Kvant fizikasining chuqur sehri

2024 Muallif: Seth Attwood | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-16 16:19

Kvant fizikasi haqida nimalarni bilasiz? Hatto men kabi gumanitar fanlar talabasi ham fizika va kvant fizikasi biroz boshqacha narsalarni o'rganishini tushunadi.

Shu bilan birga, umuman olganda, fizika tabiat haqidagi fan bo'lib, u dunyoning qanday ishlashini va barcha jismlar va jismlarning bir-biri bilan o'zaro ta'sirini o'rganadi. Fizikaning bir tarmog'i sifatida kvant mexanikasi bizning dunyomizni eng chuqur darajada o'rganadi. Gap shundaki, bizni o'rab turgan hamma narsa atomlardan iborat. Nega, hatto siz va men o'ta yangi yulduzlarning yadrolarida paydo bo'lgan atomlar ansamblidan boshqa narsa emasmiz. Bundan tashqari, fizikaning bu sohasi shunchalik murakkabki, ko'plab olimlar buni yaxshi tushunmasliklarini tan olishadi. Ko'payib borayotgan javobsiz savollar va kvant fizikasi va sehr o'rtasidagi ba'zi o'xshashliklarni hisobga olsak, bu juda jozibali, ammo ko'plab charlatanlar va psevdo-olimlar muvaffaqiyatli qilganidek, bu chalg'ituvchi bo'lishi mumkin. Ushbu maqolada nima uchun kvant fizikasi sehrga juda o'xshashligini tushunishga harakat qilamiz.

Foton - massasi bo'lmagan va yorug'lik tezligida harakatlanadigan vakuumda mavjud bo'lgan elementar zarracha. Fotonning elektr zaryadi ham nolga teng.

Dunyoda hech kim kvant mexanikasini tushunmaydi

Biz hammamiz sehrli nayranglarni yaxshi ko'ramiz. Ayniqsa, sehrgar to'plarni teskari stakanlar orasiga "sakrash" qilishi mumkin bo'lganlar. Ob'ektning xususiyatlari, shu jumladan uning joylashuvi, uni qanday kuzatishingizga qarab o'zgarishi mumkin bo'lgan kvant tizimlarida bunday yutuqlar qo'l chaqqonligisiz amalga oshirilishi kerak. Gap shundaki, kvant nazariyasiga ko'ra, elementar zarracha faqat kuzatish paytidagina ma'lum bir holatga ega bo'ladi. Ishonish qiyin, ammo oxir-oqibat olimlar bir foton yordamida bir vaqtning o‘zida uchta joyda mavjudligini tajriba yo‘li bilan isbotlashga muvaffaq bo‘lishdi. Lekin bu qanday mumkin?

Eng mashhur kvant tajribalaridan biri bu ikki yoriqli tajriba boʻlib, u yorugʻlik va materiya bir vaqtning oʻzida zarracha va toʻlqin kabi harakat qilishini koʻrsatdi.

Shuni ta'kidlash kerakki, Albert Eynshteyn kvant mexanikasi muvaffaqiyatlari bilan qiziqdi - uning yordamida atomlar va elementar zarrachalarning xatti-harakatlarini aniq tasvirlash mumkin. Biroq, zo'r olim bu nazariyaga qarshi chiqdi va uning asosidagi tushuncha - chalkashlikni masxara qildi. Kvant mexanikasida chalkashlik deganda bir zarraning xossalari ikkinchisining xossalariga ular orasidagi masofadan qatʼiy nazar darhol taʼsir qilishi tushuniladi.

Keyinchalik, bir qator murakkab tajribalar Eynshteynning noto'g'ri ekanligini ko'rsatdi: chalkashlik haqiqatdir va boshqa hech qanday nazariya uning g'alati ta'sirini tushuntira olmaydi. Va shunga qaramay, kvant nazariyasi natijalarni eksperimental ravishda tushuntirish qobiliyatiga qaramay, ko'plab olimlar kvant fizikasi shunchalik murakkabki, uni tushunish qiyinligini tan olishadi.

Biroq, chigallik kvant nazariyasini klassik nazariyadan ajratib turuvchi yagona hodisa emas. Ba'zi fiziklarning fikriga ko'ra, kvant haqiqati haqida ko'pincha e'tibordan chetda qoladigan va nazariy fizikaning ushbu sohasining "sehriga" qo'shadigan yana bir hayratlanarli fakt mavjud. The New Scientist ma'lumotlariga ko'ra, 1967 yilda Saymon Koxen va Ernst Spekker matematik tarzda isbotladilar, hatto chigallashish mumkin bo'lmagan bitta kvant ob'ekti uchun uning xususiyatlarini o'lchashda olinadigan qiymatlar ushbu ob'ekt joylashgan vaziyatga bog'liq. Shunday qilib, A mulkining qiymati uni B xususiyatidan yoki C xususiyatidan foydalangan holda o'lchashni tanlaganingizga bog'liq. Oddiy qilib aytganda, o'lchovni tanlashdan mustaqil hech qanday haqiqat yo'q.

Haqiqat sehri

Qabul qiling, bularning barchasi hech bo'lmaganda g'alati va miyani tom ma'noda tikuvlarda portlatib yuboradi. Axir, kuzatuvchining mavjudligi tizim taqdirini belgilab beradi va uni bir davlat foydasiga tanlov qilishga majbur qiladi. Ammo bu ongning moddiy voqelikka aralashuvi emasmi? Va agar yorug'lik fotoni bir vaqtning o'zida ham zarracha, ham to'lqin bo'lishi va bir vaqtning o'zida uchta joyda bo'lishi mumkinligini hisobga olsak, unda biz umuman qaysi dunyoda yashaymiz? Bu bir xil fizika qonunlari bilan parallel haqiqatlar mavjudligining isbotimi?

Va bu zamonaviy fizikada javob bera olmaydigan savollarning faqat bir qismi. gacha. Biroq, qadim zamonlardan beri noma'lum bo'lgan hamma narsa odamni qo'rqitdi. Ba'zan odamlar har qanday narsaga ishonishga tayyor bo'ladilar, agar kamida bitta bo'lsa - va qaysi biri muhim emas - javob. Shu sababli, har qanday charlatanlar va soxta olimlar kvant fizikasini juda yaxshi ko'rishlari ajablanarli emas. Agar qiziqish uchun REN TV-ni yoqsangiz, boshqa soxta olim mutaxassis sifatida ishlaydigan boshqa dunyo haqidagi dasturlardan biriga qoqilib ketishingiz mumkin. 100 ta holatdan 99 tasida uning dunyo tartibini noto'g'ri tushuntirishi kvant fizikasi haqida kamida bitta eslatmani o'z ichiga oladi. Shu bilan birga, har qanday soxta olim tajribasiz tomoshabinning ko'z o'ngida ko'proq yoki kamroq ishonchli ko'rinishga ega bo'lish uchun elektron, foton va chalkashlik kabi ilmiy atamalarni chaqqonlik bilan ta'kidlaydi.

Ba'zan menga hatto o'zini hurmat qiladigan har qanday charlatan o'z repertuaridagi kvant fizikasi sirlari haqida gapirishga majbur bo'lib tuyuladi. Oxir oqibat, olimlarning kvant mexanikasi olimlar uchun sir ekanligi haqidagi da'volari bilan bahslashadigan deyarli hech narsa yo'q. Bu qulay emasmi? Bunday g'oyalarni ommalashtirish ko'plab odamlar uchun dunyoga noto'g'ri qarashga olib kelishi mumkin. Bu kabi g'oyalar, shuningdek, muqobil tibbiyotga moyil bo'lishga va xavfli kasalliklarga qo'l qo'yishga yordam beradi. Shunday qilib, televizor ekranlaridan og'zi ko'pikli ezoteriklar fikrning moddiy ekanligini isbotlaydilar, chunki bu erda kvant fizikasi mavjud va uyda o'sgan biologlar kvant fizikasini to'lqin genomi haqidagi asossiz g'oyalariga to'qishadi va hokazo. Bularning barchasi men ilgari batafsilroq yozgan sehrli tafakkurning rivojlanishiga va biz yashayotgan dunyo haqidagi afsonalar va noto'g'ri tushunchalarning o'sishiga yordam beradi.

Ayni paytda, kvant fizikasi haqiqiy sehrdir. Haqiqat sehri. Ha, biz ko'p narsani tushunmaymiz va kvant chalkashliklari va ko'plab tajribalar natijalari, shu jumladan mening hamkasbim Nikolay Xijnyak yozgan Shredingerning mushuki natijasida yuzaga keladigan savollarga javoblarni bilmaymiz. Shu bilan birga, haqiqat fantastikadan ko'ra qiziqroqdir, chunki biz bu haqda ko'p narsa bilmaymiz: bizning koinotimiz 95% sirli qorong'u materiyadan iborat, shuningdek, kengayishning tezlashishi uchun mas'ul bo'lgan qorong'u energiya mavjud. Koinotning. Bundan tashqari, eng chuqur darajada bizning dunyomiz bir vaqtning o'zida bir nechta joyda bo'lishi mumkin bo'lgan eng kichik zarralardan iborat bo'lib, biz ularni kuzatayotganimiz yoki kuzatmasligimizga qarab o'zlarini boshqacha tutadi. Agar bu haqiqatning sehri bo'lmasa, unda haqiqat nima?

Shu bilan birga, fan bizning dunyomiz haqidagi eng muhim savollarga ko'plab javoblarni taqdim etdi. Nima bo'lganda ham, menimcha, biror narsani bilmaslik va kvant fizikasini tushunmaslikning yomon joyi yo'q. Asosiysi, bizning imkon qadar ko'proq bilish, Olamni bilish qobiliyatimiz. Bu, ehtimol, biz orqali ham o'zini biladi.