Helgoland από τον Carlo Rovelli

Κατανόηση της κβαντικής επανάστασης

Αγορά βιβλίου - Helgoland από τον Carlo Rovelli

Ποια είναι η πλοκή του μυθιστορήματος Helgoland;

Μια ονειρική και λυρική μελέτη της κβαντικής φυσικής, Helgoland (2021) έχει οριστεί το έτος 2021. Το περίεργο υποατομικό σύμπαν που περιγράφεται σε αυτό το μικρό βιβλίο είναι αυτή στο οποίο τίποτα δεν μπορεί ποτέ να είναι πλήρως σαφές.

Ποιος είναι αυτό που διαβάζει το μυθιστόρημα Helgoland;

• Φυσικοί που ενδιαφέρονται για την ιστορία της επιστήμης, αλλά δεν είναι επαγγελματίες
• Οι επίδοξοι ψυχοναύτες που θέλουν να μάθουν περισσότερα για τον περίεργο κόσμο των ατόμων
• Όποιος ενδιαφέρεται να πάρει μια υπερρεαλιστική ματιά στην πραγματικότητα

Ποιος είναι ο Carlo Rovelli και ποιο είναι το υπόβαθρό του;

Ο φυσικός Carlo Rovelli είναι ο επικεφαλής της κβαντικής ερευνητικής ομάδας της κβαντικής βαρύτητας στο Center De Physique Théorique στη Μασσαλία της Γαλλίας, όπου εργάζεται ως θεωρητικός φυσικός. Πολλά από τα έργα του, όπως επτά σύντομα μαθήματα για τη φυσική, η πραγματικότητα δεν είναι αυτό που φαίνεται, και η σειρά του χρόνου, ήταν οι καλύτεροι πωλητές στους αντίστοιχους τομείς της φυσικής.

Τι ακριβώς είναι για μένα; Μια ματιά στις πιο πρόσφατες εξελίξεις στην κβαντική φυσική.

Ο Werner Heisenberg δεν μπόρεσε να σταματήσει το φτέρνισμα το καλοκαίρι του 1925, που συνέβη να είναι η εποχή των αλλεργιών. Ο 23χρονος επιστήμονας έφυγε από τον Helgoland, ένα μικροσκοπικό βραχώδες νησί στη Βόρεια Θάλασσα, προκειμένου να ανακουφίσει τα συμπτώματα του πυρετού του. Αρχίζει να σκέφτεται προσεκτικά για τα άτομα ενώ είναι εδώ, τελικά σε θέση να πάρει μια βαθιά ανάσα. Οι ανακαλύψεις του θα έχουν βαθύ αντίκτυπο στη φυσική και την κατανόησή μας για την πραγματικότητα. Με βάση την εξαιρετική αφήγηση του φυσικού Carlo Rovelli, αυτές οι σημειώσεις αφηγούνται την ενδιαφέρουσα ιστορία του τρόπου με τον οποίο η κβαντική μηχανική ήρθε να ανακαλυφθεί και να ανακαλυφθεί από τους επιστήμονες. Καθώς περνάτε από το βιβλίο, θα μάθετε ποιες ιδέες του Heisenberg μας λένε για τον περίεργο και παράδοξο κόσμο των υποατομικών σωματιδίων και θα δείτε πώς οι ανακαλύψεις του αποκάλυψαν ζητήματα που συνεχίζουν να συγχέουν τους επιστήμονες σήμερα. Ανακαλύψτε πώς ο πυρετός του χόρτου βοήθησε τους επιστήμονες να ανακαλύψουν την κβαντική φυσική, όταν ένα πράγμα δεν είναι στην πραγματικότητα ένα αντικείμενο και γιατί δεν απαιτούνται πολλαπλάσια σε αυτά τα σύνολα σημειώσεων.

Ο Heisenberg ήταν ο καταλύτης για τη γέννηση ενός νέου και περίπλοκου τομέα έρευνας που είναι γνωστός ως κβαντική φυσική.

Το να είσαι νέος, φιλόδοξος επιστήμονας στις αρχές του εικοστού αιώνα ήταν μια συναρπαστική στιγμή για να είσαι ζωντανός. Ο δανικός φυσικός Niels Bohr έχει ανακαλύψει ένα παράξενο φαινόμενο που έχει αποκλείσει επιστήμονες εδώ και δεκαετίες. Έχει ανακαλύψει ότι όταν θερμαίνονται, τα άτομα παράγουν φως σε συγκεκριμένες συχνότητες που είναι μοναδικές γι 'αυτούς. Αυτά τα μοτίβα υποδεικνύουν ότι τα ηλεκτρόνια, τα μικροσκοπικά υποατομικά σωματίδια που σφίγγουν τον πυρήνα ενός ατόμου, μόνο τροχιά σε ορισμένες αποστάσεις από τον πυρήνα του ατόμου. Ο Heisenberg είναι αμηχανία για το γιατί συμβαίνει αυτό. Γιατί τα ηλεκτρόνια πρέπει να περιορίζονται σε ορισμένες τροχιακές διαμορφώσεις; Και γιατί θα έπρεπε να πηδούν ανάμεσα σε τροχιές σε συγκεκριμένα μετρήσιμους τρόπους εάν δεν απαιτείται; Ουσιαστικά, θέλει να κατανοήσει καλύτερα τη φυσική των κβαντικών άλματα. Το σημαντικότερο μάθημα για να απομακρυνθεί από αυτό είναι: Ο Heisenberg ήταν ο καταλύτης για τη γέννηση ενός νέου και περίπλοκου τομέα έρευνας που είναι γνωστός ως κβαντική φυσική.

Αυτό ήταν ένα δίλημμα από τότε που οι επιστήμονες εκείνη τη στιγμή δεν μπόρεσαν να κατανοήσουν τις τροχιές ηλεκτρονίων ή τα κβαντικά άλματα που συνέβησαν μεταξύ αυτών των τροχιών. Οι διακριτοί αριθμοί χρησιμοποιούνται για να εξηγήσουν την κίνηση των σωματιδίων στην κλασσική φυσική. Αυτοί οι αριθμοί χρησιμοποιήθηκαν για να αντιπροσωπεύουν μεταβλητές όπως η θέση, η ταχύτητα και η ενέργεια. Ωστόσο, αποδείχθηκε αδύνατο να καθοριστεί αυτοί οι παράγοντες στην περίπτωση των ηλεκτρονίων. Οι επιστήμονες μπορούσαν να δουν μόνο τις αλλαγές σε αυτές τις μεταβλητές όταν τα ηλεκτρόνια πήγαν ανάμεσα σε τροχιές και έτσι περιόρισαν τις παρατηρήσεις τους. Για να αποφευχθεί αυτό το αίνιγμα, ο Heisenberg επικεντρώθηκε σε αυτό που θα μπορούσε να δει, δηλαδή τη συχνότητα και το πλάτος του φωτός που εκπέμπεται κατά τη διάρκεια αυτών των κβαντικών άλματα. Επανεξετάζει τις κλασσικές φυσικές αρχές και αντικατέστησε κάθε μεμονωμένη μεταβλητή με πίνακα ή μήτρα που αντιπροσώπευε όλες τις πιθανές αλλαγές που θα μπορούσαν να πραγματοποιηθούν στον κόσμο. Ωστόσο, ενώ η αριθμητική ήταν πολύ περίπλοκη, το αποτέλεσμα ήταν ακριβώς αυτό που είχε δει ο Bohr.

Ο άλλος επιστήμονας, Erwin Schrödinger, υιοθέτησε μια προσέγγιση που ήταν λίγο διαφορετική από τις άλλες. Ήταν η πεποίθησή του ότι τα ηλεκτρόνια δεν ήταν μόνο μια συλλογή από σωματίδια που περιστρέφονταν γύρω από έναν πυρήνα, αλλά ότι ήταν ηλεκτρομαγνητικά κύματα που ταξίδεψαν γύρω από αυτό. Ήταν επίσης σε θέση να ταιριάζει με ακρίβεια τα ευρήματα του Bohr χρησιμοποιώντας τα πιο απλά μαθηματικά των εξισώσεων κυμάτων. Υπήρχε, ωστόσο, ένα εμπόδιο. Τα κύματα είναι διάχυτα, αλλά όταν τα ηλεκτρόνια ανιχνεύονται από έναν ανιχνευτή, είναι σαφώς καθορισμένα σημεία ή σωματίδια, σε αντίθεση με τα κύματα.

Πώς μπορούμε να συμβιβάσουμε αυτά τα προφανώς αντιφατικά μοντέλα που, παρά την προφανή ασυμβατότητα τους, παρέχουν τα ίδια αποτελέσματα; Ο Max Born, ένας τρίτος στοχαστής, ήταν σε θέση να παράσχει μια λύση. Οι υπολογισμοί κύματος του Schrödinger, ισχυρίστηκε, πρόσφερε μια καλύτερη εξήγηση των αποτελεσμάτων των μετρήσεων ηλεκτρονίων από τους υπολογισμούς της μήτρας του Heisenberg, οι οποίοι απλώς παρείχαν την πιθανότητα να κάνουν τέτοιες παρατηρήσεις. Φαινόταν ότι, σε αυτή τη νέα κβαντική φυσική, τα ηλεκτρόνια ζούσαν με κάποιο τρόπο ως κύματα μέχρι να θεωρηθούν από έναν εξωτερικό παρατηρητή. Στη συνέχεια σταματούν σε ένα μόνο σημείο. Αυτό είχε ως αποτέλεσμα μια νέα, αμηχανία ερώτηση: Γιατί συνέβη αυτό;

Ως αποτέλεσμα της ύπαρξής τους, οι υπερθέσεις δημιουργούν προκλητικά ζητήματα σχετικά με τη φύση της πραγματικότητας.

Υπάρχει ένα διάσημο πείραμα σκέψης που εξηγεί τον εύκαμπτο χώρο της κβαντικής φυσικής με απλό τρόπο. Διαθέτει μια γάτα σε ένα κουτί με ένα παράξενο gadget συνδεδεμένο με αυτό. Κατά την ενεργοποίηση, εκπέμπει ένα ισχυρό ηρεμιστικό που βοηθά να βάλει το πλάσμα στον ύπνο. Ας υποθέσουμε ότι το gadget ενεργοποιείται μόνο όταν εμφανίζεται ένα συγκεκριμένο κβαντικό συμβάν, όπως η αποσύνθεση ενός ατόμου. Επιπλέον, ας υποθέσουμε ότι οι εξισώσεις του Schrödinger προβλέπουν ότι αυτό το γεγονός θα συμβεί σε οποιαδήποτε δεδομένη χρονική στιγμή με μία στις δύο πιθανότητες. Ως αποτέλεσμα, δεν θα γνωρίζουμε αν το συμβάν έχει συμβεί μέχρι να ανοίξουμε το κουτί. Η γάτα φαίνεται να κοιμάται και να προειδοποιεί ταυτόχρονα.

Αυτό αναφέρεται ως κβαντική υπέρθεση και συμβαίνει όταν δύο αντικρουόμενα χαρακτηριστικά υπάρχουν ταυτόχρονα στον ίδιο φυσικό χώρο. Επειδή είναι μια περίφημη δύσκολη ιδέα να κατανοήσουμε, χρειάστηκαν δεκαετίες για τους φυσικούς και τους φιλόσοφους να βρουν μια ικανοποιητική εξήγηση για το πώς λειτουργεί. Το σημαντικότερο μάθημα για να απομακρυνθεί από αυτό είναι: Ως αποτέλεσμα της ύπαρξής τους, οι υπερθέσεις δημιουργούν προκλητικά ζητήματα σχετικά με τη φύση της πραγματικότητας. Είναι γνωστό ως γάτα του Schrödinger και χρησιμεύει για να επισημάνει ένα από τα πιο θεμελιώδη μυστήρια της κβαντικής φυσικής. Παρά το γεγονός ότι οι υπερθέσεις φαίνεται να είναι αδύνατες, οι επιστήμονες έχουν δείξει ότι υπάρχουν. Για παράδειγμα, ένα μόνο φωτόνιο φωτός μπορεί να φαίνεται σαν να έχει ταξιδέψει σε δύο εντελώς διαφορετικά μονοπάτια! Υπάρχει μια ποικιλία από ανταγωνιστικές θεωρίες σχετικά με αυτήν την περίεργη πραγματικότητα, οι οποίες συχνά αναφέρονται ως ερμηνείες.

Η ιδέα των πολλαπλών σύμπαντων είναι μια πιθανή εξήγηση. Σε αυτό το μοντέλο, η έννοια της γάτας που κοιμάται και ο ξύπνιος μεταφέρεται στο λογικό της συμπέρασμα. Ως αποτέλεσμα, δεδομένου ότι η πιθανότητα να συμβεί η σκανδάλη είναι μία στα δύο, και τα δύο συμβάντα συμβαίνουν, αν και σε ξεχωριστά χρονικά πλαίσια, όπως φαίνεται παραπάνω. Εσείς, ως παρατηρητής, ζείτε και σε κάθε ένα από αυτά τα άλλα χρονοδιαγράμματα. Στην πραγματικότητα, δεδομένου ότι υπάρχει ένας απεριόριστος αριθμός κβαντικών περιστατικών, υπάρχει ένας άπειρος αριθμός χρονοδιαγραμμάτων ή σύμπαντος που πρέπει να εξεταστούν ως αποτέλεσμα.

Η υπόθεση των κρυφών μεταβλητών, η οποία είναι αντίπαλη ερμηνεία, αποφεύγει την ύπαρξη ατελείωτων σύμπαντων, διακρίνοντας το κύμα του Schrödinger από το ίδιο το κβαντικό σωματίδιο. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, η πιθανότητα που υποδεικνύεται από τον Schrödinger υπάρχει με πραγματικό τρόπο που δεν κατανοούμε ακόμη, παρά το γεγονός ότι ο ορατός φυσικός κόσμος παίρνει μόνο ένα σχήμα. Ως αποτέλεσμα, ακόμη και αν παρατηρούμε μόνο μια ξύπνιση γάτα, η πιθανότητα μιας γάτας ύπνου υπάρχει στην πραγματικότητά μας.

Ωστόσο, υπάρχει μια τρίτη ερμηνεία, γνωστή ως κβαντικός Bayesianism ή QBism, που είναι εντελώς διαφορετικό. Σύμφωνα με αυτή τη θεωρία, οι υπεροχές και οι πιθανότητες του Schrödinger δεν είναι τίποτα περισσότερο από πληροφορίες και ότι οι πληροφορίες είναι μόνο εν μέρει πλήρεις. Όταν οι παρατηρητές ανοίγουν το κουτί και βλέπουν τη γάτα, παίρνουν περισσότερη γνώση της κατάστασης. Με αυτόν τον τρόπο, ο παρατηρητής δημιουργεί κομμάτι πραγματικότητας με κομμάτι παρατηρώντας τον κόσμο γύρω του. Ωστόσο, αυτό προκαλεί το ερώτημα ποιος είναι ο παρατηρητής.

Η σχεσιακή ερμηνεία απεικονίζει ένα σύμπαν στο οποίο όλα αλλάζουν πάντα.

Σύμφωνα με την κατανόηση της κβαντικής φυσικής του λαϊκού, οι κβαντικές υπερθέσεις παραμένουν μέχρις ότου ένας παρατηρητής παρεμβαίνει και καθορίζει τι πραγματικά συμβαίνει. Ως αποτέλεσμα, ένα ηλεκτρόνιο σφυρίζει σε ένα απροσδιόριστο σύννεφο πιθανότητας έως ότου ένας επιστήμονας έρχεται με ανιχνευτή ηλεκτρονίων και, μέσω παρατήρησης, καθορίζει πού βρίσκεται πραγματικά το ηλεκτρόνιο. Αλλά τι είναι ένας επιστήμονας που τον κάνει τόσο μοναδικό; Υπάρχει κάτι γι 'αυτήν που την προσδίδει στη θέση ενός παρατηρητή με ειδικά δικαιώματα; Το εργαστηριακό της παλτό, ο εξελιγμένος τεχνολογικός της εξοπλισμός ή η ίδια της παρουσία ως αισθανόμενο πλάσμα με την ικανότητα να βλέπουν, να σκέφτονται και να γνωρίζουν ότι είναι όλοι παράγοντες στην επιτυχία της. Η αλήθεια είναι ότι κανένα από αυτά τα πράγματα δεν υπάρχει. Η διατήρηση, υπό τη σχεσιακή ερμηνεία της κβαντικής θεωρίας, δεν περιλαμβάνει το να βλέπεις τη συμβατική έννοια της λέξης. Στην πραγματικότητα, κάθε είδους αλληλεπίδραση μπορεί να θεωρηθεί παρατήρηση.

Το πιο σημαντικό μάθημα εδώ είναι ότι η σχεσιακή ερμηνεία απεικονίζει έναν κόσμο στον οποίο όλα αλλάζουν πάντα. Είναι λίγο λάθος να αναφέρεται στην κβαντική θεωρία ως "παρατήρηση" όταν πρόκειται για αυτήν. Μια διάκριση γίνεται ανάμεσα στον φυσικό κόσμο της φυσικής και ένα συγκεκριμένο θέμα, συχνά ένας άνθρωπος, ο οποίος παρατηρεί αυτόν τον κόσμο από μια θέση έξω από αυτό. Η σχεσιακή ερμηνεία της κβαντικής φυσικής, από την άλλη πλευρά, εξαλείφει αυτή τη διαφορά. Σύμφωνα με αυτή την έννοια, κάθε οντότητα στο σύμπαν είναι τόσο παρατηρητής όσο και παρατηρητής, και παρατηρείται και παρατηρείται και παρατηρείται.

Ο Κόσμος είναι γεμάτος με μια απίστευτη ποικιλία αντικειμένων, που κυμαίνονται από φωτόνια ή σωματίδια φωτός και ουράνια τόξα σε γάτες, ρολόγια και γαλαξίες, μεταξύ πολλών άλλων. Καμία από αυτές τις οντότητες, οι οποίες συχνά αναφέρονται ως φυσικά συστήματα, δεν μπορεί να υπάρχει σε κενό. Συνεχώς αλληλεπιδρούν μεταξύ τους. Και, στην πραγματικότητα, είναι οι ποικίλες αλληλεπιδράσεις μεταξύ των φυσικών συστημάτων που καθορίζουν τα χαρακτηριστικά τους. Εάν κάτι δεν έχει καμία αλληλεπίδραση με άλλα πράγματα, δεν υπάρχει με καμία ουσιαστική έννοια.

Με αυτόν τον τρόπο, όλα τα φυσικά χαρακτηριστικά, τα οποία συχνά αναφέρονται ως πληροφορίες, συνδέονται μεταξύ τους. Δηλαδή, είναι πάντα σε ροή, εμφανίζονται και εξαφανίζονται ανάλογα με την κατάσταση. Αυτό είναι κάτι που ήδη γνωρίζουμε ότι είναι αληθινό με ορισμένους τρόπους. Μια ποιότητα όπως η ταχύτητα μπορεί να ανακαλυφθεί μόνο εξετάζοντας τη σχέση μεταξύ δύο πραγμάτων. Όταν περπατάτε σε μια βάρκα, η ταχύτητά σας ποικίλλει ανάλογα με το αν το μετράτε με αναφορά στο κατάστρωμα του σκάφους ή στην επιφάνεια του ωκεανού.

Η φαντασία του κόσμου ως ενός άπειρου δικτύου σχέσεων που δημιουργούν χαρακτηριστικά μπορεί να μην φαίνεται να είναι επαναστατικό, αλλά είναι πραγματικά. Ας επιστρέψουμε στην ιστορία της γάτας του Schrödinger. Ενώ μέσα στο κουτί, η γάτα είτε κοιμάται είτε ξύπνησε ανάλογα με την εγγύτητά της με τη σκανδάλη, όμως, από το εξωτερικό, η γάτα δεν φαίνεται να είναι ούτε. Και οι δύο αυτές δηλώσεις είναι σωστές, καθώς διάφορες σχέσεις οδηγούν σε ξεχωριστές πραγματικότητες, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως. Αυτό που έχει σημασία είναι οποιοδήποτε σχεσιακό συμβάν ή πλαίσιο αναφοράς εξετάζεται εκείνη τη στιγμή.

Το σχεσιακό μοντέλο απλοποιεί τη διαδικασία της κβαντικής εμπλοκής και αφαιρεί το μυστήριο.

Εξετάστε δύο φωτόνια που είναι και τα δύο σε μια κβαντική υπέρθεση όπου είναι ταυτόχρονα κόκκινα και μπλε. Δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε την καθορισμένη κατάσταση είτε μέχρι να κάνουμε μια παρατήρηση, ακριβώς όπως δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε την οριστική κατάσταση της γάτας του Schrödinger, εκτός αν κάνουμε μια παρατήρηση. Παρ 'όλα αυτά, δεδομένου ότι κάθε φωτόνιο έχει δύο πιθανά αποτελέσματα, κάθε χρώμα έχει 50 τοις εκατό πιθανότητα εμφάνισης όταν φαίνεται. Στείλτε ένα από αυτά τα φωτόνια στη Βιέννη και το άλλο στο Πεκίνο και δείτε πώς πηγαίνει. Αν ρίξουμε μια ματιά στο φωτόνιο της Βιέννης, θα δούμε ότι θα εμφανιστεί είτε κόκκινο είτε μπλε. Ας προσποιούμαστε ότι είναι το κόκκινο χρώμα για χάρη αυτού του παραδείγματος. Τώρα, όταν βλέπουμε το φωτόνιο του Πεκίνου, θα πρέπει να είναι περίπου το ήμισυ της διάρκειας του φωτονίου της Βιέννης.

Ωστόσο, εδώ είναι όταν τα πράγματα αρχίζουν να γίνονται περίεργα. Εάν το φωτόνιο της Βιέννης είναι κόκκινο, το φωτόνιο του Πεκίνου θα είναι πάντα κόκκινο, ανεξάρτητα από τις συνθήκες. Η κβαντική εμπλοκή είναι το όνομα που δίνεται σε αυτή τη φαινομενικά μαγική σύνδεση. Το πιο σημαντικό μάθημα για να απομακρυνθεί από αυτό είναι: το σχεσιακό μοντέλο απλοποιεί τη διαδικασία της κβαντικής εμπλοκής και αφαιρεί το μυστήριο του. Η κβαντική εμπλοκή είναι ένα από τα πιο ασυνήθιστα περιστατικά που έχει συμβεί ποτέ στον τομέα της φυσικής. Αν και δύο φωτόνια γίνονται εμπλεγμένα, τα χαρακτηριστικά τους συσχετίζονται ή ταιριάζουν, ακόμη και όταν χωρίζονται από μεγάλη απόσταση. Φυσικά, ένα ζευγάρι κόκκινα γάντια συνδέεται επίσης με το χώρο - ακόμα και αν διαχωρίζονται από μεγάλη απόσταση, διατηρούν το ίδιο χρώμα. Ωστόσο, μέχρι να δει, ένα ζευγάρι φωτόνια σε μια κόκκινη μπλε υπέρθεση δεν είναι ούτε κόκκινο ούτε μπλε. Λοιπόν, πώς μπορεί κανείς να ανταγωνιστεί ένα άλλο;

Μετά από όλα, το πρώτο φωτόνιο μπορεί να είναι σε θέση να επικοινωνήσει με το δεύτερο με κάποιο τρόπο. Παρ 'όλα αυτά, η εμπλοκή έχει ανιχνευθεί σε μεγάλες αποστάσεις, παρά το γεγονός ότι το σήμα θα πρέπει να ταξιδεύει γρηγορότερα από την ταχύτητα του φωτός. Εναλλακτικά, το ζευγάρι μπορεί να εγκατασταθεί σε μια απόχρωση πριν χωριστεί. Επιπλέον, ένα περίπλοκο σύνολο εξισώσεων που είναι γνωστές ως οι ανισότητες καμπάνας αποκλείουν και αυτή τη θεωρία. Λοιπόν, τι ακριβώς συμβαίνει σε αυτήν την κατάσταση; Το σχεσιακό μοντέλο μπορεί να είναι σε θέση να παρέχει κάποια καθοδήγηση.

Λάβετε υπόψη ότι κάτω από αυτό το πρότυπο, τα χαρακτηριστικά μπορούν να βρεθούν μόνο μέσω αλληλεπιδράσεων. Το γεγονός ότι καμία οντότητα δεν μπορεί να δει ταυτόχρονα τόσο τα φωτόνια της Βιέννης όσο και του Πεκίνου. σε οποιαδήποτε άλλη τοποθεσία. Το φωτόνιο στο Πεκίνο, και μάλιστα όλα στο Πεκίνο, παραμένει σε μια κβαντική υπέρθεση στα μάτια των Βιεννέζικων, ως αποτέλεσμα. Οποιαδήποτε σύγκριση είναι άχρηστη εκτός αν και μέχρι και τα δύο μέρη να δουν ο ένας τον άλλον.

Παρ ' όλα αυτά, αυτά τα φαινομενικά ανόμοια περιστατικά μπορεί να συνδέονται μεταξύ τους. Ένας επιστήμονας στη Βιέννη μπορεί να επικοινωνήσει τηλεφωνικά με έναν συνάδελφό του στο Πεκίνο. Αυτή η αλληλεπίδραση, ή παρατήρηση, παρέχει πληροφορίες σχετικά με την κόκκινη απόχρωση του φωτονίου της Βιέννης, προκαλώντας το μπλεγμένο φωτόνιο να εμφανίζεται κόκκινο ως α result.As ως αποτέλεσμα, δεν υπάρχει μυστικιστική σύνδεση μεταξύ του χρόνου και του χώρου, αλλά μάλλον ένας ιστός σχέσεων που συνδέει αυτά τα περιστατικά και τους παρέχει τα δικά τους χαρακτηριστικά.

Η φιλοσοφία και η επιστήμη είναι άρρηκτα συνδεδεμένες στους αντίστοιχους τομείς σπουδών τους.

Ο Ernst Mach είναι ίσως ο πιο σημαντικός στοχαστής που δεν έχει ποτέ δημοσιευτεί ευρέως. Στους ρόλους του ως επιστήμονας και φιλόσοφος, η ικανότητά του να παράγει απροσδόκητες ιδέες και προκλητική σκέψη τον κέρδισε τόσο οπαδούς όσο και κριτικούς σε ένα ευρύ φάσμα επιστημονικών κλάδων. Το έργο του ΜΑΧ επικρίθηκε δριμύτατα από το ρωσική επαναστατική Βλαντιμίρ Λένιν στα γραπτά του. Ο Αλέξανδρος Μπογκντάνοφ, ένας άλλος επαναστάτης, τους υπερασπίστηκε με εκδίκηση. Πολλές πτυχές των σκέψεων του ΜΑΧ ενσωματώθηκαν στο επικό βιβλίο, Ο άνθρωπος χωρίς Ιδιότητες, από τον διάσημο συγγραφέα, Robert Musil. Επιπλέον, τόσο ο Αϊνστάιν όσο και ο Χάιζενμπεργκ αναγνωρίζουν ότι οι θεωρίες του ΜΑΧ είχαν σημαντικό αντίκτυπο στις δικές τους ανακαλύψεις. Λοιπόν, ποιες ήταν οι επαναστατικές ιδέες που υποστήριζε ο Μαχ που προκάλεσαν μια τέτοια φασαρία σε όλη τη σφαίρα της πολιτικής, των τεχνών και της φυσικής; Όπως αποδεικνύεται, πρότεινε ότι το σύμπαν αποτελείται από αισθήσεις, το οποίο έχει μια παράξενη απήχηση με τη σχεσιακή κβαντική θεωρία.

Το πιο σημαντικό μάθημα εδώ είναι ότι η φιλοσοφία και η επιστήμη είναι άρρηκτα συνδεδεμένες μεταξύ τους. Κατά τη διάρκεια του δέκατου όγδοου και του δέκατου ένατου αιώνα, μια φιλοσοφική υπόθεση γνωστή ως μηχανισμός έλεγχε το μεγαλύτερο μέρος της επιστημονικής κοινότητας. Στο πιο θεμελιώδες επίπεδο, ο μηχανισμός ισχυρίστηκε ότι η πραγματικότητα λειτούργησε με παρόμοιο τρόπο με ένα ρολόι. Ο κόσμος ήταν ένα τεράστιο άδειο δοχείο γνωστό ως διάστημα, και όλα τα φαινόμενα αποτελούνται από ύλη που αλληλεπιδρά αυστηρά μεταξύ τους αυτό το δοχείο. Σύμφωνα με τον Ernst, αυτό το παράδειγμα ήταν χρήσιμο, αλλά είχε τους περιορισμούς του. Πίστευε ότι η έννοια των μηχανισμών ήταν πολύ μεταφυσική ή αιθέρια. Σε αντίθεση με αυτό, πίστευε ότι η επιστήμη πρέπει να επικεντρωθεί σε αυτό που μπορεί να δει, δηλαδή τα συναισθήματα που προκύπτουν όταν αλληλεπιδρούν τα συστατικά. Αν αυτό ακούγεται οικείο, είναι επειδή ο Heisenberg παρακινήθηκε από την ίδια ιδέα να μελετήσει τις συμπεριφορές των ηλεκτρονίων, οι οποίες τελικά οδήγησαν στην ανακάλυψη της κβαντικής θεωρίας.

Οι ιδέες του ΜΑΧ, από την άλλη πλευρά, έχουν πολύ ευρύτερη εφαρμογή. Τα φυσικά πράγματα, σύμφωνα με την άποψή του για την πραγματικότητα, δεν είναι αυτόνομα συστατικά που αλληλεπιδρούν μηχανικά, αλλά μάλλον είναι το αποτέλεσμα αυτών των αλληλεπιδράσεων, που δημιουργούν τον κόσμο. Και οι παρατηρητές δεν θεωρούνται διακριτοί από το σύστημα στο σύνολό του. Επίσης, έχουν μόνο μια αισθητηριακή κατανόηση του σύμπαντος που αποκτάται μέσω συναντήσεων. Για άλλη μια φορά, αυτή η ιδέα φαίνεται να είναι μια πρόβλεψη της σχεσιακής ερμηνείας του κβαντική φυσική, σύμφωνα με την οποία τα χαρακτηριστικά δεν υπάρχουν μεμονωμένα από το περιβάλλον τους.

Ο ισχυρισμός ότι ο Μαχ είχε προγνωστική γνώση της κβαντικής φυσικής δεν σημαίνει ότι το έκανε. Η παρατήρηση του ΜΑΧ, από την άλλη πλευρά, καταδεικνύει τη σημαντική αλληλεπίδραση μεταξύ επιστήμης και φιλοσοφίας. Ο Χάιζενμπεργκ μπορεί να μην είχε κάνει τα σπερματικά του ευρήματα αν δεν είχε αγνοήσει τον ΜΑΧ και είχε κολλήσει στις ιδέες του μηχανισμού με τόσο αυστηρή τήρηση. Με παρόμοιο τρόπο, οι σύγχρονοι φιλόσοφοι μπορούν να ασχοληθούν με τις πιο πρόσφατες επιστημονικές αντιλήψεις προκειμένου να οξύνουν και να βελτιώσουν τις δικές τους απόψεις σχετικά με την πραγματικότητα και το σύμπαν. Λοιπόν, πώς όλα αυτά παίζουν όταν εφαρμόζονται σε ένα δύσκολο θέμα όπως η συνειδητή σκέψη; Αυτό θα συζητηθεί λεπτομερέστερα στην επόμενη ενότητα.

Η εξέταση των σχέσεων και των συσχετισμών μπορεί να παρέχει πληροφορίες για τη λειτουργία του νου.

Η απλή περιήγηση στο διαδίκτυο για λίγα λεπτά θα αποκαλύψει μια πληθώρα καινοτόμων εφαρμογών κβαντικών ιδεών (ή, πιο σωστά, εσφαλμένων εφαρμογών) σε διάφορους τομείς. Οι γκουρού επαινούν τον κβαντικό πνευματισμό, οι γιατροί απάτης προωθούν την κβαντική θεραπεία, και οι τεχνολογικοί επιχειρηματίες δοξάζουν κάθε είδους κβαντική ανοησία, μεταξύ άλλων. Φαίνεται ότι η εγγενής παράξενη φύση της κβαντικής φυσικής έχει έναν τρόπο να πυροδοτήσει τη φαντασία εκείνων που ενδιαφέρονται για αυτήν. Μπορεί η κβαντική θεωρία, από την άλλη χέρι, παρέχετε φως στα θεμελιώδη ζητήματα της ζωής; Είναι ικανό να εξηγήσει την αγάπη, να διασαφηνίσει την προέλευση της ομορφιάς και της αλήθειας ή να παράσχει μια ουσιαστική εξήγηση της ύπαρξης; Όχι, καθόλου. Ωστόσο, η εφαρμογή των ιδεών της σχεσιακής κβαντικής θεωρίας σε ένα θέμα όπως η φύση της συνείδησης μπορεί να ανοίξει νέους δρόμους μελέτης και έρευνας για το φαινόμενο.

Το πιο σημαντικό μάθημα που πρέπει να αφαιρέσετε από αυτό είναι: η εξέταση των σχέσεων και των συσχετισμών μπορεί να παρέχει πληροφορίες για τη λειτουργία του νου. Η φιλοσοφία του νου, γενικά, παρέχει τρία βασικά μοντέλα για το ανθρώπινο μυαλό. Υπάρχει δυϊσμός, που υποστηρίζει ότι το μυαλό υπάρχει ως ξεχωριστή, σχεδόν πνευματική, οντότητα από το σώμα και το υπόλοιπο σύμπαν. Από τη μία πλευρά, υπάρχει ιδεαλισμός, που υποστηρίζει ότι το μυαλό περιλαμβάνει και αντιπροσωπεύει όλα όσα υπάρχουν. Από την άλλη πλευρά, υπάρχει αφελής υλισμός, που υποστηρίζει ότι οι ψυχικές εμπειρίες είναι απλώς το αποτέλεσμα βασικών φυσικών διαδικασιών.

Η σχεσιακή κβαντική θεωρία μπορεί να παρέχει μια κάπως διαφορετική προοπτική στο μυαλό από την παραδοσιακή κβαντική θεωρία. Είναι σημαντικό να εξετάσουμε την έννοια της φράσης για να την κατανοήσουμε. Η σημασία του νοήματος στην ανθρώπινη γνώση δεν μπορεί να υπερεκτιμηθεί. Όταν βλέπουμε σημάδια, διαβάζουμε λέξεις ή σκεφτόμαστε ιδέες, γνωρίζουμε ότι σημαίνουν κάτι επειδή σχετίζονται ή υποδεικνύουν κάτι εξωτερικό για εμάς στο φυσικό σύμπαν. Σύμφωνα με τον Γερμανό φιλόσοφο Franz Brentano, η σκοπιμότητα είναι η διαδικασία μέσω της οποίας αλληλεπιδρούμε μεταξύ μας και βρίσκουμε το δρόμο μας μέσα από την πραγματικότητα.

Ωστόσο, πώς προκύπτει η σκοπιμότητα; Ένας τρόπος αντιμετώπισης αυτής της ερώτησης είναι να εξετάσουμε σχετικά σχετικά γεγονότα. Οι σχετικές πληροφορίες είναι μια συσχέτιση που συμβαίνει όταν δύο συστήματα επικοινωνούν μεταξύ τους. Ένας βράχος που πέφτει είναι ένα παράδειγμα σχετικής πληροφορίας, η οποία δημιουργείται όταν ένα εξωτερικό στοιχείο, ο βράχος, συσχετίζεται με μια εσωτερική κατάσταση, τον προσδιορισμό του εγκεφάλου σας για την κάθοδο του βράχου. Όταν αυτή η γνώση γίνεται σημαντική, είναι επειδή επηρεάζει την ανταπόκριση του σώματός σας, που είναι να ξεφύγουμε από ό, τι συμβαίνει.

Σε αυτήν την περίπτωση, η σκοπιμότητα παράγεται από τις πληροφορίες που δημιουργούνται από τις σχέσεις μεταξύ του εξωτερικού και του εσωτερικού: η θέα ενός βράχου που πέφτει σηματοδοτεί κίνδυνο και ενεργείτε για να το αποφύγετε ως αποτέλεσμα αυτών των πληροφοριών. Οι φυσικές διεργασίες που λαμβάνουν χώρα σε διαφορετικά συστήματα, φυσικά, περιγράφονται μόνο εν συντομία σε αυτήν την περιγραφή. Το γεγονός ότι έπρεπε να αποφύγετε ένα βράχο δεν σας λέει τίποτα για την ιδιαίτερη εμπειρία σας. Είναι πιο δύσκολο να εξηγήσουμε πώς μια τέτοια υποκειμενική εμπειρία έρχεται να είναι. Αυτό αναφέρεται ως το" σκληρό ζήτημα " της συνείδησης και εξακολουθεί να αποτελεί πηγή διαμάχης.

Η μελέτη της κβαντικής φυσικής μπορεί να ανοίξει τα μάτια μας σε νέες προοπτικές για το σύμπαν.

Τι βλέπεις όταν κοιτάς μια γάτα; Τι βλέπεις; Η αντίληψη, σύμφωνα με τη συμβατική έννοια της όρασης, ασχολείται κυρίως με την απόκτηση πληροφοριών. Χρησιμοποιώντας το σχήμα, τα μαλλιά και τα μουστάκια της γάτας, τα φωτόνια αντανακλώνται και εισέρχονται στα μάτια σας. Οι αμφιβληστροειδείς σας μετατρέπουν το φως σε σήμα, το οποίο στη συνέχεια αποστέλλεται στον εγκέφαλό σας. Τέλος, οι νευρώνες σας μεταφράζουν τις πληροφορίες σε μια εικόνα μιας αξιολάτρευτης γάτας, που είναι αυτό που βλέπετε. Ωστόσο, αυτό δεν είναι απολύτως αληθές. Σε πραγματικότητα, ο εγκέφαλός σας κάνει προβλέψεις για το τι πρέπει να δουν τα μάτια σας. Τα μάτια συνεχίζουν να συλλέγουν φως, αλλά μεταδίδουν μόνο σήματα που έρχονται σε σύγκρουση με την προηγούμενη εικόνα. Αυτές οι ανισότητες μεταξύ αυτού που προβλέπουμε και αυτού που βλέπουμε μας παρέχουν την κριτική γνώση που χρειαζόμαστε για να κατανοήσουμε τον εξωτερικό κόσμο. Το πιο σημαντικό μάθημα που πρέπει να αφαιρέσουμε από αυτό είναι: η μελέτη της κβαντικής φυσικής μπορεί να ανοίξει τα μάτια μας σε νέες προοπτικές για το σύμπαν.

Χρησιμοποιώντας μια έννοια γνωστή ως μοντέλο προβολικής ευαισθητοποίησης, μπορούμε να παρέχουμε μια δεύτερη εξήγηση της όρασης στην οποία ο εγκέφαλος παίζει πρωταγωνιστικό ρόλο. Ο εγκέφαλος, σύμφωνα με αυτήν την άποψη, δημιουργεί συνείδηση βελτιώνοντας συνεχώς τις προκαταλήψεις και τις διανοητικές αναπαραστάσεις του ως απάντηση στις πληροφορίες που συλλέγονται από τις αισθήσεις μας. Αυτό σημαίνει ότι η αντίληψή μας για την πραγματικότητα είναι μια "επιβεβαιωμένη ψευδαίσθηση" που ενημερώνεται και εξελίσσεται συνεχώς. Από ορισμένες απόψεις, η επιστήμη και η φιλοσοφία βασίζονται οι ίδιες ιδέες. Η ανθρωπότητα αναπτύσσει μια ενιαία εικόνα για το πώς λειτουργεί ο κόσμος και στη συνέχεια, μέσω της εμπειρίας και του πειραματισμού, ανακαλύπτουμε όλους τους τρόπους με τους οποίους η πραγματικότητα διαφέρει και έρχεται σε αντίθεση με αυτήν την ιδέα για το πώς λειτουργεί ο κόσμος. Φυσικά, ενώ οι εγκέφαλοί μας ολοκληρώνουν αυτή τη διαδικασία σε ένα κλάσμα του δευτερολέπτου, η επιστήμη την ολοκληρώνει σε πολύ μεγαλύτερο χρονικό διάστημα. Χρειάζεται μια κοινότητα για να δοκιμάσει και να αναπτύξει νέες ιδέες και χρειάζονται δεκαετίες για να ολοκληρωθεί η διαδικασία.

Οι θεωρίες μας για την κβαντική φυσική, οι οποίες περιλαμβάνουν τη σχεσιακή ερμηνεία, είναι μόνο η πιο πρόσφατη εκδήλωση αυτής της συνεχούς διαδικασίας ανάπτυξης. Επί του παρόντος, μας παρέχουν την πιο ακριβή αναπαράσταση της πραγματικότητας με βάση αυτό που μπορούμε να δούμε, να χαρτογραφήσουμε και να μετρήσουμε στο παρόν. Ωστόσο, είναι μια αρκετά περίεργη εικόνα για να δείτε σε κάθε περίπτωση. Η σχεσιακή κβαντική φυσική απεικονίζει ένα σύμπαν στο οποίο αντικείμενα που είναι στατικά και σταθερά δεν υπάρχουν. Σε αντίθεση με τα διακριτά πράγματα που αλληλεπιδρούν στο ο χώρος, η πραγματικότητα αποτελείται εξ ολοκλήρου από έναν ιστό αλληλεπιδράσεων στον οποίο τα γεγονότα συγκλίνουν και διαλύονται σε έναν ατελείωτο αφρό. Εμείς, πολύ, παγιδευόμαστε στη δίνη των διαπροσωπικών σχέσεων. Είναι πιθανό ότι αυτό το συνεχές φράγμα συνδέσεων είναι υπεύθυνο για την ίδια την ταυτότητά μας ή την υποκειμενικότητα. Βλέποντας τον κόσμο με αυτόν τον τρόπο μπορεί να φαίνεται παράξενο, ακόμη και παραισθησιογόνο, αλλά προς το παρόν, αυτή η ψευδαίσθηση έχει επαληθευτεί και πρέπει να περιμένουμε και να δούμε πού θα μας οδηγήσει στη συνέχεια.

Το συμπέρασμα του μυθιστορήματος Helgoland.

Αυτές οι σημειώσεις μεταφέρουν το ακόλουθο κύριο μήνυμα: στις αρχές του εικοστού αιώνα, ένα στέλεχος νέων επιστημόνων, κυρίως ένας επιρρεπής σε αλλεργίες Werner Heisenberg, άρχισε να αποικοδομεί τη συμβατική κατανόηση της φυσικής. Το παράδειγμα του κβαντικού σύμπαντος, το οποίο χαρακτηρίζεται από αβεβαιότητα και Πιθανότητα, αντικατέστησε το προηγούμενο ντετερμινιστικό και μηχανικό παγκόσμιο μοντέλο. Σύμφωνα με τη σχεσιακή ερμηνεία της κβαντικής φυσικής, η κβαντική πραγματικότητα αποτελείται από έναν ιστό ασταθών συνδέσεις-αυτό που είναι πραγματικό και αληθινό μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις σχέσεις που λαμβάνουν χώρα.

Αγοράστε βιβλίο-Helgoland από τον Carlo Rovelli

Γράφτηκε από BrookPad Ομάδα βασισμένη στο Helgoland από τον Carlo Rovelli