Gilioji kvantinės fizikos magija

2024 Autorius: Seth Attwood | [email protected]. Paskutinį kartą keistas: 2023-12-16 16:11

Ką tu žinai apie kvantinę fiziką? Netgi toks humanitarinių mokslų studentas kaip aš supranta, kad fizika ir kvantinė fizika tiria šiek tiek skirtingus dalykus.

Tuo pačiu metu fizika apskritai yra gamtos mokslas, tiriantis, kaip veikia pasaulis ir kaip visi objektai ir kūnai sąveikauja vieni su kitais. Kaip fizikos šaka, kvantinė mechanika tiria mūsų pasaulį giliausiu lygmeniu. Faktas yra tas, kad viskas, kas mus supa, susideda iš atomų. Netgi jūs ir aš esame ne kas kita, kaip atomų ansamblis, kilęs iš supernovų šerdies. Be to, ši fizikos sritis yra tokia sudėtinga, kad daugelis mokslininkų pripažįsta, kad jie nelabai ją supranta. Atsižvelgiant į didėjantį neatsakytų klausimų skaičių ir kai kuriuos panašumus tarp kvantinės fizikos ir magijos, jis yra neįtikėtinai patrauklus, tačiau gali būti klaidinantis, kaip sėkmingai daro daugelis šarlatanų ir pseudomokslininkų. Šiame straipsnyje pabandysime suprasti, kodėl kvantinė fizika tokia panaši į magiją.

Fotonas yra elementari dalelė, kuri neturi masės ir gali egzistuoti vakuume, judanti šviesos greičiu. Fotono elektros krūvis taip pat lygus nuliui.

Niekas pasaulyje nesupranta kvantinės mechanikos

Mes visi mėgstame magiškus triukus. Ypač tuos, kurių metu magas gali priversti kamuoliukus „šokinėti“tarp apverstų puodelių. Kvantinėse sistemose, kur objekto savybės, įskaitant jo vietą, gali skirtis priklausomai nuo to, kaip jį stebite, tokie žygdarbiai turėtų būti įmanomi be apdairumo. Faktas yra tas, kad pagal kvantinę teoriją elementarioji dalelė įgyja tam tikrą būseną tik stebėjimo momentu. Sunku patikėti, bet galiausiai mokslininkams pavyko eksperimentiškai, naudojant vieną fotoną, įrodyti, kad jis egzistuoja trijose vietose tuo pačiu metu. Bet kaip tai įmanoma?

Vienas garsiausių kvantinių eksperimentų yra dvigubo plyšio eksperimentas, parodęs, kad šviesa ir materija vienu metu gali elgtis kaip dalelė ir banga.

Reikia pažymėti, kad Albertą Einšteiną domino kvantinės mechanikos sėkmė – jos pagalba galima tiksliai apibūdinti atomų ir elementariųjų dalelių elgesį. Tačiau genialus mokslininkas priešinosi šiai teorijai ir išjuokė ją grindžiančią koncepciją – painiavą. Kvantinėje mechanikoje įsipainiojimas reiškia, kad vienos dalelės savybės gali iš karto paveikti kitos, nepaisant atstumo tarp jų.

Vėliau daugybė sudėtingų eksperimentų parodė, kad Einšteinas klydo: įsipainiojimas yra tikras ir jokia kita teorija negali paaiškinti keistų jo padarinių. Ir vis dėlto, nepaisant kvantinės teorijos gebėjimo eksperimentiškai paaiškinti rezultatus, daugelis mokslininkų pripažįsta, kad kvantinė fizika yra tokia sudėtinga, kad ją sunkiai įmanoma suprasti.

Tačiau įsipainiojimas nėra vienintelis reiškinys, skiriantis kvantinę teoriją nuo klasikinės teorijos. Pasak kai kurių fizikų, yra dar vienas šokiruojantis faktas apie kvantinę tikrovę, kuris dažnai nepastebimas ir kuris papildo šios teorinės fizikos srities „stebuklingumą“. Anot „The New Scientist“, 1967 metais Simonas Cochenas ir Ernstas Speckeris matematiškai įrodė, kad net ir vienam kvantiniam objektui, kuriame neįmanoma įsipainioti, vertės, kurias gaunate matuodami jo savybes, priklauso nuo situacijos, kurioje šis objektas yra. Taigi, savybės A vertė priklauso nuo to, ar pasirinksite ją matuoti naudodami savybę B, ar savybę C. Paprastais žodžiais tariant, nėra tikrovės, nepriklausomos nuo matavimo pasirinkimo.

Realybės magija

Sutikite, visa tai bent jau keista ir verčia smegenis tiesiogine prasme sprogti. Juk pasirodo, kad stebėtojo buvimas lemia sistemos likimą ir verčia rinktis vienos valstybės naudai. Bet ar tai nėra sąmonės įsikišimas į materialią tikrovę? O jeigu atsižvelgsime į tai, kad šviesos fotonas vienu metu gali būti ir dalelė, ir banga bei būti trijose vietose vienu metu, tai kokiame pasaulyje mes išvis gyvename? Ar tai yra lygiagrečių realybių su tais pačiais fizikos dėsniais egzistavimo įrodymas?

Ir tai tik dalis klausimų, į kuriuos šiuolaikinė fizika neturi atsakymų. Iki. Tačiau viskas, kas nuo seno nežinoma, žmogų gąsdino. Kartais žmonės yra pasirengę tikėti bet kuo, jei tik yra bent vienas – ir nesvarbu kuris – atsakymas. Dėl šios priežasties visai nenuostabu, kad visokie šarlatanai ir pseudomokslininkai taip mėgsta kvantinę fiziką. Jei įdomumo dėlei įjungsite REN televiziją, tuomet galite užklysti į vieną iš laidų apie kitą pasaulį, kurioje kitas pseudomokslininkas veikia kaip ekspertas. 99 atvejais iš 100 jo klaidingas pasaulio tvarkos paaiškinimas apims bent vieną kvantinės fizikos paminėjimą. Tuo pačiu metu bet kuris pseudomokslininkas žvaliai puikuojasi tokiais moksliniais terminais kaip elektronas, fotonas ir įsipainiojimas, siekdamas įgyti daugiau ar mažiau patikimą išvaizdą nepatyrusio žiūrovo akyse.

Kartais man net atrodo, kad bet kuris save gerbiantis šarlatanas tiesiog privalo savo repertuare turėti kalbą apie kvantinės fizikos paslaptis. Juk mokslininkai praktiškai neturi ko ginčytis su savo teiginiais, kad kvantinė mechanika mokslininkams yra paslaptis. Argi ne patogu? Tokių idėjų populiarinimas daugeliui žmonių gali sukelti klaidingą požiūrį į pasaulį. Tokios idėjos taip pat prisideda prie polinkio į alternatyvią mediciną ir rankų uždėjimą nuo pavojingų ligų. Taigi, iš televizorių ekranų ezoterikai su putomis ant burnos įrodo, kad mintis yra materiali, nes čia yra kvantinė fizika, o vietiniai biologai kvantinę fiziką įpina į savo nepagrįstas idėjas apie bangų genomą ir pan. Visa tai prisideda prie magiško mąstymo, apie kurį išsamiau rašiau anksčiau, raidos ir mitų bei klaidingų nuomonių apie pasaulį, kuriame gyvename, augimo.

Tuo tarpu kvantinė fizika yra tikra magija. Realybės magija. Taip, mes daug ko nesuprantame ir nežinome atsakymų į klausimus, kuriuos generuoja kvantinis susipynimas, ir daugybės eksperimentų, įskaitant Šriodingerio katę, apie kurią anksčiau rašė mano kolega Nikolajus Khizhnyakas, rezultatus. Tuo pačiu metu realybė yra daug įdomesnė nei fikcija, nes mes apie ją nežinome tiek daug: mūsų Visata 95% sudaryta iš paslaptingos tamsiosios medžiagos, taip pat yra tamsioji energija, kuri yra atsakinga už plėtimosi pagreitį. Visatos. Be to, giliausiame lygmenyje mūsų pasaulis susideda iš mažiausių dalelių, kurios gali būti keliose vietose vienu metu ir elgtis skirtingai, priklausomai nuo to, ar mes jas stebime, ar ne. Jei tai nėra tikrovės magija, tai kas yra tikrovė?

Tuo pačiu mokslas jau pateikė daug atsakymų į svarbiausius klausimus apie mūsų pasaulį. Šiaip, manau, nieko blogo, kai ko nors nežinai ir nesuvoki kvantinės fizikos. Svarbiausia yra mūsų gebėjimas žinoti kuo daugiau, pažinti Visatą. Kuris, greičiausiai, taip pat save pažįsta per mus.