Στις αρχές του Μαρτίου ένας νομπελίστας φυσικός τελειοποίησε τη θεωρία με την οποία υποστηρίζει ότι πίσω από τη φαινομενική αβεβαιότητα της θεωρίας της κβαντομηχανικής κρύβεται μια βαθύτερη, ντετερμινιστική πραγματικότητα. Μια εβδομάδα αργότερα δύο επιφανείς μαθηματικοί απέδειξαν ότι η θεωρία του έχεί πολύ σημαντικές συνέπειες εκτός της επίσημης: αν εγκαταλείψουμε την αβεβαιότητα της κβαντικής φυσικής, τότε πρέπει να εγκαταλείψουμε και την ιδέα ότι έχουμε ελεύθερη βούληση. Για τον λόγο αυτόν, αν και δεν μπορούν να αποδείξουν ότι κάνει λάθος, διαφωνούν με την άποψη του.
"Είναι εντυπωσιακό να βλέπουμε έναν από τους μεγαλύτερους φυσικούς της γενιάς μας να αντιπαρατίθεται με δύο από τους μεγαλύτερους μαθηματικούς στον κόσμο", λέει ο Hans Halvorson, φιλόσοφος της Φυσικής στο Πανεπιστήμιο του Πρίνστον.
Η κβαντομηχανική είναι ευρέως αποδεκτή από τους φυσικούς, παραμένει όμως γεμάτη παράδοξα τα οποία δεν έχουν λυθεί ποτέ. Για παράδειγμα, δεν μπορεί κανείς να ξέρεί ποιό ήταν το σπιν ενός σωματιδίου προτού αρχίσει να το παρατηρεί - η κβαντομηχανική λέει ότι είναι απροσδιόριστη. Ούτε μπορεί να προβλέψει το αποτέλεσμα ενός πειράματος, μπορεί μόνο να εκτιμήσει την πιθανότητα που θα έχει ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα.
"Η κβαντομηχανική λειτουργεί εξαιρετικά, δεν είναι όμως πλήρης", υποστηρίζει ο Gerard t'Hooft του Πανεπιστημίου της Ουτρέχτης της Ολλανδίας, ο οποίος βραβεύθηκε με το Νόμπελ το 1993 για τη μαθηματική θεμελίωση του μοντέλου της φυσικής των σωματιδίων. Ένα από τα βασικά ζητήματα που απασχολούν τον t'Hooft και άλλους φυσικούς είναι ότι ως τώρα, παρά τις τεράστιες προσπάθειες, δεν έχουν κατορθώσει να ενώσουν την κβαντική θεωρία με τη Γενική θεωρία της Σχετικότητας και την περιγραφή της για τη βαρύτητα.
Εδώ και περισσότερο από μία δεκαετία ο t'Hooft εξετάζει την ιδέα ότι υπάρχει μία κρυφή στιβάδα πραγματικότητας σε κλίμακες μικρότερες από το λεγόμενο μήκος Πλανκ, δηλαδή τα 10-35 μέτρα, και έχει αναπτύξει ένα μαθηματικό μοντέλο για να την υποστηρίξει. Σε αυτό το επίπεδο, τονίζει, δεν μπορούμε να περιγράψουμε την πραγματικότητα με σωματίδια ή κύματα. Για τον λόγο αυτόν χρησιμοποιεί οντότητες τις οποίες ονομάζει καταστάσεις και οι οποίες έχουν ενέργεια. Στο μοντέλο του αυτές οι καταστάσεις συμπεριφέρονται προβλέψιμα, σύμφωνα με ντετερμινιστικούς νόμους και έτσι, θεωρητικά, μπορεί κανείς να τις παρακολουθήσει.
Ουσιαστικά ο t'Hooft υποστηρίζει ότι, ενώ στην κβαντομηχανική τα σωματίδια φαίνονται να συμπεριφέρονται απρόβλεπτα, μπορούμε να προβλέψουμε τη συμπεριφορά τους αν ανιχνεύσουμε τις υποκείμενες καταστάσεις. Η θεωρία του έχει εντυπωσιάσει τους συναδέλφους του.
"Είναι μια πολύ ωραία θεωρία, η οποία μας διαφωτίζει για τον κόσμο στις μικρότερες κλίμακες¨", λέει ο Willem de Mink φυσικός στο Πανεπιστήμιο Τεχνολογίας στο Αϊντχόβεν. "Τα σημερινά πειράματα δεν μπορούν όμως να φθάσουν σε αυτές τις κλίμακες, επομένως η θεωρία μάλλον έχει προηγηθεί της εποχής".
Παρ' ότι γοητευτική για τους φυσικούς, η θεωρία του t'Hooft έχει μία απρόσμενη - και ενδεχομένως τρομακτική - συνεπεία για όλους μας. Οι μαθηματικοί John Conway και Simon Cohen του Πανεπιστημίου Πρίνστον υποστηρίζουν ότι αν η κβαντομηχανική υπόκειται σε οποιαδήποτε ντετερμινιστική θεωρία, τότε οι άνθρωποι δεν έχουν ελεύθερη βούληση.
Όταν επιλέγεις να φας το κέικ με τη σοκολάτα ή το σκέτο είσαι πραγματικά ελεύθερος να αποφασίσεις;", ρωτάει ο John Conway.
Με άλλα λόγια, θα μπορούσε κάποιος ο οποίος παρακολουθεί όλες τις αλληλεπιδράσεις των σωματιδίων στο Σύμπαν να προβλέψει με απόλυτη ακρίβεια ποίο κέικ θα διαλέξεις;
Ο Conway και ο Cohen διερεύνησαν τις συνέπειες της θεωρίας του t'Hooft εξετάζοντας π συμβαίνει κατά τη μέτρηση του σπιν ενός σωματιδίου. Το σπιν μετρείται πάντοτε σε τρεις κάθετους άξονες. Για ένα σφαιρικό σωματίδιο η επιλογή των αξόνων και της σειράς με την οποία θα γίνουν οι μετρήσεις είναι αυθαίρετες. Γίνονται όμως αυτές οι επιλογές με βάση την ελεύθερη βούληση ή είναι προκαθορισμένες;
Οι δύο μαθηματικοί απέδειξαν το εξής: αν αυτός ο οποίος κάνει τη μέτρηση έχει την παραμικρή ελευθερία να επιλέξει τους άξονες και τη σειρά των μετρήσεων, τότε και όλα τα σωματίδια πρέπει να έχουν τον ίδιο βαθμό ελευθερίας. Αυτό σημαίνει ότι μπορεί να συμπεριφερθούν απρόβλεπτα. Αν ωστόσο τα σωματίδια δεν έχουν ελευθερία, όπως υποστηρίζει ο t'Hooft, τότε και αυτός που διενεργεί τις μετρήσεις δεν έχει κανένα λόγο στην επιλογή των αξόνων και της σειράς τους. Εν ολίγοις δηλαδή, τα ντετερμινιστικά σωματίδια σκοτώνουν την ελεύθερη βούληση.
Η αντιπαράθεση γύρω από την ελευθερία της βούλησης είναι τόσο παλιά όσο η ίδια η φιλοσοφία και από τα πρώτα κιόλας βήματα της κβαντικής μηχανικής πολλοί έχουν αποπειραθεί να συνδέσουν αυτή την ελευθερία με την απροσδιοριστία των κβάντα.
"Είμαστε περήφανοι γιατί δώσαμε την πρώτη ισχυρή απόδειξη που συνδέει αυτά τα δύο θέματα" λέει ο Conway. Οι δύο μαθηματικοί τονίζουν ότι το θεώρημα τους δεν καταρρίπτει τη θεωρία του t'Hooft. Απλώς δηλώνει ότι αν η θεωρία του ισχύει, τότε οι πράξεις μας δεν μπορεί να είναι ελεύθερες. Παραδέχονται ότι αυτό δεν υπάρχει τρόπος να το μάθουμε.
Επειδή ωστόσο οι ίδιοι πιστεύουν στην ελεύθερη βούληση θεωρούν ότι η θεωρία του t'Hooft δεν μπορεί να είναι σωστή. "Έχουμε ανάγκη να πιστεύουμε στην ελεύθερη βούληση για να κάνουμε οτιδήποτε", λέει ο Conway. "Πιστεύω ότι είμαι ελεύθερος να πιω αυτό τον καφέ ή να τον χύσω, πιστεύω ότι είμαι ελεύθερος να έχω αυτή τη συζήτηση μαζί σας".
Ο Halvorson υποστηρίζει ότι στην ουσία πρόκειται για ζήτημα προσωπικής προτίμησης και πεποίθησης. "Ο Conway και ο Cohen δεν αντέχουν την ιδέα ότι το μέλλον μας μπορεί να έχει ήδη αποφασιστεί", λέει, "άνθρωποι όμως όπως ο τ'Χόοφτ και ο Αϊνστάιν ενοχλούνται εξίσου από το γεγονός ότι το Σύμπαν δεν μπορεί να περιγραφεί από τη φυσική".
Ο φιλόσοφος θεωρεί ωστόσο σημαντικές και ευπρόσδεκτες και τις δύο θεωρίες. ¨Η φιλοσοφία έμεινε για πολύ καιρό χωρισμένη από την επιστήμη", υποστηρίζει. "Υπάρχουν πολύ σημαντικά ερωτήματα γύρω από την ελεύθερη βούληση και ίσως η φυσική μπορεί να τα απαντήσει".
