Shutterstock

Képzelje el, hogy kinyitja a hétvégi újságot, és átnézi a Sudoku puzzle-oldalait. Reggelét ezen a logikai fejtörőn keresztül tölti, csak azért, hogy rájöjjön az utolsó négyzetre, nincs következetes módja annak befejezésére.

"Biztosan hibáztam" - gondolod. Tehát próbálkozzon újra, ezúttal abból a sarokból indulva, amelyet nem tudott befejezni, és másfelé dolgozott. De ugyanaz történik ismét. Lejártál az utolsó négyzetekre, és úgy találod, hogy nincs következetes megoldás.

A valóság alaptermészetének kvantummechanika alapján történő kidolgozása egy kicsit olyan, mint egy lehetetlen Sudoku. Nem számít, hogy hol kezdjük a kvantumelméletet, mindig olyan talajra jutunk, amely arra kényszerít, hogy gondoljuk át a világ alapvetõ mûködését. (Ez teszi a kvantummechanikát annyira szórakoztatóvá.)

Hadd vezesselek be egy rövid túrára, egy filozófus szemével, a kvantummechanika szerint a világra.

1. Kísérteties akció távolságban

Tudomásunk szerint a fénysebesség (körülbelül 300 millió méter másodpercenként) az univerzum végső sebességkorlátozása. Albert Einstein híresen gúnyolódott azon a lehetőségen, hogy a fizikai rendszerek gyorsabban befolyásolják egymást, mint amennyire egy fényjel képes közlekedni közöttük.

Még az 1940-es években Einstein ezt „kísérteties akció távolságban”. Amikor a kvantummechanika korábban úgy tűnt, hogy megjósolja az ilyen kísérteties folytatásokat, azt állította, hogy az elméletet még nem szabad befejezni, és néhány jobb elmélet elmondaná az igaz történetet.

Ma már tudjuk, hogy nem létezik ilyen jobb elmélet. És ha azt gondoljuk, hogy a világ jól meghatározott, független darabokból áll, akkor a világunknak olyannak kell lennie, ahol kísérteties cselekedetek engedhetők meg ezek között a darabok között.

2. A valóság szorosabbra fűzése

"Mi van, ha a világ nem pontosan körülhatárolt, független" cuccokból "készül? Hallom mondani. - Akkor elkerülhetjük ezt a kísérteties akciót?

Igen. És a kvantumfizikai közösségben is sokan gondolkodnak így. De ez nem jelent vigaszt Einstein számára.

Einstein hosszan tartó vitát folytatott barátjával, Niels Bohr dán fizikussal éppen erről a kérdésről. Bohr szerint valóban le kellene mondanunk arról az elképzelésről, hogy a világ dolgai jól meghatározhatók legyenek, így elkerülhetjük a kísérteties távolsági cselekvést. Bohr véleménye szerint a világnak nincsenek meghatározott tulajdonságai, hacsak nem nézzük. Amikor nem nézünk, gondolta Bohr, a világ, mint tudjuk, valójában nincs ott.

De Einstein ragaszkodott ahhoz, hogy a világot meg kell alkotni valami akár megnézzük, akár nem, különben nem beszélhettünk egymással a világról, és a tudomány sem. De Einstein nem rendelkezhet mind jól körülhatárolt, független világgal, sem kísérteties távolsági cselekvéssel ... vagy nem?

3. Vissza a jövőbe

A Bohr-Einstein-vita ésszerű ismeretekkel rendelkezik a kvantummechanika történetében. Kevésbé ismerős ennek a kvantumlogikai rejtvénynek a ködös sarka, ahol jól körülhatárolt, független világot és kísérteties cselekedeteket egyaránt megmenthetünk. De más módon furcsának kell lennünk.

Ha egy kísérlet a kvantumrendszer mérésére a laboratóriumban valamilyen módon befolyásolhatja a rendszer jellegét előtt a mérés, akkor Einstein megkaphatta a tortáját és megette. Ezt a hipotézist „retrocausalitás”, Mert a kísérlet elvégzésének hatásainak ki kell terjedniük időben visszafelé.

Ha ezt furcsának tartja, akkor nem vagy egyedül. Ez nem túl általános nézet a kvantumfizikai közösségben, de vannak támogatói. Ha szembesülsz azzal, hogy el kell fogadnod a kísérteties cselekményeket a távolságtól, vagy nincs olyan világunk, amilyennek ismerjük, amikor nem nézünk ki, a retrocausalitás mégsem tűnik olyan furcsa lehetőségnek.

4. Nincs kilátás az Olympusról

Képzelje el, hogy Zeusz az Olümposz tetején ülve a világot vizsgálja. Képzelje el, hogy mindent meg tudott látni, ami történt és fog történni, mindenhol és minden időkre. Nevezzük ezt a világ „Isten szemének”. Természetes azt gondolni, hogy a világnak valamilyen módon léteznie kell, még akkor is, ha csak egy mindent látó Isten ismerheti meg.

Legutóbbi kutatások a kvantummechanikában azt sugallja, hogy Isten elvileg lehetetlen a világra nézni. Bizonyos furcsa kvantumforgatókönyvekben a különféle tudósok alaposan megnézhetik a laboratóriumuk rendszereit, és alaposan rögzíthetik a látottakat - de nem fognak egyetérteni a történtekkel kapcsolatban, amikor a jegyzeteket összehasonlítják. És lehet, hogy abszolút tény nem áll fenn abban, hogy ki a helyes - még Zeusz sem tudhatta!

Tehát legközelebb, amikor egy lehetetlen Sudoku-val találkozik, biztos lehet benne, hogy jó társaságban van. Az egész kvantumfizikai közösség, és talán maga Zeus is pontosan tudja, mit érez.

A szerzőről

Peter Evans, az ARC Discovery korai karrierkutató munkatársa, A Queenslandi Egyetem

Ezt a cikket újra kiadják A beszélgetés Creative Commons licenc alatt. Olvassa el a eredeti cikk.

könyvek_tudomány