Η βαθιά μαγεία της κβαντικής φυσικής

2024 Συγγραφέας: Seth Attwood | [email protected]. Τελευταία τροποποίηση: 2023-12-16 16:02

Τι γνωρίζετε για την κβαντική φυσική; Ακόμη και ένας φοιτητής ανθρωπιστικών επιστημών όπως εγώ καταλαβαίνει ότι η φυσική και η κβαντική φυσική μελετούν ελαφρώς διαφορετικά πράγματα.

Ταυτόχρονα, η φυσική γενικά είναι η επιστήμη της φύσης, η οποία μελετά πώς λειτουργεί ο κόσμος και πώς όλα τα αντικείμενα και τα σώματα αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Ως κλάδος της φυσικής, η κβαντική μηχανική μελετά τον κόσμο μας στο βαθύτερο επίπεδό του. Το γεγονός είναι ότι όλα όσα μας περιβάλλουν αποτελούνται από άτομα. Γιατί, ακόμα κι εσύ κι εγώ δεν είμαστε τίποτα περισσότερο από ένα σύνολο ατόμων που προήλθαν από τους πυρήνες των σουπερνόβα. Επιπλέον, αυτός ο τομέας της φυσικής είναι τόσο περίπλοκος που πολλοί επιστήμονες παραδέχονται ότι δεν τον καταλαβαίνουν καλά. Δεδομένου του αυξανόμενου αριθμού αναπάντητων ερωτήσεων και ορισμένων ομοιοτήτων μεταξύ της κβαντικής φυσικής και της μαγείας, είναι απίστευτα ελκυστικό, αλλά μπορεί να είναι παραπλανητικό, όπως κάνουν με επιτυχία πολλοί τσαρλατάνοι και ψευδοεπιστήμονες. Σε αυτό το άρθρο, θα προσπαθήσουμε να καταλάβουμε γιατί η κβαντική φυσική είναι τόσο παρόμοια με τη μαγεία.

Ένα φωτόνιο είναι ένα στοιχειώδες σωματίδιο που δεν έχει μάζα και μπορεί να υπάρχει στο κενό, κινούμενο με την ταχύτητα του φωτός. Το ηλεκτρικό φορτίο του φωτονίου είναι επίσης μηδενικό.

Κανείς στον κόσμο δεν καταλαβαίνει την κβαντική μηχανική

Όλοι αγαπάμε τα μαγικά κόλπα. Ειδικά αυτές κατά τις οποίες ο μάγος μπορεί να κάνει τις μπάλες να «πηδούν» ανάμεσα σε ανεστραμμένα κύπελλα. Στα κβαντικά συστήματα, όπου οι ιδιότητες ενός αντικειμένου, συμπεριλαμβανομένης της θέσης του, μπορεί να ποικίλλουν ανάλογα με τον τρόπο που το παρατηρείτε, τέτοια επιτεύγματα θα πρέπει να είναι δυνατά χωρίς ταλαιπωρία. Το γεγονός είναι ότι, σύμφωνα με την κβαντική θεωρία, ένα στοιχειώδες σωματίδιο αποκτά μια ορισμένη κατάσταση μόνο τη στιγμή της παρατήρησης. Είναι δύσκολο να το πιστέψει κανείς, αλλά τελικά, οι επιστήμονες μπόρεσαν να αποδείξουν πειραματικά, χρησιμοποιώντας ένα μόνο φωτόνιο, ότι υπάρχει σε τρία σημεία ταυτόχρονα. Πώς είναι όμως αυτό δυνατό;

Ένα από τα πιο διάσημα κβαντικά πειράματα είναι το πείραμα της διπλής σχισμής, το οποίο έδειξε ότι το φως και η ύλη μπορούν να συμπεριφέρονται σαν σωματίδιο και κύμα ταυτόχρονα.

Πρέπει να σημειωθεί ότι ο Άλμπερτ Αϊνστάιν ενδιαφέρθηκε για τις επιτυχίες της κβαντικής μηχανικής - με τη βοήθεια της οποίας μπορεί κανείς να περιγράψει με ακρίβεια τη συμπεριφορά των ατόμων και των στοιχειωδών σωματιδίων. Ωστόσο, ο λαμπρός επιστήμονας αντιτάχθηκε σε αυτή τη θεωρία και ειρωνεύτηκε την έννοια που τη διέπει - σύγχυση. Στην κβαντομηχανική, εμπλοκή σημαίνει ότι οι ιδιότητες ενός σωματιδίου μπορούν να επηρεάσουν αμέσως τις ιδιότητες ενός άλλου, ανεξάρτητα από την απόσταση μεταξύ τους.

Στη συνέχεια, μια σειρά από περίτεχνα πειράματα έδειξαν ότι ο Αϊνστάιν έκανε λάθος: η εμπλοκή είναι πραγματική και καμία άλλη θεωρία δεν μπορεί να εξηγήσει τα περίεργα αποτελέσματά της. Και όμως, παρά την ικανότητα της κβαντικής θεωρίας να εξηγεί πειραματικά τα αποτελέσματα, πολλοί επιστήμονες αναγνωρίζουν ότι η κβαντική φυσική είναι τόσο περίπλοκη που είναι δύσκολο να την κατανοήσουμε.

Ωστόσο, η εμπλοκή δεν είναι το μόνο φαινόμενο που διαχωρίζει την κβαντική θεωρία από την κλασική θεωρία. Σύμφωνα με ορισμένους φυσικούς, υπάρχει ένα άλλο συγκλονιστικό γεγονός για την κβαντική πραγματικότητα που συχνά παραβλέπεται και το οποίο προσθέτει στη «μαγεία» αυτού του τομέα της θεωρητικής φυσικής. Σύμφωνα με το The New Scientist, το 1967 οι Simon Cochen και Ernst Specker απέδειξαν μαθηματικά ότι ακόμη και για ένα κβαντικό αντικείμενο, όπου η εμπλοκή είναι αδύνατη, οι τιμές που λαμβάνετε κατά τη μέτρηση των ιδιοτήτων του εξαρτώνται από την κατάσταση στην οποία βρίσκεται αυτό το αντικείμενο. Έτσι, η τιμή της ιδιότητας Α εξαρτάται από το αν θα επιλέξετε να τη μετρήσετε χρησιμοποιώντας την ιδιότητα Β ή χρησιμοποιώντας την ιδιότητα C. Με απλά λόγια, δεν υπάρχει πραγματικότητα ανεξάρτητη από την επιλογή της μέτρησης.

Η μαγεία της πραγματικότητας

Συμφωνώ, όλα αυτά είναι τουλάχιστον περίεργα και κάνουν τον εγκέφαλο να σκάει κυριολεκτικά στις ραφές. Τελικά, αποδεικνύεται ότι η παρουσία ενός παρατηρητή καθορίζει την τύχη του συστήματος και το αναγκάζει να κάνει μια επιλογή υπέρ ενός κράτους. Δεν είναι όμως αυτό μια παρέμβαση της συνείδησης στην υλική πραγματικότητα; Και αν λάβουμε υπόψη ότι ένα φωτόνιο φωτός μπορεί ταυτόχρονα να είναι και σωματίδιο και κύμα και να βρίσκεται σε τρία μέρη ταυτόχρονα, τότε σε ποιον κόσμο ζούμε; Είναι αυτή η απόδειξη της ύπαρξης παράλληλων πραγματικοτήτων με τους ίδιους νόμους της φυσικής;

Και αυτό είναι μόνο ένα μέρος των ερωτημάτων στα οποία η σύγχρονη φυσική δεν έχει απαντήσεις. Εως. Ωστόσο, κάθε τι άγνωστο από την αρχαιότητα τρόμαζε έναν άνθρωπο. Μερικές φορές οι άνθρωποι είναι έτοιμοι να πιστέψουν τα πάντα, αρκεί να υπάρχει τουλάχιστον μία -και δεν έχει σημασία ποια- απάντηση. Για το λόγο αυτό, δεν είναι καθόλου περίεργο που κάθε είδους τσαρλατάνοι και ψευδοεπιστήμονες αγαπούν τόσο πολύ την κβαντική φυσική. Εάν, για λόγους ενδιαφέροντος, ενεργοποιήσετε το REN TV, τότε μπορείτε να σκοντάψετε σε ένα από τα προγράμματα για τον άλλο κόσμο, στο οποίο ένας άλλος ψευδοεπιστήμονας ενεργεί ως ειδικός. Σε 99 περιπτώσεις από τις 100, η ψευδής εξήγηση του για την παγκόσμια τάξη θα περιλαμβάνει τουλάχιστον μία αναφορά στην κβαντική φυσική. Ταυτόχρονα, οποιοσδήποτε ψευδοεπιστήμονας επιδεικνύει ζωηρά επιστημονικούς όρους όπως ηλεκτρόνιο, φωτόνιο και εμπλοκή για να αποκτήσει μια περισσότερο ή λιγότερο αξιόπιστη εμφάνιση στα μάτια ενός άπειρου θεατή.

Μερικές φορές μάλιστα μου φαίνεται ότι κάθε τσαρλατάνος που σέβεται τον εαυτό του είναι απλά υποχρεωμένος να έχει στο ρεπερτόριό του μια ομιλία για τα μυστικά της κβαντικής φυσικής. Εξάλλου, οι επιστήμονες δεν έχουν ουσιαστικά τίποτα να διαφωνήσουν με τους ισχυρισμούς τους ότι η κβαντομηχανική είναι ένα μυστήριο για τους επιστήμονες. Δεν είναι βολικό; Η εκλαΐκευση τέτοιων ιδεών μπορεί να οδηγήσει σε μια λανθασμένη άποψη για τον κόσμο για μεγάλο αριθμό ανθρώπων. Ιδέες σαν αυτές συμβάλλουν επίσης στην τάση για εναλλακτική ιατρική και στην τοποθέτηση των χεριών για επικίνδυνες ασθένειες. Έτσι, από τις οθόνες της τηλεόρασης, εσωτεριστές με αφρό στο στόμα αποδεικνύουν ότι η σκέψη είναι υλική επειδή η κβαντική φυσική είναι εδώ, και οι εγχώριοι βιολόγοι υφαίνουν την κβαντική φυσική στις αβάσιμες ιδέες τους για το κυματικό γονιδίωμα κ.λπ. Όλα αυτά συμβάλλουν στην ανάπτυξη της μαγικής σκέψης, για την οποία έγραψα πιο αναλυτικά νωρίτερα, και στην ανάπτυξη μύθων και παρανοήσεων για τον κόσμο στον οποίο ζούμε.

Εν τω μεταξύ, η κβαντική φυσική είναι πραγματική μαγεία. Η μαγεία της πραγματικότητας. Ναι, δεν καταλαβαίνουμε πολλά και δεν γνωρίζουμε τις απαντήσεις στα ερωτήματα που δημιουργούνται από την κβαντική εμπλοκή και τα αποτελέσματα πολυάριθμων πειραμάτων, συμπεριλαμβανομένης της γάτας του Σρέντινγκερ, για την οποία ο συνάδελφός μου Nikolai Khizhnyak έγραψε νωρίτερα. Ταυτόχρονα, η πραγματικότητα είναι πολύ πιο ενδιαφέρουσα από τη φαντασία, γιατί δεν γνωρίζουμε τόσα πολλά γι' αυτήν: το σύμπαν μας αποτελείται κατά 95% από μυστηριώδη σκοτεινή ύλη και υπάρχει επίσης σκοτεινή ενέργεια, η οποία είναι υπεύθυνη για την επιτάχυνση της διαστολής του Σύμπαντος. Επιπλέον, στο βαθύτερο επίπεδο, ο κόσμος μας αποτελείται από τα μικρότερα σωματίδια που μπορεί να βρίσκονται σε πολλά σημεία ταυτόχρονα και να συμπεριφέρονται διαφορετικά ανάλογα με το αν τα παρακολουθούμε ή όχι. Αν δεν είναι αυτή η μαγεία της πραγματικότητας, τότε τι είναι η πραγματικότητα;.

Ταυτόχρονα, η επιστήμη έχει ήδη δώσει πολλές απαντήσεις στα πιο σημαντικά ερωτήματα για τον κόσμο μας. Τέλος πάντων, νομίζω ότι δεν υπάρχει τίποτα κακό στο να μην γνωρίζουμε κάτι και να μην καταλαβαίνουμε την κβαντική φυσική. Το κύριο πράγμα είναι η ικανότητά μας να γνωρίζουμε όσο το δυνατόν περισσότερα, να γνωρίζουμε το Σύμπαν. Το οποίο, πιθανότατα, γνωρίζει και τον εαυτό του μέσα από εμάς.