چگونه ابراز کوانتومی ما را مجبور می کند تا با آنچه واقعاً واقعی است روبرو شویم

فیزیکدان توضیح می دهد که همیشه “جنبه ای از عصبانیت” در چهره دانش آموزان وجود دارد. آهنگ مارسلوبشر او برای چندین دهه مکانیک کوانتومی ، تئوری حاکم بر دنیای میکروسکوپی اتمها و ذرات را آموزش می داد ، و تسخیر دانش آموزانش به ناچار مستقیماً روی سیگنال ظاهر می شود: وقتی او به بخشی از اشیاء کوانتومی که ظاهراً در چندین مکان به طور همزمان می رسد ، ظهور می کند.

مشکل این است که کلماتی مانند “ظاهراً” در مورد این موضوع بسیار زیاد به نظر می رسند. در واقع ، در طول قرن ، از زمان پدید آمدن ایده ابراز ، معنای واقعی آن همچنان مورد اختلاف است. تنها چیزی که فیزیکدانان با آن موافقت می کنند این است که ما را به قلب خود می برد و این بدان معنی است که چیزی “واقعی” است.

یک نقطه شروع خوب با معادله Schrödinger است. توسعه یافته توسط اروین شرودینگر در دهه 1920 ، این یک سنگ اساسی از تئوری کوانتومی است که نشان دهنده احتمال یافتن ذره در حالت معین هنگام اندازه گیری آن است. واقعیت این است که مکانیک کوانتومی مربوط به پیش بینی نتیجه یک وضعیت است – این نمی گوید هیچ چیز مشخصی در مورد آنچه ذرات قبل از اندازه گیری انجام داده است ، نمی گوید.

با این حال ، معادله Schrödinger با توصیف تمام مکان های ممکن که می توان یک ذره را با استفاده از یک قطعه از ریاضیات معروف به عملکرد موج اندازه گیری کرد ، کار می کند. این یک تعریف ریاضی از یک ابر است: این مجموعه ای از حالت های مختلف کوانتومی ممکن است.

ما مطمئناً می دانیم که ذرات می توانند در یک ترکیب وجود داشته باشند. در تجربه شکاف دوتایی ، به عنوان مثال ، یک فوتون منفرد ، ذره ای از نور ، با دو شکاف باریک در مقابل صفحه به یک شبکه کشیده می شود. اگر یک ردیاب نگاه کند ، فوتون “شکاف” را انتخاب می کند و یک مکان خاص را روی صفحه می آموزد. اما اگر ردیاب وجود نداشته باشد ، “مدل تداخل” روی صفحه نمایش داده می شود ، نشان می دهد که این ذرات مانند یک موج رفتار می کند و به طور همزمان از دو شکاف عبور می کند و با خودش در تعامل است.

آنچه ما با یقین نمی دانیم این است که “باید در ترکیب باشیم”. به طور کلی ، دو دیدگاه وجود دارد. گفته می شود که عملکرد موج یک ابزار ریاضی مفید است و نه بیشتر. این مطمئناً در آنجاست که گلییزر ، که در کالج دارتموث ، نیوهمپشایر مستقر است ، فرود می آید. وی می گوید: “هیچ چیز در فرمالیسم مکانیک کوانتومی به ما نمی گوید که عملکرد امواج باید بخشی از واقعیت جسمی باشد.” “اعتقاد به ریاضیات وقتی حقیقت کمی شبیه یک فرقه می شود.”

گلییزر از تفسیری از مکانیک کوانتومی به نام Quantum Bayesianism (یا QBISM) پشتیبانی می کند ، که می گوید این تئوری به خودی خود واقعیت را توصیف نمی کند ، بلکه چیزی است که ما می دانیم. در پایان ، آنچه در هنگام اندازه گیری وضعیت کوانتومی تغییر می کند ، اطلاعات ما در مورد این موضوع است ، نه خود واقعیت.

اما اردوگاهی وجود دارد که به طور قاطع این دیدگاه را رد می کند. سیمون ساندرزفیلسوف در دانشگاه آکسفورد ، فکر می کند که عملکرد امواج واقعی است. برای او ، ذره ای در یک ترکیب از نظر جسمی در بیش از یک مکان به طور همزمان است. او می گوید: “این یک شیء گسترده است.” “این جابجایی شده است.” بسته به این دیدگاه ، باید بپذیریم که دنیای ذرات همانطور که می سازیم شبیه واقعیت نیست. به عنوان مثال ، الکترون های مدار در اطراف یک اتم قبل از اندازه گیری آنها به عنوان ابر احتمال وجود دارند.

منتقدان این موقعیت اغلب نیاز به آنچه در مورد این امکانات دیگر اتفاق می افتد ، هنگامی که یک اندازه گیری ذره در یک مکان انجام می شود. ساندرز خوشحال است که پاسخ رادیکال را که همه آنها در شاخه خودشان از یک چندگانه بی نهایت آشکار می کنند ، در آغوش می گیرند.

قطعنامه ای برای این سوال خیلی زود نخواهد بود. در این میان ، محققان بسیار فراتر از قرار دادن ذرات منحصر به فرد در زیربنا رفته اند – این برای مولکول های بزرگ و حتی کریستال 16 میکروگرم ساخته شده است. اگر این چیزی به ما بگوید ، این واقعیت است که واقعیت بسیار غریبه تر از آنچه به نظر می رسد است.

سوژه ها:

• مکانیک کوانتومی/ /
• مفاهیم نفس گیر