Kvanttifysiikan syvä taika

2024 Kirjoittaja: Seth Attwood | [email protected]. Viimeksi muokattu: 2023-12-16 16:04

Mitä tiedät kvanttifysiikasta? Jopa minun kaltaiseni humanistinen opiskelija ymmärtää, että fysiikka ja kvanttifysiikka opiskelevat hieman eri asioita.

Samalla fysiikka yleisesti ottaen on luonnontiede, joka tutkii, miten maailma toimii ja miten kaikki esineet ja kappaleet ovat vuorovaikutuksessa keskenään. Fysiikan osana kvanttimekaniikka tutkii maailmaamme syvimmällä tasolla. Tosiasia on, että kaikki, mikä meitä ympäröi, koostuu atomeista. Miksi, jopa sinä ja minä olemme vain atomien ryhmä, joka on saanut alkunsa supernovien ytimistä. Lisäksi tämä fysiikan alue on niin monimutkainen, että monet tutkijat myöntävät, että he eivät ymmärrä sitä hyvin. Ottaen huomioon yhä enemmän vastaamattomia kysymyksiä ja eräitä yhtäläisyyksiä kvanttifysiikan ja magian välillä, se on uskomattoman houkutteleva, mutta se voi olla harhaanjohtavaa, kuten monet šarlataanit ja näennäisetieteilijät onnistuvat. Tässä artikkelissa yritämme ymmärtää, miksi kvanttifysiikka on niin samanlainen kuin magia.

Fotoni on alkuainehiukkanen, jolla ei ole massaa ja joka voi esiintyä tyhjiössä liikkuen valon nopeudella. Fotonin sähkövaraus on myös nolla.

Kukaan maailmassa ei ymmärrä kvanttimekaniikkaa

Me kaikki rakastamme taikatemppuja. Varsinkin sellaiset, joiden aikana taikuri saa pallot "hyppäämään" ylösalaisin käännettyjen kuppien välissä. Kvanttijärjestelmissä, joissa esineen ominaisuudet, mukaan lukien sen sijainti, voivat vaihdella sen mukaan, miten sitä tarkkailet, tällaisten suoritusten pitäisi olla mahdollisia ilman kädenhukkaa. Tosiasia on, että kvanttiteorian mukaan alkuainehiukkanen saa tietyn tilan vasta havainnointihetkellä. On vaikea uskoa, mutta lopulta tutkijat pystyivät osoittamaan kokeellisesti yhden fotonin avulla, että se on olemassa kolmessa paikassa samanaikaisesti. Mutta miten tämä on mahdollista?

Yksi tunnetuimmista kvanttikokeista on kaksoisrakokoe, joka osoitti, että valo ja aine voivat käyttäytyä yhtä aikaa kuin hiukkanen ja aalto.

On huomattava, että Albert Einstein oli kiinnostunut kvanttimekaniikan menestyksestä - jonka avulla voidaan kuvata tarkasti atomien ja alkuainehiukkasten käyttäytymistä. Loistava tiedemies kuitenkin vastusti tätä teoriaa ja pilkkasi sen taustalla olevaa käsitettä - hämmennystä. Kvanttimekaniikassa takertuminen tarkoittaa, että yhden hiukkasen ominaisuudet voivat välittömästi vaikuttaa toisen hiukkasen ominaisuuksiin riippumatta niiden välisestä etäisyydestä.

Myöhemmin sarja monimutkaisia kokeita osoitti, että Einstein oli väärässä: sotkeutuminen on todellista, eikä mikään muu teoria voi selittää sen outoja vaikutuksia. Ja silti, huolimatta kvanttiteorian kyvystä selittää tuloksia kokeellisesti, monet tutkijat tunnustavat, että kvanttifysiikka on niin monimutkaista, että sitä on tuskin mahdollista ymmärtää.

Kietoutuminen ei kuitenkaan ole ainoa ilmiö, joka erottaa kvanttiteorian klassisesta teoriasta. Joidenkin fyysikkojen mukaan kvanttitodellisuudesta on toinen järkyttävä tosiasia, joka usein unohdetaan ja joka lisää tämän teoreettisen fysiikan alueen "taikuutta". The New Scientist -lehden mukaan vuonna 1967 Simon Cochen ja Ernst Specker osoittivat matemaattisesti, että jopa yhdelle kvanttiobjektille, jossa kietoutuminen on mahdotonta, sen ominaisuuksia mitattaessa saadut arvot riippuvat tilanteesta, jossa tämä objekti sijaitsee. Ominaisuuden A arvo riippuu siis siitä, päätätkö mitata sen ominaisuudella B vai ominaisuudella C. Yksinkertaisesti sanottuna ei ole olemassa mittavalinnasta riippumatonta todellisuutta.

Todellisuuden taika

Samaa mieltä, kaikki tämä on ainakin outoa ja saa aivot kirjaimellisesti räjähtämään saumoista. Loppujen lopuksi käy ilmi, että tarkkailijan läsnäolo määrittää järjestelmän kohtalon ja pakottaa sen tekemään valinnan yhden tilan hyväksi. Mutta eikö tämä ole tietoisuuden häiriötä aineelliseen todellisuuteen? Ja jos otamme huomioon, että valon fotoni voi olla samanaikaisesti sekä hiukkanen että aalto ja olla kolmessa paikassa yhtä aikaa, niin missä maailmassa me ylipäätään elämme? Onko tämä todiste rinnakkaisten todellisuuksien olemassaolosta samoilla fysiikan laeilla?

Ja tämä on vain osa kysymyksistä, joihin modernilla fysiikalla ei ole vastauksia. Till. Kaikki muinaisista ajoista tuntematon pelotti kuitenkin ihmistä. Joskus ihmiset ovat valmiita uskomaan mitä tahansa, kunhan on olemassa ainakin yksi - ja ei väliä kumpi - vastaus. Tästä syystä ei ole ollenkaan yllättävää, että kaikenlaiset šarlataanit ja näennäisetieteilijät pitävät niin paljon kvanttifysiikasta. Jos laitat mielenkiinnon vuoksi päälle REN TV:n, voit törmätä johonkin toista maailmaa käsittelevistä ohjelmista, jossa toinen pseudotieteilijä toimii asiantuntijana. 99 tapauksessa 100:sta hänen väärä selitys maailmanjärjestyksestä sisältää ainakin yhden maininnan kvanttifysiikasta. Samaan aikaan kuka tahansa pseudotieteilijä kehuu reippaasti sellaisilla tieteellisillä termeillä kuin elektroni, fotoni ja takertuminen saadakseen enemmän tai vähemmän luotettavan ilmeen kokemattoman katsojan silmissä.

Joskus minusta jopa tuntuu, että jokaisen itseään kunnioittavan šarlataanin on yksinkertaisesti pakko pitää ohjelmistossaan puhe kvanttifysiikan salaisuuksista. Loppujen lopuksi tiedemiehillä ei ole käytännössä mitään kiistettävää väitteensä kanssa, että kvanttimekaniikka on mysteeri tutkijoille. Eikö se ole kätevää? Tällaisten ajatusten popularisointi voi johtaa useiden ihmisten väärään käsitykseen maailmasta. Tällaiset ideat edistävät myös halukkuutta vaihtoehtoiseen lääketieteeseen ja käsien päälle panemista vaarallisten sairauksien varalta. Joten, esoteerikot vaahtoa suussa osoittavat televisioruuduilta, että ajatus on materiaalia, koska kvanttifysiikka on täällä, ja kotitekoiset biologit kutovat kvanttifysiikan perusteettomiin ideoihinsa aaltogenomista jne. Kaikki tämä edistää maagisen ajattelun kehittymistä, josta kirjoitin tarkemmin aiemmin, sekä myyttien ja väärinkäsitysten kasvua maailmasta, jossa elämme.

Samaan aikaan kvanttifysiikka on todellista taikuutta. Todellisuuden taika. Kyllä, emme ymmärrä paljon emmekä tiedä vastauksia kysymyksiin, jotka syntyvät kvanttiketuutumisesta ja lukuisten kokeiden tuloksista, mukaan lukien Schrödingerin kissa, josta kollegani Nikolai Khizhnyak kirjoitti aiemmin. Samaan aikaan todellisuus on paljon mielenkiintoisempaa kuin fiktio, koska emme tiedä siitä niin paljon: universumimme koostuu 95% salaperäisestä pimeästä aineesta, ja siellä on myös pimeää energiaa, joka on vastuussa laajenemisen kiihtyvyydestä. universumista. Lisäksi syvimmällä tasolla maailmamme koostuu pienimmistä hiukkasista, jotka voivat olla useissa paikoissa samanaikaisesti ja käyttäytyä eri tavalla riippuen siitä, katsommeko niitä vai emme. Jos tämä ei ole todellisuuden taikuutta, niin mikä on todellisuus?.

Samaan aikaan tiede on jo antanut monia vastauksia tärkeimpiin maailmaamme koskeviin kysymyksiin. Joka tapauksessa, mielestäni ei ole mitään väärää siinä, että et tiedä jotain ja et ymmärrä kvanttifysiikkaa. Pääasia on kykymme tietää niin paljon kuin mahdollista, tuntea maailmankaikkeus. Joka todennäköisesti myös tuntee itsensä kauttamme.