"Sześć łatwych kawałków" - Richard Feynman

Inherentną cechą fizyki kwantowej jest zdolność do wywoływania niewyzbywalnej ciekawości. Fizykiem, który swą osobowością i sposobem przekazu potrafi tę ciekawość zaspokoić, jest Richard Feynman. W "Sześciu łatwych kawałkach" tkwi niezwerbalizowane zaproszenie do eksploracji fascynujących tajemnic. 

Fizyka- jako fundamentalna nauka przyrodnicza- stanowi podstawę dla wielu innych dyscyplin. Richard Feynman jako prominentny popularyzator wiedzy poświęcił jeden ze swych wykładów na ukazanie wszechstronności i uniwersalności praw fizyki. W chemii ona odgrywa kluczową rolę w zrozumieniu budowy materii na poziomie atomowym i molekularnym. Bez fizyki trudno byłoby wyjaśnić zagadnienia biologiczne, mechanizmy fotosyntezy, przewodnictwa nerwowego czy nawet złożoność DNA. Przejście Feynmana do psychologii wydaje się mniej bezpośrednie, ale należy mieć na uwadze, iż neurobiologia będąca pomostem między biologią a psychologią w coraz większym stopniu korzysta z narzędzi i koncepcji fizycznych. Badania aktywności mózgu, percepcji zmysłowej czy nawet procesów myślowych wykorzystują techniki obrazowania, takie jak fMRI, które opierają się na zasadach fizyki jądrowej i magnetyzmu. Noblista omawia również istotę fizyki w rozwoju astronomii i geologii. 

Kiedy posmakujemy nieco wspaniałości nauki, nabierzemy entuzjazmu do odkrywania elementarnych pojęć i praw fizycznych. Jednym z nich jest energia, czyli w skrócie zdolność do wykonania pracy. Może występować w wielu formach jako miara możliwości do powodowania zmian. Zaznajomimy się w książce z energią: potencjalną grawitacji, kinetyczną, chemiczną, cieplną, jądrową, elektryczną, świetlną.

Nasz osobisty zasób leksykalny stale się będzie poszerzał, gdy zmierzymy się z wiedzą z zakresu astronomii, w tym z prawami Keplera, doświadczeniem Cavendisha, ciążeniem powszechnym, po czym od ogromnych skali kosmicznych przedostaniemy się do triumfów badawczych mechaniki kwantowej, która diametralnie przemieniła rozumienie rzeczywistości przez ludzki umysł. Z serca tejże wykładowej latarni mądrości iluminują tematy o interferencji fal elektronowych, przełomowych eksperymentach i zasadniczych regułach obowiązujących w analizie natury atomów. 

Richard Feynman zabiera czytelnika w drogę przez gęsty busz zawiłych, trudnych koncepcji, rozkładając je charakterystycznym, humorystycznym, obrazowym językiem na jasne, przystępne, zrozumiałe. Każdy rozdział oczarowuje komponentem wiedzy dostępnej kilkadziesiąt lat temu. Stanowi skuteczną stymulację intelektualną, dokładając się do powstania pasów startowych dla nowych zainteresowań. "Sześć łatwych kawałków" to książka oświecająca, nastawiająca wewnętrzny kompas na kierunek prawdy i zdrowego sceptycyzmu.

„Alicja w Krainie Kwantów” - Robert Gilmore

Adaptując dobrze znaną powieść Lewisa Carrolla „Alicja w Krainie Czarów”, fizyk Robert Gilmore stworzył ujmującą, zabawną, pouczającą introspekcję teoretycznych ram fizyki kwantowej. Poprzez zastosowanie alegorii dokonał klarownego wyjaśnienia, jak zbudowany jest i funkcjonuje świat na najtrudniej dającym się zbadać poziomie.

Wraz z Alicją spotykamy barwne postaci mówiące argotem naukowców, zachęcając tym samym do opanowania go w stopniu umożliwiającym komunikację na co dzień. Elektrony, fotony, kwarki, syrenka, kot Schrödingera, cesarz z orszakiem sympatycznych ilustracji pomagają pojąć często sprzeczne z rozsądkiem zjawiska i reguły w świecie kwantów.To czyni książkę ambitną, aczkolwiek zharmonizowaną z możliwościami poznawczymi osób bez dyplomu z fizyki. Kwantowe eksploracje Alicji otaczają naukę wieńcem magii wzbudzającym ciekawość. Porywają w intelektualną przygodę dogłębnie wnikającą w percepcję czytelnika.

Mechanikę kwantową odznacza złożoność, mnóstwo komplikacji i enigmatycznych koncepcji. Nie da się doprowadzić do prostoty pojęć, ale można przekazać ją w sposób nakazujący myślenie i naprowadzający na specyficzną logikę względnie abstrakcyjnych praw, zasad, zachowań materii.

Robert Gilmore wpadł na świetny pomysł i wykorzystał swą kreatywność do zhybrydyzowania osiągnięć nauki, szerokiej wiedzy z bajką dedykowaną nie tylko dzieciom, wywołującą pozytywne skojarzenia.

„Alicja w Krainie Kwantów” może być traktowana jako wprowadzenie do podstaw fizyki kwantowej, przyjazne oswojenie z niewątpliwie zawiłymi zasobami wiadomości, jakimi dysponuje ludzkość dzięki ekspertom w tej dziedzinie czyniącym odkrycia na przestrzeni wielu lat. Stanowi fachową i jednocześnie przystępną ekspozycję osiągnięć nauki.

Książkę uznaję za punkt wyjścia do zrozumienia bardziej szczegółowego i zawiłego świata kwantów i w takim celu ją w szczególności rekomenduję.

"Dalej niż boska cząstka" - Leon Lederman, Christopher T. Hill

Granice poznania przyrody przez człowieka nieustannie się poszerzają i wydają się być nieskończone jak Wszechświat. Coraz to doskonalsze narzędzia badawcze wnikają w pozazmysłowy świat kwantów, cząstek elementarnych i nierozstrzygalnych, pustych przestrzeni między nimi, weryfikując teorię opartą na skomplikowanych obliczeniach. Jednym z brakujących ogniw kolekcji modelu standardowego był ostatnimi czasy słynny bozon Higgsa (inaczej higson). Konsekwentnie prowadzone eksperymenty w Wielkim Zderzaczu Hadronów w CERN-ie doprowadziły ostatecznie do odkrycia nowej cząstki dnia 4 lipca 2012 roku, której higsonową tożsamość potwierdziły zespoły pracujące przy detektorach CMS i ATLAS rok później. Sukces zrodził pytanie, co dalej, jeśli to nie kres eksploracji?

Z odpowiedzią, między innymi na to pytanie stawili się w księgarniach poprzez nośnik książkowy Leon Lederman oraz Christopher T. Hill.

"Dalej niż boska cząstka" to rzeczowe, osobliwe dyskusje dwóch wiodących fizyków o znaczeniu bozonu Higgsa, tajemnicach czekających na odkrycie i przyszłości fizyki cząstek.

Tu warto przystanąć i zapoznać się z głównym bohaterem- bozonem Higgsa. Jest to jedyna (oprócz mezonów) cząstka elementarna pozbawiona spinu. Nie posiada również ładunku elektrycznego i koloru. Masa została oszacowana przez dwa detektory. Według CMS jest to około 125,3 GeV/c². Dzięki detektorowi ATLAS uzyskano wynik mniej więcej 126,0 GeV/c². Jej średni czas życia wynosi 1,56 × 10⁻²² s. Postulaty i przypuszczenia o jej istnieniu wynikały z wysuniętym teoretycznie mechanizmem Higgsa, polegającym na sprzężeniu pól kwantowych materii z polem Higgsa (którego nośnikami są bozony Higgsa), prowadzącym do nabierania masy przez cząstki bezmasowe modelu standardowego.

Leon Lederman oraz Christopher T. Hill w swej przejmującej książce poruszają wiele absorbujących zagadnień. Przedstawiają historię higsona w fizycznych barwach, wyjaśniając motywy i przyczyny wieloletnich badań. Spekulują o istnieniu nowych cząstek, sił i praw fizyki, które przyniosą rewolucję w dotychczasowym stanie wiedzy. Roztrząsają problem zapotrzebowania naukowców na bardziej zaawansowane akceleratory. Skupiają się na świeżych koncepcjach, planach i projektach naukowych (Projekt - X, Zderzacz Mionów).

Jeżeli jesteś pasjonatem książek popularnonaukowych poruszających tematykę fizyki kwantowej i cząstek modelu standardowego, a ponadto wizjonerem, myślicielem, który lubi zagłębiać się w rozważaniach o przyszłości, odkryciach i zagadkach, "Dalej niż boska cząstka" będzie dla Ciebie uzależniającą lekturą stymulującą do poznawczego malowania skomplikowanego obrazu świata we własnym umyśle, a ponadto intrygującą i bezpowrotną wyprawą w głąb natury.  

"101 kwantowych pytań" - Kenneth W. Ford

Przekaz informacji w formie pytań i odpowiedzi jest wyróżnikiem zasadniczych podstaw, z jakimi każdy człowiek powinien się obyć, a także ciekawostek, które urozmaicają nasze zasoby wiedzy kształtujące postrzeganie rzeczywistości. Książka z tego też względu wciąga i nastawia czytelnika na tryb "Chcę więcej wiedzieć." Zawiera wiele tajemnic świata kwantowego - od budowy materii po zastosowania. Co więcej, by przybliżyć i ułatwić zrozumienie zagadnień, odpowiedzi są wzbogacone ilustracjami.

Ken Ford uporządkował i w logiczny sposób wyłożył skomplikowane pojęcia i zjawiska. Nie zastosował jednak przesadnych uproszczeń, gdyż, miałam wrażenie, wychodził z założenia, że zarówno ekspert jak i laik z powagą, respektem dla osiągnięć nauki i ambicją przystąpią do przeczytania "101 kwantowych pytań." Naukowiec schodził w każdym rozdziale do coraz to niższych pięter zrozumienia kwantowej budowy materii i zjawisk. Fascynujące tematy poruszane przez profesora obejmują cząstki elementarne, teorię strun, prawa z ich wzorami popartymi obliczeniami, syntezę jądrową, siły międzycząsteczkowe, czarne dziury, lasery, nadprzewodniki, diody elektroluminescencyjne.

Pierwsze strony zabierają odbiorcę do wnętrza atomu. Pozwalają wykreować w wyobraźni proporcje neutronów do elektronów, przytaczając dane liczbowe, które są na tyle fascynujące, że przenikają do pamięci długotrwałej. Zapamiętałam dzięki książce, iż masa protonu jest około 1836 razy większa niż elektronu, a neutron, nieco cięższy, jest masywniejszy 1839 razy. Nukleony są sto tysięcy razy mniejsze niż atom, ale znacznie większe niż odległości między cząstkami elementarnymi.

Dużą niespodzianką było dla mnie odniesienie Forda do Richarda Feynmana. Został przez niego opisany jako genialny, ciekawy, zabawny fizyk, pionier w dziedzinie fizyki teoretycznej, a dokładnie fizyki cząstek. Przytoczony fakt o zdobytej Nagrodzie Nobla posłużył temu, by wspomnieć o elektrodynamice kwantowej (QED), interakcjach fotonów z naładowanymi cząsteczkami, np. z elektronami lub pozytonami.

"101 kwantowych pytań" to rzetelnie napisana pozycja popularnonaukowa. Czytając ją w skupieniu i od deski do deski, można osiągnąć wysoki pułap znajomości fizyki kwantowej.

"Chemia kwantowa" - Włodzimierz Kołos

Próbując uszeregować piętra nauk, poczynając od dziedziny najbardziej fundamentalnej, pozwalającej zrozumieć wyższe szczeble zjawisk zachodzących w przyrodzie, ustawiłabym je w takiej samej kolejności, jaką przedstawia poniższa grafika:

Koniecznością jest posiadanie rozeznania w fizyce, by obejmować rozumem to, co dzieje się na poziomie chemii i biologii. Analogicznie należy zdawać sobie sprawę, że widzialny świat makroskopowy i mikroskopowy (z udziałem przyrządów) opiera się na kwantowych procesach. Fizyka oraz chemia kwantowa to dziedziny, które zawsze - ilekroć spotkam się z literaturą im poświęconą -  budzą we mnie naukowe przejęcie i fascynację. Niezmiernie imponują mi naukowcy, którzy się nimi zajmują.

Polskim ekspertem od kwantów był Włodzimierz Kołos - profesor, fizyk i chemik w jednym; współtworzył współczesną chemię kwantową. Był autorem pionierskich prac w dziedzinie dokładnych obliczeń struktury elektronowej małych cząsteczek.

Natknęłam się na jedną z jego książek pt. "Chemia kwantowa", gdy poszukiwałam informacji do napisania pracy magisterskiej. Przekonała mnie porządkiem oraz pełnym jasności przekazem trudnej wiedzy.

Podręcznik stanowi bogactwo niezbędnych wiadomości. Moje postrzeganie świata dopełniły informacje o postulatach mechaniki kwantowej, konfiguracjach atomowych, orbitalach, spinach, oddziaływaniach międzycząsteczkowych, cząsteczkach o sprzężonych wiązaniach podwójnych. Poruszane zagadnienia układały się w logiczny ciąg- należało zachować kolejność czytania rozdziałów, gdyż wiedza z nich wyniesiona dawała możliwość zrozumienia dalszych.

"Chemię kwantową" profesora Kołosa zapamiętałam jako kwantową podróż po nieznanym lądzie, w której stałam się badaczem. Naukowe tło wypełniał nienaganny język kreujący w przystępny sposób kwantową rzeczywistość.

Książkę polecam nie tylko studentom, ale wszystkim, którzy chłoną z entuzjazmem ciekawostki i wiedzę. Jest to zbiór bardzo dobrze opracowanych tematów z zakresu chemii kwantowej, wsparty prostymi do interpretacji rysunkami, wzorami, obliczeniami. Stwarza sposobność do rozwijania wiedzy w tym kierunku.

"Nowa perspektywa. Pochodzenie życia, świadomości i Wszechświata" - Sean Carroll

Książka pt. "Nowa perspektywa. Pochodzenie życia, świadomości i Wszechświata" przypomina mi o pięknie nauki nadającej nam biegłość władania umysłem i rzutującej na praktyczne zastosowania. To jedno z bardziej wartościowych dzieł literatury popularnonaukowej, które każdy człowiek powinien przeczytać (nie dożyję raczej czasów, w których będzie to lektura szkolna, a to wielka szkoda). Potrafi pozostawić w stanie zachwytu nie tylko treścią, ale i formą jej podania. Możliwość czerpania inspiracji zapewnia fakt, że autor nie oszczędza miejsca na swoje przemyślenia. Sądzę, że pisanie tej książki było dla niego podróżą pośród swych poglądów, której finał to potęga wiedzy, mądrości, refleksji, odpowiedzi na kluczowe pytania.

Sean Carroll przedstawia świat na wszystkich poziomach: kwantowym, termodynamicznym, kosmicznym, mikroskopowym, makroskopowym, biologicznym, filozoficznym. Balansuje między wiedzą o cząsteczkach budujących atomy po pytania o sens życia, cele, przyszłość.

Książka jest nasycona intelektem i wywołuje chęć dalszego wnikania w wiedzę. Pozostawia nas z bagażem pytań, na jakie powinniśmy sami odpowiedzieć. Jest wysublimowaniem tego, co ważne i godne zapamiętania. Ukazuje pęd nauki i rewolucyjne odkrycia. Właśnie dlatego ma niezwykłą moc wpływania na czytelnika chcącego wykreować nastawienie do życia i światopogląd.

Jeżeli miałabym wskazać autorytet, za którym warto podążać, byłby to m. in. właśnie Sean Carroll - amerykański naukowiec pracujący na Wydziale Fizyki California Institute of Technology (specjalizuje się w zagadnieniach ciemnej energii i ogólnej teorii względności; tworzy bloga fizyków Cosmic Variance; jest ateistą). Pełni on rolę naukowca, który nie tylko prowadzi badania, ale i kształtuje właściwe postawy życiowe uczniów. Życzę mu niegasnącej weny i natchnienia do tworzenia kolejnych dzieł wiążących wspaniałą naukę z budowaniem świadomości o świecie.