Քվանտային ֆիզիկայի էությունը. Քվանտային ֆիզիկա խաբեբաների համար. Ինչ է քվանտային ֆիզիկան. էությունը պարզ բառերով. Քվանտային մեխանիկայի հիմունքներ

Քսաներորդ դարի փայլուն ֆիզիկոս Ռիչարդ Ֆեյնմանը մի անգամ ասել է, որ ոչ ոք ընդհանրապես չի հասկանում քվանտային ֆիզիկան: Իրոք, ալիք-մասնիկ երկակիության, քվանտային միջամտության, խճճվածության և ոչ տեղայնության թվացող հակաինտուիտիվ երևույթները մեկ դար շարունակ շփոթեցրել են ֆիզիկոսներին: Փիլիսոփա և տիեզերագետ Անդրեյ Կանանինը, օգտագործելով քվանտային ֆիզիկայի տեսությունը և այլ վերջին հայտնագործությունները, ձեռնամուխ եղավ հաստատել Սուրբ Գրքի հիմնական դրույթները։ Նրա հետ զրույցը վարել է Ռադոնեժ ռադիոկայանի սյունակագիր Ալեքսանդր Արտամոնովը։

Քվանտային ֆիզիկան հաստատում է Աստվածային լինելը

Անդրեյ, խնդրում եմ, պատմիր մեզ, թե ինչ է քվանտային ֆիզիկան: Արդյո՞ք ժամանակակից գիտությունը հակասում է աշխարհի վերաբերյալ Աստվածաշնչի տեսակետին։ Մեզ համար կարևոր է նաև ծանոթանալ տիեզերագիտության ժամանակակից գիտության տեսակետին Տիեզերքի ձևավորման վերաբերյալ:

Մենք կփորձենք ձեզ հետ խոսել գիտական ​​վերջին նվաճումների մասին և, միևնույն ժամանակ, տարօրինակ կերպով, այս գաղափարները հաստատում են մեր աշխարհի հոգևոր ծագումը:

Տիեզերքի ծագման և դրա զարգացման դինամիկայի այսօրվա գիտական ​​ըմբռնումը հուշում է, որ մարդկային շատ բարոյական խնդիրներ ուղղակիորեն կապված են Տիեզերքի ծագման և նրանում տեղի ունեցող գործընթացների հետ: Տիեզերքը շատերին թվում է շատ վտանգավոր վայր, որը վախ կամ կասկած է սերմանում անպատրաստ մարդու մեջ. շատերը մտածում են սառը տարածության անսահմանության, այս աշխարհում մարդու աննշանության մասին: Փաստորեն, պարզվում է, որ դա այդպես չէ՛։ Փաստն այն է, որ բոլոր առաջադեմ մասնագետները՝ առաջադեմ ֆիզիկոսները, տիեզերագետները, աստղաֆիզիկոսները, վստահ են, որ մեր տիեզերքը բաղկացած չէ առանձին մասերից, այլ ներկայացնում է մեկ գլոբալ բարդ անբաժանելի համակարգ, որի բոլոր մասերը սերտորեն փոխկապակցված են: Անցած քսաներորդ դարում և այժմ՝ քսանմեկերորդ դարում, վերջին գիտական ​​նվաճումները հաստատում են այս եզրակացությունները:

Բանն այն է, որ պարզվեց, որ Նյուտոնի, Էյնշտեյնի, Դարվինի տեսությունները, և կապ չունի՝ մենք դրանք ճիշտ ենք մեկնաբանում, թե ոչ, հնացած են։ Սա պարզ դարձավ հենց դարասկզբին, երբ վերջնականապես պարզ դարձավ, որ մեր աշխարհը քվանտային է։

-Ստացվում է, որ այն, ինչ մեզ սովորեցնում են դպրոցում, ճիշտ չէ՞։

Ես խիստ չէի ասի, որ Նյուտոնի օրենքները սխալ են։ Պարզապես աշխարհի ավելի խորը ըմբռնումը թույլ է տալիս նրանց ընդլայնվել: Իհարկե, Նյուտոնի օրենքը ճիշտ է նրանով, որ Երկիրը պտտվում է Արեգակի շուրջը։ Սա ձգողության օրենքն է: Բայց մյուս կողմից, գրավիտացիոն փոխազդեցության օրենքի վերջին ընթերցումը ցույց է տալիս, որ խոսքը ոչ թե քաոսային պտույտի մասին է, այլ որ սա խորապես պատվիրված գործընթաց է։

Ինչպե՞ս կարող ենք հասկանալ Արարչի գոյության ապացույցը՝ օգտագործելով քվանտային ֆիզիկան, եթե դա, ըստ քեզ, այսօր մոլորակի վրա իսկապես հասկանում են ընդամենը 5-8 հոգի։

Այո, քվանտային ֆիզիկայի օրենքները բարդ են։ Բայց ցանկացած գիտական ​​դիսցիպլին հիմնված է որոշակի բանաձևերի վրա, հետևաբար, եթե մենք խոսում ենք աստղաֆիզիկայի մաթեմատիկական ապարատի մասին, ապա այո, դա իսկապես շատ, շատ բարդ է: Իրականում քվանտային ֆիզիկան հիմնված է երեք հիմնական գաղափարների վրա.

Ընդհանուր ընդունված տեսակետն այն է, որ նույն Նյուտոնի օրենքները նկարագրում են աշխարհը մակրոսկոպիկ մասշտաբով՝ աստղեր, մոլորակներ... Բայց քվանտային ֆիզիկան աշխարհը նկարագրում է մանրադիտակային մակարդակով։ Այսինքն՝ քվանտը սկզբունքորեն տարրական մասնիկ է։ Առաջին քվանտային փորձերը կատարվել են դեռևս 1801 թ. Այսինքն՝ գիտությունը վաղուց է փորձում հասնել քվանտային հրաշքների առեղծվածներին։ Եվ հենց վերջին տարիներին է, որ որոշ գիտական ​​նվաճումներ արդեն հնարավորություն են տվել զուտ գիտական ​​գնահատական ​​տալ այդ փորձերին, որոնցից մի քանիսն արդեն 200 տարեկան են։

Խոսելով քվանտային ֆիզիկայի հիմնական պոստուլատների մասին՝ առաջինը, որ պետք է ասել, այն է. երբ այսօր ժամանակակից բախման սարքերի, մանրադիտակների և ամբողջ սարքավորումների օգնությամբ սկսեցին ուսումնասիրել քվանտաները, պարզվեց, որ շարժվելով տիեզերքում. , նրանք կոպտորեն խախտում են ֆիզիկայի ընդհանուր ընդունված օրենքները։ Այսինքն, կոպիտ ասած, հրաշքներ են լինում։ Այսինքն՝ պարզվեց, որ հրաշքները գիտականորեն հնարավոր են։ Քվանտաները խախտում են լույսի արագությունը, շարժվում են տարբեր հետագծերով, հայտնվում ոչ մի տեղից, անհետանում ոչ մի տեղ... Այսինքն՝ խախտում են դասական աշխարհի ընդհանուր ընդունված ուղղափառ հայացքները։

Այսպիսով՝ քվանտային ֆիզիկայի 3 սյուներ։ Առաջին պոստուլատ. Պարզվեց, որ աշխարհը ղեկավարվում է ոչ թե որոշակիությամբ, այլ հավանականությամբ։ Այսինքն՝ մասնիկների շարժման անոմալիաներն անհնարին չեն, բայց քիչ հավանական են։ Մեր աշխարհում քիչ հավանականը, որպես կանոն, չի լինում։ Քվանտային աշխարհում դա հնարավոր է։ Ավելին, հենց Տիեզերքի ծնունդը պետք է ճանաչվի որպես եզակի և անսովոր իրադարձություն։ Թերևս Մեծ պայթյունի պահն ինքնին եղել է նյութի վիճակի հրաշալի քվանտային անցում մի վիճակից մյուսը: Կրկին, անդրադառնալով աստվածաշնչյան տեքստերին, տեսեք, թե ինչի մասին է գրված Պետրոս Առաքյալի Երկրորդ Թուղթում. «Տիրոջ մոտ մեկ օրը հազար տարի է»։ Այսինքն՝ Աստված գոյություն ունի ժամանակից դուրս և չի սահմանափակվում դրանով։ Անժամանակ տարածության մեջ այս արտասովոր իրադարձություններն իրականություն են դառնում: Ստացվում է, ըստ Աստծո կամքի.

Երկրորդ հետաքրքրաշարժ քվանտային էֆեկտը մասնիկների փոխկապակցումն է: Մի քվանտային համակարգի փոփոխությունն անմիջական ազդեցություն է ունենում մյուսի վրա: Եվ դա վերաբերում է ոչ թե առանձին գրասենյակին կամ բնակարանին, այլ ամբողջ Տիեզերքին: Այսինքն, եթե ինչ-որ տեղ փոխեք համակարգի քվանտային վիճակը, ապա անմիջապես Տիեզերքի ցանկացած մասում կարող է լինել կապակցվածության էֆեկտ: Այսպիսով, քվանտային ֆիզիկան ապացուցել է, որ մեր աշխարհում ամեն ինչ փոխկապակցված է:

Եվ վերջապես երրորդ և վերջին կետը. Գիտնականները պարզել են, որ մեր աշխարհը չի կարող գոյություն ունենալ առանց ողջամիտ դիտորդի, այսինքն՝ առանց մարդու։ Ի վերջո, քվանտային ֆիզիկան ինքնին չի աշխատում, քանի դեռ դիտորդը գոյություն չունի: Այսինքն՝ մասնիկը, որը մենք անվանում ենք քվանտ, նյութական աշխարհում որևէ կոնկրետ դիրք չի զբաղեցնում, քանի դեռ որևէ մեկը չի նայում դրան: Սա եզակի քվանտային հատկություն է, այսպես կոչված, դիտորդի հատկություն։ Այսինքն, քանի դեռ ինչ-որ մեկը չի դիտարկել քվանտային մասնիկը, անհնար է ասել, թե որտեղ է այն և ինչ արագությամբ է այն շարժվում։

Այսինքն, քվանտը կարող է միաժամանակ լինել տարածության երկու կետում, և միայն այն ժամանակ, երբ դիտորդի հայացքն ընկնում է դրա վրա, այն կարող է արձանագրվել, թե որտեղ է գտնվում ներկայումս:

Այո՛։ Միանգամայն ճիշտ! Պարզվեց, որ իրականությունն այդպիսին է դառնում միայն այն ժամանակ, երբ ինչ-որ մեկն այն ոգևորում է։ Իհարկե, մենք չենք կարող մեր աչքերով «նայել» քվանտին առանց համապատասխան սարքավորման։ Բայց աշխարհում մեր հոգևոր ներկայությամբ, որպես խելացի դիտորդներ, մենք այս աշխարհ ենք բերում մի բան, առանց որի դա անհնար է: Ինչ-որ առումով մենք «վերակենդանացնում» ենք այն։

Տրամաբանական է ենթադրել, որ եթե մեր աշխարհում կա որոշակի Էություն, որն ազդում է դրա իրականացման վրա, ապա ֆիզիկոսները կարող են այդպիսի էությունը անվանել Սուպերդիտորդ: Քվանտային ֆիզիկայից հեռու մարդիկ նրան պարզապես Աստված կամ Արարիչ կանվանեն՝ կախված իրենց տեսակետից։

Ամենահետաքրքիրն այն է, որ, տեսնում եք, քրիստոնեությունը իմ ասածը հաստատում է Սուրբ Գրքով։ Ծննդոց առաջին մասում կա մի շատ հետաքրքիր մեջբերում. «Եվ Աստված ասաց. «Եկեք մարդուն ստեղծենք մեր պատկերով և նմանությամբ»: Եվ թող նա իշխի ծովի ձկների, երկնքի թռչունների, գազանների և ամբողջ երկրի վրա»։ Այսինքն, կոպիտ ասած, ստացվում է, որ Աստված այս աշխարհը ստեղծել է մարդու՝ այս աշխարհը դիտողի համար։ Եվ դա ուղղակիորեն ասված է աստվածաշնչյան տեքստերում.

Կարո՞ղ ենք եզրակացնել, որ քվանտային ֆիզիկան հաստատում է տարածության նպատակահարմարությունն ու ոգեղենությունը։ Ի վերջո, քվանտը և՛ մասնիկ է, և՛ ալիք: Նա ոչ նյութականից անցնում է նյութականին։

Միանգամայն ճիշտ! Անգոյությունից անցում է տեղի ունենում կեցության։ Քվանտային ֆիզիկայի հիմնական եզրակացությունը հետևյալն է. Աշխարհը ղեկավարվում է հավանականությամբ։ Երկրորդ՝ աշխարհում ամեն ինչ փոխկապակցված է։ Երրորդ. մեր աշխարհն անհնար է առանց ողջամիտ դիտորդի:

Այս պոստուլատները հաստատում են, որ մեր աշխարհում միշտ կա այլընտրանք։ Ինչպես ենք մենք նայում, ինչպես ենք պատկերացնում չգոյության անցումը կեցության՝ սա է այլընտրանքը։ Ո՞րն է այլընտրանքը: Սա ընտրության ազատություն է:

Իհարկե, Տիեզերքում գործում են խիստ գիտական ​​օրենքներ։ Բայց այս օրենքները որոշում են միայն իրադարձությունների այս կամ այն ​​զարգացման հավանականությունը։ Իսկ թե իրականում ապագան ինչ կլինի, կախված է նրանից, թե ազատ կամքն ու ընտրությունը ինչպես կիրականացվի կոնկրետ բանական էակի կողմից:

Ինչը հակասում է դետերմինիզմի տեսությանը։ Նման տեսակետները տարածված են բողոքականների շրջանում։ Համաձայն այս տեսության՝ աշխարհի ճակատագիրը կանխորոշված ​​է, և միայն մենք՝ վեկտորը, որը սողում է հսկա շրջանի անչափ փոքր մասի երկայնքով, մեր շարժումն ընկալում ենք որպես ուղղագիծ: Այսինքն՝ միայն մենք ոչինչ չենք հասկանում, բայց իրականում ամեն ինչ խիստ որոշված ​​է։ Մենք հավատում ենք, որ կա ազատ կամք, բայց իրականում մենք պարզապես տեղյակ չենք։ Դուք, նկատի ունենալով քվանտային ֆիզիկան, ասում եք, որ իրադարձությունների զարգացման մի քանի տարբերակ կա, և մենք դեռ ունենք ազատ կամք...

Այո, դու ճիշտ ես։ Այստեղից էլ սկսեցինք ձեզ հետ մեր զրույցը այն մասին, որ, ցավոք, նույնիսկ քիչ թե շատ ճիշտ հասկացությունները կարող են հիմնված լինել հնացած տեսակետների վրա։ Ձեր նշած դետերմինիզմը համապատասխանում է հիսուն տարի առաջ աշխարհի գիտական ​​տեսակետին։ Բայց հենց քվանտային ֆիզիկան ապացուցեց, որ սա սխալ պոստուլատ էր: Քվանտային ֆիզիկան հստակ ցույց է տալիս, որ մեր աշխարհում այլընտրանք կա։ Ավելին, քվանտային ֆիզիկան ցույց է տալիս, որ այս այլընտրանքն անհնար է առանց բանական էակների: Իսկ եթե բանական էակները ազդում են մեր աշխարհի վրա և ունեն ազատ կամք, ապա ստացվում է, որ այստեղ տեղի ունեցող գործընթացը ոչ թե կանխորոշված ​​է, այլ հավանական։ Այսինքն՝ մարդու կամքից ու լավի ու չարի ըմբռնումից գալիս է որոշակի ազդեցություն աշխարհի վրա։

Այսինքն՝ ստացվում է, որ առանց Բանականության՝ ոչ թե մարդու, այլ հենց Աստվածային Լոգոսի, Տիեզերքն ուղղակի չէր կարող գոյություն ունենալ։

Այո՛։ Եվ գլխավորն այն է, որ Տիեզերքը անտարբեր չարաբաստիկ մեխանիզմ չէ, որտեղ ստեղծագործելու տեղ չկա, և տիեզերքի էվոլյուցիան զուրկ է որևէ նպատակից և իմաստից: Ի դեպ, անիմաստ գոյությունը Չարի ձևերից մեկն է, եթե դիմենք աստվածաշնչյան տեքստերին։

Ես այլ բանի մասին եմ խոսում։ Տեսեք, մարդը հարվածելով կարող է վնասի վերածել մետաղի օգտակար հատկությունները - Աստված մի արասցե: - ուրիշի դանակ! Տեսականորեն կարելի է ենթադրել, որ որոշակի Էություն, որոշակի Արարիչ կարող էր անընդհատ միջամտել այդ գործընթացներին՝ նույն դանակները վերածելով... պլյուշ խաղալիքների... Բայց մի՞թե այդպիսի աշխարհն իսկապես հետաքրքիր է։ Սա ավտոմատների աշխարհ է, որտեղ սիրո, զգացմունքների և ամենակարևորը՝ ընտրության տեղ չկա: Իսկ թե մարդն ինչ ընտրություն կկատարի՝ հօգուտ Բարու, թե Չարի, դա արդեն նրա բարոյական հրամայականն է։ Այժմ դուք հասկանում եք, թե որքան սերտ են հարաբերությունները մեր այս ընտրությունների և տեղի ունեցող իրադարձությունների միջև, ինչպես Տիեզերքի միկրո մակարդակում, այնպես էլ մակրո հարթության վրա:

Քվանտային ֆիզիկայի, ուղեղի, Գոդելի թեորեմի և ժյուրիի փորձարկումների մասին։ Ալեքսեյ Ռեդուզուբով (2015)

Ուղեղի աշխատանքի սկզբունքների վերաբերյալ երեք դասախոսությունների երրորդ մասը. Դասախոսություններ են կարդացվել Կլյուչ ակումբում (Սանկտ Պետերբուրգ)։ Այս ելույթը ձայնագրվել է 2015 թվականի հունվարի 9-ին Գուտենբերգ նախագծի «Ծխելու սենյակ» ծրագրի շրջանակներում: Ձևաչափն աներևակայելի խտացված էր (30 րոպե), լեզվակռիվ էր, բայց ոչ ձանձրալի։ Դե, որտեղ առանց վերապահումների, օրինակ, նա համառորեն զանգահարեց Հոքինգ Հոքինսին

Քվանտային մեխանիկա և փիլիսոփայություն

Բանասիրական գիտությունների դոկտոր, պրոֆ. Սևալնիկովա Ա.Յու. (ՌԳԱ փիլիսոփայության ինստիտուտ) Մ.Վ.Լոմոնոսովի անվան Մոսկվայի պետական ​​համալսարանի «Գիտությունների և գաղափարների խաչմերուկում» բաց միջառարկայական սեմինարի շրջանակներում։

Տիեզերքի գաղտնիքները. դրվագ 1 - Time Warp

Մենք սովորաբար կարծում ենք, որ քվանտային ֆիզիկան նկարագրում է ենթաատոմային մասնիկների վարքը, այլ ոչ թե մարդկանց: Բայց գաղափարն այնքան էլ հեռու չէ, ասում է Վոնգը: Նա նաև շեշտում է, որ իր հետազոտական ​​ծրագիրը չի հուշում, որ մեր ուղեղը բառացիորեն քվանտային համակարգիչներ են։ Վոնգը և գործընկերները կենտրոնացած են ոչ թե ուղեղի ֆիզիկական ասպեկտների վրա, այլ այն մասին, թե ինչպես կարող են քվանտային տեսության վերացական մաթեմատիկական սկզբունքները օգնել հասկանալ մարդու գիտակցությունն ու վարքը:

«Եվ սոցիալական, և վարքագծային գիտություններում մենք հաճախ օգտագործում ենք հավանական մոդելներ: Օրինակ՝ մենք հարց ենք տալիս՝ ինչքա՞ն է հավանականությունը, որ մարդը որոշակի կերպ կվարվի կամ որոշակի որոշում կկայացնի։ Ավանդաբար, այս մոդելները հիմնված են դասական հավանականությունների տեսության վրա, որոնք առաջացել են Նյուտոնյան համակարգերի դասական ֆիզիկայից: Ի՞նչն է էկզոտիկ, երբ հասարակագետները մտածում են քվանտային համակարգերի և դրանց մաթեմատիկական սկզբունքների մասին»:

Գործում է ֆիզիկական աշխարհում երկիմաստության հետ: Կոնկրետ մասնիկի վիճակը, էներգիան, դիրքը բոլորն անորոշ են և պետք է հաշվարկվեն հավանականությունների առումով: Քվանտային ճանաչողությունը ծնվում է, երբ մարդը գործ ունի հոգեկան երկիմաստության հետ։ Երբեմն մենք վստահ չենք մեր զգացմունքների վրա, երկիմաստ ենք զգում որևէ տարբերակ ընտրելիս կամ ստիպված ենք որոշումներ կայացնել՝ հիմնվելով սահմանափակ տեղեկատվության վրա:

«Մեր ուղեղը չի կարող ամեն ինչ պահել։ Մենք միշտ չէ, որ հստակ պատկերացում ունենք, թե ինչ է կատարվում։ Բայց եթե ինձ հարց տաք, ինչպիսին է «ինչ եք ուզում ընթրիքին», ես կմտածեմ այդ մասին և կգամ կառուցողական և հստակ պատասխանի», - ասում է Վոնգը: «Սա քվանտային ճանաչողություն է»:

«Կարծում եմ, որ քվանտային տեսության կողմից տրված մաթեմատիկական ֆորմալիզմը համահունչ է այն ամենին, ինչ մենք որպես հոգեբան ենք ընկալում: Քվանտային տեսությունը կարող է ընդհանրապես ինտուիտիվ չլինել, երբ օգտագործվում է մասնիկի վարքը նկարագրելու համար, բայց բավականին ինտուիտիվ է, երբ այն օգտագործվում է նկարագրելու մեր բնորոշ անորոշ և երկիմաստ մտածողությունը»:

Նա օգտագործում է Շրյոդինգերի կատվի օրինակը, որում տուփի ներսում գտնվող կատուն որոշակի հավանականություն ունի և՛ ողջ, և՛ մեռած լինելու։ Երկու տարբերակներն էլ պոտենցիալ են մեր մտքում: Այսինքն՝ կատուն ունի և՛ մեռած, և՛ կենդանի լինելու պոտենցիալ: Այս էֆեկտը կոչվում է քվանտային սուպերպոզիցիա։ Երբ մենք բացում ենք տուփը, երկու հավանականությունն այլևս գոյություն չունի, և կատուն պետք է կամ սատկած լինի, կամ կենդանի:

Քվանտային գիտակցության դեպքում յուրաքանչյուր որոշում, որը մենք կայացնում ենք, մեր յուրահատուկ Շրյոդինգերի կատուն է:

Երբ անցնում ենք տարբերակների միջով, մենք դրանց նայում ենք մեր ներքին հայացքով: Որոշ ժամանակ բոլոր տարբերակները գոյակցում են տարբեր աստիճանի ներուժով. ինչպես սուպերպոզիցիան: Հետո, երբ ընտրում ենք մի տարբերակ, մյուսները դադարում են գոյություն ունենալ մեզ համար։

Այս գործընթացի մաթեմատիկական մոդելավորումը դժվար է, մասամբ այն պատճառով, որ յուրաքանչյուր հնարավոր տարբերակ կշիռ է ավելացնում հավասարմանը: Եթե ​​ընտրությունների ժամանակ մարդուն խնդրում են ընտրել քվեաթերթիկի քսան թեկնածուներից, ընտրության խնդիրն ակնհայտ է դառնում (եթե անձը առաջին անգամ է տեսնում նրանց անունները): Բաց հարցեր, ինչպիսիք են «ինչպե՞ս ես քեզ զգում»: թողնելով ավելի շատ հնարավոր տարբերակներ:

Հոգեբանության դասական մոտեցման դեպքում պատասխանները կարող են ընդհանրապես իմաստ չունենալ, ուստի գիտնականները պետք է կառուցեն նոր մաթեմատիկական աքսիոմներ՝ յուրաքանչյուր առանձին դեպքում վարքը բացատրելու համար: Արդյունքը. ի հայտ են եկել բազմաթիվ դասական հոգեբանական մոդելներ, որոնցից մի քանիսը հակասում են միմյանց, և որոնցից ոչ մեկը չի վերաբերում յուրաքանչյուր իրավիճակին:

Քվանտային մոտեցմամբ, ինչպես նշում են Վոնգը և նրա գործընկերները, վարքի շատ բարդ և բարդ ասպեկտներ կարելի է բացատրել աքսիոմների մեկ սահմանափակ շարքով: Նույն քվանտային մոդելը, որը բացատրում է, թե ինչու է հարցերի հերթականությունն ազդում հարցված մարդկանց պատասխանների վրա, բացատրում է նաև բանտարկյալի երկընտրանքի պարադիգմում ռացիոնալության խախտումները, մի էֆեկտ, երբ մարդիկ աշխատում են միասին, նույնիսկ երբ դա բոլորովին չի բխում նրանց շահերից:

«Բանտարկյալի երկընտրանքը և հարցադրումների կարգը երկու շատ տարբեր էֆեկտներ են դասական հոգեբանության մեջ, բայց դրանք երկուսն էլ կարող են բացատրվել նույն քվանտային մոդելով», - ասում է Վոնգը: -Դրա օգնությամբ կարելի է բացատրել հոգեբանության մեջ շատ այլ, անկապ ու առեղծվածային եզրակացություններ։ Եվ էլեգանտ»:

• Թարգմանություն

Ըստ Օքսֆորդի համալսարանի ֆիզիկոս Օուեն Մարոնիի, քվանտային տեսության հայտնվելուց ի վեր՝ 1900-ական թվականներին, բոլորը խոսում էին տեսության տարօրինակության մասին։ Ինչպես է այն թույլ տալիս մասնիկներին և ատոմներին միաժամանակ շարժվել մի քանի ուղղություններով, կամ միաժամանակ պտտվել ժամացույցի սլաքի ուղղությամբ և հակառակ ուղղությամբ: Բայց բառերը ոչինչ չեն կարող ապացուցել։ «Եթե մենք հանրությանը ասենք, որ քվանտային տեսությունը շատ տարօրինակ է, մենք պետք է փորձարկենք այս պնդումը», - ասում է Մարոնին: «Հակառակ դեպքում, մենք գիտությամբ չենք զբաղվում, այլ խոսում ենք գրատախտակի վրա ամենատարբեր ճռճռոցների մասին»:

Սա այն է, ինչ Մարոնիին և նրա գործընկերներին գաղափար է տվել մշակել փորձերի նոր շարք՝ բացահայտելու ալիքային ֆունկցիայի էությունը՝ քվանտային տարօրինակությունների հիմքում ընկած խորհրդավոր էությունը: Թղթի վրա ալիքի ֆունկցիան պարզապես մաթեմատիկական օբյեկտ է, որը նշվում է psi (Ψ) տառով (այդ squiggles-ից մեկը) և օգտագործվում է մասնիկների քվանտային վարքը նկարագրելու համար։ Կախված փորձից՝ ալիքի ֆունկցիան գիտնականներին թույլ է տալիս հաշվարկել որոշակի վայրում էլեկտրոն տեսնելու հավանականությունը կամ նրա սպինի վեր կամ վար կողմնորոշվելու հավանականությունը: Բայց մաթեմատիկան չի ասում, թե իրականում ինչ է ալիքային ֆունկցիան: Արդյո՞ք դա ֆիզիկական բան է: Թե՞ պարզապես հաշվողական գործիք՝ իրական աշխարհի մասին դիտորդի անտեղյակության դեմ պայքարելու համար:

Հարցին պատասխանելու համար օգտագործվող թեստերը շատ նուրբ են և դեռ վերջնական պատասխան չեն տվել: Սակայն հետազոտողները լավատես են, որ վերջը մոտ է: Եվ նրանք վերջապես կկարողանան պատասխանել տասնամյակներ շարունակ բոլորին տանջող հարցերին։ Կարո՞ղ է մասնիկը իրոք միաժամանակ լինել շատ վայրերում: Արդյո՞ք Տիեզերքն անընդհատ բաժանվում է զուգահեռ աշխարհների, որոնցից յուրաքանչյուրը պարունակում է մեր այլընտրանքային տարբերակը: «Օբյեկտիվ իրականություն» կոչվող մի բան գոյություն ունի՞։

«Բոլորն էլ վաղ թե ուշ ունենում են նման հարցեր», - ասում է Ալեսանդրո Ֆեդրիչին, Քվինսլենդի համալսարանի ֆիզիկոս (Ավստրալիա): «Ի՞նչն է իրականում իրականում»:

Իրականության էության վերաբերյալ վեճերը սկսվեցին այն ժամանակ, երբ ֆիզիկոսները հայտնաբերեցին, որ ալիքը և մասնիկը նույն մետաղադրամի երկու կողմերն են: Դասական օրինակ է կրկնակի ճեղքվածքով փորձը, որտեղ առանձին էլեկտրոններ արձակվում են պատնեշի մեջ, որն ունի երկու ճեղք. էլեկտրոնն իրեն պահում է այնպես, կարծես այն անցնում է միաժամանակ երկու ճեղքերով, մյուս կողմից ստեղծելով գծավոր միջամտության նախշ: 1926 թվականին ավստրիացի ֆիզիկոս Էրվին Շրյոդինգերը ստեղծեց ալիքային ֆունկցիա՝ նկարագրելու այս վարքագիծը և ստացավ հավասարում, որը կարող էր հաշվարկվել ցանկացած իրավիճակի համար։ Բայց ոչ նա, ոչ էլ որևէ մեկը չկարողացան որևէ բան ասել այս գործառույթի բնույթի մասին։

Շնորհք անգիտության մեջ

Գործնական տեսանկյունից դրա բնույթը կարեւոր չէ։ Քվանտային տեսության Կոպենհագենի մեկնաբանությունը, որը ստեղծվել է 1920-ականներին Նիլս Բորի և Վերներ Հայզենբերգի կողմից, օգտագործում է ալիքի ֆունկցիան պարզապես որպես դիտումների արդյունքները կանխատեսելու գործիք՝ առանց մտածելու, թե ինչ է կատարվում իրականում: «Դուք չեք կարող մեղադրել ֆիզիկոսներին այս «լռեք և հաշվեք» վարքագծի համար, քանի որ այն հանգեցրել է զգալի առաջընթացի միջուկային, ատոմային, պինդ վիճակների և մասնիկների ֆիզիկայում», - ասում է Բելգիայի Կաթոլիկ համալսարանի վիճակագրական ֆիզիկոս Ժան Բրիկմոնը։ . «Ուրեմն մարդկանց խորհուրդ է տրվում չանհանգստանալ հիմնարար հարցերով»։

Բայց ոմանք դեռ անհանգստացած են։ 1930-ականներին Էյնշտեյնը մերժել էր Կոպենհագենյան մեկնաբանությունը, հատկապես այն պատճառով, որ այն թույլ էր տալիս երկու մասնիկների խճճել իրենց ալիքային ֆունկցիաները, ինչը հանգեցրեց մի իրավիճակի, երբ մեկի չափումները կարող էին անմիջապես տալ մյուսի վիճակը, նույնիսկ եթե դրանք բաժանված էին հսկայական հեռավորություններով: հեռավորությունները. Որպեսզի չհամակերպվի այս «հեռավորության վրա վախեցնող փոխազդեցության» հետ, Էյնշտեյնը նախընտրեց հավատալ, որ մասնիկների ալիքային ֆունկցիաները թերի են։ Նա ասաց, որ հնարավոր է, որ մասնիկները ունեն որոշ թաքնված փոփոխականներ, որոնք որոշում են չափման արդյունքը, որոնք չեն նկատվել քվանտային տեսության կողմից։

Այդ ժամանակվանից փորձերը ցույց են տվել հեռավորության վրա վախկոտ փոխազդեցության ֆունկցիոնալությունը, ինչը մերժում է թաքնված փոփոխականների հայեցակարգը: բայց դա չխանգարեց մյուս ֆիզիկոսներին դրանք մեկնաբանել յուրովի: Այս մեկնաբանությունները բաժանվում են երկու ճամբարի. Ոմանք համաձայն են Էյնշտեյնի հետ, որ ալիքային ֆունկցիան արտացոլում է մեր անտեղյակությունը: Սրանք այն են, ինչ փիլիսոփաներն անվանում են պսի-էպիստեմիկ մոդելներ: Իսկ մյուսները ալիքի ֆունկցիան դիտարկում են որպես իրական բան՝ psi-ontic մոդելներ:

Տարբերությունը հասկանալու համար եկեք պատկերացնենք Շրյոդինգերի մտքի փորձը, որը նա նկարագրել է 1935 թվականին Էյնշտեյնին ուղղված նամակում։ Կատուն պողպատե տուփի մեջ է։ Տուփը պարունակում է ռադիոակտիվ նյութի նմուշ, որն ունի 50% հավանականություն՝ մեկ ժամվա ընթացքում քայքայվող արտադրանքը ազատելու, և մեքենա, որը կթունավորի կատվին, եթե այս արտադրանքը հայտնաբերվի: Քանի որ ռադիոակտիվ քայքայումը քվանտային մակարդակի իրադարձություն է, գրում է Շրյոդինգերը, քվանտային տեսության կանոններն ասում են, որ ժամի վերջում տուփի ներսի ալիքային ֆունկցիան պետք է լինի մեռած և կենդանի կատվի խառնուրդ։

«Կոպիտ ասած,- մեղմ է ասում Ֆեդրիչին,- հոգեէպիստեմիկ մոդելում տուփի կատուն կա՛մ ողջ է, կա՛մ մեռած, և մենք դա պարզապես չգիտենք, քանի որ տուփը փակ է»: Իսկ psionic մոդելների մեծ մասում համաձայնություն կա Կոպենհագենյան մեկնաբանության հետ. քանի դեռ դիտորդը չի բացել տուփը, կատուն և՛ ողջ, և՛ մեռած կլինի:

Բայց այստեղ վեճը փակուղի է հասնում։ Ո՞ր մեկնությունն է ճիշտ: Այս հարցին դժվար է պատասխանել փորձնականորեն, քանի որ մոդելների միջև տարբերությունները շատ նուրբ են: Նրանք, ըստ էության, պետք է կանխատեսեն նույն քվանտային երևույթը, ինչ Կոպենհագենյան շատ հաջող մեկնաբանությունը: Քվինսլենդի համալսարանի ֆիզիկոս Էնդրյու Ուայթը ասում է, որ քվանտային տեխնոլոգիայի ոլորտում իր 20-ամյա կարիերայի ընթացքում «այս խնդիրը նման էր հսկայական հարթ լեռան՝ առանց եզրերի, որին չես կարող մոտենալ»։

Ամեն ինչ փոխվեց 2011-ին, երբ հրապարակվեց քվանտային չափման թեորեմը, որը կարծես վերացրեց «ալիքային ֆունկցիան որպես անտեղյակություն» մոտեցումը։ Բայց ավելի ուշադիր ուսումնասիրելուց հետո պարզվեց, որ այս թեորեմը բավականաչափ տեղ է թողնում նրանց մանևրելու համար։ Այնուամենայնիվ, այն ոգեշնչել է ֆիզիկոսներին լրջորեն մտածել վեճը լուծելու ուղիների մասին՝ ստուգելով ալիքի ֆունկցիայի իրականությունը: Մարոնին արդեն նախագծել էր մի փորձ, որը սկզբունքորեն աշխատեց, և նա և իր գործընկերները շուտով գտան այն գործնականում գործելու միջոց: Փորձարկումն անցկացվել է անցյալ տարի Ֆեդրիչիի, Ուայթի և այլոց կողմից։

Թեստի գաղափարը հասկանալու համար պատկերացրեք երկու տախտակամած քարտեր: Մեկը միայն կարմիրներ ունի, մյուսը՝ էյս: «Ձեզ տրվում է քարտ և խնդրում են բացահայտել, թե որ տախտակամածից է այն», - ասում է նույն համալսարանի ֆիզիկոս Մարտին Ռինգբաուերը: Եթե ​​դա կարմիր էյս է, «կլինի քրոսովեր, և դու հաստատ չես կարող ասել»: Բայց եթե գիտեք, թե քանի քարտ կա յուրաքանչյուր տախտակամածում, կարող եք հաշվարկել, թե որքան հաճախ է առաջանալու այս երկիմաստ իրավիճակը:

Ֆիզիկան վտանգի տակ է

Նույն երկիմաստությունը տեղի է ունենում քվանտային համակարգերում։ Միշտ չէ, որ հնարավոր է պարզել, օրինակ, թե որքանով է բևեռացված ֆոտոնը մեկ չափման միջոցով։ «Իրական կյանքում հեշտ է տարբերակել արևմուտքը արևմուտքից հարավ ընկած ուղղությունից, բայց քվանտային համակարգերում դա այնքան էլ հեշտ չէ», - ասում է Ուայթը: Կոպենհագենի ստանդարտ մեկնաբանության համաձայն, բևեռացման մասին հարցնելն իմաստ չունի, քանի որ հարցը պատասխան չունի, քանի դեռ ևս մեկ չափումը ճշգրիտ չի որոշել պատասխանը: Բայց, ըստ ալիքի ֆունկցիան-որպես անտեղյակության մոդելի, հարցն իմաստալից է. պարզապես փորձը, ինչպես քարտերի տախտակամածով փորձը, զուրկ է տեղեկատվությանից: Ինչպես քարտեզների դեպքում, կարելի է կանխատեսել, թե քանի ոչ միանշանակ իրավիճակներ կարող են բացատրվել նման անտեղյակությամբ և համեմատել դրանք ստանդարտ տեսության կողմից լուծված մեծ թվով երկիմաստ իրավիճակների հետ:

Սա հենց այն է, ինչ փորձարկեցին Ֆեդրիչին և նրա թիմը: Թիմը չափել է բևեռացումը և ֆոտոնների ճառագայթի այլ հատկություններ և գտել խաչմերուկի մակարդակներ, որոնք չեն կարող բացատրվել «անտեղյակության» մոդելներով: Արդյունքը աջակցում է այլընտրանքային տեսությանը. եթե գոյություն ունի օբյեկտիվ իրականություն, ապա գոյություն ունի ալիքային ֆունկցիա: «Տպավորիչ է, որ թիմը կարողացավ լուծել նման բարդ խնդիր նման պարզ փորձի միջոցով», - ասում է Գերմանիայի Բոննի համալսարանի ֆիզիկոս Անդրեա Ալբերտին:

Եզրակացությունը դեռևս հաստատված չէ. քանի որ դետեկտորները որսացել են թեստի ժամանակ օգտագործված ֆոտոնների միայն հինգերորդ մասը, մենք պետք է ենթադրենք, որ կորցրած ֆոտոնները նույն կերպ են վարվել: Սա ամուր ենթադրություն է, և թիմն այժմ աշխատում է կորուստները նվազեցնելու և ավելի վերջնական արդյունք տալու ուղղությամբ: Միևնույն ժամանակ, Մարոնիի թիմը Օքսֆորդում աշխատում է Ավստրալիայի Նոր Հարավային Ուելսի համալսարանի հետ՝ փորձը կրկնելու իոններով, որոնք ավելի հեշտ է հետևել: «Առաջիկա վեց ամսվա ընթացքում մենք կունենանք այս փորձի վերջնական տարբերակը», - ասում է Մարոնին:

Բայց եթե նույնիսկ դրանք հաջողակ լինեն, և «ալիքի գործառույթը որպես իրականություն» մոդելները հաղթեն, ապա այս մոդելները նույնպես տարբեր տարբերակներ ունեն։ Փորձարարները պետք է ընտրեն դրանցից մեկը:

Ամենավաղ մեկնաբանություններից մեկն արվել է 1920-ականներին ֆրանսիացի Լուի դը Բրոլիի կողմից, իսկ 1950-ականներին ընդլայնվել է ամերիկացի Դեյվիդ Բոմի կողմից։ Ըստ Broglie-Bohm մոդելների, մասնիկները ունեն որոշակի տեղակայում և հատկություններ, բայց դրանք առաջնորդվում են որոշակի «պիլոտային ալիքով», որը սահմանվում է որպես ալիքային ֆունկցիա: Սա բացատրում է երկու ճեղքվածքով փորձը, քանի որ փորձնական ալիքը կարող է անցնել երկու ճեղքերով և առաջացնել միջամտության օրինաչափություն, թեև էլեկտրոնն ինքը, նրա կողմից ձգվող, անցնում է երկու ճեղքերից միայն մեկի միջով:

2005 թվականին այս մոդելը ստացավ անսպասելի աջակցություն։ Ֆիզիկոսներ Էմանուել Ֆորտը, որն այժմ գտնվում է Փարիզի Լանգևինի ինստիտուտում, և Իվ Կոդյեն Փարիզի Դիդրոյի համալսարանից, ուսանողներին տվեցին այն, ինչ նրանք կարծում էին, որ պարզ խնդիր էր. փորձ արեցին, որում սկուտեղի վրա ընկնող յուղի կաթիլները միաձուլվում էին թրթռումների պատճառով: սկուտեղ. Ի զարմանս բոլորի, կաթիլների շուրջ ալիքներ սկսեցին առաջանալ, երբ սկուտեղը որոշակի հաճախականությամբ թրթռում էր: «Կաթիլները սկսեցին ինքնուրույն շարժվել սեփական ալիքների վրա», - ասում է Ֆորտը: «Դա երկակի առարկա էր՝ ալիքով գծված մասնիկ»։

Այդ ժամանակվանից Ֆորթը և Քաուդիերը ցույց են տվել, որ նման ալիքները կարող են իրականացնել իրենց մասնիկները կրկնակի ճեղքվածքով փորձի ժամանակ, ճիշտ այնպես, ինչպես կանխատեսում է փորձնական ալիքային տեսությունը, և կարող են վերարտադրել այլ քվանտային էֆեկտներ: Բայց դա չի ապացուցում պիլոտային ալիքների գոյությունը քվանտային աշխարհում։ «Մեզ ասացին, որ նման էֆեկտներն անհնարին են դասական ֆիզիկայում», - ասում է Ֆորտը: «Եվ այստեղ մենք ցույց տվեցինք այն, ինչ հնարավոր է»:

Իրականության վրա հիմնված մոդելների մեկ այլ հավաքածու, որը մշակվել է 1980-ականներին, փորձում է բացատրել մեծ և փոքր օբյեկտների միջև հատկությունների հսկայական տարբերությունները: «Ինչու կարող են էլեկտրոններն ու ատոմները լինել միանգամից երկու տեղում, իսկ սեղանները, աթոռները, մարդիկ և կատուները՝ ոչ», - ասում է Անջելո Բասին՝ Տրիեստի համալսարանի ֆիզիկոս (Իտալիա): Այս տեսությունները, որոնք հայտնի են որպես «փլուզման մոդելներ», ասում են, որ առանձին մասնիկների ալիքային ֆունկցիաները իրական են, բայց կարող են կորցնել իրենց քվանտային հատկությունները և ստիպել մասնիկին որոշակի դիրքի հասնել տարածության մեջ: Մոդելները նախագծված են այնպես, որ նման փլուզման հնարավորությունները չափազանց փոքր լինեն առանձին մասնիկի համար, որպեսզի ատոմային մակարդակում գերիշխեն քվանտային էֆեկտները։ Բայց փլուզման հավանականությունը արագորեն մեծանում է, քանի որ մասնիկները միավորվում են, և մակրոսկոպիկ առարկաները լիովին կորցնում են իրենց քվանտային հատկությունները և իրենց պահում դասական ֆիզիկայի օրենքների համաձայն:

Սա փորձարկելու եղանակներից մեկը մեծ օբյեկտներում քվանտային էֆեկտներ փնտրելն է: Եթե ​​ստանդարտ քվանտային տեսությունը ճիշտ է, ապա չափի սահմանափակում չկա: Իսկ ֆիզիկոսներն արդեն իրականացրել են կրկնակի ճեղքվածքով փորձ՝ օգտագործելով խոշոր մոլեկուլներ։ Բայց եթե կոլապսի մոդելները ճիշտ են, ապա քվանտային էֆեկտները տեսանելի չեն լինի որոշակի զանգվածից բարձր: Տարբեր խմբեր նախատեսում են փնտրել այս զանգվածը՝ օգտագործելով սառը ատոմներ, մոլեկուլներ, մետաղական կլաստերներ և նանոմասնիկներ: Նրանք հույս ունեն արդյունքներ բացահայտել առաջիկա տասը տարում։ «Այն, ինչ լավն է այս փորձերի մեջ, այն է, որ մենք քվանտային տեսությունը կդնենք խիստ թեստերի, որտեղ այն նախկինում չի փորձարկվել», - ասում է Մարոնին:

Զուգահեռ աշխարհներ

Մեկ «ալիքային ֆունկցիա որպես իրականություն» մոդելն արդեն հայտնի է և սիրված գիտաֆանտաստիկ գրողների կողմից։ Սա բազմաշխարհի մեկնաբանությունն է, որը մշակվել է 1950-ականներին Հյու Էվերեթի կողմից, ով այդ ժամանակ Նյու Ջերսիի Փրինսթոնի համալսարանի ուսանող էր: Այս մոդելում ալիքի ֆունկցիան այնքան ուժեղ է որոշում իրականության զարգացումը, որ յուրաքանչյուր քվանտային չափումով Տիեզերքը բաժանվում է զուգահեռ աշխարհների: Այսինքն, երբ կատվի հետ տուփ ենք բացում, երկու Տիեզերք ենք ծնում` մեկը սատկած կատվի հետ, մյուսը` կենդանի:

Դժվար է առանձնացնել այս մեկնաբանությունը ստանդարտ քվանտային տեսությունից, քանի որ նրանց կանխատեսումները նույնն են: Սակայն անցյալ տարի Բրիսբենի Գրիֆիթ համալսարանի Հովարդ Ուայզմանը և նրա գործընկերները առաջարկեցին բազմատեսակ փորձարկվող մոդել: Նրանց մոդելում ալիքային ֆունկցիա չկա՝ մասնիկները ենթարկվում են դասական ֆիզիկային, Նյուտոնի օրենքներին։ Իսկ քվանտային աշխարհի տարօրինակ ազդեցությունները հայտնվում են այն պատճառով, որ զուգահեռ տիեզերքներում առկա են վանող ուժեր մասնիկների և նրանց կլոնների միջև։ «Նրանց միջև վանող ուժը ստեղծում է ալիքներ, որոնք տարածվում են զուգահեռ աշխարհներով», - ասում է Ուայզմանը:

Օգտագործելով համակարգչային սիմուլյացիա, որում փոխազդում են 41 տիեզերք, նրանք ցույց տվեցին, որ մոդելը մոտավորապես վերարտադրում է մի քանի քվանտային էֆեկտներ, ներառյալ մասնիկների հետագծերը կրկնակի ճեղքվածքով փորձի ժամանակ: Քանի որ աշխարհների թիվը մեծանում է, միջամտության օրինաչափությունը ձգտում է իրականին: Քանի որ տեսության կանխատեսումները տարբերվում են՝ կախված աշխարհների քանակից, Ուայզմանը ասում է, որ հնարավոր է ստուգել՝ արդյոք բազմաշխարհի մոդելը ճիշտ է, այսինքն՝ չկա ալիքային ֆունկցիա, և որ իրականությունը գործում է դասական օրենքների համաձայն:

Քանի որ ալիքի ֆունկցիան այս մոդելում անհրաժեշտ չէ, այն կենսունակ կմնա նույնիսկ եթե ապագա փորձերը բացառեն «անտեղյակության» մոդելները: Բացի դրանից, գոյատևելու են այլ մոդելներ, օրինակ՝ Կոպենհագենյան մեկնաբանությունը, որը պնդում է, որ չկա օբյեկտիվ իրականություն, այլ միայն հաշվարկներ։

Բայց հետո, ասում է Ուայթը, այս հարցը կդառնա ուսումնասիրության առարկա։ Եվ չնայած դեռ ոչ ոք չգիտի, թե ինչպես դա անել, «այն, ինչ իսկապես հետաքրքիր կլինի, թեստ մշակելն է, որը ստուգում է, թե արդյոք մենք նույնիսկ ունենք օբյեկտիվ իրականություն»:

29.10.2016

Չնայած այսօրվա թեմայի հնչեղությանը և խորհրդավորությանը, մենք կփորձենք պատմել ինչ է ուսումնասիրում քվանտային ֆիզիկան, պարզ բառերով, քվանտային ֆիզիկայի ինչ ճյուղեր են տեղի ունենում և ինչու է սկզբունքորեն անհրաժեշտ քվանտային ֆիզիկան։

Ստորև ներկայացված նյութը հասկանալի է բոլորին:

Նախքան բամբասելը, թե ինչ է ուսումնասիրում քվանտային ֆիզիկան, տեղին կլինի հիշել, թե որտեղից սկսվեց ամեն ինչ...

19-րդ դարի կեսերին մարդկությունը լրջորեն զբաղված էր այն խնդիրների ուսումնասիրությամբ, որոնք անհնար էր լուծել դասական ֆիզիկայի ապարատի միջոցով։

Մի շարք երևույթներ «տարօրինակ» էին թվում։ Որոշ հարցեր ընդհանրապես պատասխան չգտան։

1850-ական թվականներին Ուիլյամ Համիլթոնը, հավատալով, որ դասական մեխանիկան ի վիճակի չէ ճշգրիտ նկարագրել լույսի ճառագայթների շարժումը, առաջարկեց իր սեփական տեսությունը, որը գիտության պատմության մեջ մտավ Համիլթոն-Ջակոբի ֆորմալիզմ անունով, որը հիմնված էր պոստուլատի վրա։ լույսի ալիքային տեսության մասին:

1885 թվականին, շվեյցարացի ֆիզիկոս Յոհան Բալմերը ընկերոջ հետ վիճելուց հետո էմպիրիկ կերպով դուրս բերեց մի բանաձև, որը հնարավորություն տվեց շատ բարձր ճշգրտությամբ հաշվարկել սպեկտրային գծերի ալիքի երկարությունները։

Բալմերը չի կարողացել բացատրել հայտնաբերված օրինաչափությունների պատճառները:

1895 թվականին Վիլհելմ Ռենտգենը, ուսումնասիրելով կաթոդային ճառագայթները, հայտնաբերեց ճառագայթում, որը նա անվանեց ռենտգենյան ճառագայթներ (հետագայում վերանվանվեց ճառագայթներ), որոնք բնութագրվում էին հզոր թափանցող բնույթով։

Մեկ տարի անց՝ 1896 թվականին, Անրի Բեքերելը, ուսումնասիրելով ուրանի աղերը, հայտնաբերեց նմանատիպ հատկություններով ինքնաբուխ ճառագայթում։ Նոր երեւույթը ստացել է ռադիոակտիվություն:

1899 թվականին ապացուցվեց ռենտգենյան ճառագայթների ալիքային բնույթը։

Լուսանկար 1. Քվանտային ֆիզիկայի հիմնադիրներ Մաքս Պլանկ, Էրվին Շրյոդինգեր, Նիլս Բոր

1901 թվականը նշանավորվեց ատոմի առաջին մոլորակային մոդելի հայտնվելով, որն առաջարկել էր Ժան Պերինը։ Ավաղ, ինքը՝ գիտնականը, հրաժարվեց այս տեսությունից՝ չգտնելով դրա հաստատումը էլեկտրադինամիկայի տեսության տեսանկյունից։

Երկու տարի անց ճապոնացի գիտնական Հանտարո Նագաոկան առաջարկեց ատոմի մեկ այլ մոլորակային մոդել, որի կենտրոնում պետք է լինի դրական լիցքավորված մասնիկ, որի շուրջ էլեկտրոնները կպտտվեն ուղեծրերով։

Այս տեսությունը, սակայն, հաշվի չի առել էլեկտրոնների արտանետվող ճառագայթումը և, հետևաբար, չի կարողացել, օրինակ, բացատրել սպեկտրային գծերի տեսությունը։

Անդրադառնալով ատոմի կառուցվածքին՝ 1904 թվականին Ջոզեֆ Թոմսոնն առաջին անգամ մեկնաբանեց վալենտության հայեցակարգը ֆիզիկական տեսանկյունից։

Քվանտային ֆիզիկայի ծննդյան տարեթիվը, հավանաբար, կարելի է ճանաչել 1900 թվականը՝ դրա հետ կապելով Մաքս Պլանկի ելույթը գերմանական ֆիզիկայի ժողովում։

Պլանկն էր, ով առաջարկեց մի տեսություն, որը միավորում էր մինչ այժմ տարբեր ֆիզիկական հասկացություններ, բանաձևեր և տեսություններ, ներառյալ Բոլցմանի հաստատունը, կապող էներգիան և ջերմաստիճանը, Ավոգադրոյի թիվը, Վիենի տեղաշարժման օրենքը, էլեկտրոնների լիցքը, Բոլցմանի ճառագայթման օրենքը…

Նա նաև գործածության մեջ մտցրեց գործողության քվանտի հայեցակարգը (երկրորդը՝ Բոլցմանի հաստատունից հետո՝ հիմնարար հաստատուն)։

Քվանտային ֆիզիկայի հետագա զարգացումն ուղղակիորեն կապված է Հենդրիկ Լորենցի, Ալբերտ Էյնշտեյնի, Էռնստ Ռադերֆորդի, Առնոլդ Զոմմերֆելդի, Մաքս Բորնի, Նիլս Բորի, Էրվին Շրոդինգերի, Լուի դե Բրոլիի, Վերներ Հայզենբերգի, Վոլֆգանգ Պաուլիի, Պոլ Դիրակի, Էնրիկո Ֆերմիի անունների հետ։ շատ այլ նշանավոր գիտնականներ, որոնք աշխատել են 20-րդ դարի առաջին կեսին։

Գիտնականներին հաջողվել է հասկանալ տարրական մասնիկների էությունը աննախադեպ խորությամբ, ուսումնասիրել մասնիկների և դաշտերի փոխազդեցությունները, բացահայտել նյութի քվարկային բնույթը, ելնել ալիքի ֆունկցիան և բացատրել դիսկրետության (քվանտացում) և ալիք-մասնիկ երկակիության հիմնարար հասկացությունները:

Քվանտային տեսությունը, ինչպես ոչ մի ուրիշը, մարդկությանը մոտեցրել է տիեզերքի հիմնարար օրենքների ըմբռնմանը, ծանոթ հասկացությունները փոխարինել է ավելի ճշգրիտ հասկացություններով և ստիպել մեզ վերանայել հսկայական թվով ֆիզիկական մոդելներ:

Ի՞նչ է ուսումնասիրում քվանտային ֆիզիկան:

Քվանտային ֆիզիկան նկարագրում է նյութի հատկությունները միկրոֆենոմենների մակարդակում՝ ուսումնասիրելով միկրոօբյեկտների (քվանտային օբյեկտների) շարժման օրենքները։

Քվանտային ֆիզիկայի ուսումնասիրության առարկակազմում են 10 −8 սմ կամ պակաս չափսերով քվանտային առարկաներ։ Սա.

• մոլեկուլներ,
• ատոմներ,
• ատոմային միջուկներ,
• տարրական մասնիկներ.

Միկրոօբյեկտների հիմնական բնութագրերն են հանգստի զանգվածը և էլեկտրական լիցքը։ Մեկ էլեկտրոնի (me) զանգվածը 9,1 10 −28 գ է։

Համեմատության համար նշենք, որ մյուոնի զանգվածը 207 մ է, նեյտրոնը՝ 1839 մ, պրոտոնը՝ 1836 մ։

Որոշ մասնիկներ ընդհանրապես չունեն հանգստի զանգված (նեյտրինոներ, ֆոտոններ): Նրանց զանգվածը 0 ինձ է:

Ցանկացած միկրոօբյեկտի էլեկտրական լիցքը էլեկտրոնի լիցքի բազմապատիկն է՝ հավասար 1,6 × 10 −19 C: Լիցքավորված առարկաների հետ միասին կան չեզոք միկրոօբյեկտներ, որոնց լիցքը զրոյական է։

Լուսանկար 2. Քվանտային ֆիզիկան մեզ ստիպել է վերանայել ավանդական տեսակետները ալիքների, դաշտերի և մասնիկների հասկացությունների վերաբերյալ

Բարդ միկրոօբյեկտի էլեկտրական լիցքը հավասար է նրա բաղկացուցիչ մասնիկների լիցքերի հանրահաշվական գումարին։

Միկրոօբյեկտների հատկությունները ներառում են պտտել(բառացիորեն թարգմանվել է անգլերենից - «պտտվել»):

Այն սովորաբար մեկնաբանվում է որպես քվանտային օբյեկտի անկյունային իմպուլս՝ անկախ արտաքին պայմաններից։

Իրական աշխարհում դժվար է մեջքի համարժեք պատկեր գտնել։ Այն չի կարելի համարել որպես պտտվող գագաթ՝ իր քվանտային բնույթի պատճառով։ Դասական ֆիզիկան ի վիճակի չէ նկարագրելու այս օբյեկտը:

Սփինի առկայությունը ազդում է միկրոօբյեկտների վարքագծի վրա:

Սփինի առկայությունը զգալի առանձնահատկություններ է մտցնում միկրոաշխարհի առարկաների վարքի մեջ, որոնց մեծ մասը՝ անկայուն առարկաները, ինքնաբերաբար քայքայվում են՝ վերածվելով այլ քվանտային օբյեկտների:

Կայուն միկրոօբյեկտները, որոնք ներառում են նեյտրինոներ, էլեկտրոններ, ֆոտոններ, պրոտոններ, ինչպես նաև ատոմներ և մոլեկուլներ, ունակ են քայքայվել միայն հզոր էներգիայի ազդեցության տակ։

Քվանտային ֆիզիկան ամբողջությամբ կլանում է դասական ֆիզիկան՝ այն դիտարկելով որպես իր սահմանափակող դեպք։

Իրականում քվանտային ֆիզիկան լայն իմաստով ժամանակակից ֆիզիկա է:

Այն, ինչ նկարագրում է քվանտային ֆիզիկան միկրոաշխարհում, անհնար է ընկալել: Դրա պատճառով քվանտային ֆիզիկայի շատ դրույթներ դժվար է պատկերացնել՝ ի տարբերություն դասական ֆիզիկայի նկարագրած առարկաների։

Չնայած դրան, նոր տեսությունները հնարավորություն են տվել փոխել մեր պատկերացումները ալիքների և մասնիկների, դինամիկ և հավանական նկարագրության, շարունակական և դիսկրետի մասին:

Քվանտային ֆիզիկան պարզապես նորահայտ տեսություն չէ:

Սա տեսություն է, որը կարողացավ կանխատեսել և բացատրել անհավատալի թվով երևույթներ՝ ատոմային միջուկներում տեղի ունեցող գործընթացներից մինչև արտաքին տարածության մակրոսկոպիկ ազդեցությունները:

Քվանտային ֆիզիկան, ի տարբերություն դասական ֆիզիկայի, ուսումնասիրում է նյութը հիմնարար մակարդակում՝ տալով շրջակա իրականության երևույթների մեկնաբանություններ, որոնք ավանդական ֆիզիկան ի վիճակի չէ տալ (օրինակ՝ ինչու են ատոմները մնում կայուն կամ տարրական մասնիկներն իսկապես տարրական են):

Քվանտային տեսությունը մեզ հնարավորություն է տալիս ավելի ճշգրիտ նկարագրել աշխարհը, քան ընդունված էր մինչ իր ստեղծվելը:

Քվանտային ֆիզիկայի նշանակությունը

Տեսական զարգացումները, որոնք կազմում են քվանտային ֆիզիկայի էությունը, կիրառելի են ինչպես աներևակայելի հսկայական տիեզերական օբյեկտների, այնպես էլ չափազանց փոքր տարրական մասնիկների ուսումնասիրության համար:

Քվանտային էլեկտրադինամիկաընկղմում է մեզ ֆոտոնների և էլեկտրոնների աշխարհում՝ կենտրոնանալով նրանց միջև փոխազդեցությունների ուսումնասիրության վրա։

Խտացրած նյութի քվանտային տեսությունխորացնում է մեր գիտելիքները գերհեղուկների, մագնիսների, հեղուկ բյուրեղների, ամորֆ պինդ մարմինների, բյուրեղների և պոլիմերների մասին:

Լուսանկար 3. Քվանտային ֆիզիկան մարդկությանը տվել է մեզ շրջապատող աշխարհի շատ ավելի ճշգրիտ նկարագրությունը

Գիտական ​​հետազոտությունները վերջին տասնամյակների ընթացքում կենտրոնացած են տարրական մասնիկների քվարկային կառուցվածքի ուսումնասիրության վրա՝ քվանտային ֆիզիկայի անկախ ճյուղի շրջանակներում. քվանտային քրոմոդինամիկա.

Ոչ հարաբերական քվանտային մեխանիկա(այն, որը դուրս է Էյնշտեյնի հարաբերականության տեսության շրջանակներից) ուսումնասիրում է համեմատաբար ցածր արագությամբ շարժվող մանրադիտակային առարկաները (ավելի քիչ), մոլեկուլների և ատոմների հատկությունները, դրանց կառուցվածքը։

Քվանտային օպտիկազբաղվում է լույսի քվանտային հատկությունների դրսևորման հետ կապված փաստերի գիտական ​​ուսումնասիրությամբ (լուսաքիմիական պրոցեսներ, ջերմային և գրգռված ճառագայթում, ֆոտոէլեկտրական էֆեկտ)։

Դաշտի քվանտային տեսությունմիավորող բաժին է, որն իր մեջ ներառում է հարաբերականության տեսության և քվանտային մեխանիկայի գաղափարները։

Քվանտային ֆիզիկայի շրջանակներում մշակված գիտական ​​տեսությունները հզոր խթան են հաղորդել քվանտային էլեկտրոնիկայի, տեխնոլոգիայի, պինդ մարմինների քվանտային տեսության, նյութագիտության և քվանտային քիմիայի զարգացմանը։

Առանց գիտելիքի նշված ճյուղերի առաջացման և զարգացման, անհնար կլիներ ստեղծել տիեզերանավեր, միջուկային սառցաբեկորներ, բջջային կապ և շատ այլ օգտակար գյուտեր:

Դատարկ տարածքը դատարկ չէ

Ժամանակակից հետազոտությունները ցույց են տվել, որ դատարկ տարածքը դատարկ չէ: Այն լցված է հսկայական էներգիայով։Բացարձակ վակուումի յուրաքանչյուր խորանարդ սանտիմետրը պարունակում է այնքան էներգիա, որքան չի պարունակվում մեր Տիեզերքի բոլոր նյութական օբյեկտներում:

Իսկ եթե մենք էլ ավելի խորանանք: Դեմոկրիտոսից հազարավոր տարիներ առաջ հնդիկ իմաստունները գիտեին, որ մեր զգայարաններով ընկալվող իրականությունից դուրս կա մեկ այլ՝ ավելի «կարևոր» իրականություն։ Հինդուիզմը սովորեցնում է. արտաքին ձևերի աշխարհը պարզապես մայա է, պատրանք: Նա ամենևին այն չէ, ինչ մենք ենք նրան ընկալում։ Կա «ավելի բարձր իրականություն»՝ ավելի հիմնարար, քան նյութական Տիեզերքը: Նրանից են բխում մեր պատրանքային աշխարհի բոլոր երեւույթները, և դա ինչ-որ կերպ կապված է մարդու գիտակցության հետ։

Ըստ էության, ոչինչ իմաստ չունի՝ ամեն ինչ բացարձակ պատրանքային է։ Նույնիսկ ամենազանգվածային առարկաները բոլորն էլ աննյութական նյութ են, որոնք շատ նման են մտքին. ընդհանուր առմամբ, շուրջը ամեն ինչ կենտրոնացված տեղեկատվություն է։ – Ջեֆրի Սատինովեր, բժ

Նույն եզրակացությանն է այսօր եկել քվանտային ֆիզիկան։ Դրա դրույթները հետևյալն են. ֆիզիկական աշխարհը հիմնված է բացարձակապես «ոչ ֆիզիկական» իրականության վրա. դա տեղեկատվության իրականությունն է, կամ «հավանականության ալիքները», կամ գիտակցությունը: Ավելի կոնկրետ լինելու համար, մենք պետք է դա ասենք այսպես. իր ամենախոր մակարդակներում մեր աշխարհը գիտակցության հիմնարար դաշտ է. այն ստեղծում է տեղեկատվություն, որը որոշում է աշխարհի գոյությունը

Գիտնականները պարզել են, որ ատոմային համակարգը՝ միջուկը և էլեկտրոնները, մանրադիտակային նյութական մարմինների հավաքածու չէ, այլ կայուն ալիքային օրինաչափություն: Հետո պարզվեց, որ կայունության մասին խոսելու կարիք չկա. ատոմը էներգետիկ դաշտերի կարճաժամկետ փոխադարձ սուպերպոզիցիա (խտացում) է։ Սրան ավելացնենք հետեւյալ փաստը. Միջուկի, էլեկտրոնների և էլեկտրոնային ուղեծրի շառավիղների գծային չափերի հարաբերությունն այնպիսին է, որ մենք կարող ենք վստահորեն ասել. ատոմը գրեթե ամբողջությամբ բաղկացած է դատարկ տարածությունից: Զարմանալի է, թե ինչպես մենք չենք ընկնում աթոռի միջով, երբ նստում ենք դրա վրա, ի վերջո, դա մեկ շարունակական դատարկություն է: Ճիշտ է, հատակը նույնն է, և երկրագնդի մակերեսը նույնպես... Կա՞ որևէ բան աշխարհում, որը բավականաչափ «լցված է», որպեսզի մենք չընկնենք:

Ի՞նչն է ավելի իրական՝ գիտակցությո՞ւնը, թե՞ նյութը:

Բժիշկ Էնդրյու Նյուբերգը որպես նյարդաբան ուսումնասիրել է տարբեր մարդկանց հոգևոր փորձառությունները և նկարագրել իր աշխատանքի արդյունքները «Ինչու՞ Աստված չի հեռանում» գրքերում: Ուղեղի գիտությունը և հավատքի կենսաբանությունը» և «Միստիկական միտքը. Հավատքի կենսաբանության ուսումնասիրություն»: «Հոգևոր խորաթափանցություն ապրած մարդը,- գրում է նա,- զգում է, որ դիպել է իրական իրականությանը, որը մնացած ամեն ինչի հիմքն ու պատճառն է»։

Նյութական աշխարհը ներկայացնում է այս իրականության որոշակի մակերեսային, երկրորդական մակարդակ։

«Մենք պետք է ուշադիր ուսումնասիրենք գիտակցության և ֆիզիկական Տիեզերքի հարաբերությունները: Թերևս նյութական աշխարհը գիտակցության իրականության ածանցյալն է. գուցե գիտակցությունը Տիեզերքի հիմնական նյութն է»։ Դոկտոր Նյուբերգ

Արդյո՞ք իրականությունը ընտրության արդյունք է։

Իսկ գուցե առօրյա կյանքում իրականության մեր ակնթարթային մեկնաբանությունները պարզապես «ժողովրդավարական մեծամասնության» ընտրության արդյունքն են։ Կամ, այլ կերպ ասած, իրական է այն, ինչ կարծում են շատերը: Եթե ​​սենյակում տասը մարդ կա, և նրանցից ութը տեսնում են աթոռ, իսկ երկուսը տեսնում են մարսեցուն, նրանցից ո՞վ է խելագար: Եթե ​​տասներկու հոգի լիճը ընկալում է որպես ջրային մարմին, որը պարփակված է նրա ափերով, և մեկը համարում է այն ամուր պինդ մարմին, որի վրա կարելի է քայլել, նրանցից ո՞ր մեկն է զառանցանքի մեջ:

Վերադառնալով նախորդ գլխի հասկացություններին, այժմ կարող ենք ասել. պարադիգմը պարզապես իրական համարվողի ընդհանուր ընդունված մոդելն է: Մենք մեր գործողություններով քվեարկում ենք այս մոդելի օգտին, և այն դառնում է մեր իրականությունը։ Բայց հետո առաջանում է մեծ հարցը. «Կարո՞ղ է գիտակցությունը ստեղծել իրականություն»: Արդյո՞ք դա այն պատճառով է, որ ոչ ոք երբեք չի պատասխանել այս հարցին, քանի որ իրականությունն ինքն է պատասխանը:

Կան զուտ անատոմիական ապացույցներ, որ աշխարհի մասին տեղեկատվությունը մեզ տալիս է ուղեղը, ոչ թե աչքերը: Ակնախնձորի այն հատվածում, որտեղ օպտիկական նյարդը անցնում է ուղեղի հետևի մաս, տեսողական ընկալիչներ չկան: Հետևաբար, մենք ակնկալում էինք, որ եթե մի աչքը փակենք, «նկարի» կենտրոնում կտեսնենք սև կետ։ Բայց դա տեղի չի ունենում, և միայն այն պատճառով, որ «նկարը» նկարում է ուղեղը, ոչ թե աչքը:

Ավելին, ուղեղը չի տարբերում այն, ինչ իրականում տեսնում է մարդն ու պատկերացրածը։ Թվում է, թե նա նույնիսկ չի տեսնում կատարվածի և երևակայական գործողության տարբերությունը։

Այս ֆենոմենը հայտնաբերվել է 1930-ական թվականներին Էդմունդ Ջեյքոբսոնի կողմից (սթրեսից ազատվելու աստիճանական թուլացման տեխնիկայի ստեղծող): Նա սուբյեկտներին խնդրեց պատկերացնել որոշակի ֆիզիկական գործողություններ: Եվ ես հայտնաբերեցի. վիզուալիզացիայի գործընթացում նրանց մկանները հազիվ նկատելիորեն կծկվում են ճշգրիտ մտավոր շարժումներին համապատասխան: Այժմ այս տեղեկությունն օգտագործվում է ամբողջ աշխարհի մարզիկների կողմից. մրցումների նախապատրաստման մեջ նրանք ներառում են տեսողական մարզումներ:

Ձեր ուղեղը չի տեսնում տարբերությունը արտաքին աշխարհի և ձեր երևակայության աշխարհի միջև: - Ջո Դիսպենցա

Առողջապահության ազգային ինստիտուտից (ԱՄՆ) դոկտոր Պերտի հետազոտությունը ցույց է տալիս, որ մարդու աշխարհի ընկալումը որոշվում է ոչ միայն նրա պատկերացումներով, թե ինչն է իրական և ինչը՝ ոչ, այլ նաև նրա վերաբերմունքը զգայարանների կողմից տրվող տեղեկատվության նկատմամբ։ .

Վերջինս մեծապես որոշում է, թե արդյոք մենք ինչ-որ բան ընկալում ենք, և եթե ընկալում ենք այն, ապա ինչպես ճիշտ: Բժիշկն ասում է. «Մեր էմոցիաները որոշում են, թե ինչին արժե ուշադրություն դարձնել... Իսկ թե ինչն է հասնում մեր գիտակցությանը և ինչը դեն նետվելու և մնալու մարմնի խորը մակարդակներում, կայացվում է արտաքին գրգռիչների ազդեցության պահին։ ընկալիչները»:

Այնպես որ, հարցի էությունը քիչ թե շատ պարզ է. Մենք ինքներս ենք ստեղծում մեր ընկալած աշխարհը: Երբ ես բացում եմ աչքերս և նայում շուրջս, ես տեսնում եմ ոչ թե իրականությունը «ինչպես որ կա», այլ մի աշխարհ, որը իմ «զգայական սարքավորումը»՝ զգայարանները, կարող են ընկալել. աշխարհը, որը իմ հավատքը թույլ է տալիս ինձ տեսնել. աշխարհ՝ զտված էմոցիոնալ նախասիրություններով:

Քվանտային մեխանիկայի հիմունքներ

Հայտնիը հանդիպում է անհայտին

Հաջորդ դարի ընթացքում ի հայտ եկավ միանգամայն նոր գիտություն, որը հայտնի է որպես քվանտային մեխանիկա, քվանտային ֆիզիկա կամ պարզապես քվանտային տեսություն։ Այն չի փոխարինում նյուտոնյան ֆիզիկային, որը հիանալի կերպով նկարագրում է մեծ մարմինների, այսինքն՝ մակրոկոսմի առարկաների վարքը։ Այն ստեղծվել է ենթաատոմային աշխարհը բացատրելու համար. նրանում Նյուտոնի տեսությունն անօգնական է:

Տիեզերքը շատ տարօրինակ բան է, ասում է նանոկենսաբանության հիմնադիրներից մեկը՝ դոկտոր Ստյուարտ Համերոֆը։ «Թվում է, թե դա կարգավորող օրենքների երկու խումբ կա»: Մեր առօրյա, դասական աշխարհում ամեն ինչ նկարագրվում է Նյուտոնի շարժման օրենքներով, որոնք հայտնաբերվել են հարյուրավոր և հարյուրավոր տարիներ առաջ... Այնուամենայնիվ, երբ տեղափոխվում ենք միկրոաշխարհ, ատոմների մակարդակ, սկսում է գործել բոլորովին այլ «կանոններ». գործել. Սրանք քվանտային օրենքներ են»:

Փաստ, թե հորինված. Դասական և քվանտային մեխանիկայի ամենախոր փիլիսոփայական տարբերություններից մեկը սա է. դասական մեխանիկա կառուցված է այն գաղափարի վրա, որ հնարավոր է պասիվորեն դիտարկել առարկաները... Քվանտային մեխանիկա երբեք չի սխալվել այս հնարավորության հարցում: – Դեյվիդ Ալբերտ, բ.գ.թ.

Փաստ, թե հորինված.

Միկրոաշխարհի մի մասնիկը կարող է լինել միաժամանակ երկու կամ ավելի տեղերում: (Շատ վերջերս մի փորձ ցույց տվեց, որ այդ մասնիկներից մեկը կարող է միաժամանակ լինել 3000 տեղում:) Նույն «օբյեկտը» կարող է լինել և՛ տեղայնացված մասնիկ, և՛ էներգիայի ալիք, որը տարածվում է տիեզերքում:

Էյնշտեյնը պնդում էր, որ ոչինչ չի կարող ավելի արագ շարժվել, քան լույսի արագությունը: Սակայն քվանտային ֆիզիկան ապացուցել է. ենթաատոմային մասնիկները կարող են ակնթարթորեն տեղեկատվություն փոխանակել, նույնիսկ երբ գտնվում են միմյանցից որևէ հեռավորության վրա:

Դասական ֆիզիկան դետերմինիստական ​​էր. հաշվի առնելով նախնական պայմանները, ինչպիսիք են օբյեկտի գտնվելու վայրը և արագությունը, մենք կարող ենք հաշվարկել, թե այն ուր կգնա: Քվանտային ֆիզիկան հավանական է. մենք երբեք չենք կարող բացարձակ վստահությամբ ասել, թե ինչպես կվարվի ուսումնասիրվող օբյեկտը:

Դասական ֆիզիկան մեխանիկական էր։ Այն հիմնված է այն նախադրյալի վրա, որ միայն իմանալով օբյեկտի առանձին մասերը, մենք կարող ենք ի վերջո հասկանալ, թե ինչ է դա: Քվանտային ֆիզիկան ամբողջական է. այն ներկայացնում է Տիեզերքի պատկերը որպես մեկ ամբողջություն, որի մասերը փոխկապակցված են և ազդում են միմյանց վրա:

Եվ, թերևս, ամենակարևորը, քվանտային ֆիզիկան ոչնչացրեց սուբյեկտի և օբյեկտի, դիտորդի և դիտարկվողի միջև հիմնարար տարբերության գաղափարը, որը գերիշխում էր գիտական ​​մտքերում 400 տարի:

Քվանտային ֆիզիկայում դիտորդը ազդում է դիտարկվող օբյեկտի վրա։ Մեխանիկական Տիեզերքի մեկուսացված դիտորդներ չկան, ամեն ինչ մասնակցում է նրա գոյությանը:

Դիտորդ

Իմ գիտակցված որոշումը, թե ինչպես դիտարկել էլեկտրոնը, որոշ չափով կորոշի էլեկտրոնի հատկությունները: Եթե ​​դա ինձ որպես մասնիկ հետաքրքրի, ես դրա մասին որպես մասնիկ պատասխան կստանամ։ Եթե ​​նա ինձ որպես ալիք հետաքրքրի, նրա մասին որպես ալիք պատասխան կստանամ։ Ֆրիտյոֆ Կապրա, ֆիզիկոս, փիլիսոփա

Դիտորդը ազդում է դիտարկվածի վրա

Դիտարկում կամ չափում կատարելուց առաջ միկրոաշխարհի օբյեկտը գոյություն ունի հավանականական ալիքի տեսքով (ավելի խիստ՝ որպես ալիքային ֆունկցիա)։

Այն չի զբաղեցնում որևէ կոնկրետ դիրք և չունի արագություն։ Ալիքային ֆունկցիան պարզապես ներկայացնում է հավանականությունը, որ օբյեկտը կհայտնվի այստեղ կամ այնտեղ, երբ դիտարկվում կամ չափվում է: Այն ունի պոտենցիալ կոորդինատներ և արագություն, բայց մենք չենք իմանա դրանք մինչև չսկսենք դիտարկման գործընթացը:

«Դրա պատճառով,- գրում է տեսական ֆիզիկոս Բրայան Գրինը The Fabric of the Cosmos-ում,- երբ մենք որոշում ենք էլեկտրոնի դիրքը, մենք չենք չափում իրականության օբյեկտիվ, նախապես գոյություն ունեցող հատկությունը: Ավելի շուտ, չափման ակտը սերտորեն հյուսված է հենց չափելի իրականության ստեղծման մեջ»: Ֆրիտյոֆ Կապրայի հայտարարությունը տրամաբանորեն ավարտում է Գրինի հիմնավորումը. «Էլեկտրոնը չունի իմ գիտակցությունից անկախ օբյեկտիվ հատկություններ»:

Այս ամենը ջնջում է սահմանը «արտաքին աշխարհի» և սուբյեկտիվ դիտորդի միջև։ Թվում է, թե դրանք միաձուլվում են բացահայտման գործընթացում, թե՞ արարում: - մեզ շրջապատող աշխարհը:

Չափման խնդիր

Գաղափարը, որ դիտորդն անխուսափելիորեն ազդում է ցանկացած ֆիզիկական գործընթացի վրա, որը նա դիտարկում է. Գաղափարը, որ մենք տեղի ունեցողի չեզոք վկաներ չենք, պարզապես օբյեկտներ և իրադարձություններ ենք դիտում, առաջին անգամ արտահայտել են Նիլս Բորը և նրա գործընկերները Կոպենհագենից։ Ահա թե ինչու այս դրույթները հաճախ կոչվում են Կոպենհագենի մեկնաբանություն:

Բորը պնդում էր, որ Հայզենբերգի անորոշության սկզբունքը ենթադրում է ավելին, քան ենթաատոմային մասնիկի արագությունն ու դիրքը միաժամանակ ճշգրիտ որոշելու անհնարինությունը։

Ահա թե ինչպես է Ֆրեդ Ալան Վոլֆը նկարագրում իր առաջ քաշած պոստուլատները. Այս «ինչ-որ բան» ընդհանրապես գոյություն չունի, քանի դեռ չեք սկսել այն դիտարկել:

Հայզենբերգը հավատում էր, որ այն ինքնուրույն գոյություն ունի»։ Հայզենբերգը տատանվում էր խոստովանել, որ մինչ դիտորդի ներգրավվածությունը «ինչ-որ բան» չկար: Նիլս Բորը ոչ միայն փաստարկեց դա, այլեւ վճռականորեն զարգացրեց իր ենթադրությունները։

Քանի որ մասնիկները չեն երևում այնքան ժամանակ, քանի դեռ մենք չենք սկսել դրանք դիտարկել, ապա քվանտային մակարդակում իրականություն գոյություն չունի, քանի դեռ ինչ-որ մեկը չի դիտարկել այն և չափումներ կատարել դրա մեջ:

Գիտական ​​հանրությունում դեռևս թեժ բանավեճեր կան (սա ավելի շուտ պետք է անվանել կատաղի բանավեճ) այն մասին, թե արդյոք դիտորդի մարդկային գիտակցությո՞ւնն է առաջացնում ալիքային ֆունկցիայի «փլուզում» և անցում մասնիկային վիճակի։

Գրող և լրագրող Լին Մաքթագարտն այս միտքն արտահայտում է այսպես՝ խուսափելով գիտական ​​եզրույթներից. Դա ինքնին աշխարհը չէ, այլ նրա ներուժը: Իսկ մենք դրան մեր մասնակցությամբ, դիտարկման և ըմբռնման ակտով այս դոնդողը սառեցնում ենք։ Այսպիսով, մեր կյանքը իրականության ստեղծման գործընթացի անբաժանելի մասն է: Դա մեր ուշադրությունն է որոշում»:

Էյնշտեյնի տիեզերքում առարկաները ունեն բոլոր հնարավոր ֆիզիկական պարամետրերի ճշգրիտ արժեքները: Այժմ ֆիզիկոսներից շատերը կասեին, որ Էյնշտեյնը սխալվում էր: Ենթաատոմային մասնիկի հատկություններն ի հայտ են գալիս միայն այն դեպքում, երբ չափումներով ստիպում են դա անել... Այն դեպքերում, երբ դրանք չեն դիտարկվում... միկրոհամակարգի պարամետրերը գտնվում են անորոշ, «մառախլապատ» վիճակում և բնութագրվում են բացառապես. հավանականությունը, որով կարող է իրացվել այս կամ այն ​​պոտենցիալ հնարավորությունը։ – Բրայան Գրին, «Տիեզերքի գործվածք» Ինչու

Քվանտային տրամաբանություն

Quantum Logic Երբ հարցնում են, թե արդյոք էլեկտրոնը մնում է անփոփոխ, մենք ստիպված ենք պատասխանել. «Ոչ»: Եթե ​​մեզ հարցնեն, թե արդյոք էլեկտրոնի դիրքը փոխվում է ժամանակի ընթացքում, մենք պետք է ասենք. Եթե ​​մեզ հարցնեն, թե արդյոք էլեկտրոնը մնում է հանգստի վիճակում, մենք պատասխանում ենք. «Ոչ»: Հարցին, թե արդյոք էլեկտրոնը շարժման մեջ է, մենք ասում ենք. «Ոչ»: – J. Robert Oppenheimer, ատոմային ռումբի ստեղծող

Ջոն ֆոն Նեյմանի քվանտային տրամաբանությունը բացահայտեց չափման խնդրի հիմնական մասը՝ միայն դիտորդի որոշումը հանգեցնում է չափման։ Այս որոշումը սահմանափակում է քվանտային համակարգի ազատության աստիճանները (օրինակ՝ էլեկտրոնային ալիքի ֆունկցիան) և այդպիսով ազդում արդյունքի (իրականության) վրա։