Kvantefysikkens dybe magi

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sidst ændret: 2023-12-16 16:01

Hvad ved du om kvantefysik? Selv en humaniorastuderende som mig forstår, at fysik og kvantefysik studerer lidt forskellige ting.

Samtidig er fysik generelt naturvidenskaben, som studerer, hvordan verden fungerer, og hvordan alle objekter og kroppe interagerer med hinanden. Som en gren af fysikken studerer kvantemekanikken vores verden på dets dybeste niveau. Faktum er, at alt, hvad der omgiver os, består af atomer. Selv du og jeg er intet mere end et ensemble af atomer, der opstod i supernovakernerne. Desuden er dette område af fysik så komplekst, at mange forskere indrømmer, at de ikke forstår det godt. I betragtning af det voksende antal ubesvarede spørgsmål og nogle ligheder mellem kvantefysik og magi, er det utroligt attraktivt, men det kan være vildledende, som mange charlataner og pseudovidenskabsmænd med succes gør. I denne artikel vil vi forsøge at forstå, hvorfor kvantefysik minder så meget om magi.

En foton er en elementær partikel, der ikke har nogen masse og kan eksistere i et vakuum, der bevæger sig med lysets hastighed. Fotonens elektriske ladning er også nul.

Ingen i verden forstår kvantemekanik

Vi elsker alle magiske tricks. Især dem, hvor tryllekunstneren kan få boldene til at "hoppe" mellem omvendte kopper. I kvantesystemer, hvor et objekts egenskaber, herunder dets placering, kan variere afhængigt af, hvordan du observerer det, bør sådanne bedrifter være mulige uden at bruge hånden. Faktum er, at ifølge kvanteteorien opnår en elementarpartikel kun en bestemt tilstand i observationsøjeblikket. Det er svært at tro, men i sidste ende var videnskabsmænd i stand til eksperimentelt at bevise, ved hjælp af en enkelt foton, at den eksisterer tre steder på samme tid. Men hvordan er dette muligt?

Et af de mest kendte kvanteeksperimenter er dobbeltspalte-eksperimentet, som viste, at lys og stof kan opføre sig som en partikel og en bølge på samme tid.

Det skal bemærkes, at Albert Einstein var interesseret i kvantemekanikkens succeser - ved hjælp af hvilken man præcist kan beskrive atomers og elementarpartiklers adfærd. Den geniale videnskabsmand modsatte sig imidlertid denne teori og latterliggjorde konceptet, der ligger til grund for den - forvirring. I kvantemekanikken betyder sammenfiltring, at en partikels egenskaber umiddelbart kan påvirke en andens egenskaber, uanset afstanden mellem dem.

Efterfølgende viste en række udførlige eksperimenter, at Einstein tog fejl: sammenfiltring er reel, og ingen anden teori kan forklare dens mærkelige virkninger. Og alligevel, på trods af kvanteteoriens evne til at forklare resultater eksperimentelt, erkender mange videnskabsmænd, at kvantefysikken er så kompleks, at det næppe er muligt at forstå det.

Entanglement er dog ikke det eneste fænomen, der adskiller kvanteteori fra klassisk teori. Ifølge nogle fysikere er der en anden chokerende kendsgerning om kvantevirkelighed, som ofte overses, og som føjer til "magien" i dette område af teoretisk fysik. Ifølge The New Scientist beviste Simon Cochen og Ernst Specker matematisk i 1967, at selv for et kvanteobjekt, hvor sammenfiltring er umuligt, afhænger de værdier, du får, når du måler dets egenskaber, af den situation, hvori dette objekt er placeret. Værdien af ejendom A afhænger således af, om du vælger at måle den ved hjælp af ejendom B eller ved hjælp af ejendom C. Enkelt sagt er der ingen realitet uafhængig af valget af mål.

Virkelighedens magi

Enig, alt dette er i det mindste mærkeligt og får hjernen til at sprænge i sømmene. Det viser sig trods alt, at tilstedeværelsen af en observatør bestemmer systemets skæbne og tvinger det til at træffe et valg til fordel for én stat. Men er dette ikke en indblanding af bevidsthed i den materielle virkelighed? Og hvis vi tager i betragtning, at en foton af lys på én gang både kan være en partikel og en bølge og være tre steder på én gang, hvilken verden lever vi så overhovedet i? Er dette bevis på eksistensen af parallelle virkeligheder med de samme fysiklove?

Og dette er blot en del af de spørgsmål, som moderne fysik ikke har svar på. Till. Men alt ukendt fra oldtiden skræmte en person. Nogle gange er folk klar til at tro hvad som helst, så længe der er mindst ét – og det er lige meget hvilket – svar. Af denne grund er det slet ikke overraskende, at alle slags charlataner og pseudovidenskabsmænd er så glade for kvantefysik. Hvis man for interessens skyld tænder for REN TV, så kan man falde over et af programmerne om den anden verden, hvor en anden pseudo-videnskabsmand fungerer som ekspert. I 99 tilfælde ud af 100 vil hans falske forklaring af verdensordenen omfatte mindst én omtale af kvantefysik. Samtidig praler enhver pseudovidenskabsmand rask med sådanne videnskabelige termer som elektron, foton og sammenfiltring for at få et mere eller mindre pålideligt udseende i øjnene på en uerfaren seer.

Nogle gange forekommer det mig endda, at enhver charlatan med respekt for sig selv simpelthen er forpligtet til at have en tale om kvantefysikkens hemmeligheder i sit repertoire. Forskere har jo praktisk talt intet at argumentere med deres påstande om, at kvantemekanik er et mysterium for videnskabsmænd. Er det ikke praktisk? Popularisering af sådanne ideer kan resultere i et forkert syn på verden for et stort antal mennesker. Idéer som disse bidrager også til forkærligheden for alternativ medicin og håndspålæggelse for farlige sygdomme. Så fra tv-skærme beviser esoterikere med skum for munden, at tanken er materiel, fordi kvantefysikken er her, og hjemmedyrkede biologer væver kvantefysik ind i deres grundløse ideer om bølgegenomet osv. Alt dette bidrager til udviklingen af magisk tænkning, som jeg skrev mere detaljeret om tidligere, og væksten af myter og misforståelser om den verden, vi lever i.

I mellemtiden er kvantefysik ægte magi. Virkelighedens magi. Ja, vi forstår ikke meget og kender ikke svarene på de spørgsmål, der genereres af kvantesammenfiltring og resultaterne af adskillige eksperimenter, herunder Schrödingers kat, som min kollega Nikolai Khizhnyak skrev om tidligere. Samtidig er virkeligheden meget mere interessant end fiktion, fordi vi ikke ved så meget om den: vores univers er 95% sammensat af mystisk mørkt stof, og der er også mørk energi, som er ansvarlig for accelerationen af udvidelsen af universet. Desuden består vores verden på det dybeste plan af de mindste partikler, der kan være flere steder på samme tid og opføre sig forskelligt alt efter, om vi ser dem eller ej. Hvis dette ikke er virkelighedens magi, hvad er virkeligheden så?

Samtidig har videnskaben allerede givet mange svar på de vigtigste spørgsmål om vores verden. Jeg synes i hvert fald, at der ikke er noget galt i ikke at vide noget og ikke forstå kvantefysik. Det vigtigste er vores evne til at vide så meget som muligt, at kende universet. Som højst sandsynligt også kender sig selv gennem os.