Ајнштајнов детерминизам и изазов квантне механике
Алберт Ајнштајн је 1926. године својом чувеном реченицом да „Бог не баца коцкице” изразио дубоко неслагање са идејом да је случајност темељни аспект природе. У 19. веку, научни поглед на свет био је потпуно детерминистички, што је најбоље описао Пјер Симон Лаплас тврдећи да би интелигенција која познаје положај и брзину свих честица могла савршено предвидети прошлост и будућност. Међутим, појава квантне механике и Макса Борна увела је идеју да је случајност инхерентна природи и да теорија може предвидети само вероватноће исхода, што је Ајнштајн сматрао доказом да је квантна теорија некомплетна и да морају постојати скривене варијабле које одређују резултате.
Експеримент са квантним новчићима
Да би се тестирала ова филозофска дилема, може се замислити експеримент са два научника, Кристином и Јованом, који бацају „квантне новчиће” чији исход зависи од правца у којем су окренути. Појединачно, они не могу утврдити да ли је случајност стварна или привидна, али заједничким радом и коришћењем концепта локалности (информација не путује брже од светлости) и слободне воље, они могу измерити корелације својих резултата. Ако је свет детерминистички како је Ајнштајн веровао, учесталост подударања исхода мора задовољавати одређене математичке оквире познате као Белове неједнакости.
Белове неједнакости и доказ случајности
Џон С. Бел је 1964. године формулисао математички начин да се разликује Ајнштајнов детерминизам од квантне случајности. Он је доказао да, ако су резултати унапред одређени скривеним варијаблама, корелација између исхода два удаљена новчића не може прећи одређену границу. Ова неједнакост омогућава да се експериментално провери да ли природа функционише по правилима локалног детерминизма или пак дозвољава квантну повезаност која превазилази класична очекивања, чиме је дебата пребачена из домена филозофије у домен конкретне физике.
Експериментална потврда. Бог ипак баца коцкице
Експерименти са фотонима које су спровели Клаузер, Аспект и Цајлингер – за шта су добили Нобелову награду 2022. године – дефинитивно су показали да природа крши Белове неједнакости. Ово значи да детерминизам заснован на локалности и слободној вољи експериментално више није одржив. Квантни исходи нису унапред одређени скривеним механизмима, већ је природа суштински вероватносна. Овај закључак имплицира да будућност није потпуно исписана и да случајни квантни процеси могу имати макроскопске последице, попут формирања звезда или галаксија кроз дуге временске периоде.
Последњи излази за детерминизам
Упркос овим налазима, постоје две теоријске путање које би могле повратити детерминизам, али уз високу цену. Прва је напуштање локалности, што заступа Бомова механика, где су ствари повезане тренутно без обзира на удаљеност, што значи да „Бог не баца коцкице, али не поштује ни границе простора”. Друга опција је супердетерминизам, филозофски концепт према којем је читава еволуција универзума, укључујући и одлуке научника у експерименту, одређена у самом тренутку постанка. У том случају, ни Бог ни човек никада нису имали избор, а коцкице су већ одавно стале.
