Głęboka magia fizyki kwantowej

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Ostatnio zmodyfikowany: 2023-12-16 16:14

Co wiesz o fizyce kwantowej? Nawet taki student nauk humanistycznych jak ja rozumie, że fizyka i fizyka kwantowa studiują nieco inne rzeczy.

Jednocześnie fizyka w ogóle jest nauką o naturze, która bada, jak działa świat i jak wszystkie obiekty i ciała oddziałują na siebie. Jako gałąź fizyki mechanika kwantowa bada nasz świat na jego najgłębszym poziomie. Faktem jest, że wszystko, co nas otacza, składa się z atomów. Dlaczego, nawet ty i ja jesteśmy niczym więcej jak zespołem atomów, które powstały w jądrach supernowych. Co więcej, ta dziedzina fizyki jest tak złożona, że wielu naukowców przyznaje, że nie rozumie jej dobrze. Biorąc pod uwagę rosnącą liczbę pytań bez odpowiedzi i pewne podobieństwa między fizyką kwantową a magią, jest niesamowicie atrakcyjna, ale może wprowadzać w błąd, jak to robi wielu szarlatanów i pseudonaukowców. W tym artykule postaramy się zrozumieć, dlaczego fizyka kwantowa jest tak podobna do magii.

Foton to elementarna cząstka, która nie ma masy i może istnieć w próżni, poruszając się z prędkością światła. Ładunek elektryczny fotonu również jest zerowy.

Nikt na świecie nie rozumie mechaniki kwantowej

Wszyscy kochamy magiczne sztuczki. Zwłaszcza te, podczas których iluzjonista potrafi sprawić, że kulki „przeskakują” między odwróconymi miseczkami. W układach kwantowych, w których właściwości obiektu, w tym jego położenie, mogą się różnić w zależności od tego, jak go obserwujesz, takie wyczyny powinny być możliwe bez sztuczek. Faktem jest, że zgodnie z teorią kwantową cząsteczka elementarna uzyskuje pewien stan dopiero w momencie obserwacji. Trudno w to uwierzyć, ale w końcu naukowcom udało się eksperymentalnie udowodnić za pomocą pojedynczego fotonu, że istnieje on w trzech miejscach jednocześnie. Ale jak to jest możliwe?

Jednym z najbardziej znanych eksperymentów kwantowych jest eksperyment z podwójną szczeliną, który pokazał, że światło i materia mogą jednocześnie zachowywać się jak cząstka i fala.

Należy zauważyć, że Alberta Einsteina interesowały sukcesy mechaniki kwantowej - za pomocą której można dokładnie opisać zachowanie atomów i cząstek elementarnych. Jednak genialny naukowiec sprzeciwił się tej teorii i wyśmiewał leżącą u jej podstaw koncepcję - zamieszanie. W mechanice kwantowej splątanie oznacza, że właściwości jednej cząstki mogą natychmiast wpłynąć na właściwości innej, niezależnie od odległości między nimi.

Następnie seria skomplikowanych eksperymentów wykazała, że Einstein się mylił: splątanie jest prawdziwe i żadna inna teoria nie może wyjaśnić jego dziwnych skutków. A jednak, pomimo zdolności teorii kwantowej do eksperymentalnego wyjaśniania wyników, wielu naukowców uznaje, że fizyka kwantowa jest tak złożona, że trudno ją zrozumieć.

Jednak splątanie nie jest jedynym zjawiskiem, które oddziela teorię kwantową od klasycznej. Według niektórych fizyków istnieje inny szokujący fakt dotyczący rzeczywistości kwantowej, który jest często pomijany i który dodaje „magii” tej dziedzinie fizyki teoretycznej. Według The New Scientist, w 1967 Simon Cochen i Ernst Specker udowodnili matematycznie, że nawet dla jednego obiektu kwantowego, w którym splątanie jest niemożliwe, wartości, jakie otrzymujemy mierząc jego właściwości, zależą od sytuacji, w której ten obiekt się znajduje. Zatem wartość właściwości A zależy od tego, czy zdecydujesz się zmierzyć ją za pomocą właściwości B, czy za pomocą właściwości C. Mówiąc prościej, nie ma rzeczywistości niezależnej od wyboru pomiaru.

Magia rzeczywistości

Zgadzam się, wszystko to jest co najmniej dziwne i sprawia, że mózg dosłownie pęka w szwach. Okazuje się przecież, że obecność obserwatora determinuje losy systemu i zmusza go do dokonania wyboru na korzyść jednego państwa. Ale czy nie jest to ingerencja świadomości w rzeczywistość materialną? A jeśli weźmiemy pod uwagę, że foton światła może być jednocześnie cząstką i falą i znajdować się w trzech miejscach naraz, to w jakim świecie w ogóle żyjemy? Czy to dowód na istnienie równoległych rzeczywistości z tymi samymi prawami fizyki?

A to tylko część pytań, na które współczesna fizyka nie ma odpowiedzi. Do. Jednak wszystko, co nieznane od czasów starożytnych, przerażało człowieka. Czasami ludzie są gotowi uwierzyć we wszystko, o ile istnieje przynajmniej jedna - i nieważne jaka - odpowiedź. Z tego powodu wcale nie jest zaskakujące, że wszelkiego rodzaju szarlatani i pseudonaukowcy tak bardzo lubią fizykę kwantową. Jeśli dla ciekawości włączysz REN TV, to możesz natknąć się na jeden z programów o innym świecie, w którym inny pseudo-naukowiec występuje jako ekspert. W 99 przypadkach na 100 jego fałszywe wyjaśnienie porządku świata będzie zawierało przynajmniej jedną wzmiankę o fizyce kwantowej. Jednocześnie każdy pseudonaukowiec energicznie obnosi się z takimi naukowymi terminami, jak elektron, foton i splątanie, aby zyskać mniej lub bardziej wiarygodny wygląd w oczach niedoświadczonego widza.

Czasami wydaje mi się nawet, że każdy szanujący się szarlatan jest po prostu zobowiązany do posiadania w swoim repertuarze przemówienia o tajnikach fizyki kwantowej. W końcu naukowcy nie mają praktycznie nic do zaprzeczenia swoim twierdzeniom, że mechanika kwantowa jest dla naukowców zagadką. Czy to nie jest wygodne? Popularyzacja takich idei może skutkować fałszywym obrazem świata dla dużej liczby osób. Takie pomysły przyczyniają się również do zamiłowania do medycyny alternatywnej i nakładania rąk na niebezpieczne choroby. Tak więc z ekranów telewizyjnych ezoterycy z pianą na ustach udowadniają, że myśl jest materialna, ponieważ istnieje fizyka kwantowa, a domorośli biolodzy wplatają fizykę kwantową w swoje bezpodstawne idee na temat genomu falowego itp. Wszystko to przyczynia się do rozwoju magicznego myślenia, o którym pisałem szerzej wcześniej, oraz narastania mitów i nieporozumień na temat świata, w którym żyjemy.

Tymczasem fizyka kwantowa to prawdziwa magia. Magia rzeczywistości. Tak, niewiele rozumiemy i nie znamy odpowiedzi na pytania, które generuje splątanie kwantowe oraz wyników licznych eksperymentów, w tym z kotem Schrödingera, o którym pisał wcześniej mój kolega Nikołaj Chiżniak. Jednocześnie rzeczywistość jest o wiele ciekawsza niż fikcja, bo niewiele o niej wiemy: nasz Wszechświat składa się w 95% z tajemniczej ciemnej materii, jest też ciemna energia, która odpowiada za przyspieszenie ekspansji Wszechświata. Co więcej, na najgłębszym poziomie nasz świat składa się z najmniejszych cząstek, które mogą znajdować się w kilku miejscach jednocześnie i zachowywać się różnie w zależności od tego, czy je obserwujemy, czy nie. Jeśli to nie magia rzeczywistości, to czym jest rzeczywistość?

Jednocześnie nauka dostarczyła już wielu odpowiedzi na najważniejsze pytania dotyczące naszego świata. W każdym razie myślę, że nie ma nic złego w niewiedzeniu czegoś i niezrozumieniu fizyki kwantowej. Najważniejszą rzeczą jest nasza zdolność do poznania jak najwięcej, poznania Wszechświata. Który najprawdopodobniej również przez nas poznaje siebie.