شاتر

تصور کنید کاغذ آخر هفته را باز کنید و در صفحات پازل سودوکو جستجو کنید. شما صبح خود را با کار کردن با این معمای منطقی می گذرانید ، اما فقط در چند مربع آخر متوجه می شوید که هیچ راهی ثابت برای اتمام آن وجود ندارد.

شما فکر می کنید: "من حتما اشتباه کردم." بنابراین دوباره امتحان کنید ، این بار با شروع از گوشه ای نمی توانید کار را تمام کنید و به روش دیگر کار کنید. اما دوباره همان اتفاق می افتد. شما به چند میدان آخر رسیده اید و می دانید که هیچ راه حل ثابتی وجود ندارد.

بررسی ماهیت اساسی واقعیت طبق مکانیک کوانتوم کمی شبیه سودوکو غیرممکن است. مهم نیست که ما با تئوری کوانتوم از کجا شروع می کنیم ، ما همیشه در معمایی قرار می گیریم که ما را مجبور می کند در مورد کارکرد اساساً جهان بازنگری کنیم. (این همان چیزی است که مکانیک کوانتوم را بسیار سرگرم کننده می کند.)

بگذارید شما را از طریق یک فیلسوف ، با توجه به مکانیک کوانتوم ، به یک تور کوتاه بیندازم.

1. عمل شبح وار در فاصله

تا آنجا که می دانیم ، سرعت نور (حدود 300 میلیون متر در ثانیه) حداکثر سرعت مجاز جهان است. آلبرت انیشتین مشهور از احتمال تأثیر سیستم های فیزیکی روی یکدیگر سریعتر از آنکه سیگنال نوری بین آنها حرکت کند ، تمسخر کرد.

در دهه 1940 انیشتین این را "عمل شبح وار در فاصله" هنگامی که مکانیک کوانتوم پیش از این به نظر می رسید که چنین اقدامات شبح وار را پیش بینی می کند ، او استدلال کرد که این تئوری هنوز نباید به پایان برسد ، و برخی نظریه های بهتر داستان واقعی را بیان می کنند.

ما می دانیم که امروزه بعید است نظریه بهتری وجود داشته باشد. و اگر فکر می کنیم جهان از قطعات کاملاً مشخص و مستقلی از "چیزها" تشکیل شده است ، پس دنیای ما باید جایی باشد که عمل شبح وار در فاصله بین این قطعات مجاز باشد.

2. سست شدن قدرت ما در واقعیت

"اگر دنیا از" چیزهای "کاملاً مشخص و مستقل ساخته نشود ، چه می شود؟" من می گویم شما می گویید "پس آیا می توانیم از این عمل شبح وار جلوگیری کنیم؟"

بله ما میتوانیم. و بسیاری از افراد در جامعه فیزیک کوانتوم نیز به این روش فکر می کنند. اما این هیچ ناراحتی برای انیشتین نخواهد بود.

انیشتین با دوست خود نیلز بور ، فیزیکدان دانمارکی ، در مورد این س debateال بحث طولانی داشت. بور استدلال کرد که ما واقعاً باید از ایده چیزهای خوب دنیا چشم پوشی کنیم ، بنابراین می توانیم از اقدام شبح وار در فاصله جلوگیری کنیم. از نظر بور ، جهان ویژگی های مشخصی ندارد ، مگر اینکه ما به آن نگاه کنیم. بور فکر کرد وقتی ما به دنبال آن نیستیم ، جهانی که ما می دانیم در واقع آنجا نیست.

اما اینشتین اصرار داشت که باید از جهان ساخته شود چیزی چه به آن نگاه کنیم و چه نکنیم ، در غیر این صورت نمی توانستیم در مورد دنیا با یکدیگر صحبت کنیم و علم نیز همینطور. اما انیشتین نمی تواند هم جهانی کاملاً مشخص و مستقل داشته باشد و هم هیچ اقدامی شبح وار در فاصله ... یا نمی تواند داشته باشد؟

3. بازگشت به آینده

بحث بور و انیشتین در تاریخ مکانیک کوانتوم کاملاً آشنا است. کمتر آشنا گوشه مه آلود این معمای منطق کوانتومی است که در آن می توانیم هم جهانی کاملاً مشخص و مستقل را نجات دهیم و هم هیچ اقدامی شبح وار. اما ما باید از راه های دیگر عجیب و غریب شویم.

اگر انجام آزمایشی برای اندازه گیری سیستم کوانتومی در آزمایشگاه می تواند به نوعی بر نحوه سیستم تأثیر بگذارد قبل از اندازه گیری ، انیشتین می تواند کیک خود را بخورد و آن را نیز بخورد. این فرضیه "عصاره گیاهی"، زیرا اثرات انجام این آزمایش باید سفر کند به عقب در زمان.

اگر فکر می کنید این عجیب است ، تنها نیستید. این یک دیدگاه بسیار رایج در جامعه فیزیک کوانتوم نیست ، اما طرفداران خود را دارد. اگر شما مجبور به پذیرش یک عمل شبح وار در فاصله ، یا هیچ جهانی هستید که می دانیم وقتی نگاه نکنیم ، مواجه نیستید ، بالاخره مقابله به مثل چنین گزینه عجیبی به نظر نمی رسد.

4. بدون دید از المپ

تصور کنید که زئوس در بالای کوه المپ قرار گرفته است و در حال بررسی جهان است. تصور کنید که او قادر بود هر آنچه را که اتفاق افتاده و خواهد افتاد ، در همه جا و همه زمان ها ببیند. این را "دید خدا" جهان بنامید. طبیعی است که تصور کنیم جهان باید به نوعی وجود داشته باشد ، حتی اگر فقط توسط خدای بینا شناخته شود.

تحقیقات اخیر در مکانیک کوانتوم نشان می دهد که دید خدا از جهان حتی در اصل غیرممکن است. در برخی از سناریوهای عجیب و غریب کوانتومی ، دانشمندان مختلف می توانند با دقت به سیستم های آزمایشگاه خود نگاه کنند و از آنچه می بینند ضبط کامل کنند - اما وقتی می خواهند یادداشت ها را مقایسه کنند ، در مورد آنچه اتفاق افتاده اختلاف نظر نخواهند داشت. و در مورد صحت و سقم ممکن است هیچ واقعیت مطلقی وجود نداشته باشد - حتی زئوس هم نمی توانست بداند!

بنابراین دفعه دیگر که با سودوکو غیرممکن روبرو شدید ، مطمئن باشید که در شرکت خوبی هستید. کل جامعه فیزیک کوانتوم و شاید حتی خود زئوس دقیقاً احساس شما را می داند.

درباره نویسنده

پیتر ایوانز ، محقق تحقیق اولیه شغلی ARC Discovery ، دانشگاه کوئینزلند

این مقاله از مجله منتشر شده است گفتگو تحت مجوز Creative Commons دفعات بازدید: مقاله.

کتابها