Keajaiban mendalam fizik kuantum

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Diubah suai terakhir: 2023-12-16 16:12

Apa yang anda tahu tentang fizik kuantum? Malah pelajar kemanusiaan seperti saya memahami bahawa fizik dan fizik kuantum mengkaji perkara yang sedikit berbeza.

Pada masa yang sama, fizik secara amnya ialah sains alam semula jadi, yang mengkaji bagaimana dunia berfungsi dan bagaimana semua objek dan badan berinteraksi antara satu sama lain. Sebagai cabang fizik, mekanik kuantum mengkaji dunia kita pada tahap yang paling dalam. Hakikatnya semua yang mengelilingi kita terdiri daripada atom. Kenapa, walaupun anda dan saya tidak lebih daripada kumpulan atom yang berasal dari teras supernova. Lebih-lebih lagi, bidang fizik ini sangat kompleks sehingga ramai saintis mengakui bahawa mereka tidak memahaminya dengan baik. Memandangkan semakin banyak soalan yang tidak dijawab dan beberapa persamaan antara fizik kuantum dan sihir, ia adalah sangat menarik, tetapi ia boleh mengelirukan, seperti yang berjaya dilakukan oleh ramai penipu dan saintis palsu. Dalam artikel ini, kami akan cuba memahami mengapa fizik kuantum sangat serupa dengan sihir.

Foton ialah zarah asas yang tidak mempunyai jisim dan boleh wujud dalam vakum, bergerak pada kelajuan cahaya. Caj elektrik foton juga sifar.

Tiada siapa di dunia ini memahami mekanik kuantum

Kita semua suka silap mata. Terutamanya di mana ahli silap mata boleh membuat bola "melompat" antara cawan terbalik. Dalam sistem kuantum, di mana sifat sesuatu objek, termasuk lokasinya, boleh berbeza-beza bergantung pada cara anda memerhatikannya, pencapaian sedemikian seharusnya boleh dilakukan tanpa sebarang kesilapan. Hakikatnya, menurut teori kuantum, zarah asas memperoleh keadaan tertentu hanya pada saat pemerhatian. Sukar untuk dipercayai, tetapi pada akhirnya, saintis dapat membuktikan secara eksperimen, menggunakan satu foton, bahawa ia wujud di tiga tempat pada masa yang sama. Tetapi bagaimana ini mungkin?

Salah satu eksperimen kuantum yang paling terkenal ialah eksperimen celah dua, yang menunjukkan bahawa cahaya dan jirim boleh berkelakuan seperti zarah dan gelombang pada masa yang sama.

Perlu diingatkan bahawa Albert Einstein berminat dengan kejayaan mekanik kuantum - dengan bantuan yang mana seseorang dapat menggambarkan dengan tepat kelakuan atom dan zarah asas. Bagaimanapun, saintis cemerlang itu menentang teori ini dan mempersendakan konsep yang mendasarinya - kekeliruan. Dalam mekanik kuantum, keterikatan bermakna sifat-sifat satu zarah boleh menjejaskan sifat-sifat zarah lain, tanpa mengira jarak antara mereka.

Selepas itu, satu siri eksperimen yang terperinci menunjukkan bahawa Einstein adalah salah: keterikatan adalah nyata dan tiada teori lain dapat menjelaskan kesan peliknya. Namun begitu, di sebalik keupayaan teori kuantum untuk menerangkan keputusan secara eksperimen, ramai saintis menyedari bahawa fizik kuantum adalah sangat kompleks sehingga sukar untuk memahaminya.

Walau bagaimanapun, keterjeratan bukanlah satu-satunya fenomena yang memisahkan teori kuantum daripada teori klasik. Menurut beberapa ahli fizik, terdapat satu lagi fakta mengejutkan tentang realiti kuantum yang sering diabaikan dan menambah "keajaiban" bidang fizik teori ini. Menurut The New Scientist, Pada tahun 1967 Simon Cochen dan Ernst Specker secara matematik membuktikan bahawa walaupun untuk satu objek kuantum, di mana keterjeratan adalah mustahil, nilai yang anda dapat apabila mengukur sifatnya bergantung pada situasi di mana objek ini berada. Oleh itu, nilai harta A bergantung kepada sama ada anda memilih untuk mengukurnya menggunakan harta B atau menggunakan harta C. Secara ringkas, tidak ada realiti yang bebas daripada pilihan ukuran.

Keajaiban realiti

Setuju, semua ini sekurang-kurangnya pelik dan membuat otak benar-benar pecah di jahitan. Lagipun, ternyata kehadiran pemerhati menentukan nasib sistem dan memaksanya membuat pilihan yang memihak kepada satu negeri. Tetapi bukankah ini gangguan kesedaran ke dalam realiti material? Dan jika kita mengambil kira bahawa foton cahaya secara serentak boleh menjadi zarah dan gelombang dan berada di tiga tempat sekaligus, maka di dunia apakah kita hidup sama sekali? Adakah ini bukti kewujudan realiti selari dengan undang-undang fizik yang sama?

Dan ini hanyalah sebahagian daripada soalan yang fizik moden tidak mempunyai jawapan. Sehingga. Walau bagaimanapun, semua yang tidak diketahui sejak zaman purba menakutkan seseorang. Kadang-kadang orang bersedia untuk mempercayai apa sahaja, asalkan ada sekurang-kurangnya satu - dan tidak kira yang mana - jawapan. Atas sebab ini, tidaklah menghairankan bahawa semua jenis penipu dan ahli pseudossains sangat menyukai fizik kuantum. Jika, demi kepentingan, hidupkan REN TV, maka anda boleh terjumpa salah satu program tentang dunia lain, di mana seorang saintis pseudo lain bertindak sebagai pakar. Dalam 99 kes daripada 100, penjelasan palsunya tentang susunan dunia akan termasuk sekurang-kurangnya satu sebutan fizik kuantum. Pada masa yang sama, mana-mana pakar pseudossains dengan pantas mempamerkan istilah saintifik seperti elektron, foton dan jalinan untuk mendapatkan penampilan yang lebih kurang boleh dipercayai di mata penonton yang tidak berpengalaman.

Kadang-kadang saya nampaknya bahawa mana-mana penipu yang menghormati diri sendiri hanya diwajibkan untuk mempunyai ucapan tentang rahsia fizik kuantum dalam himpunan beliau. Lagipun, saintis tidak mempunyai apa-apa untuk berhujah dengan dakwaan mereka bahawa mekanik kuantum adalah misteri kepada saintis. Bukankah ia selesa? Mempopularkan idea-idea sedemikian boleh mengakibatkan pandangan yang salah tentang dunia bagi sebilangan besar orang. Idea seperti ini juga menyumbang kepada kecenderungan untuk perubatan alternatif dan meletakkan tangan untuk penyakit berbahaya. Oleh itu, dari skrin TV, ahli esoterik dengan buih di mulut membuktikan bahawa pemikiran adalah material kerana fizik kuantum ada di sini, dan ahli biologi tempatan menenun fizik kuantum ke dalam idea tidak berasas mereka tentang genom gelombang, dsb. Semua ini menyumbang kepada perkembangan pemikiran ajaib, yang saya tulis dengan lebih terperinci sebelum ini, dan pertumbuhan mitos dan salah faham tentang dunia di mana kita hidup.

Sementara itu, fizik kuantum adalah sihir sebenar. Keajaiban realiti. Ya, kami tidak banyak memahami dan tidak tahu jawapan kepada soalan-soalan yang dihasilkan oleh keterikatan kuantum dan hasil banyak eksperimen, termasuk kucing Schrödinger, yang ditulis oleh rakan sekerja saya Nikolai Khizhnyak sebelum ini. Pada masa yang sama, realiti jauh lebih menarik daripada fiksyen, kerana kita tidak begitu mengetahui tentangnya: Alam Semesta kita 95% terdiri daripada jirim gelap yang misteri, dan terdapat juga tenaga gelap, yang bertanggungjawab untuk mempercepatkan pengembangan. daripada Alam Semesta. Selain itu, pada tahap paling dalam, dunia kita terdiri daripada zarah terkecil yang boleh berada di beberapa tempat pada masa yang sama dan berkelakuan berbeza bergantung pada sama ada kita memerhatikannya atau tidak. Jika ini bukan keajaiban realiti, maka apakah realiti?.

Pada masa yang sama, sains telah pun memberikan banyak jawapan kepada persoalan yang paling penting tentang dunia kita. Bagaimanapun, saya rasa tidak salah jika tidak mengetahui sesuatu dan tidak memahami fizik kuantum. Perkara utama ialah keupayaan kita untuk mengetahui sebanyak mungkin, untuk mengetahui Alam Semesta. Yang, kemungkinan besar, juga mengetahui dirinya melalui kita.