Kvantfüüsika sügav maagia

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Mida tead kvantfüüsikast? Isegi minusugune humanitaartudeng saab aru, et füüsika ja kvantfüüsika uurivad veidi erinevaid asju.

Samas on füüsika üldiselt loodusteadus, mis uurib, kuidas maailm toimib ning kuidas kõik objektid ja kehad omavahel suhtlevad. Füüsika haruna uurib kvantmehaanika meie maailma kõige sügavamal tasemel. Fakt on see, et kõik, mis meid ümbritseb, koosneb aatomitest. Miks, isegi sina ja mina pole midagi muud kui aatomite ansambel, mis sai alguse supernoova tuumadest. Pealegi on see füüsikavaldkond nii keeruline, et paljud teadlased tunnistavad, et nad ei mõista seda hästi. Arvestades kasvavat vastamata küsimuste arvu ning mõningaid sarnasusi kvantfüüsika ja maagia vahel, on see uskumatult atraktiivne, kuid võib olla eksitav, nagu paljud šarlatanid ja pseudoteadlased seda edukalt teevad. Selles artiklis püüame mõista, miks kvantfüüsika on maagiaga nii sarnane.

Footon on elementaarosake, millel puudub mass ja mis võib eksisteerida vaakumis, liikudes valguse kiirusel. Ka footoni elektrilaeng on null.

Keegi maailmas ei mõista kvantmehaanikat

Me kõik armastame võlutrikke. Eriti need, mille käigus mustkunstnik saab pallid ümberpööratud tasside vahele "hüppama" panna. Kvantsüsteemides, kus objekti omadused, sealhulgas selle asukoht, võivad olenevalt sellest, kuidas te seda vaatlete, erineda, peaksid sellised saavutused olema võimalikud ilma sihikuulita. Fakt on see, et kvantteooria järgi omandab elementaarosake teatud oleku alles vaatluse hetkel. Raske uskuda, kuid lõpuks suutsid teadlased ühe footoni abil katseliselt tõestada, et see eksisteerib kolmes kohas korraga. Aga kuidas see võimalik on?

Üks kuulsamaid kvanteksperimente on kahe pilu katse, mis näitas, et valgus ja aine võivad samaaegselt käituda osakese ja lainena.

Tuleb märkida, et Albert Einsteini huvitasid kvantmehaanika õnnestumised – selle abil saab täpselt kirjeldada aatomite ja elementaarosakeste käitumist. Kuid geniaalne teadlane oli sellele teooriale vastu ja naeruvääristas selle aluseks olevat kontseptsiooni – segadust. Kvantmehaanikas tähendab takerdumine seda, et ühe osakese omadused võivad koheselt mõjutada teise osakese omadusi, sõltumata nendevahelisest kaugusest.

Seejärel näitasid mitmed keerukad katsed, et Einstein eksis: takerdumine on tõeline ja ükski teine teooria ei suuda seletada selle kummalisi mõjusid. Vaatamata kvantteooria võimele tulemusi eksperimentaalselt selgitada, tunnistavad paljud teadlased, et kvantfüüsika on nii keeruline, et seda on vaevalt võimalik mõista.

Põimumine pole aga ainus nähtus, mis eraldab kvantteooriat klassikalisest teooriast. Mõnede füüsikute sõnul on kvantreaalsuse kohta veel üks šokeeriv fakt, mida sageli tähelepanuta jäetakse ja mis lisab selle teoreetilise füüsika valdkonna "maagiat". The New Scientisti sõnul tõestasid Simon Cochen ja Ernst Specker 1967. aastal matemaatiliselt, et isegi ühe kvantobjekti puhul, kus takerdumine on võimatu, sõltuvad selle omaduste mõõtmisel saadavad väärtused olukorrast, kus see objekt asub. Seega sõltub omaduse A väärtus sellest, kas valite selle mõõtmiseks omaduse B või omaduse C. Lihtsamalt öeldes ei ole mõõtmisvalikust sõltumatut reaalsust.

Reaalsuse maagia

Nõus, see kõik on vähemalt kummaline ja paneb aju sõna otseses mõttes lõhkema. Lõppude lõpuks selgub, et vaatleja kohalolek määrab süsteemi saatuse ja sunnib seda tegema valikut ühe riigi kasuks. Kuid kas see pole mitte teadvuse sekkumine materiaalsesse reaalsusesse? Ja kui võtta arvesse, et valguse footon võib olla korraga nii osake kui laine ja olla korraga kolmes kohas, siis mis maailmas me üldse elame? Kas see on samade füüsikaseadustega paralleelreaalsuste olemasolu tõend?

Ja see on vaid osa küsimustest, millele kaasaegsel füüsikal pole vastuseid. Kuni. Kuid kõik iidsetest aegadest tundmatu hirmutas inimest. Mõnikord on inimesed valmis uskuma kõike, kuni on olemas vähemalt üks – ja pole vahet, milline – vastus. Sel põhjusel pole sugugi üllatav, et kõikvõimalikud šarlatanid ja pseudoteadlased on kvantfüüsikast nii kiindunud. Kui huvi pärast REN TV sisse lülitada, võite komistada mõne teisest maailmast kõnelevast saatest, milles eksperdina tegutseb teine pseudoteadlane. 99 juhul 100-st sisaldab tema vale seletus maailmakorralduse kohta vähemalt üht kvantfüüsika mainimist. Samal ajal vehib iga pseudoteadlane reipalt selliste teaduslike terminitega nagu elektron, footon ja takerdumine, et kogenematu vaataja silmis enam-vähem usaldusväärset välimust saavutada.

Vahel mulle isegi tundub, et iga endast lugupidav šarlatan on lihtsalt kohustatud oma repertuaaris kvantfüüsika saladusi kõnelema. Teadlastel pole ju praktiliselt midagi vaielda oma väidetele, et kvantmehaanika on teadlaste jaoks mõistatus. Kas pole mugav? Selliste ideede populariseerimine võib paljude inimeste jaoks põhjustada vale ettekujutuse maailmast. Sellised ideed aitavad kaasa ka kalduvusele alternatiivmeditsiini vastu ja käte pealepanemisele ohtlike haiguste puhul. Niisiis tõestavad teleekraanidelt vahuga esoteerikud, et mõte on materiaalne, sest kvantfüüsika on käes, ja kodumaised bioloogid põimivad kvantfüüsika oma alusetutesse ideedesse lainegenoomi jms kohta. Kõik see aitab kaasa maagilise mõtlemise arengule, millest varem pikemalt kirjutasin, ning müütide ja väärarusaamade kasvule maailma kohta, milles me elame.

Samal ajal on kvantfüüsika tõeline maagia. Reaalsuse maagia. Jah, me ei saa paljust aru ega tea vastuseid küsimustele, mis tekivad kvantpõimumise ja arvukate katsete tulemustele, sealhulgas Schrödingeri kassile, millest mu kolleeg Nikolai Khizhnyak varem kirjutas. Samas on reaalsus palju huvitavam kui väljamõeldis, sest me ei tea sellest nii palju: meie universum koosneb 95% ulatuses salapärasest tumeainest ja seal on ka tumeenergia, mis vastutab paisumise kiirenemise eest. universumist. Pealegi koosneb meie maailm kõige sügavamal tasandil kõige väiksematest osakestest, mis võivad olla korraga mitmes kohas ja käituda erinevalt olenevalt sellest, kas me neid jälgime või mitte. Kui see pole reaalsuse maagia, siis mis on reaalsus?.

Samas on teadus juba andnud palju vastuseid meie maailma kõige olulisematele küsimustele. Igatahes arvan, et selles, et midagi ei tea ja kvantfüüsikast aru ei saada, pole midagi halba. Peamine on meie võime teada võimalikult palju, tunda Universumit. Mis suure tõenäosusega tunneb end ka meie kaudu.