V knize Kvantový svět si její autor vytyčil nelehký úkol: pomoci čtenáři, jenž nemá žádné předběžné fyzikální znalosti, aby porozuměl základním principům a nejdůležitějším pojmům kvantové mechaniky.
Kvantová mechanika je pravděpodobně nejpřevratnější koncepcí, jaká se až do současné doby ve fyzice objevila. Byla vytvořena ve 20. letech 20. století a u jejího zrodu stáli slavní fyzikové jako Bohr, Heisenberg, Schrödinger nebo Dirac. Vznik kvantové mechaniky si vynutila skutečnost, že stále širší třídu jevů, které se týkaly mikroskopických objektů jako atomy nebo částice a které byly nade vši pochybnost pozorovány v experimentech, nebylo možné vysvětlit prostřednictvím fyziky, jakou lidé znali do té doby. Ukazovalo se, že veličiny, o kterých klasická fyzika zcela samozřejmě předpokládala, že se mění spojitě jako proud vody (třeba energie), jsou ve skutečnosti rozporcovány na oddělená „zrnka“ – kvanta. To mělo další netušené důsledky spočívající mimo jiné v tom, že vlastnosti kvantových objektů z principu není možné popsat stejným způsobem jako objekty klasické.
Pokud se tyto veličiny pokusíme přímo změřit, vstupuje v kvantovém světě do hry pravděpodobnost – lze předpovědět, jaké budou v průměru výsledky velkého souboru opakovaných měření, avšak nikoli, jaký konkrétní výsledek získáme právě v daném případě. Kvantové objekty mají další pozoruhodné vlastnosti, například že částice se v některých ohledech chovají jako vlny. To všechno nevyhnutelně vede k otázkám interpretace. Do jaké míry jsou kvantové objekty reálné? Co se skrývá za procesem měření, pomocí něhož se o kvantovém světě dovídáme? Takové a podobné otázky vyvolávaly a stále ještě vyvolávají diskusi mezi fyziky, ale i filozofy. Kvantová teorie znamenala nepochybně převrat ve fyzice, ale její dosah je širší a ve svých důsledcích ovlivňuje naše obecné představy o uspořádání světa.
Všemi těmito otázkami se kniha Kvantový svět zabývá. Autor si ovšem pro diskusi o tak zásadních problémech nejprve pečlivě připraví půdu. Již v úvodu vyjadřuje přesvědčení, že kvantová fyzika je natolik významným plodem kultury 20. století, že by byla škoda, aby její chápání zůstalo vyhrazeno pouze omezené skupině odborníků, kteří zvládli příslušný formální aparát. Na rozdíl od mnoha jiných populárních textů o kvantové mechanice, které se snaží zaujmout čtenáře popisem výše zmíněných paradoxů, ale ve skutečnosti nepronikají příliš hluboko pod povrch, volí Polkinghorne jinou, poněkud náročnější metodu. Jeho přístup je jedinečný v tom, že v každém okamžiku zachovává křehkou rovnováhu mezi srozumitelností výkladu a dostatečně podrobným vysvětlením základních pojmů a matematických nástrojů, bez nichž není možné o kvantové teorii dost dobře hovořit. Všechny tyto pojmy ovšem dokáže vysvětlit tak, že to od čtenáře nevyžaduje žádnou speciální průpravu nebo předběžné znalosti, pouze dostatečné odhodlání věci pochopit a přijít jim na kloub. Tak postupně přibližuje pojem kvantově mechanického stavu, fyzikální pozorovatelné, problém měření a podobně. Teprve poté, kdy svého čtenáře zasvětil do základů aparátu kvantové mechaniky, obrací pozornost k interpretačním problémům, které vyvstanou při podrobnějším rozboru kvantových jevů, a dostává se až k diskusi o celkovém smyslu kvantové mechaniky. Čtenář se ovšem nemusí lekat závažnosti tématu – Polkinghorne je zkušený pedagog a z jeho výkladu je vždy patrná až úzkostlivá snaha, aby se čtenář neztratil a nebyl zahlcen novými pojmy, aby chápal, co je v dané chvíli to nejpodstatnější.
Po přečtení knihy se stane zřejmým, že kvantový svět je v mnoha ohledech jiný než ten, který denně vidíme okolo sebe, a jednoduché analogie a přirovnání k jevům z běžného života pro jeho vysvětlení nestačí. Bez jazyka, který si vypůjčil některé pojmy z matematiky, by bylo správné pochopení základních principů kvantové mechaniky krajně obtížné. Proniknout do tohoto jazyka možná vyžaduje určitou námahu, ale výsledek stojí za to. Kdo chce opravdu porozumět tomu, oč v kvantové mechanice jde – ať už jde o neodborníka se zájmem o přírodní vědy, či o někoho orientovaného spíše na filozofické otázky –, tomu tato kniha poskytuje jedinečnou příležitost.
