Представете си, че сте седнали и вземате любимата си книга. Поглеждате илюстрацията на предната корица, прокарвате пръсти по гладката обложка и усещате тази позната миризма на книга, докато прелиствате страниците. За вас книгата е съставена от набор от сензорни изяви.

Но вие също очаквате, че книгата има свое собствено независимо съществуване зад тези изяви. Така че, когато оставите книгата на масичката за кафе и влезете в кухнята или напуснете къщата си, за да отидете на работа, очаквате, че книгата все още изглежда, усеща се и мирише точно както когато я държите.

В "Хелголанд" физикът Карло Ровели излага нов начин да мисли за квантовата механика и за самата реалност.

Очакваме обектите да имат свое собствено независимо съществуване - независимо от нас и всякакви други обекти, всъщност е дълбоко вкоренено предположение, което правим за света. Това предположение води началото си от научната революция от 17 век и е част от онова, което наричаме механистичен мироглед. Според това виждане светът е като гигантска часовникова машина, чиито части се управляват от определени закони на движение.

Този възглед за света е отговорен за голяма част от нашия научен напредък от 17-ти век. Но както твърди италианският физик Карло Ровели в новата си книга "Хелголанд", квантовата теория - физическата теория, която описва Вселената в най-малките мащаби, почти със сигурност показва, че този мироглед е фалшив. Вместо това Ровели твърди, че трябва да възприемем "релационен" мироглед.

Какво означава да си релационен?

По време на научната революция английският пионер по физика Исак Нютон и неговият германски колега Готфрид Лайбниц имали разногласия относно същността на пространството и времето.

Нютон твърди, че пространството и времето действат като "контейнер" за съдържанието на Вселената. Тоест, ако бихме могли да премахнем съдържанието на Вселената - всички планети, звезди и галактики, ще останем с празно пространство и време. Това е "абсолютният" възглед за пространството и времето.

Лайбниц, от друга страна, твърди, че пространството и времето не са нищо повече от общата сума на разстоянията и продължителностите между всички обекти и събития в света. Ако премахнем съдържанието на Вселената, бихме премахнали и пространството и времето. Това е "релационният" възглед за пространството и времето - те са само пространствените и времеви отношения между обектите и събитията. Релационният възглед за пространството и времето е ключово вдъхновение за Айнщайн, когато той развива обща теория на относителността.

Ровели използва тази идея, за да разбере квантовата механика. Той твърди, че обектите на квантовата теория, като фотон, електрон или друга основна частица, не са нищо повече от свойствата, които те проявяват при взаимодействие с други обекти.

Тези свойства на квантовия обект се определят чрез експеримент и включват неща като позицията, инерцията и енергията на обекта. Заедно те съставят състоянието на обекта.

Според релационната интерпретация на Ровели, тези свойства са всичко, което има за обекта - няма основно индивидуално вещество, което да "притежава" свойствата.

И така, как това ни помага да разберем квантовата теория?

Помислете за добре познатия квантов парадокс с котката на Шрьодингер. Поставяме котка в кутия с някакъв смъртоносен агент (като флакон с отровен газ), който се активира от квантов процес (като разпадането на радиоактивен атом), и затваряме капака.

Квантовият процес е случайно събитие. Няма начин да го предскажем, но можем да го опишем по начин, който ни казва различните шансове атомът да се разпадне или не в даден период от време. Тъй като разпадането ще предизвика отварянето на флакона с отровен газ и следователно смъртта на котката, животът или смъртта на котката също е чисто случайно събитие.

Според ортодоксалната квантова теория котката не е нито мъртва, нито жива, докато не отворим кутията и не наблюдаваме системата. Остава парадоксът какво точно би било котката да не е нито мъртва, нито жива.

Но според релационната интерпретация, състоянието на всяка система винаги е във връзка с някаква друга система. Така че квантовият процес в кутията може да има неопределен резултат по отношение на нас, но да има определен резултат за котката.

Така че е напълно разумно котката да не е нито мъртва, нито жива за нас и в същото време определено да е мъртва или жива. Един факт е истински за нас, а един факт е истински за котката. Когато отворим кутията, състоянието на котката става определено за нас, но котката никога не е била в неопределено състояние за себе си.

В релационната интерпретация няма глобална картина през "окото на Бог" на реалността.

Какво ни казва това за реалността?

Ровели твърди, че тъй като нашият свят в крайна сметка е квантов, трябва да се вслушаме в тези уроци. По-специално обекти като вашата любима книга могат да имат свойствата си само по отношение на други обекти, включително вас.

За щастие това включва и всички други предмети, като вашата масичка за кафе. Така че, когато отидете на работа, вашата любима книга c продължава да се появява така, както е изглеждала, когато сте я държали. Въпреки това, това е драматично преосмисляне на същността на реалността.

От тази гледна точка светът е сложна мрежа от взаимовръзки, така че обектите вече нямат собствено индивидуално съществуване, независимо от други обекти - като безкрайна игра на квантови огледала. Освен това, може би няма независимо "метафизично" вещество, съставляващо нашата реалност, което да е в основата на тази мрежа.

Както казва Ровели:

"Ние не сме нищо друго освен изображения на изображения. Реалността, включително ние самите, не е нищо друго освен тънък и крехък воал, отвъд който ... няма нищо."

Питър Евънс, ARC Discovery Early Career Research Scientist, University of Queensland.

Публикувано в The Conversation под Creative Commons.