Masa. Od greckich atomów do pól kwantowych recenzja

Trzymamy w dłoni kostkę lodu (*). Dzielimy ją na pół, następne jeszcze raz i jeszcze raz. Ile razy da się ją tak dzielić i jak będzie wyglądał jej najmniejszy element - czym on będzie, jakich rozmiarów tego czegoś należy się spodziewać? Z innej strony. Leży kamień, podnosimy go. Co tak naprawdę czujemy - czym to odczucie jest, z czego ono wynika? Czy można sobie wyobrazić bardziej 'namacalne' pytania, dla których odpowiedzi można formułować wprost z obserwacji codzienności? Przez tysiące lat ludzie spekulowali nad tymi problemami. Obecne ustalenia sugerują zdumiewające wyjaśnienie. Nie mógł się spodziewać Demokryt czy nawet Newton, że rozwiązania będą wymagały najbardziej zaawansowanych teorii i ostatecznie XX wiek powie, że de facto NIC odpowiada za masę, a ona sama - jako pojęcie - jest wtórną konsekwencją nieuchwytnych pól kwantowych.

Sporo dobrego spodziewałem się po książce Jima Baggotta "Masa. Od greckich atomów do pól kwantowych". Niestety wyszła lektura bardzo nierówna. Z jednej strony dostajemy świetnie podane wytłumaczenie kłopotu z rozwiązaniem zagadki masy, z drugiej pojawiło się sporo niepotrzebnych treści. Bardzo dobre przypisy z wzorami rozszerzają kluczowe sformułowania głównej narracji. Przy tej okazji jednak zarówno autor jak i tłumacze popełnili trochę błędów - cześć to literówki, braki symboli we wzorach, w kilku przypadkach poważniejsze merytoryczne wpadki, które jednak nie wypaczają całości, przewodniej myśli i istoty kłopotu z masą jako skupiskiem materii. By nie powstał nudnawy elaborat, postaram się jedynie opisać wrażenia ogólne i w miarę obiektywnie ocenić treść książki.

Baggott chyba w odpowiednich proporcjach zarysował tło historyczne i ewolucję poglądów na atomizm i masę. Dość szybko przeszedł do współczesnych badań na różnych polach, które sukcesywnie doprowadzały do obecnego rozumienia, czym materia jest. Trochę niepotrzebnie uwikłał się w kosmologiczne poszukiwanie ciemnej materii i energii, szczególnie, że czytelnik pozostawiony jest z niejednoznacznym przekonaniem - czy te enigmatyczne składniki wpływają na przyspieszenie ekspansji, czy wręcz przeciwnie (warto prześledzić wywód na str. 137-141). Poza tym pewne partie dotyczące podstaw mechaniki kwantowej jedynie rozpraszają uwagę i niewiele wnoszą (np. superpozycja ze strony 174 i większość wywodu o liczbach kwantowych). Z kolei dyskusja nad klasycznym dynamicznym rozumieniem masy (i rozróżnieniem masy grawitacyjnej od bezwładnej, czyli ciężaru od ilości materii) to bardzo dobry kawałek dydaktyzmu. Przy okazji dostajemy bardzo cenną obserwację i zwrócenie uwagi na czasem kulejący (chyba nieuchronny, jak wynika z metodologii nauki) proces definiowania pojęć w postaci uwikłanej, a co gorsza przy użyciu słów i operacyjnych wielkości, które dopiero definicja miałaby wyjaśnić. To takie 'gonienie własnego ogona' (gorąco zachęcam do analiz masy bezwładnej Newtona przy użyciu gęstości jako ilości materii - str. 51). Tak już hasłowo - opisy symetrii ciągłych, ich relacji z zasadami zachowania, koncepcja 'masy gołej' i 'masy ubranej' jako konsekwencja interakcji cząstek z wirtualnym światem (kotłującym się niefrasobliwie dzięki zasadzie nieoznaczoności) i bozonami pośredniczącymi - to najcenniejsze partie (rozdział dwunasty), które doprowadziły do niepokojącej prawdy o istocie masy.

Książka w sumie dobrze zdaje relację z wstydliwego faktu - przez większość czasu istnienia ludzkiej cywilizacji nie rozumieliśmy, czym masa jest. Nie chodzi o jakieś jednostajne zbliżanie się do prawdy ale, w świetle ustaleń z XX wieku, o to, że błądziliśmy fundamentalnie. Mylili się starożytni materialiści, Newton z oddziaływaniem natychmiastowym, alchemicy z transmutacjami czy XIX-wieczni badacze termodynamicznych własności gazów. Ponieważ nasze makroskopowe rozumienie masy wynika z istnienia atomów, które są niemal wyłącznie zdeterminowane przez masę protonów i neutronów zbudowanych z kwarków, to bezpruderyjna prawda jest taka, że to bezmasowe gluony 'omamiają' kwarki do 'czucia się' wielokrotnie masywniejszymi, niż w istocie są! Kto by pomyślał, że taka absurdalność i nieracjonalność stoi za faktem, że nas boli uderzenie zwykłym kamieniem!

Baggott wykonał kawał solidnej pracy balansując w wywodzie między ścisłością a dostępnością treści dla laika. Wydaje mi się, że popełnił błąd zbyt szerokiego i formalnego opisania problemu masy. Niemal połowa tekstu była niepotrzebna, choć reszta jest świetnym zdaniem relacji z sedna zagadnienia, a już 10% tekstu to perełki poglądowości. Dla tych ostatnich warto prześledzić całość. Solidny słowniczek pojęć będzie pomocny początkującym, a lista zaproponowanych lektur w bibliografii ułatwi dalsze poszukiwania.

Moje finalne wrażenia z lektury "Masy" opisane wyżej, to konsekwencja własnych potrzeb intelektualnych i próby postawienia się w roli kogoś, kto nie miał kontaktu z fizyką współczesną. Temat wybrany przez Baggotta to od zawsze esencja zainteresowania fizyki i właściwie całość naszego świata codziennego - czym jest to, co nas otacza? Zanim nasza materia zacznie budować zupełnie inne struktury, warto poświecić chwilę na sformowanie solidnych przekonań, o tym, czym jest to, co nas tworzy. Tak myślę.

DOBRE - 7/10 (a chciałbym dać coś więcej)

=======

* Kawałek materii mógłby być czymkolwiek, ale zasugerowałem się wyborem autora, który w podsumowaniu 'rozebrał' na czynniki kostkę zestalonej wody (bardzo gorąco polecam cały świetny rozdział "Masa bez masy").