Gerard ’t Hooft: Fizyka kwantowa nie ma sensu

W panteonie współczesnej fizyki niewiele postaci może się równać z autorytetem Gerarda ’t Hoofta. Holenderski fizyk teoretyczny, obecnie emerytowany profesor Universiteit Utrecht w Holandii, spędził większość z ostatnich 50 lat na kształtowaniu rozumienia fundamentalnych oddziaływań, które spinają w całość naszą rzeczywistość. Jednak skromna postawa i łagodny ton głosu ’t Hoofta nie zdradzają jego ogromnego autorytetu naukowego, o którym świadczą matematyczna precyzja i głęboka wiedza fizyczna charakteryzujące jego prace, a także niezliczone zdobyte przez niego prestiżowe nagrody, w tym Nagroda Nobla, Nagroda Wolfa, Medal Franklina i wiele innych.

Przyznana mu w kwietniu ubiegłego roku Special Breakthrough Prize in Fundamental Physics to najbardziej lukratywne wyróżnienie w nauce – wysokość nagrody wynosi 3 mln dolarów. Gerard ’t Hooft otrzymał ją za wielki wkład dla fizyki, jaki wniósł w trakcie swojej długiej kariery.

Jego najbardziej znane odkrycie – które w 1999 roku przyniosło mu, oraz jego promotorowi pracy doktorskiej, nieżyjącemu już Martinusowi Veltmanowi, Nagrodę Nobla z fizyki – pokazało, jak rozumieć nieabelowe teorie cechowania, które są złożonymi modelami matematycznymi opisującymi oddziaływania cząstek elementarnych. ’t Hooft i Veltman wykazali wspólnie, że teorie te można renormalizować, co oznacza, że pojawiające się w obliczeniach wielkości nieskończone można okiełznać w spójny i precyzyjny sposób. Osiągnięcie to zmieniło bieg nauki, kładąc podwaliny pod Model Standardowy – obowiązujący obecnie paradygmat fizyki cząstek elementarnych.

Poza tym osiągnięciem, ’t Hooft dokonał wielu innych przełomów, których jest zbyt dużo – a w większości przypadków są zbyt techniczne – aby je tutaj szczegółowo opisać. Jedną z najbardziej znaczących koncepcji jest wysunięta w latach 90. propozycja zasady holograficznej. Zgodnie z tym pomysłem wszystkie informacje zawarte w trójwymiarowej przestrzeni mogą być zakodowane na otaczającej ją dwuwymiarowej powierzchni, podobnie jak w hologramie. Od tego momentu idea ta stała się centralnym elementem wielu prób połączenia mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności w uniwersalną teorię grawitacji kwantowej.

W rozmowie z „Scientific American” ’t Hooft opowiada o nagrodzie Breakthrough Prize, swojej optymistycznej wizji przyszłości fizyki cząstek elementarnych, niezadowoleniu z mechaniki kwantowej oraz naukowych i kulturowych skutkach niektórych z jego najbardziej prowokacyjnych idei.

Wygląda na to, że dostał Pan już prawie wszystkie najważniejsze nagrody w dziedzinie fizyki.
Niektórych jeszcze mi brakuje! Ale tak, zdobyłem sporo nagród. Trochę mnie martwi, że większość z nich przyznano mi za to samo osiągnięcie. Otrzymujesz nagrodę za nagrodą za coś, co już zostało docenione, podczas gdy inne moje dokonania naukowe nie są tak dobrze znane – przynajmniej nie szerokiej publiczności. Niemniej fundacja Breakthrough Foundation sporządziła podsumowanie mojej pracy, za którą przyznano mi tę nagrodę, i zawiera ono praktycznie wszystko, co zrobiłem!

Tak, fundacja uwzględniła wszystko! Ale wziąwszy pod uwagę, ile nagród już Pan zdobył, czy ta jest dla Pana kolejnym punktem na liście osiągnięć? Czy stało się to dla Pana rutyną, czy nadal nagrody są ekscytujące?
Mogę zapewnić: nic nie jest rutyną. Wszystkie te rzeczy są inne. Punktem kulminacyjnym była oczywiście sama Nagroda Nobla, która co roku przyznawana jest tylko nielicznym osobom. To coś wyjątkowego. Ale ta również jest wyjątkowa. To wielka nagroda, w dosłownym tego słowa znaczeniu.

Pańska współpraca z Martinusem Veltmanem w latach 70. jest doceniana m.in. ze względu na jej znaczenie dla Modelu Standardowego fizyki cząstek elementarnych – najlepiej sprawdzonej i najbardziej udanej teorii naukowej, jaką kiedykolwiek opracowano. Jednak pod pewnymi względami Model Standardowy stał się również przedmiotem kontrowersji. Był on wielokrotnie potwierdzony, co sprawiło, że fizycy nie widzą już oczywistej drogi do dalszych przełomowych odkryć. Czy ten aspekt wieloletniej dominacji Modelu Standardowego Pana niepokoi?
Nie, wcale nie. Myślę, że w nauce naturalne jest to, iż nie zawsze jest możliwy nieograniczony strumień odkryć i nowych koncepcji. Będą okresy, takie jak ten, który obecnie mamy w fizyce cząstek elementarnych, kiedy wydaje się, że nic się nie dzieje. Dla przykładu, właśnie widziałem informację z CERN-u, że w Wielkim Zderzaczu Hadronów wykryto nowe kanały łamania symetrii CP [symetrii parzystości ładunku]. To bardzo ważne osiągnięcie, ale nie jest to odkrycie przełomowe. Wydaje się, że znajdujemy się w okresie, w którym naukowcy z mojej dziedziny dokonują wielu mniejszych odkryć. One same w sobie są satysfakcjonujące, ponieważ uzupełniają naszą wiedzę. Myślę jednak, że historia pokazuje, iż nie zawsze tak będzie. Pojawią się bardziej fundamentalne odkrycia, które ponownie zmienią nasze poglądy na zachodzące procesy.

W ciągu ostatnich kilku stuleci były długie okresy, w których wydawało się, że niewiele się dzieje. James Clerk Maxwell pod koniec XIX wieku połączył ze sobą elektryczność i magnetyzm, a około 1900 roku Max Planck po raz pierwszy zaobserwował kwantyzację energii. Oczywiście, wiele się działo w innych dziedzinach, takich jak fizyka statystyczna i inne podstawowe gałęzie nauki. Zarówno wtedy, jak i obecnie, w tych dyscyplinach następuje stały postęp. Weźmy taką astronomię – astronomowie przeżywają wspaniałe chwile i na pewno nie mówią, że jest im nudno! Odkrywają wiele nowych rzeczy we Wszechświecie, ponieważ ich teleskopy stają się coraz większe i dokładniejsze, a oni sami wykorzystują coraz bardziej fundamentalne techniki, aby zwiększyć ich rozdzielczość. To samo można powiedzieć o biofizyce lub medycynie, gdzie odkrycia są dokonywane niemal codziennie.

Ale ma Pan rację, faktycznie mogłoby się wydawać, że w mojej dziedzinie nic się nie dzieje. Nie zgadzam się jednak z tym. Coś się dzieje, tylko na mniejszą skalę.

Czy jest Pan zatem optymistą, że sytuacja ta ulegnie zmianie i będziemy świadkami ponownego rozkwitu wielkich odkryć w dziedzinie fizyki cząstek elementarnych?
To bardzo dobre pytanie, ponieważ wydaje się, że sami nie możemy nic zrobić. Jeśli sytuacja będzie się rozwijać w taki sposób, że każde nowe przełomowe odkrycie będzie wymagało dziesięciokrotnego, a nawet większego wzrostu rozmiarów, mocy i kosztów sprzętu, to oczywiście nie osiągniemy wiele więcej niż obecnie. Nie mogę wykluczyć, że takie przeszkody staną na drodze postępu, ale historia nauki sugeruje, iż w takim przypadku postęp po prostu nastąpi w innym obszarze. Można tu myśleć nie tylko o poprawie dokładności, ale także o zupełnie innych kierunkach badań, takich jak kosmologia czy fizyka czarnych dziur.

Chciałbym doradzić nowemu pokoleniu naukowców: nie martwcie się tym, ponieważ prawdziwym powodem, dla którego nie pojawiają się żadne nowe odkrycia, jest to, że wszyscy myślą tak samo!

Jestem nieco zaskoczony i rozczarowany tym stanem rzeczy. Wiele osób nadal myśli tak samo, a sposób, w jaki obecnie próbuje się wprowadzać nowe idee, również nie wydaje się dobrze działać. Mamy wiele nowych koncepcji dotyczących grawitacji kwantowej, fizyki statystycznej, Wszechświata i kosmologii, ale w swojej podstawowej strukturze nie są one tak naprawdę „nowe”. Ludzie nie chcą podejmować śmiałych kroków, które – moim zdaniem – są naprawdę konieczne. Dla przykładu, wiemy, że wszyscy najpierw wysyłają swoje pomysły na serwer preprintów arXiv.org, a potem do czasopism w celu ich publikacji. I na arXiv.org co roku pojawiają się tysiące artykułów, ale żaden z nich nie przedstawia naprawdę błyskotliwego, nowego, fajnego spojrzenia, które by coś zmieniło. Oczywiście są tam ciekawe spostrzeżenia, ale nie takie, które są potrzebne, żeby dokonać nowego przełomu w naszej dziedzinie.

Uważam, że musimy zacząć myśleć w inny sposób. Zawsze starałem się mieć oryginalne podejście do spraw. Szczególnie w latach 70. istniał bardzo skuteczny sposób na osiągnięcie postępu: myśl inaczej niż twoi znajomi, a wtedy odkryjesz coś nowego!

Wydaje mi się to nadal aktualne. Teraz jednak starzeję się i nie mam już co tydzień genialnych nowych pomysłów. Ale istnieją procedury – w mechanice kwantowej, kosmologii, biologii – które nie są konwencjonalnym podejściem do zagadnienia. Moim zdaniem ludzie myślą w sposób, który nie jest wystarczająco nowatorski.

Czy zechciałby Pan może podać przykład takiej nowatorskiej procedury?
Oczywiście. Moje podejście do świata, fizyki oraz innych dyscyplin powiązanych z fizyką polega na tym, że wszystko powinno być znacznie bardziej logiczne, bezpośrednie i „przyziemne”.

Wiele osób piszących artykuły dotyczące mechaniki kwantowej lubi nadawać jej charakter mistyczny, jakby temat ten miał w sobie coś dziwnego, niemal religijnego. Uważam, że jest to całkowicie błędne. Mechanika kwantowa opiera się na metodzie matematycznej stosowanej do opisania bardzo zwyczajnych zjawisk fizycznych. Uważam, że sam świat fizyczny jest bardzo zwyczajny i całkowicie klasyczny, aczkolwiek w tym całkowicie klasycznym świecie nadal istnieje zbyt wiele rzeczy, których dziś nie znamy; są pewne etapy, które zasadniczo pomijamy na naszej drodze do głębszego zrozumienia.

Jakie to etapy?
Mówię o etapach, które wykorzystywałyby fakt, że cały świat jest bardzo prosty i przejrzysty. Problem w tym, że nadal wydaje nam się skomplikowany, dlatego znaleźliśmy się w obecnej sytuacji.

Wspomniał Pan już o Modelu Standardowym, tym wspaniałym odkryciu z poprzedniego stulecia. To pouczający przykład, ponieważ w zasadzie jest on bardzo prosty, ale jeśli przyjrzeć się mu głębiej, widać, że brakuje w nim czegoś niezwykle ważnego. Model Standardowy opiera się na mechanice kwantowej, a mechanika kwantowa mówi nam, co dzieje się, gdy cząstki zbliżają się do siebie i rozpraszają. Ale mogą one rozpraszać się na wiele różnych sposobów; mają wiele możliwości, a Model Standardowy nie daje w tym zakresie żadnych rzetelnych prognoz. Daje nam tylko statystyki. Model Standardowy to fantastyczna teoria, która zajmuje się statystyką tego, co się dzieje. Jednak teoria ta nigdy nie mówi z nieskończoną precyzją, jakiego wyboru dokona natura; mówi jedynie, że istnieją różne możliwości z pewną amplitudą prawdopodobieństwa. Tak wygląda świat, jaki znamy. Stąd wiemy, jak sformułować prawa natury. Ale nie są to same prawa natury.

Brakuje nam zrozumienia tego, co sprawia, że cząstka czasami porusza się w jedną stronę, a czasami w drugą. Cóż, można łatwo argumentować, że proces zderzenia cząstek może zachodzić w pewnej odległości. Nie zderzają się one czołowo, ale pod pewnym kątem, a następnie rozpraszają się pod pewnym kątem. Być może jest to prawda. Jednak dzisiejsza teoria nie mówi mi, na co powinienem zwrócić uwagę, gdy dwie cząstki zbliżają się do siebie, aby móc z wyprzedzeniem przewidzieć, w jaki sposób się rozproszą.

Wyobraźmy sobie, że wiemy, jak przebiegałyby takie interakcje, tak samo dokładnie, jak wiemy, co się stanie, gdy zderzą się ze sobą dwa fortepiany. W przypadku fortepianów można by dokładnie określić, które struny uderzą o siebie, i przewidzieć, co dokładnie zajdzie. Czy tak samo może być w przypadku cząstek? W praktyce takie przewidywania dotyczące cząstek są uważane za zbyt trudne, więc zwracamy się ku statystyce i dochodzimy do wniosku, że cząstki fortepianowe mogą rozpryskiwać się we wszystkich kierunkach – i jest to wszystko, co można stwierdzić. Cóż, patrząc na fortepiany, być może można powiedzieć coś więcej. Jeśli dokładnie wiadomo, gdzie i pod jakim kątem się zderzą, można z góry przewidzieć, jak się rozprysną. Powinno to również znaleźć odzwierciedlenie w naszych teoriach dotyczących cząstek elementarnych – ale tak nie jest.

Uważam, że powinniśmy tak właśnie zacząć myśleć. Ludzie odrzucają tę koncepcję, ponieważ sądzą, że mechanika kwantowa jest zbyt piękna, aby mogła być błędna, podczas gdy ja twierdzę, że mechanika kwantowa nie jest właściwym sposobem ostatecznego określenia podstawowych praw, którym podlegają obiekty podczas zderzenia.

Przygotowując się do tego wywiadu, znalazłem zapis rozmowy, którą przeprowadził Pan w 2013 roku z George’em Musserem w „Scientific American”. Wśród poruszonych tematów była praca fizyka Johna Bella i jej implikacje dla rozumienia natury rzeczywistości. Powiedział Pan, że uważa lokalność za „niezbędny składnik każdego prostego, podstawowego prawa rządzącego Wszechświatem”. Wygląda na to, że nadal podziela Pan tę opinię.
Zdecydowanie tak. Uważam, że mechanikę kwantową można bardzo dobrze zrozumieć i wyjaśnić, zakładając, że prawa są wyłącznie prawami lokalnymi. Powiedzmy, że to, co robią cząstki podczas zderzenia, zależy od dokładnego miejsca, w którym się znajdują w momencie jego zajścia. Oznacza to, że rzeczy, które się dzieją w innych miejscach Wszechświata, w zasadzie nie powinny mieć znaczenia. A jeśli mają znaczenie, to mamy do czynienia z czymś, co nazywamy nielokalnością. Ale nielokalność byłaby katastrofą dla większości ugruntowanych teorii naukowych!

Nie uważam, że nielokalność jest konieczna. Nie wiemy dokładnie, co się dzieje, gdy zderzają się dwie cząstki, bo nie wiemy, czy cząstki wyglądają jak fortepiany, czy jak proste punkty. Tak naprawdę to nie mogą być prostymi punktami, bo proste punkty nie są w stanie nic zrobić. Coś w nich jest, a my powinniśmy móc sformułować wszystkie prawa opisujące to, co się w tych cząstkach znajduje. W jaki sposób mogą się ze sobą zderzać? Dlaczego czasami poruszają się w jedną stronę, a czasami w drugą? Czym jest spin?

Powinniśmy umieć zapisać te rzeczy jako solidne prawa, a nawet się do tego nie zbliżamy. I dlatego uważam, że nadal możliwe są inne przełomowe odkrycia – i to wiele! – które pomogą dojść do takiego poziomu zrozumienia, jakiego nawet w przybliżeniu nie ma dzisiaj.

W trakcie rozmów z fizykami teoretycznymi zauważyłem, że im bardziej utalentowana jest dana osoba, tym większe jest prawdopodobieństwo, iż powie ona: „prawdziwym wyzwaniem nie jest szukanie odpowiedzi na stare pytania, ale raczej znalezienie nowych, lepszych pytań dotyczących dowolnego problemu, którym się zajmujemy”. Myślę, że wynika to z optymizmu dotyczącego możliwości poznania – z poczucia, że jeśli zadamy „właściwe” pytania, pojawią się sensowne odpowiedzi. Czy naprawdę uważa Pan, że problem polega na tym, iż nie zadajemy właściwych pytań, czy też może raczej zadajemy właściwe pytania, ale odpowiedzi na nie, wbrew naszym nadziejom, są po prostu poza naszym zasięgiem?
Takie stwierdzenia, że odpowiedzi są poza naszym zasięgiem, to dokładnie to, co ludzie mówili 10, 100 i 1000 lat temu. I oczywiście za każdym razem było to błędne. Możemy odpowiedzieć na te pytania, ale wymaga to ogromnej wiedzy naukowej. Przed Maxwellem nikt nie rozumiał, jak powiązane są ze sobą pola elektryczne i magnetyczne, i myślano: „och, nie da się tego ustalić, bo to dziwne!”. Ale potem Maxwell stwierdził, że nie, wystarczy tylko jeden termin, a wszystko się wyjaśni! Teraz rozumiemy dokładnie, jak działają oddziaływania elektryczne i magnetyczne. Nie jest prawdą, że na takie pytania nie ma odpowiedzi. Są, ale trzeba zacząć od początku, tak jak to mówiłem o mechanice kwantowej.

Jeśli już na wstępie wierzymy, że mechanika kwantowa jest teorią, która daje tylko odpowiedzi statystyczne i nic więcej, to moim zdaniem idziemy w złym kierunku. Ludzie nie chcą porzucić przekonania, że mechanika kwantowa jest jakąś dziwną, nadprzyrodzoną właściwością cząstek, której nigdy nie zrozumiemy. Nie! Zrozumiemy, ale najpierw musimy cofnąć się o krok, i takie jest moje ogólne przesłanie dla nauki: zanim coś zrozumiemy, cofnijmy się o kilka kroków. Być może trzeba będzie cofnąć się o wiele kroków, aż do samego początku.

Wyobraźmy sobie: jakie byłyby podstawowe prawa fizyki, gdyby nie było mechaniki kwantowej? Odpowiedź na to pytanie wymaga oczywiście wyjaśnienia, czym jest mechanika kwantowa.

No dobrze, czym zatem jest mechanika kwantowa?
Mechanika kwantowa to możliwość rozważania superpozycji stanów. To wszystko. Twierdzę, że superpozycje stanów nie są rzeczywiste. Jeśli popatrzymy uważnie, rzeczy nigdy na siebie się nie nakładają. Erwin Schrödinger zadał właściwe pytania – weźmy na przykład kota; może być martwy, może być żywy. Czy może znajdować się w superpozycji? To nonsens!

Schrödinger miał całkowitą rację. Ludzie nie powinni nadal twierdzić, że martwy kot i żywy kot nakładają się na siebie. To kompletna bzdura – jednak na tym poziomie wydaje się, że jedyną poprawną odpowiedzią jest dokładne określenie, gdzie znajduje się cząstka, jaka jest jej prędkość, jaki jest jej spin i tak dalej. Muszą jednak istnieć różne rodzaje zmiennych, które ewoluują w czasie, takie jak zmienne o wartościach całkowitych lub zmienne dyskretne, żeby wymienić tylko dwie możliwości. Byłyby to zmienne, w odniesieniu do których nie można przenieść kota, nie można powiedzieć, czy jest martwy, czy żywy, chyba że dokona się więcej zmian nielokalnych. Muszą istnieć sposoby opisania wszystkich stanów żywych kotów i martwych kotów, ale stany te będą się mieszać ze stanami, które w ogóle nie opisują kotów.

Używanie superpozycji to tylko sztuczka, która na początku działa, ale nie pozwala nam zrozumieć stanów, które chcemy poznać. Musimy zrobić krok wstecz.

Proszę mi to wyjaśnić. Jeśli superpozycje są iluzoryczne, ponieważ są pojęciami czysto matematycznymi, które nie mają podstaw w rzeczywistości fizycznej, to jak to się ma do bieżących sukcesów informatyki kwantowej? Wydaje się z nich wynikać, że superpozycja jest rzeczywistym zjawiskiem fizycznym, które można wykorzystać na przykład do wykonywania czynności niemożliwych do przeprowadzenia w sposób klasyczny.
Myślę, że technologia kwantowa jest po prostu tym, co otrzymujemy, gdy zakładamy realność superpozycji układów. Co przez to rozumiem? Wiemy, że superpozycja w świecie makroskopowym to nonsens. To oczywiste. Uważam, że w świecie mikroskopowym to również nonsens, nawet jeśli wydaje się, że aby zrozumieć atomy, musimy zakładać superpozycję. Ludzie zajmujący się technologią kwantową prawdopodobnie nie zdają sobie sprawy, że robią coś zupełnie przeciwnego niż to, co myślą, że robią. Wydaje się im, że rozumieją mechanikę kwantową. Uważam, że powinni raczej spróbować usunąć mechanikę kwantową z opisu i wykorzystać bardziej fundamentalne stopnie swobody, takie jak wspomniane przeze mnie stany dyskretne.

Ludzie ci nie zadają właściwych pytań, a to sprawia, że wszystko wydaje się coraz bardziej skomplikowane – coraz bardziej kwantowo-mechaniczne – podczas gdy w rzeczywistości nie powinno się tego tak interpretować.

Czy nie rozmawialiśmy właśnie o tym, że wybitni teoretycy nie zadają właściwych pytań?
Odpowiem w następujący sposób. Tak, fizycy przeprowadzają właściwe eksperymenty. Tak, próbują robić rzeczy dobrze. I tak, w niektórych zastosowaniach ich komputery kwantowe mogą być potężniejsze niż cokolwiek innego, ponieważ rozumieją oni „mechanikę kwantową”. Mam na myśli to, że znają wszystkie szczegóły działania układów mikroskopijnych, ponieważ wiedza ta wynika z badań świata kwantowego. Tak, wiemy jak reagują i oddziałują na siebie małe obiekty. Problem polega jednak na tym, że obecnie możemy jedynie formułować prognozy statystyczne. Gdy tylko komputer kwantowy zacznie podawać rozkłady statystyczne zamiast poprawnych odpowiedzi, będzie to oznaczało koniec „komputera” – w większości zastosowań będzie on bezużyteczny.

W większości przypadków chcemy korzystać z komputera tak, aby uniknąć superpozycji, ponieważ zależy nam na uzyskaniu jednoznacznej odpowiedzi. Dla przykładu, chcemy złamać tajny szyfr lub coś w tym rodzaju. Chcemy uzyskać dokładną odpowiedź: „mamy to, a nie tamto!”. Nie powinniśmy oczekiwać odpowiedzi będącej superpozycją dwóch możliwości – to nie miałoby sensu.

Chodzi mi o to, że musimy niejako rozwikłać mechanikę kwantową, aby zobaczyć, co dzieje się pod powierzchnią. Uważam, że dopóki technolodzy kwantowi nie zaczną tego robić, nie osiągną naprawdę znaczącego postępu. Dla przykładu, komputery kwantowe zawsze popełniają błędy, a ich projektanci i operatorzy próbują je korygować. Moim zdaniem, jeśli próbujemy poprawiać te błędy, oznacza to, że chcemy przejść do bardziej podstawowych stopni swobody, które nigdy nie zawierają żadnych błędów, ponieważ są dokładne – są po prostu klasyczne. Jednakże bardzo trudno osiągnąć ten poziom zrozumienia.

To moja odpowiedź na pytanie, dlaczego nie dokonujemy przełomowych odkryć. Powinniśmy myśleć w inny sposób.

Wygląda na to, że Pańskim zdaniem żyjemy we Wszechświecie działającym jak zegarek, w którym na najbardziej fundamentalnym poziomie wszystko musi być czysto deterministyczne, a zatem nie ma zbyt wiele miejsca na jakiekolwiek quasi-mistyczne spekulacje. Jedną z konsekwencji tego wydaje się usunięcie pewnego stopnia tajemniczości. Wspomniał Pan o upartym, niemal religijnym podejściu do niedeterministyczności mechaniki kwantowej, panującym w środowisku naukowym, nie wspominając już o kulturze popularnej. Być może taka postawa utrzymuje się, ponieważ wielu ludzi pragnie zachować jakąś nieuchwytność w swym doświadczeniu życiowym, nie chcąc przyjmować, że, jeśli rozwiąże się odpowiednie równania, będzie można poznać wszystko. Jeśli więc wierzy Pan w taki mechaniczny Wszechświat, to co według Pana jest jego najbardziej tajemniczym aspektem?
Wciąż istnieje wiele tajemnic, które sprawiają, że nasz problem staje się niezwykle trudny. A ten deterministyczny Wszechświat, o którym dyskutujemy, jest czymś, co może w pełni zrozumieć tylko ktoś o znacznie większym umyśle, znacznie większym mózgu niż ja, ponieważ będzie musiał rozważyć wszystkie możliwości. A gdy tylko przyjmiemy jakieś błędne założenie, ponownie znajdziemy się w sytuacji kwantowo-mechanicznej, w której dochodzi do superpozycji różnych rzeczy.

Postawmy prostsze pytanie: czy można sformułować mechanikę kwantową bez zasady superpozycji? Moja odpowiedź brzmi: tak. W jednej z moich ostatnich prac umieszczonych na portalu arXiv.org przedstawiłem prosty model – zbyt prosty, aby mógł być użyteczny w rzeczywistości. Model ten przedstawia zegar z wahadłem, które porusza się w bardzo uporządkowany sposób i napędza koło wskazujące czas oraz wskazówki minutowe i sekundowe. Nazywam to modelem „zegara mojego dziadka”. Z ruchów wahadła można wywnioskować, jaki czas powinny pokazywać wskazówki. A wskazówki te są deterministyczne. Pokazują po prostu czas z nieskończoną precyzją. Wahadło jest wahadłem kwantowym – można je kwantyzować; możemy zapisać dla niego równania kwantowe.

Znalazłem związek między matematyką tego wahadła a matematyką wskazówek zegara, które pokazują czas. Należy pamiętać, że wskazówki są całkowicie klasyczne, a wahadło jest całkowicie kwantowo-mechaniczne, ale oba elementy są ze sobą powiązane – to jedna maszyna.

Mój model spotkał się z niewielkim odzewem. Myślałem, że ludzie powiedzą: „no tak, oczywiście, teraz rozumiemy, jak dalej postępować!”. Zamiast tego stwierdzili: „No dobrze, ’t Hooft ma kolejny gorący, szalony pomysł. Ma ich wiele. Niech się nimi cieszy, my będziemy robić swoje”. Z takimi reakcjami spotykałem się najczęściej.

Podejrzewam, że przyczyny tej reakcji raczej nie są naukowe, a bardziej „kulturowe”, prawda? Myślę o tym w kategoriach szumu, na który natyka się każdy, kto próbuje nadążyć za zalewem nowych artykułów publikowanych na stronie arXiv.org i w innych miejscach. Bardzo trudno podjąć decyzję, na co zwrócić uwagę i jak ocenić to, co nas zainteresowało.
Ta myśl prowadzi mnie do jeszcze jednego pytania. Zastanawiam się, co Pan sądzi o kulturowym wpływie swoich osiągnięć naukowych, w szczególności zasady holograficznej, którą po raz pierwszy zaproponował Pan na początku lat 90.
Prawdopodobnie dzięki tej koncepcji niektóre osoby – myślę, że głównie nienaukowcy – naprawdę wierzą, iż Wszechświat faktycznie znajduje się wewnątrz czarnej dziury lub że wszystko jest symulacją w komputerze o większej liczbie wymiarów. Idea tej „hipotezy symulacji” polega na tym, że być może nic nie jest „prawdziwe” poza samą informacją, a wszystko inne może być tylko projekcją schematów zer i jedynek zakodowanych na najbardziej zewnętrznej granicy obserwowalnego Wszechświata. Ponad 30 lat temu przedstawił Pan prowokacyjną hipotezę, która w jakiś sposób doprowadziła do tego, że najbogatszy człowiek świata w popularnym podcaście poważnie zasugerował, iż „najprawdopodobniej” wszyscy jesteśmy tylko awatarami w jakiejś kosmicznej grze wideo. Jestem ciekaw, co Pan sądzi o tym fenomenie.
Mam co do niego spore zastrzeżenia. Być może nie powinienem był w ogóle poruszać zasady holograficznej, ponieważ niektórzy ludzie po to, aby nadać jej tajemniczy charakter, posuwają się do nonsensownych wniosków, łącząc tę koncepcję ze zjawiskami nadprzyrodzonymi i niejasno zdefiniowaną wymiarowością. Mam z tym duży problem. Uważam, że nie należy formułować praw natury w sposób bardziej skomplikowany niż to absolutnie konieczne. Należy je w jak największym stopniu upraszczać. Nawet Albert Einstein powiedział kiedyś coś w tym stylu – że należy maksymalnie upraszczać rzeczy, ale nie bardziej, niż pozwala na to prawda. Powinniśmy unikać odwoływania się do zjawisk nadprzyrodzonych; jeśli my, naukowcy, pozostawiamy po sobie choćby tylko mgiełkę tajemniczości, to nie postępujemy właściwie.

Trochę martwi mnie, że zasada holograficzna wywołała u ludzi skłonność do mistycyzmu; ja pragnę czegoś zupełnie przeciwnego. Chcę, aby ludzie starali się być superracjonalni. Dla mnie nawet mechanika kwantowa jest już za mało racjonalna. A jeśli przeformułujemy mechanikę kwantową tak, aby traktować przestrzeń Hilberta [rodzaj przestrzeni wektorowej, w której możliwa jest nieskończona liczba wymiarów] jako coś użytecznego do celów praktycznych, a nie jako fundamentalną właściwość natury, nie będziemy już potrzebować nawet takiej holografii. Chciałbym, aby więcej osób to rozumiało. Musimy starać się formułować rzeczy precyzyjniej, żeby zapobiec chaosowi w publicznym odbiorze nauki.