Mitambo ya quantum inakuwezesha kuona, kujisikia na kugusa chembe (sehemu ya 2)

29307x 22. 11. 2018 Msomaji wa 1

Hebu turudi kwenye kile ambacho ni mechanics na jinsi tunavyoweza kuitumia.

Maoni yasiyoonekana

Sawa, kwa hiyo unasikia kahawa, umekaribia. Macho yako tayari kwa mchana, wao huwa na kuacha mwanga. Unapofikiri juu yake, chembe za mwanga zinaingia kwenye uso wako na macho yako iliondoka miaka milioni iliyopita iliyopita katikati ya jua, wakati baba zetu walianza kutumia moto. Jua halitatuma hata chembe zinazoitwa photoni ikiwa hazihitajika kwa jambo moja lile linaweza kuwa msingi wa harufu yetu, tunamu ya quantum.

Kuhusu 150 ya mamilioni ya kilomita hutenganisha Sun na Dunia, photoni huchukua dakika nane tu kushinda umbali huu. Wengi wa safari zao hufanyika ndani ya jua, ambapo photon kawaida inatumia mamilioni ya miaka kujaribu kutoroka. habari ni basi naendelea katikati ya nyota wetu, ambapo hidrojeni ni kuhusu 13 mara denser kuliko risasi, na fotoni unaweza kusafiri sehemu tu infinitesimally kidogo cha pili kabla ya kufyonzwa ioni za haidrojeni, ambayo kisha moto photon kusafiri kutoka jua, nk .. Baada bilioni mwingiliano huo hatimaye hutokea photon juu ya uso wa jua ambao umekuwa unaangaza kwa mamilioni ya miaka.

Mechanics ya Quantum (© Jay Smith)

Photoni haitatokea kamwe, na jua halitaweza kuangaza kama usambazaji wa quantum haukuwa. Jua na nyota nyingine zote huunda mwanga na fusion ya nyuklia, kuvunja ions hidrojeni, na kujenga heliamu kwa mchakato ambao hutoa nishati. Kila pili, jua hugeuka hadi kuhusu 4 ya mamilioni ya tani za misa. Ions ya hidrojeni pekee, kama protoni moja, huwa na mashtaka mazuri ya umeme na yanakabiliana. Kwa hiyo wanaweza kuunganisha jinsi gani?
Kwa kiasi cha kuunganisha asili ya wimbi la protoni huwawezesha wakati mwingine kwa urahisi kama mawimbi yanayounganisha na uso wa bwawa. Hiyo mawimbi mwingiliano protoni hutolewa kutosha karibu ili nguvu ya ziada kama vile nguvu ya nguvu za nyuklia inayofanya tu katika umbali mdogo sana, inaweza kushinda repulsion umeme wa chembechembe. Protoni kisha kuanguka na kutolewa photon moja.

Macho yetu ni nyeti sana kwa picha

Macho yetu yamebadilika kuwa nyeti sana kwa picha hizi. Baadhi ya majaribio ya hivi karibuni yameonyesha kwamba tunaweza hata kuchunguza picha za kibinafsi, ambayo hutoa chaguo la kuvutia: je, watu wanaweza kuchunguza kesi maalum ya mashine za quantum? Je! Hiyo ina maana kwamba mtu, kama photon au kiti cha elektroni au Schrödinger mwenye bahati mbaya, amekufa na hai wakati huo huo ikiwa anahusika moja kwa moja katika ulimwengu wa quantum? Je, uzoefu huo ungeonekanaje?

Jicho la mwanadamu

"Hatujui sababu imekuwa walijaribu," anasema Rebecca Holmes, fizikia katika Los Alamos Maabara ya Taifa katika New Mexico. Miaka mitatu iliyopita, yeye alisoma katika Chuo Kikuu cha Illinois huko Urbana-Champaign, Holmes alikuwa katika timu ya kuongozwa na Paul Kwiat, ambayo ilionyesha kuwa watu wanaweza kuchunguza uangazavyo mfupi wa mwanga, yenye fotoni tatu. Katika 2016 iligundua kuwa mashindano ya kundi la wanasayansi ikiongozwa na mwanafizikia Alipas Vaziriovou katika Chuo Kikuu Rockefeller katika New York iligundua kuwa watu kweli kuona fotoni hata moja. Tunaona, hata hivyo, uzoefu huo hauwezi kuelezewa kwa usahihi. Vaziriová, alijaribu kuona photon mitiririko na aliambia jarida Nature ': "Ni kama kuona mwanga. Ni karibu hisia katika hatihati ya ndoto. "

Vipimo vya quantum - majaribio

Hivi karibuni, majaribio ya Holmes na Vaziri wanatarajiwa kuchunguza kile ambacho watu wanajua wakati picha zinawekwa katika nchi maalum za quantum. Wanafizikia wanaweza, kwa mfano, kuunganisha photon moja kwa kile wanachokiita superposition ambapo kuna picha wakati huo huo katika maeneo mawili tofauti. Holmes na wafanyakazi wenzake wameunda jaribio linalohusisha matukio mawili ili kujaribu ikiwa watu wanaweza kuelewa moja kwa moja upangilio wa photoni. Katika hali ya kwanza, photon moja ingeweza kufikia upande wa kushoto au wa kulia wa retina, na mtu angeona upande wa retina photon iliyojisikia. Katika hali ya pili, photon itawekwa katika superposition superum ili kuruhusu kufanya hivyo inaonekana haiwezekani - wakati huo huo kuruka upande wa kulia na wa kushoto wa retina ya jicho.

Je! Mtu anaweza kupata pande zote mbili za retina? Au ingekuwa ushirikiano wa photon katika jicho unasababishwa na kuanguka? Ikiwa ndivyo, ingekuwa mara nyingi kwa haki kama upande wa kushoto, kama nadharia inaonyesha?

Rebecca Holmes anasema:

"Kulingana na mechanics ya kiwango cha kiwango, photon ya superposition haipaswi kuonekana tofauti na kweli ya photon iliyotumiwa kwa nasibu kwa kushoto au kulia."

Ikiwa inageuka kuwa baadhi ya washiriki wa majaribio waliona kweli photon kwenye maeneo yote mawili wakati huo huo, je, ina maana kwamba mtu mwenyewe alikuwa katika hali ya wingi?

Rebecca Holmes anaongeza:

"Inaweza kusema kuwa mwangalizi alikuwa peke yake katika hali ya kiasi kidogo, lakini hakuna mtu aliyejaribu bado, hivyo hatujui. Ndiyo sababu tunaweza kufanya jaribio hilo. "

Unajua njia yako mwenyewe

Sasa, hebu turudi kikombe cha kahawa. Unahisi mug kama kipande cha nyenzo, imara kuwasiliana na ngozi ya mkono wako. Lakini ni udanganyifu tu. Hatuna kamwe kugusa kitu chochote, angalau si kwa maana ya vipande viwili viwili vya jambo ambalo hugusa. Zaidi ya asilimia 99,9999999999 ya atomi ina nafasi tupu, na karibu yote ya molekuli iliyozingatia msingi.

Mechanics ya Quantum (© Jay Smith)

Unaposhika kikombe na mikono yako, inaonekana kuwa yake nguvu inatokana na upinzani wa elektroni katika kikombe na kwa mkono. Electroni wenyewe hawana kiasi kabisa, ni tu vipimo vya sifuri dhahiri ya shamba hasi ya malipo ya umeme ambayo inakaribia atomi na molekuli kama wingu. Sheria za utaratibu wa quantum ni mdogo kwenye viwango maalum vya nishati karibu na atomi na molekuli. Kwa mkono unapokwisha kikombe, unasukuma elektroni kutoka ngazi moja hadi nyingine, na inahitaji nishati ya misuli ambayo ubongo unatafsiri kama upinzani wakati kugusa kitu imara.

Hisia yetu ya kugusa inategemea mwingiliano mzuri sana kati ya elektroni karibu na molekuli ya mwili wetu na molekuli ya vitu tunayogusa. Kutokana na habari hii, ubongo wetu unajenga udanganyifu kwamba tuna mwili mkali unaozunguka ulimwengu unaojaa vitu vingine vilivyo imara. Kuwagusa haitoi hisia halisi ya ukweli. Inawezekana kwamba hakuna maoni yetu yanayohusiana na yale yanayotokea kweli. Donald Hoffman, neuroscientist utambuzi katika Chuo Kikuu cha California Irvine anaamini akili na akili zetu tolewa kuficha asili ya kweli ya hali halisi, si kufunua yake.

"Maoni yangu ni kwamba ukweli, chochote, ni ngumu sana, na inachukua muda mwingi na nishati ya kuitumia."

Kulinganisha picha ya ulimwengu katika ubongo na interface ya kielelezo kwenye kompyuta

Hoffman inalinganisha picha ya ujenzi wa dunia katika ubongo wetu na interface ya graphical kwenye skrini ya kompyuta. Icons zote za rangi kwenye skrini, kama vile kikapu, pointer ya mouse, na faili ya faili, hazihusiani kabisa na nini kinaendelea ndani ya kompyuta. Wao ni machache tu, kurahisisha ambayo inaruhusu sisi kuwasiliana na vifaa vya umeme.

Kwa mujibu wa mtazamo wa Hoffman, mageuzi yamebadilika ubongo wetu kufanya kazi kama interface ya graphic ambayo haina kuzalisha dunia kabisa kwa uaminifu. Mageuzi haina msaada wa maendeleo ya mtazamo sahihi, inatumia tu nini inaruhusu kwa ajili ya kuishi.

Kama Hoffman anasema:

"Fomu inatawala ukweli."

Hoffman na wanafunzi wake wa shahada ya kwanza wamekuwa wakijaribu mamia ya maelfu ya mifano ya kompyuta katika miaka ya hivi karibuni ili kupima mawazo yao kwa kufuatilia fomu ya maisha ya bandia inayopinga rasilimali ndogo. Kwa hali yoyote, viumbe vinatayarishwa kupendekeza fitness, wakati hali halisi si sawa na yale yaliyofanywa kwa mtazamo sahihi.

Kwa mfano, kama mtu viumbe ujenzi kwa usahihi wanaona, kwa mfano, jumla ya kiasi cha maji sasa katika mazingira, na anaendesha katika viumbe ambayo ni zimerekebishwa kuhisi kitu rahisi, kwa mfano mojawapo ya kiasi cha maji zinahitajika kuendelea kuishi. Hivyo wakati mwili mmoja unaweza kuunda aina sahihi ya ukweli, mali hii haiongeza uwezo wake wa kuishi. Utafiti wa Hoffman ulimfanya awe na hitimisho la ajabu:

"Kwa kiwango ambacho tunatunzwa ili kudumisha uhai, hatuwezi kuzingatia ukweli. Hatuwezi kufanya hivyo. "

Nadharia ya quantum

mawazo yake kukubaliana na kile baadhi Fizikia kuonekana kama wazo kuu la dhana ya quantum - mtazamo wa hali halisi si lengo kabisa, hatuwezi kujitenga na ulimwengu, ambayo sisi kuchunguza.

Hoffman anaona maoni haya kikamilifu:

"Nafasi ni muundo wa takwimu, na vitu vya kimwili nio wenyewe miundo ya data tunayotengeneza. Ninapoangalia kilima, naunda muundo huu wa data. Kisha mimi kuangalia mahali pengine na kuvunja muundo huu wa data kwa sababu mimi sihitaji tena. "

Kama kazi ya Hoffman inavyoonyesha, hatujawahi kushughulikiwa na maana kamili ya nadharia ya kiasi na kile anachosema kuhusu asili ya ukweli. Planck mwenyewe, kwa maisha yake yote, amekuwa akijaribu kuelewa nadharia ambayo ameisaidia kuunda na daima aliamini katika mtazamo wa lengo la ulimwengu unaojitegemea kwetu.

Mara moja aliandika juu ya kwa nini aliamua kujitolea kwa fizikia, dhidi ya ushauri wa mwalimu wake:

"Ulimwengu wa nje ni kitu cha kujitegemea na mwanadamu, ni kitu kimoja kabisa, na kutafuta sheria ambazo hutumika kwa hili inaonekana kwangu kuwa ni uzoefu wa kisayansi ulioinuliwa zaidi."

Labda itachukua karne nyingine kabla ya mapinduzi mengine ya fizikia inathibitisha kama alikuwa sahihi au mbaya, kama profesa wake Philip von Jolly.

Mitambo ya quantum

Sehemu zaidi kutoka kwa mfululizo

Maoni ya 2 juu ya "Mitambo ya quantum inakuwezesha kuona, kujisikia na kugusa chembe (sehemu ya 2)"

Acha Reply