Дълбоката магия на квантовата физика

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

Какво знаете за квантовата физика? Дори студент по хуманитарни науки като мен разбира, че физиката и квантовата физика изучават малко различни неща.

В същото време физиката като цяло е наука за природата, която изучава как работи светът и как всички обекти и тела взаимодействат помежду си. Като клон на физиката, квантовата механика изучава нашия свят на най-дълбокото му ниво. Факт е, че всичко, което ни заобикаля, се състои от атоми. Защо, дори ти и аз не сме нищо повече от ансамбъл от атоми, възникнали в ядрата на свръхновите. Освен това тази област на физиката е толкова сложна, че много учени признават, че не я разбират добре. Предвид нарастващия брой въпроси без отговор и някои прилики между квантовата физика и магията, той е невероятно привлекателен, но може да бъде подвеждащ, както успешно правят много шарлатани и псевдоучени. В тази статия ще се опитаме да разберем защо квантовата физика е толкова подобна на магията.

Фотонът е елементарна частица, която няма маса и може да съществува във вакуум, движейки се със скоростта на светлината. Електрическият заряд на фотона също е нула.

Никой в света не разбира квантовата механика

Всички обичаме магически трикове. Особено тези, през които магьосникът може да накара топките да "скачат" между обърнати чаши. В квантовите системи, където свойствата на обект, включително местоположението му, могат да варират в зависимост от това как го наблюдавате, подобни подвизи трябва да са възможни без ловка ръка. Факт е, че според квантовата теория елементарна частица придобива определено състояние само в момента на наблюдение. Трудно е да се повярва, но в крайна сметка учените успяха да докажат експериментално, използвайки един фотон, че той съществува на три места едновременно. Но как е възможно това?

Един от най-известните квантови експерименти е експериментът с двоен процеп, който показа, че светлината и материята могат да се държат като частица и вълна едновременно.

Трябва да се отбележи, че Алберт Айнщайн се интересуваше от успехите на квантовата механика – с помощта на която може да се опише точно поведението на атомите и елементарните частици. Брилянтният учен обаче се противопостави на тази теория и се подигра на концепцията, която стои в основата й – объркване. В квантовата механика заплитането означава, че свойствата на една частица могат незабавно да повлияят на свойствата на друга, независимо от разстоянието между тях.

Впоследствие серия от сложни експерименти показаха, че Айнщайн греши: заплитането е реално и никоя друга теория не може да обясни странните му ефекти. И все пак, въпреки способността на квантовата теория да обяснява резултатите експериментално, много учени признават, че квантовата физика е толкова сложна, че едва ли е възможно да се разбере.

Въпреки това, заплитането не е единственото явление, което разделя квантовата теория от класическата теория. Според някои физици има още един шокиращ факт за квантовата реалност, който често се пренебрегва и който добавя към „магията“на тази област на теоретичната физика. Според The New Scientist през 1967 г. Саймън Кохен и Ернст Спекър математически доказаха, че дори за един квантов обект, където заплитането е невъзможно, стойностите, които получавате при измерване на неговите свойства, зависят от ситуацията, в която се намира този обект. По този начин стойността на свойство A зависи от това дали сте избрали да го измерите с помощта на свойство B или чрез свойство C. С прости думи, няма реалност, независима от избора на измерване.

Магията на реалността

Съгласете се, всичко това е най-малкото странно и кара мозъка буквално да се пръсне по шевовете. В крайна сметка се оказва, че присъствието на наблюдател определя съдбата на системата и я принуждава да направи избор в полза на една държава. Но не е ли това намеса на съзнанието в материалната реалност? И ако вземем предвид, че фотонът на светлината може едновременно да бъде и частица, и вълна и да бъде на три места едновременно, тогава в какъв свят изобщо живеем? Това доказателство ли е за съществуването на паралелни реалности със същите закони на физиката?

И това е само част от въпросите, на които съвременната физика няма отговори. До. Всичко непознато от древни времена обаче плашеше човека. Понякога хората са готови да повярват на всичко, стига да има поне един – и няма значение кой – отговор. Поради тази причина изобщо не е изненадващо, че всякакви шарлатани и псевдоучени са толкова любители на квантовата физика. Ако за интерес включите REN TV, тогава можете да попаднете на някоя от програмите за другия свят, в която друг псевдоучен действа като експерт. В 99 случая от 100, неговото фалшиво обяснение на световния ред ще включва поне едно споменаване на квантовата физика. В същото време всеки псевдоучен оживено парадира с научни термини като електрон, фотон и заплитане, за да придобие повече или по-малко надежден вид в очите на неопитен зрител.

Понякога дори ми се струва, че всеки уважаващ себе си шарлатан просто е длъжен да има реч за тайните на квантовата физика в репертоара си. В крайна сметка учените на практика нямат какво да спорят с твърденията си, че квантовата механика е загадка за учените. Не е ли удобно? Популяризирането на подобни идеи може да доведе до фалшива представа за света за голям брой хора. Идеи като тези също допринасят за склонността към алтернативната медицина и полагането на ръце за опасни болести. И така, от телевизионни екрани езотерици с пяна на устата доказват, че мисълта е материална, защото квантовата физика е тук, а домашни биолози вплитат квантовата физика в своите безпочвени идеи за вълновия геном и т.н. Всичко това допринася за развитието на магическото мислене, за което писах по-подробно по-рано, и за разрастването на митове и погрешни представи за света, в който живеем.

Междувременно квантовата физика е истинска магия. Магията на реалността. Да, ние не разбираме много и не знаем отговорите на въпросите, които се генерират от квантовото заплитане и резултатите от множество експерименти, включително котката на Шрьодингер, за която моят колега Николай Хижняк писа по-рано. В същото време реалността е много по-интересна от измислицата, защото ние не знаем толкова много за нея: нашата Вселена е 95% съставена от мистериозна тъмна материя, а има и тъмна енергия, която е отговорна за ускоряването на разширяването на Вселената. Освен това на най-дълбоко ниво нашият свят се състои от най-малките частици, които могат да бъдат на няколко места едновременно и да се държат различно в зависимост от това дали ги наблюдаваме или не. Ако това не е магията на реалността, тогава какво е реалността?.

В същото време науката вече е дала много отговори на най-важните въпроси за нашия свят. Както и да е, мисля, че няма нищо лошо в това да не знаеш нещо и да не разбираш квантовата физика. Основното нещо е способността ни да знаем колкото е възможно повече, да познаваме Вселената. Което най-вероятно също се познава чрез нас.