pohlaví, aniž bychom byli nuceni tvrdit, že přítomnost mužského pohlaví v jednom bloku nastala jako důsledek toho, ze v druhém bloku jsme objevili pohlaví ženské. Kvantová mechanika se liší od klasické v tom, že umožňuje korelaci i v různých fyzikálních veličinách, které podle klasické fyziky nemohou být korelovány současně.

     Tak například v tradičním EPR pokusu jsou oba odlétající fotony levotočivé nebo oba pravotočivé, aby měly nulový celkový moment hybnosti a dodržovaly tak jeho zákon zachováni. Pokud ale měříme lineární polarizaci (polarizace x/y jsou lineární kombinací pravotočivě nebo levotočivě kruhově polarizovaného světla), žádnou korelaci podle klasické fyziky nenaměříme, kombinace xx, xy, yx, yy všechny proběhnou s pravděpodobností 25%. Podle kvantové mechaniky je tomu jinak, mohou proběhnout jen výsledky xy a yx s pravděpodobnostmi 50%. Kvantová mechanika tak dovoluje větší korelace než klasická. Korelace narušují Bellovy nerovnosti a proto experimentální důkaz narušení Bellových nerovností (od Alaina Aspecta) znamenal více méně definitivní důkaz pravdivosti (pro naši intuici) podivných principů kvantové mechaniky a vyvrácení všech kliček, jimiž se těmto paradigmatům lidé chtěli vyhnout.

     Ještě jednou důležitý bod: jevy, které dokázal Alain Aspect a druzí, nelze v žádném případě použít k šíření jakékoliv reálné informace nadsvětelnou rychlostí - právě proto, že svět funguje pravděpodobnostně. Konkrétní výsledek pokusu je opravdu dílem náhody, jíž nelze přímo ovládat (Bůh hází v kostky, abychom tak řekli), a proto nelze na dálku ovlivnit výsledek vzdáleného pokusu (nadsvětelnou rychlostí), protože nelze přesně ovládat ani výsledek našeho vlastního pokusu. Pravděpodobnosti různých výsledků pokusu na druhé straně Galaxie jsou předem jasně dány a nejsou vůbec ovlivněny ničím, co děláme se svým pokusem na naší straně Galaxie.

    Všimněte si, že pozorované jevy (vysoké korelace) jsou konzistentní s teorií relativity jen proto, že kvantová mechanika opravdu funguje pravděpodobnostně a náhodné výsledky pokusu opravdu nejsou (ani v principu) důsledkem nějakých složitých deterministických jevů. Kdyby tomu tak bylo, relativita by byla opravdu narušena, protože by skutečně šlo šířit informace nadsvětelnou rychlostí. Člověk musí chvíli přemýšlet, aby sám pochopil, proč korelace ještě neimplikuje okamžité působení na dálku.

     Pokusy Alaina Aspecta ukazují, že se David Bohm mýlil a jeho teorie skrytých proměnných jsou chybné (pokud jsou alespoň trochu lokální, což je pro splnění požadavku teorie relativity nakonec také nezbytné). Proto je poněkud nelogické, když je pro autora nejcennějším komentářem právě ten od Bohma. Bohm, jehož ideje se zhroutily, se uchýlil k zoufalým výrokům o tom, že vesmír je jen přelud. Vesmír nefunguje tak, jak si Bohm myslel. Bohm v něj ztratil jakoukoliv důvěru a vesmír se pro něj stal pouhým přeludem. Bohm je ale tím, kdo prohrál, zvítězila kvantová mechanika.

     Autorovy technické zmínky o hologramu jsou poměrně v pořádku, byť jistě existují lepší úvody do holografie. Filosofické důsledky jsou ale chybné. Západní věda vždy analyzovala věci tak, že je krájela na části. Pokud je podstata něčeho holografická, krájení na části nemá doslovný geometrický smysl, ale pořád platí, že k pochopení, jak věci fungují, je třeba je rozdělit na jisté ideové části. V uvedeném článku je jinak hodně výroků, které lze interpretovat jistým způsobem, aby byly pravdivé. Celkově je ale třeba říci, ze text je chybný. Moderní kvantová gravitace či teorie strun opravdu projevuje mnoho nelokálního chování. Nic se ale nesmí změnit na experimentálním faktu, že běžné jevy při dostatečně nízkém gravitačním poli a nízkých energiích - například prozaické Aspectovy pokusy - musí mít stále interpretaci v řeči relativistické a lokální kvantové teorie pole.

     Určité jevy kvantové gravitace - například záhada informace v objektu, vypařujícího se z černé díry - mají nelokální podstatu, ale tento druh nelokality nezodpovídá za zdánlivou nelokalitu, kterou Bohm vidí v Aspectových pokusech. Je třeba říci, že za posledních několik let fyzika udělala velké kroky k chápání počtu stupňů volnosti a podobných záhad, které přesně ukazují, v čem měl autor intuici dobrou a v čem se mýlil.

     Tak například jeho analogie s akváriem. Pokud se dvě ryby pohybují určitým korelovaným způsobem a musí tomu tak být vždy, znamená to, že počet stupňů volnosti je menší, než se zdá na první pohled. Pokud si představíme svět - nebo počítač - jako krychlovou síť rozřezanou na buňky o velikosti krychlového nanometru, víme zcela jistě, že každá kostička může být nezávisle na ostatních v jakémkoliv stavu. Při běžných jevech vypadá svět jako systém extenzivní v objemu, v němž jsou jednotlivé geometricky oddělené části nezávislé. Entropie - střední hodnota informace, kterou lze zakódovat - je pro dané těleso fakticky úměrná objemu.

    V říši kvantové gravitace je tomu jinak. Ukazuje se, že pokud se snažíme někam nahustit příliš mnoho informace, musíme tam dát i příliš mnoho hmoty, čímž vytvoříme černou díru. Ale entropie černé díry je úměrná jejímu povrchu (vydělenému čtyřnásobkem Newtonovy gravitační konstanty). Přesnější tvrzení tedy říká, že daná oblast prostoru se může nacházet jen v exp(S) stavech, kde S je povrch této oblasti vydělený čtyřnásobkem Newtonovy konstanty (v jednotkách c = hbar = 1). Tohle je přesný smysl holografie, jediné holografické omezení na množství nezávislé informace ve vesmíru. Je nasnadě, jak posoudíme, zda to či ono Bohmovo tvrzení je správné či chybné. Pokud souhlasí s tím, co říkám já, je správné, pokud nesouhlasí (například říká, že jsou věci více spojené, než požaduje kvantová gravitace), je chybné - protože protiřečí entropii černé díry. Není třeba psát složité filosofické eseje, stačí pochopit základy kvantové gravitace a teorie strun. Odpovědi na většinu kladených smysluplných otázek jsou již známy.

    V článku se konečně spekuluje nad tím, co se stane, když zkombinujeme (chybné) Bohmovy úvahy s (pomatenými) úvahami Pribramovými. Autoři docházejí sice k třaskavé směsi (jak přiznávají), většinou vědců zavrhované, ale zato prý může obsahovat paranormální jevy. Všechno vrcholí "holografickým zfetovaním" do tvaru prehistorického plazu. Asi bych k tomu raději už nic neříkal a ani už tyhle povídačky nečetl do konce. Koho opravdu zajímají podobné holografické otázky, ovšem na vědecké a racionální úrovni - nikoliv na úrovni náboženských spekulací - snad také leccos najde v bestselleru "Elegantní vesmír", který bude vycházet i v češtině.

Literatura:

[1] Capra, Fritjof: Tao fyziky, Gardenia, Bratislava 1992 (originál: The Tao of Physics, Bantam Books, 1984, 1991)

[2] Fischer, Jan: Průhledy do mikrokosmu, Mladá fronta, edice Kolumbus, Praha 1986

[I1] Subject: Alain Aspect a dezinformace o holografii. Date: Mon, 24 Jul 2000 11:30:08 -0400 (EDT) From: Lubos Motl motl@physics.rutgers.edu

Převzato: Brány Vnímání

(c) Luboš Motl