Кванттық теориясы шын мәнінде дейді нақтылығы туралы?

Демонстрация, ол перевернула идеясын ұлы Исаак Ньютон жарық табиғаты туралы, өте қарапайым. Оның "қайталауға болады үлкен оңай, қайда сияло күн", деген еді ағылшын физигі Томас Янг қараша айында 1803 жылғы мүшелеріне Корольдік, Лондон, суреттей эксперимент, ол қазір деп аталады сынақ қос щелью. Және Янг жоқ восторженным юнцом. Ол ойлап тапқан талғампаздығы және мұқият ойластырылған эксперимент көрсететін волновую табиғатты жарық, және, осылайша, жоққа теориясын Ньютон туралы жарық тұрады корпускул, яғни бөлшектер.

Бірақ рождение кванттық физиканың басында 1900-жылдардың берді, деп түсіну жарық тұрады крошечных бөлінбейтін бірлік немесе кванттардың энергиясы, біз деп атаймыз фотонами. Эксперимент Янг жүргізетін жалғыз фотонами немесе тіпті жекелеген бөлшектермен, материя сияқты электрондар және нейрондық білдіреді жұмбақ, ол туралы ойлануға мәжбүр етеді, ең табиғатта шынайылық. Тіпті, кейбір үшін қолданды бекіту, бұл кванттық әлем әсер етеді адам сана. Бұл қарапайым эксперимент көрсетуі мүмкін осындай?

ме, сана анықтау шындық па?

қазіргі заманғы кванттық нысан эксперимент Янг қамтиды оқ жекелеген бөлшектері света немесе материяның екі саңылау немесе саңылау, вырезанных " непрозрачном дезинфекциялаушы тосқауылда. Бойынша бір жағына тосқауыл орналасқан экран, записывающий келуі бөлшектердің (мысалы, фотографическая пластинка жағдайда фотонами). Ой бізді күтуге болады, бұл фотоны болады немесе бір немесе басқа щель және жинақталу үшін тиісті өтуімен.

Бірақ жоқ. Фотоны ұшырайды белгілі бір экранның сақтануға басқа да жасай отырып, кезектесіп келетін жолақтарды жарық және қараңғы. Бұл деп аталатын интерференционные жолақтар ескертеді көрінісін кездесу екі толқындар. Қашан тарақтар бір толқын выравниваются отырып, қырқалы басқа, сіз сындарлы интерференцию (ашық жолақтар), ал жоталар выравниваются с впадинами, сіз деструктивную интерференцию (түнек).

Бірақ құрылғысы арқылы өтіп, тек бір фотон үшін. Меніңше, бұл фотон арқылы өтеді, екі саңылау бірден және интерферирует өзімен-өзі. Бұл қарама-қайшы здравому (классикалық) мағынасы.

Математикалық тілмен айтқанда, екі саңылау өтеді емес физикалық бәрі немесе физикалық толқын, ал деп аталатын толқындық функция — абстрактті математикалық функция білдіретін жай-күйі фотон (бұл жағдайда, ереже). Толқындық функция өзін қалай толқын. Ол түседі, екі щелям, жаңа толқын шығады бойынша басқа тараптар саңылаулар қолданылады интерферируют бір-бірімен. Біріктірілген толқындық функция есептеуге мүмкіндік береді ықтималдығы, онда болуы мүмкін фотон.

Фотон ие жоғары ықтималдығы бар болуы мүмкін, онда екі толқындық функциялары конструктивті интерферируют, және төмен — онда интерференция деструктивті. Өлшеу — бұл жағдайда, бұл өзара іс-қимыл толқындық функцияларды фотографиялық пластинкамен — әкеледі "коллапсу" толқындық функциялары, оның схлопыванию. Нәтижесінде, ол көрсетеді бір орындық, онда фотон материализуется кейін өлшеу.

Бұл әлбетте туындаған өлшеумен коллапс толқындық функциялары болды көзі көптеген тұжырымдамалық қиындықтар кванттық механика. Дейін коллапс, ешқандай тәсілі жоқ шығар деп айтуға, онда шықса фотон; ол болуы мүмкін кез келген жерде ненулевой ықтималдығы. Ешқандай тәсілі жоқ траекториясын байқауға фотон көзінен детектору. Фотон нереален мағынада, онда аса орынды ұшақ, ұшқыр Сан-Франциско, Нью-Йорк.

Вернер Гейзенберг, арасында басқа да, интерпретировал бұл математика, себебі шындық жоқ, әзірге байқалмайды. "Идеясы объективті, нақты әлем, өте ұсақ бөлшектер, оның бар объективті осы мағынада, онда бар тастарды немесе ағаштарды, қарамастан, байқап отырмыз, біз оларға немесе жоқ, — мүмкін емес", деп жазды ол. Джон Уилер, сондай-ақ пайдаланылған нұсқа эксперимент қос щелью үшін мәлімдеуге, "бірде-бір қарапайым квантовое құбылыс жоқ құбылыс емес, болады тіркелген ("кездесетін", "деректі записанным") құбылыс".

Бірақ кванттық теориясы мүлдем ешқандай көмектесу деп саналсын "өлшеуге" болады. Ол жай ғана постулирует, өлшеу құрылғысы болуы тиіс классикалық емес айқындай отырып, қайда жатыр бұл шектеу арасындағы классикалық және квантовым, және қалдырып, ашық есікті кім деп санайды коллапс тудырады, адам сана. Өткен мамыр айында Генри Стапп және оның әріптестері екендігін эксперимент қос щелью, оның қазіргі заманғы нұсқалары айғақтайды "саналы бақылаушы болуы мүмкін қажетті үшін наделять мағынасына квантовую саласына, және бұл негізде материалдық әлемнің жатыр трансперсональный ақыл.

Бірақ бұл эксперименттер болып табылады эмпирическим дәлел мұндай бекіту. Экспериментке қос щелью жасалған жалғыз фотонами, тек тексеру ықтималдық болжау әдістемесі. Егер ықтималдық всплывают процесінде досылания ондаған мың бірдей фотондар арқылы екі есе щель, теориясы бекітеді, бұл толқындық функция әрбір фотон схлопнулась арқасында айқын көрініс таппаған белгілі бір процесс деп аталатын өлшеу. Міне және барлық.

Сонымен бірге, басқа да түсіндіру эксперимент қос щелью. Мысалға, теориясын де бройль-Бома, делінген, бұл шындық — бұл толқын, және бәрі. Фотон жіберіледі қоссаңылау белгілі бір ережеге сәйкес жүзеге асырады кез-келген уақытта өтіп, бір саңылау немесе басқа; демек, әрбір фотон бар траекториясы. Ол арқылы өтеді пилоттық толқынын, ол енеді арқылы екі саңылау, интерферирует, содан кейін жібереді фотон орынға сындарлы интерференция.

1979 жылы Крис Дьюдни және оның әріптестер Колледж Брикбек Лондонда смоделировали предсказание осы теория туралы траекториях бөлшектердің өтетін арқылы екі есе щель. Соңғы он жылда бенчмаркетингі растады, мұндай траекториясы бар болса да, пайдаланған даулы әдістемесі деп аталатын әлсіз өлшеу. Қарамастан спорность, эксперименттер көрсетті, бұл теория де бройль-Бома барлық тағы жай-күйі түсіндіру мінез-құлық кванттық әлем.

Бұл одан да маңызды, бұл теория қажет емес байқаушылар, немесе өлшеу немесе материалдық емес сана.

Ретінде қажет емес және деп аталатын теориялары коллапс, қажет толқындық функциялары схлопываются кездейсоқ: көп саны бөлшектердің кванттық жүйеде, кез-келген жерге коллапс. Бақылаушылар ғана тіркейді нәтижесі. Команда Маркуса Арндта бірі-Вена университеті, Австрия тексеріп, бұл теория, посылая барлық үлкен-үлкен молекулалар арқылы екі есе щель. Теориясы коллапс деп болжайды, бұл кезде бөлшектер материяның айналады массивнее белгілі бір шектен, олар қалуы мүмкін кванттық суперпозиция өтуі арқылы екі тесік бір мезгілде, және бұл көрінісін жояды интерференция. Команда Арндта жіберді молекула бар 800 атомдар арқылы екі есе саңылауы мен бәрібір көрдім интерференцию. Іздеу шектен жалғасуда.

У Роджер Пенроуза болатын меншікті нұсқа теориясы коллапс, жоғары массасы объектіні суперпозиция тезірек ол коллапсирует дейін бір жай-күйі немесе басқа-гравитациялық нестабильностей. Және тағы да, бұл теория емес, талап етеді, бақылаушы және қандай да бір сана. Дирк Боумеестер Калифорния университеті Санта-Барбара тексереді идеясын Пенроуза көмегімен болжамдардың бірі эксперимент қос щелью.

Тұжырымдамалық идеясы болып табылады ғана емес, орналастыру фотон " суперпозицию өту арқылы екі тесік бір мезгілде, бірақ қоюға бірін саңылаулары бұл суперпозицию мәжбүр болуы екі орындарында бір мезгілде. Пікірінше Пенроуза, замещенная саңылауы болады, не қалып суперпозиция не коллапсирует с фотоном жазға әкеледі әр түрлі картинам интерференция. Бұл коллапс болады массасының саңылаулар. Боумеестер жұмыс істеуде сынақ он жыл және, мүмкін, көп ұзамай растаса немесе опровергнет өтініш Пенроуза.

кез келген жағдайда, бұл эксперименттер көрсеткендей, біз әлі жасай аламыз ешқандай бекіту туралы табиғат нақтылық, тіпті егер бұл өтінішті жақсы нығайтылуы математикалық немесе философски. Екенін ескере отырып, нейробиологи және философтар ақыл келісе алмаса, табиғат туралы санасын, бекіту, ол әкеледі коллапсу толқындық функциялар, мезгілсіз жақсы жағдайда және қате — жаман.

Ал қандай пікір тәжірибеге ретінде сіз? Айтыңызшы, біздің