„Universul este făcut din povești, nu din atomi”, a remarcat celebra poetă Muriel Rukeyser. „Noi suntem făcuți din materie stelară”, a replicat Carl Sagan. Dar unele dintre cele mai fascinante și mai importante povești sunt cele care explică atomii și „materia stelară”. Acesta este cazul cărții The Quantum Universe (Universul cuantic): Everything That Can Happen Does Happen* de fizicianul rockstar Brian Cox și profesorul Jeff Forshaw de la Universitatea din Manchester – o călătorie remarcabilă și captivantă în țesătura fundamentală a naturii, care explorează modul în care teoria cuantică oferă un cadru pentru a explica totul, de la cipurile de siliciu la stele și până la comportamentul uman.
Teoria cuantică este poate cel mai bun exemplu al faptului că ceea ce este infinit de ezoteric devine profund util. Esoterică, pentru că descrie o lume în care o particulă poate fi într-adevăr în mai multe locuri în același timp și se deplasează dintr-un loc în altul explorând simultan întregul Univers. Utile, pentru că înțelegerea comportamentului celor mai mici elemente constitutive ale universului stă la baza înțelegerii tuturor celorlalte lucruri. Această afirmație este la limita aroganței, deoarece lumea este plină de fenomene diverse și complexe. În ciuda acestei complexități, am descoperit că totul este construit dintr-o mână de particule minuscule care se deplasează în conformitate cu regulile teoriei cuantice. Regulile sunt atât de simple încât pot fi rezumate pe spatele unui plic. Iar faptul că nu avem nevoie de o întreagă bibliotecă de cărți pentru a explica natura esențială a lucrurilor este unul dintre cele mai mari mistere.”
Povestea împletește un secol de retrospectivă științifică și dezvoltări teoretice, de la Einstein la Feynman, trecând prin Max Planck, care a inventat termenul „cuantic” în 1900 pentru a descrie „radiația corpului negru” a obiectelor fierbinți prin lumina emisă în mici pachete de energie pe care le-a numit „cuante”, pentru a ajunge la o perspectivă modernă asupra teoriei cuantice și a rolului său principal în prezicerea fenomenelor observabile.
Imaginea universului în care trăim, așa cum a fost dezvăluită de fizica modernă, una de o simplitate subiacentă; fenomenele elegante dansează departe de vedere și apare diversitatea lumii macroscopice. Aceasta este poate cea mai mare realizare a științei moderne; reducerea complexității extraordinare a lumii, inclusiv a ființelor umane, la o descriere a comportamentului a doar o mână de mici particule subatomice și a celor patru forțe care acționează între ele.”
Pentru a demonstra că teoria cuantică este intim împletită cu țesătura cotidianului nostru, mai degrabă decât o margine ciudată și ezoterică a științei, Cox oferă un exemplu înrădăcinat în ceva familiar. (Un exemplu, în acest caz particular, bazat pe o presupunere greșită – țineam în mână un iPad – într-un fel de meta-glonț ironic din principiul incertitudinii al lui Heisenberg.)
Considerați lumea din jurul vostru. Țineți în mână o carte făcută din hârtie, din pulpa zdrobită a unui copac. Copacii sunt mașini capabile să ia o rezervă de atomi și molecule, să le descompună și să le rearanjeze în colonii cooperante compuse din multe trilioane de părți individuale. Ei fac acest lucru folosind o moleculă cunoscută sub numele de clorofilă, compusă din peste o sută de atomi de carbon, hidrogen și oxigen răsuciți într-o formă complexă, la care se adaugă câțiva atomi de magneziu și azot. Acest ansamblu de particule este capabil să capteze lumina care a călătorit 93 de milioane de mile de la steaua noastră, un cuptor nuclear de volumul unui milion de pământeni, și să transfere această energie în inima celulelor, unde este folosită pentru a construi molecule din dioxid de carbon și apă, eliberând în acest fel oxigenul care îmbogățește viața. Aceste lanțuri moleculare sunt cele care formează suprastructura copacilor și a tuturor ființelor vii, hârtia din cartea dumneavoastră. Puteți să citiți cartea și să înțelegeți cuvintele pentru că aveți ochi care pot converti lumina împrăștiată de pe pagini în impulsuri electrice care sunt interpretate de creierul dumneavoastră, cea mai complexă structură pe care o cunoaștem în Univers. Am descoperit că toate aceste lucruri nu sunt altceva decât ansambluri de atomi și că marea varietate de atomi este construită cu ajutorul a doar trei particule: electroni, protoni și neutroni. Am descoperit, de asemenea, că protonii și neutronii sunt la rândul lor compuși din entități mai mici, numite quarci, și că aici se opresc lucrurile, în măsura în care ne putem da seama astăzi. La baza tuturor acestor lucruri stă teoria cuantică.”
Dar în centrul cărții Universul cuantic se află o mână de adevăruri mărețe care transcend domeniul științei ca disciplină academică și strălucesc în cele mai vaste întinderi ale existenței umane: că în știință, ca și în artă, totul se construiește pe ceea ce a fost înainte; că totul este conectat cu orice altceva; și, poate cel mai important, că, în ciuda celor mai mari constrângeri ale noastre pentru control și certitudine, o mare parte din univers – din care fac parte inima și mintea umană – rămâne domolită de șansă și incertitudine. Cox pune problema în felul următor:
O caracteristică cheie a teoriei cuantice ea se ocupă de probabilități mai degrabă decât de certitudini, nu pentru că ne lipsește cunoașterea absolută, ci pentru că unele aspecte ale Naturii sunt, în esența lor, guvernate de legile întâmplării.”
* Dacă vă întrebați de ce superba copertă de carte pe care o vedeți în partea de sus, creată de iconicul grafician Peter Saville pentru ediția britanică a cărții, nu se potrivește cu ceea ce vedeți pe Amazon și în librăriile americane, este pentru că, încă o dată, coperta americană a fost prostită, diluată și onorată cu pisica obligatorie. Da, editorii americani trebuie să creadă, într-adevăr, că americanii sunt proști.
.