Kvantu fizikas dziļā maģija

2024 Autors: Seth Attwood | [email protected]. Pēdējoreiz modificēts: 2023-12-16 16:11

Ko jūs zināt par kvantu fiziku? Pat tāds humanitāro zinātņu students kā es saprot, ka fizika un kvantu fizika mācās nedaudz atšķirīgas lietas.

Tajā pašā laikā fizika kopumā ir dabas zinātne, kas pēta, kā pasaule darbojas un kā visi objekti un ķermeņi mijiedarbojas viens ar otru. Kā fizikas nozare kvantu mehānika pēta mūsu pasauli tās dziļākajā līmenī. Fakts ir tāds, ka viss, kas mūs ieskauj, sastāv no atomiem. Kāpēc, pat jūs un es esam nekas vairāk kā atomu kopums, kas radās supernovu kodolos. Turklāt šī fizikas joma ir tik sarežģīta, ka daudzi zinātnieki atzīst, ka viņi to slikti saprot. Ņemot vērā pieaugošo neatbildēto jautājumu skaitu un dažas līdzības starp kvantu fiziku un maģiju, tas ir neticami pievilcīgs, taču tas var būt maldinošs, kā to veiksmīgi dara daudzi šarlatāni un pseidozinātnieki. Šajā rakstā mēs centīsimies saprast, kāpēc kvantu fizika ir tik līdzīga maģijai.

Fotons ir elementārdaļiņa, kurai nav masas un kura var pastāvēt vakuumā, kustoties ar gaismas ātrumu. Arī fotona elektriskais lādiņš ir nulle.

Neviens pasaulē nesaprot kvantu mehāniku

Mēs visi mīlam burvju trikus. Īpaši tās, kuru laikā burvis var likt bumbiņām "lēkt" starp apgrieztām krūzēm. Kvantu sistēmās, kur objekta īpašības, tostarp tā atrašanās vieta, var atšķirties atkarībā no tā, kā jūs to novērojat, šādiem varoņdarbiem jābūt iespējamiem bez viltības. Fakts ir tāds, ka saskaņā ar kvantu teoriju elementārdaļiņa iegūst noteiktu stāvokli tikai novērošanas brīdī. Grūti noticēt, bet galu galā zinātniekiem izdevās eksperimentāli pierādīt, izmantojot vienu fotonu, ka tas eksistē trīs vietās vienlaikus. Bet kā tas ir iespējams?

Viens no slavenākajiem kvantu eksperimentiem ir dubultspraugas eksperiments, kas parādīja, ka gaisma un matērija vienlaikus var uzvesties kā daļiņa un vilnis.

Jāpiebilst, ka Albertu Einšteinu interesēja kvantu mehānikas panākumi – ar tās palīdzību var precīzi aprakstīt atomu un elementārdaļiņu uzvedību. Tomēr izcilais zinātnieks iebilda pret šo teoriju un izsmēja jēdzienu, kas ir tās pamatā - apjukums. Kvantu mehānikā sapīšanās nozīmē, ka vienas daļiņas īpašības var nekavējoties ietekmēt citas daļiņas īpašības neatkarīgi no attāluma starp tām.

Pēc tam virkne sarežģītu eksperimentu parādīja, ka Einšteins kļūdījās: sapīšanās ir reāla, un neviena cita teorija nevar izskaidrot tās dīvainās sekas. Un tomēr, neskatoties uz kvantu teorijas spēju eksperimentāli izskaidrot rezultātus, daudzi zinātnieki atzīst, ka kvantu fizika ir tik sarežģīta, ka to diez vai ir iespējams saprast.

Tomēr sapīšanās nav vienīgā parādība, kas atdala kvantu teoriju no klasiskās teorijas. Pēc dažu fiziķu domām, ir vēl viens šokējošs fakts par kvantu realitāti, kas bieži tiek ignorēts un kas papildina šīs teorētiskās fizikas jomas "maģiju". Saskaņā ar The New Scientist, 1967. gadā Saimons Kočens un Ernsts Spekers matemātiski pierādīja, ka pat vienam kvantu objektam, kurā sapīšanās nav iespējama, vērtības, ko iegūstat, mērot tā īpašības, ir atkarīgas no situācijas, kurā šis objekts atrodas. Tādējādi īpašuma A vērtība ir atkarīga no tā, vai izvēlaties to izmērīt, izmantojot īpašību B vai īpašību C. Vienkāršiem vārdiem sakot, nav realitātes, kas būtu neatkarīga no mērījuma izvēles.

Realitātes maģija

Piekrītu, tas viss ir vismaz dīvaini un liek smadzenēm burtiski pārsprāgt pa šuvēm. Galu galā izrādās, ka novērotāja klātbūtne nosaka sistēmas likteni un liek tai izdarīt izvēli par labu vienai valstij. Bet vai tā nav apziņas iejaukšanās materiālajā realitātē? Un, ja ņemam vērā, ka gaismas fotons vienlaikus var būt gan daļiņa, gan vilnis un atrasties trīs vietās uzreiz, tad kādā pasaulē mēs vispār dzīvojam? Vai šis ir pierādījums tam, ka pastāv paralēlas realitātes ar tiem pašiem fizikas likumiem?

Un tā ir tikai daļa no jautājumiem, uz kuriem mūsdienu fizikā nav atbilžu. Līdz Taču viss no seniem laikiem nezināmais cilvēku biedēja. Dažreiz cilvēki ir gatavi ticēt jebkam, ja vien ir vismaz viena – un nav svarīgi, kura – atbilde. Šī iemesla dēļ nemaz nav pārsteidzoši, ka visa veida šarlatāniem un pseidozinātniekiem tik ļoti patīk kvantu fizika. Ja intereses pēc ieslēdz REN TV, tad var uzklupt kādam no raidījumiem par otru pasauli, kurā kā eksperts darbojas cits pseidozinātnieks. 99 gadījumos no 100 viņa nepatiesais pasaules kārtības skaidrojums ietvers vismaz vienu kvantu fizikas pieminējumu. Tajā pašā laikā jebkurš pseidozinātnieks sparīgi vicina tādus zinātniskus terminus kā elektrons, fotons un sapīšanās, lai iegūtu vairāk vai mazāk uzticamu izskatu nepieredzējuša skatītāja acīs.

Dažkārt man pat šķiet, ka jebkuram sevi cienošam šarlatānam vienkārši ir pienākums repertuārā būt runas par kvantu fizikas noslēpumiem. Galu galā zinātniekiem praktiski nav ko strīdēties ar saviem apgalvojumiem, ka kvantu mehānika zinātniekiem ir noslēpums. Vai tas nav ērti? Šādu ideju popularizēšana lielai daļai cilvēku var radīt maldīgu priekšstatu par pasauli. Šādas idejas veicina arī tieksmi pēc alternatīvās medicīnas un roku uzlikšanu bīstamām slimībām. Tātad no TV ekrāniem ezotēriķi ar putām pie mutes pierāda, ka domas ir materiālas, jo šeit ir kvantu fizika, un pašmāju biologi kvantu fiziku ieauž savās nepamatotajās idejās par viļņu genomu utt. Tas viss veicina maģiskās domāšanas attīstību, par kuru es sīkāk rakstīju iepriekš, un mītu un maldīgu priekšstatu pieaugumu par pasauli, kurā mēs dzīvojam.

Tikmēr kvantu fizika ir īsta maģija. Realitātes maģija. Jā, mēs daudz ko nesaprotam un nezinām atbildes uz jautājumiem, ko ģenerē kvantu sapīšanās, un daudzu eksperimentu rezultātiem, tostarp Šrēdingera kaķim, par ko mans kolēģis Nikolajs Hižņaks rakstīja iepriekš. Tajā pašā laikā realitāte ir daudz interesantāka par fikciju, jo mēs par to nezinām tik daudz: mūsu Visums 95% sastāv no noslēpumainas tumšās matērijas, un ir arī tumšā enerģija, kas ir atbildīga par izplešanās paātrinājumu. no Visuma. Turklāt dziļākajā līmenī mūsu pasaule sastāv no mazākajām daļiņām, kas var atrasties vairākās vietās vienlaikus un uzvesties atšķirīgi atkarībā no tā, vai mēs tās vērojam vai nē. Ja tā nav realitātes maģija, tad kas ir realitāte?

Tajā pašā laikā zinātne jau ir sniegusi daudzas atbildes uz svarīgākajiem jautājumiem par mūsu pasauli. Jebkurā gadījumā, manuprāt, nav nekas slikts, ja kaut ko nezina un nesaprot kvantu fiziku. Galvenais ir mūsu spēja zināt pēc iespējas vairāk, izzināt Visumu. Kura, visticamāk, arī sevi pazīst caur mums.