Kwantowanie i poznawanie.
W 100-lecie mechaniki kwantowej
Po przełomowych pracach teoretycznych roku 1925, uwieńczonych monumentalnym „artykułem trzech” [1], rozpoczął się intensywny czas rozwoju podstaw mechaniki kwantowej, który otworzyła w marcu 1926 roku równie słynna, oparta na idei falowej Louisa de Broglie’a publikacja Erwina Schrödingera, formułująca nierelatywistyczne kwantowe równanie falowe [2]. Ciąg artykułów Schrödingera ([3]–[6]), konceptualnie niezależnych od mechaniki macierzowej Heisenberga, niemal natychmiast uruchomił gorące dyskusje na temat podstaw nowej mechaniki, jej sensu fizycznego, spójności i związku z klasyczną teorią fal. Od strony filozoficznej skomplikował je dodatkowo w połowie roku nieoczekiwany i dla wielu szokujący postulat Maxa Borna, by odrzucić klasyczną zasadę przyczynowości i funkcję falową zinterpretować czysto probabilistycznie, mówić o „prawdopodobieństwach stanów” ([7], [8]). Heisenberg pozostawał przekonany, że to właśnie macierzowe sformułowanie nowej teorii stanie się jej podstawowym językiem. Tymczasem rozwinięta niezależnie mechanika falowa, osiągająca porównywalny sukces predykcyjny w fizyce atomu, wymusiła postawienie całego szeregu pytań metodologicznych i epistemologicznych. Dotyczyły one między innymi tego, jakimi kryteriami należy się kierować przy definiowaniu pojęć i formułowaniu modeli: formalnymi, takimi jak autonomia i kompletność formy matematycznej, pragmatycznymi, jak zdolność predykcyjna, czy też intuicjami estetycznymi, związanymi z „pięknem teorii” i jej uchwytnością interpretacyjną. Powracało również pytanie o to, jak określać relacje między pojęciami opisującymi różne własności tego samego układu, a wreszcie: co właściwie stanowi reprezentację samego obiektu, czyli jak rozumieć pojęcie stanu fizycznego. Właśnie wtedy w centrum dyskusji znalazł się szereg znanych problemów, takich jak zasada nieoznaczoności Heisenberga i Bohrowska zasada komplementarności. Co zaskakujące, epistemologia z całą siłą wkroczyła na nowo do podstaw fizyki – nie dało się jej ignorować.
Głównym ośrodkiem tych dyskusji stał się od 1926 roku Instytut Bohra w Kopenhadze, a sam Niels Bohr rozwinął podejście epistemologiczne do mechaniki kwantowej, które jako punkt odniesienia głęboko zmieniło filozofię fizyki w XX wieku. Od wiosny w Kopenhadze przebywał przez wiele miesięcy dwudziestoczteroletni Heisenberg, od września Dirac, zaś w październiku przyjechał tam sam Schrödinger, z którym Bohr toczył pełen napięcia filozoficzny spór od pierwszego dnia ich spotkania. Heisenberg, dla którego mechanika falowa była „wprowadzającym w rozpacz zamętem pojęciowym”, opisywał te dyskusje niemal dramatycznym tonem [9: 73-78], co ukazuje, jak poważnie podchodzono do problemu poznawczego statusu nowej teorii i ewentualnych paradoksów. Również dziś, po stu latach, pogląd Bohra, że dualizm korpuskularno-falowy odzwierciedla granice ludzkiego poznania przyrody w mikroskali [9: 77], dla jednych jest zadowalający i rozsądny, dla innych zaś ograniczający i nie do zaakceptowania, wręcz sankcjonujący paradoksalność. W ramach kontynuacji jubileuszu 100-lecia mechaniki kwantowej i ubiegłorocznej konferencji „Kwantowanie i natura rzeczywistości” (24-25.10.2025, https://okff-25.web.amu.edu.pl/) chcielibyśmy zaprosić do refleksji i dyskusji nad epistemologicznymi oraz metodologicznymi problemami i wyzwaniami, jakie sprowokowała od lat 20. XX wieku cała teoria kwantowa, włączając w to kwantową teorię pola i fizykę wysokich energii. Interesują nas zarówno zagadnienia historyczne, związane z korzeniami i przebiegiem wcześniejszych dyskusji, jak i współczesne, odnoszące się do obecnych problemów w mikrofizyce i ściśle związane z jednej strony z postępem eksperymentalnym, a z drugiej ze spekulatywnym charakterem wielu podejść i propozycji. Zapraszamy zarówno fizyków i filozofów do refleksji, na ile teoria kwantowa jest również rewolucją epistemologiczną i jak wpłynęła na filozofię nauki, która tradycyjnie skupiała się na teoriach klasycznych i ich modelach. Interesują nas zarówno perspektywy ogólnofilozoficzne, jak i zagadnienia szczegółowe, związane z modelowaniem w mikrofizyce, analogiami klasycznymi, wizualizacją i reprezentacjami graficznymi, statusem paradoksów czy wielością formalizmów matematycznych.
[1] Born, M., Heisenberg, W., Jordan, P. (1926), Z. Phys. 35, 557.
[2] Schrödinger, E. (1926), Ann. Phys. 79, 361.
[3] Schrödinger, E. (1926), Ann. Phys. 79, 489.
[4] Schrödinger, E. (1926), Ann. Phys. 80, 437.
[5] Schrödinger, E. (1926), Ann. Phys. 81, 109.
[6] Schrödinger, E. (1926), Phys. Rev. 28, 1049.
[7] Born, M. (1926), Z. Phys. 37, 863.
[8] Born, M. (1926), Z. Phys. 38, 803.
[9] Heisenberg, W. (1979), Ponad granicami, PIW: Warszawa.
Zaproszeni wykładowcy
dr Piotr Biskupski – analityk bezpieczeństwa w firmie IBM, architekt systemów prewencyjnych opartych na najnowszych technologiach, projektowanych dla departamentów policji, obronności, wywiadu oraz sektora prywatnego. Jako jeden z polskich Ambasadorów IBM Quantum oraz współtwórca pierwszego w kraju Centrum Innowacji Kwantowych, aktywnie promuje komercyjne zastosowania komputerów kwantowych.
dr hab. Michał Eckstein – fizyk teoretyk i matematyk, pracuje w Instytucie Fizyki Teoretycznej Uniwersytetu Jagiellońskiego i Krajowym Centrum Informatyki Kwantowej (Uniwersytet Gdański), związany z Copernicus Center. Zajmuje się m.in. zagadnieniem przyczynowości w teorii kwantowej, zastosowaniami geometrii nieprzemiennej w podstawach fizyki, kosmologią teoretyczną, ale również filozoficznymi problemami fizyki. Autor kilkudziesięciu artykułów naukowych i współredaktor tomów: Mathematical Structures of the Universe (CC Press, 2014) i Road to Reality with Roger Penrose (CC Press, 2015).
prof. dr hab. Wojciech Sady – filozof nauki i historyk idei, profesor filozofii na Uniwersytecie Śląskim. Zajmuje się ogólną filozofią i historią nauki, filozofią fizyki, współczesną epistemologią. Autor m.in. książek Spór o racjonalność naukową. Od Poincarégo do Laudana (wyd. 2, Wydawnictwo UMK, 2013), Struktura rewolucji relatywistycznej i kwantowej w fizyce (Universitas, 2020) oraz Dzieje religii, filozofii i nauki (4 tomy, Wydawnictwo Marek Derewiecki, 2010-2023). Tłumaczył książki Bertranda Russella, George’a E. Moore’a, Ludwiga Wittgensteina, Michaela Dummetta i Jiddu Krishnamurtiego.