კვანტური ფიზიკის ღრმა მაგია

2024 ავტორი: Seth Attwood | [email protected]. ბოლოს შეცვლილი: 2023-12-16 16:09

რა იცით კვანტური ფიზიკის შესახებ? ჩემნაირი ჰუმანიტარული მეცნიერების სტუდენტსაც კი ესმის, რომ ფიზიკა და კვანტური ფიზიკა ოდნავ განსხვავებულ რამეს სწავლობს.

ამავდროულად, ფიზიკა ზოგადად არის ბუნების მეცნიერება, რომელიც სწავლობს როგორ მუშაობს სამყარო და როგორ ურთიერთქმედებს ყველა ობიექტი და სხეული ერთმანეთთან. როგორც ფიზიკის ფილიალი, კვანტური მექანიკა სწავლობს ჩვენს სამყაროს მის ღრმა დონეზე. ფაქტია, რომ ყველაფერი, რაც ჩვენს გარშემოა, შედგება ატომებისგან. რატომ, მე და შენ კი სხვა არაფერი ვართ, თუ არა ატომების ანსამბლი, რომელიც წარმოიშვა სუპერნოვაების ბირთვებში. უფრო მეტიც, ფიზიკის ეს სფერო იმდენად რთულია, რომ ბევრი მეცნიერი აღიარებს, რომ მათ ეს კარგად არ ესმით. პასუხგაუცემელი კითხვების მზარდი რაოდენობისა და კვანტურ ფიზიკასა და მაგიას შორის გარკვეული მსგავსების გათვალისწინებით, ის წარმოუდგენლად მიმზიდველია, მაგრამ შეიძლება შეცდომაში შეიყვანოს, როგორც ამას ბევრი შარლატანი და ფსევდომეცნიერი წარმატებით აკეთებს. ამ სტატიაში შევეცდებით გავიგოთ, რატომ ჰგავს კვანტური ფიზიკა ასე მაგიას.

ფოტონი არის ელემენტარული ნაწილაკი, რომელსაც არ აქვს მასა და შეიძლება არსებობდეს ვაკუუმში, მოძრაობს სინათლის სიჩქარით. ფოტონის ელექტრული მუხტი ასევე ნულის ტოლია.

მსოფლიოში არავის ესმის კვანტური მექანიკა

ჩვენ ყველას გვიყვარს ჯადოსნური ხრიკები. განსაკუთრებით ისეთები, რომლის დროსაც ჯადოქარს შეუძლია ბურთები ამოტრიალებულ ჭიქებს შორის „გადახტეს“. კვანტურ სისტემებში, სადაც ობიექტის თვისებები, მათ შორის მისი მდებარეობა, შეიძლება განსხვავდებოდეს იმისდა მიხედვით, თუ როგორ აკვირდებით მას, ასეთი წარმატებები შესაძლებელი უნდა იყოს ხელის გულგრილობის გარეშე. ფაქტია, რომ კვანტური თეორიის მიხედვით ელემენტარული ნაწილაკი გარკვეულ მდგომარეობას მხოლოდ დაკვირვების მომენტში იძენს. ძნელი დასაჯერებელია, მაგრამ საბოლოოდ, მეცნიერებმა შეძლეს ექსპერიმენტულად დაემტკიცებინათ ერთი ფოტონის გამოყენებით, რომ ის ერთდროულად სამ ადგილას არსებობს. მაგრამ როგორ არის ეს შესაძლებელი?

ერთ-ერთი ყველაზე ცნობილი კვანტური ექსპერიმენტი არის ორმაგი ჭრილის ექსპერიმენტი, რომელმაც აჩვენა, რომ სინათლეს და მატერიას ერთდროულად შეუძლიათ ნაწილაკების და ტალღის მსგავსად მოქცევა.

უნდა აღინიშნოს, რომ ალბერტ აინშტაინი დაინტერესებული იყო კვანტური მექანიკის წარმატებებით – რომლის დახმარებითაც შეიძლება ზუსტად აღწეროს ატომებისა და ელემენტარული ნაწილაკების ქცევა. თუმცა ბრწყინვალე მეცნიერი დაუპირისპირდა ამ თეორიას და დასცინოდა კონცეფცია, რომელიც საფუძვლად უდევს მას - დაბნეულობა. კვანტურ მექანიკაში ჩახლართულობა ნიშნავს, რომ ერთი ნაწილაკის თვისებებს შეუძლია დაუყოვნებლივ იმოქმედოს მეორის თვისებებზე, მიუხედავად მათ შორის მანძილისა.

შემდგომში, დახვეწილი ექსპერიმენტების სერიამ აჩვენა, რომ აინშტაინი ცდებოდა: ჩახლართულობა რეალურია და ვერც ერთი სხვა თეორია ვერ ხსნის მის უცნაურ ეფექტებს. და მაინც, კვანტური თეორიის უნარის მიუხედავად, ახსნას შედეგები ექსპერიმენტულად, ბევრი მეცნიერი აღიარებს, რომ კვანტური ფიზიკა იმდენად რთულია, რომ მისი გაგება ძნელად შესაძლებელია.

თუმცა, ჩახლართულობა არ არის ერთადერთი ფენომენი, რომელიც ყოფს კვანტურ თეორიას კლასიკური თეორიისგან. ზოგიერთი ფიზიკოსის აზრით, არის კიდევ ერთი შოკისმომგვრელი ფაქტი კვანტური რეალობის შესახებ, რომელიც ხშირად შეუმჩნეველი რჩება და რომელიც ამატებს თეორიული ფიზიკის ამ სფეროს „მაგიას“. The New Scientist-ის თანახმად, 1967 წელს საიმონ კოხენმა და ერნსტ სპეკერმა მათემატიკურად დაამტკიცეს, რომ თუნდაც ერთი კვანტური ობიექტისთვის, სადაც ჩახლართულობა შეუძლებელია, მნიშვნელობები, რომლებსაც იღებთ მისი თვისებების გაზომვისას, დამოკიდებულია სიტუაციაზე, რომელშიც ეს ობიექტი მდებარეობს. ამრიგად, თვისების A მნიშვნელობა დამოკიდებულია იმაზე, აირჩევთ მის გაზომვას B თვისებით თუ C თვისებით. მარტივი სიტყვებით რომ ვთქვათ, არ არსებობს გაზომვის არჩევისგან დამოუკიდებელი რეალობა.

რეალობის მაგია

დამეთანხმებით, ეს ყველაფერი მაინც უცნაურია და ტვინს სიტყვასიტყვით ასკდება.ბოლოს და ბოლოს, გამოდის, რომ დამკვირვებლის ყოფნა განსაზღვრავს სისტემის ბედს და აიძულებს მას არჩევანი გააკეთოს ერთი სახელმწიფოს სასარგებლოდ. მაგრამ განა ეს არ არის ცნობიერების ჩარევა მატერიალურ რეალობაში? და თუ გავითვალისწინებთ, რომ სინათლის ფოტონი ერთდროულად შეიძლება იყოს ნაწილაკიც და ტალღაც და ერთდროულად იყოს სამ ადგილას, მაშინ რომელ სამყაროში ვცხოვრობთ საერთოდ? არის ეს პარალელური რეალობების არსებობის დასტური ფიზიკის იგივე კანონებით?

და ეს მხოლოდ იმ კითხვების ნაწილია, რომლებზეც თანამედროვე ფიზიკას პასუხი არ აქვს. სანამ. თუმცა, უძველესი დროიდან უცნობი ყველაფერი აშინებდა ადამიანს. ხანდახან ადამიანები მზად არიან დაიჯერონ ყველაფერი, სანამ ერთი პასუხი მაინც არის და არ აქვს მნიშვნელობა რომელი. ამ მიზეზით, სულაც არ არის გასაკვირი, რომ ყველა სახის შარლატანს და ფსევდომეცნიერს ასე უყვარს კვანტური ფიზიკა. თუ ინტერესის გულისთვის ჩართეთ REN TV, მაშინ შეგიძლიათ წააწყდეთ ერთ-ერთ გადაცემას სხვა სამყაროს შესახებ, რომელშიც სხვა ფსევდომეცნიერი მოქმედებს როგორც ექსპერტი. 100-დან 99 შემთხვევაში, მისი მცდარი ახსნა მსოფლიო წესრიგის შესახებ მოიცავს კვანტური ფიზიკის მინიმუმ ერთ ნახსენებს. ამავდროულად, ნებისმიერი ფსევდომეცნიერი აჟიტირებულად გამოხატავს ისეთ სამეცნიერო ტერმინებს, როგორიცაა ელექტრონი, ფოტონი და ჩახლართულობა, რათა გამოუცდელი მაყურებლის თვალში მეტ-ნაკლებად საიმედო გარეგნობა მოიპოვოს.

ხანდახან მეჩვენება კიდეც, რომ ნებისმიერი თავმოყვარე შარლატანი უბრალოდ ვალდებულია თავის რეპერტუარში სიტყვით გამოსცეს კვანტური ფიზიკის საიდუმლოებების შესახებ. ყოველივე ამის შემდეგ, მეცნიერებს პრაქტიკულად არაფერი აქვთ საკამათო მათ პრეტენზიებთან, რომ კვანტური მექანიკა მეცნიერებისთვის საიდუმლოა. არ არის მოსახერხებელი? ასეთი იდეების პოპულარიზაციამ შეიძლება გამოიწვიოს ადამიანთა დიდი ნაწილის მცდარი შეხედულება სამყაროზე. მსგავსი იდეები ასევე ხელს უწყობს ალტერნატიული მედიცინისადმი მიდრეკილებას და საშიში დაავადებებისადმი ხელების დადებას. ასე რომ, სატელევიზიო ეკრანებიდან ეზოთერიკოსები პირის ღრუს ქაფით ამტკიცებენ, რომ აზროვნება მატერიალურია, რადგან აქ არის კვანტური ფიზიკა, ხოლო ადგილობრივი ბიოლოგები აყალიბებენ კვანტურ ფიზიკას თავიანთ უსაფუძვლო იდეებში ტალღის გენომის შესახებ და ა.შ. ეს ყველაფერი ხელს უწყობს ჯადოსნური აზროვნების განვითარებას, რაზეც ადრე უფრო დეტალურად დავწერე და მითებისა და მცდარი წარმოდგენების ზრდას სამყაროს შესახებ, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ.

იმავდროულად, კვანტური ფიზიკა ნამდვილი მაგიაა. რეალობის მაგია. დიახ, ჩვენ ბევრი რამ არ გვესმის და არ ვიცით პასუხები კითხვებზე, რომლებიც წარმოიქმნება კვანტური ჩახლართულობით და მრავალი ექსპერიმენტის შედეგებით, მათ შორის შროდინგერის კატა, რომლის შესახებაც ჩემმა კოლეგამ ნიკოლაი ხიჟნიაკმა დაწერა ადრე. ამავდროულად, რეალობა ბევრად უფრო საინტერესოა, ვიდრე მხატვრული ლიტერატურა, რადგან ჩვენ არ ვიცით ამის შესახებ: ჩვენი სამყარო 95% შედგება იდუმალი ბნელი მატერიისგან და ასევე არის ბნელი ენერგია, რომელიც პასუხისმგებელია გაფართოების აჩქარებაზე. სამყაროს. უფრო მეტიც, ღრმა დონეზე, ჩვენი სამყარო შედგება უმცირესი ნაწილაკებისგან, რომლებიც შეიძლება იყოს ერთდროულად რამდენიმე ადგილას და განსხვავებულად მოიქცეს იმისდა მიხედვით, ვუყურებთ თუ არა მათ. თუ ეს არ არის რეალობის მაგია, მაშინ რა არის რეალობა?.

ამავდროულად, მეცნიერებამ უკვე გასცა მრავალი პასუხი ჩვენი სამყაროს შესახებ ყველაზე მნიშვნელოვან კითხვებზე. ყოველ შემთხვევაში, ვფიქრობ, ცუდი არაფერია, რომ რაღაც არ ვიცოდე და კვანტური ფიზიკა არ გავიგო. მთავარია ჩვენი უნარი ვიცოდეთ რაც შეიძლება მეტი, ვიცოდეთ სამყარო. რაც, დიდი ალბათობით, თავადაც იცის ჩვენი მეშვეობით.