Мен жана менин көлөкөм: кванттык механика инсан концепциясына каршы келет

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Акыркы өзгөртүү: 2023-12-17 04:03

сен эмнеге сенсиң? Өзүңүздүн өзгөчө мүнөзүңүз, ой жүгүртүүңүз бар адам экениңизди кайдан билесиз? Кванттык механика бизге мынчалык ашыкча ишенбөөгө кеңеш берет. Мүмкүн, баарыбыз элестеткендей ар түрдүү эмеспиз.

Мартин Герр жана уурдалган инсандык

Мартин Герре жөнүндө билчү белеңиз? Бул бир жолу кызыктай жана жагымсыз кырдаалга туш болгон француз дыйканы. Мартин кичинекей айылда жашачу. Бала 24 жашка чыкканда ата-энеси аны уурулук кылган деп айыпташкан. Герр үйүн таштап, аялын жана уулун таштап кетүүгө аргасыз болгон. Сегиз жылдан кийин ал киши үй-бүлөсүнө кошулуп, туулган айылына кайтып келет. Үч жылдан кийин үй-бүлө үч балалуу болушкан.

Баары кадимкидей уланып жаткандай туюлду. Бирок айылда бир чет элдик солдат пайда болуп, ал Испаниянын армиясында Мартин Герр менен согушканын жана согушта бутунан ажыраганын билдирди. Мартиндин үй-бүлөсү үч жыл мурун туугандарынын үйгө кайтып келгенинен күмөн санай башташты. Узакка созулган соттук териштирүүлөрдөн кийин Герранын инсандыгын авантюрист Арно дю Тиль «уурдап кеткени» белгилүү болду. Чыныгы Мартин чындап эле буту кесилген жана Испаниядагы монастырдын синкурасына дайындалган. Бирок, «өздүк уурунун» соту ушунчалык атактуу болгондуктан, чыныгы Герр туулган айылына кайтып келген. Авантюрист Арно дю Тиелдин тагдыры кыска өлүм жазасына кесилген. Ал эми Мартин өзү аялын алдамчыга жардам берип жатат деп айыптады, аял сүйүктүү күйөөсүн тааныбай калышы мүмкүн дегенге ишенбей.

Бул окуя жазуучулардын жана режиссёрлордун көңүлүн козгоду. Анын мотивинин негизинде тасма тартылып, мюзикл коюлуп, жада калса сериал да тартылган. Анын үстүнө "Симпсондор" сериалынын бири ушул учурга арналган. Мындай популярдуулук түшүнүктүү: мындай окуя бизди толкундантат, анткени ал тез - инсандыгыбыз жана инсандыгыбыз жөнүндөгү идеяларыбызга зыян келтирет.

Адамдын ким экенин, атүгүл эң кымбат адам экенин кантип биле алабыз? Эч нерсе туруктуу болбогон дүйнөдө өздүк деген эмнени билдирет?

Биринчи философтор бул суроого жооп берүүгө аракет кылышкан. Алар бизди бири-бирибизден жаныбыздан айырмаланып, денебизди куурчак деп ойлошкон. Жакшы угулат, бирок илим маселенин мындай чечимин четке кагып, физикалык денеде инсандыктын тамырын издөөнү сунуштады. Окумуштуулар бир адамды экинчи адамдан айырмалай турган микроскопиялык деңгээлдеги нерсени табууну кыялданышкан.

Илимдин так болгону жакшы. Ошондуктан, биз «микроскопиялык деңгээлдеги бир нерсе» дегенде, албетте, денебиздин эң кичинекей курулуш материалдарын – молекулаларды жана атомдорду түшүнөбүз.

Бирок, бул жол бир караганда тайгак. Мисалы, Мартин Геррди элестетиңиз. Ага психикалык жактан жакындаңыз. Бет, тери, тешикчелер… уланталы. Арсеналыбызда эң кубаттуу техника бар дегендей, мүмкүн болушунча жакындайлы. Эмне табабыз? Электрон.

Коробкадагы элементардык бөлүкчө

Герр молекулалардан, молекулалар атомдордон, атомдор элементардык бөлүкчөлөрдөн түзүлгөн. Акыркылар «жоктон» жаралган, алар материалдык дүйнөнүн негизги курулуш материалы болуп саналат.

Электрон – бул такыр мейкиндикти ээлебеген чекит. Ар бир электрон масса, спин (бурчтук импульс) жана заряд менен гана аныкталат. Бул электрондун "инсандыгын" сүрөттөп билүү үчүн зарыл болгон нерсе.

Бул эмнени билдирет? Мисалы, ар бир электрондун эч кандай айырмасы жок, башкасына окшош болушу. Алар таптакыр окшош. Мартин Геррден жана анын эгизинен айырмаланып, электрондор ушунчалык окшош болгондуктан, алар толугу менен алмаштырылат.

Бул чындык кээ бир абдан кызыктуу кесепеттерге ээ. Элестетип көрөлү, бизде элементардык бөлүкчө А бар, ал В элементар бөлүкчөсүнөн айырмаланат. Мындан тышкары, биз эки кутучага ээ болдук - биринчи жана экинчи.

Ар бир бөлүкчө каалаган убакта кутулардын биринде болушу керек экенин да билебиз. А жана В бөлүкчөлөрү бири-биринен айырмаланарын эстегендиктен, окуялардын өнүгүшү үчүн төрт гана вариант бар экени көрүнүп турат:

• А 1-уячада, В 2-графада;
• 1-уячада А жана В чогуу жатат;
• 2-уячада А жана В чогуу жатат;
• А 2-уячада, В 1-уячада жатат.

Көрсө, бир кутудан бир эле учурда эки бөлүкчө табуу ыктымалдыгы 1:4. Сонун, чечип койдум.

Бирок, А жана В бөлүкчөлөрү айырмаланбасачы? Бул жагдайда бир кутудан эки бөлүкчөнүн табуу ыктымалдыгы кандай? Таң калыштуусу, биздин ой жүгүртүүбүз так аныктайт: эгерде эки бөлүкчө бирдей болсо, анда окуялардын өнүгүшү үчүн үч гана вариант бар. Анткени, А 1-уячада, В 2-уячада, В 1-уячада, А 2-уячада жаткан учурдун ортосунда эч кандай айырма жок. Демек, ыктымалдык 1:3.

Эксперименталдык илим микрокосмостун 1:3 ыктымалдыгына баш ийерин тастыктайт. Башкача айтканда, эгер сиз А электронун башкасына алмаштырсаңыз, Аалам айырманы байкабайт. Жана сен да.

Айласыз электрондор

Массачусетс технологиялык институтунун теориялык физики жана Нобель сыйлыгынын лауреаты Фрэнк Вильчек дагы биз жасаган тыянакка келди. Окумуштуу бул жыйынтыкты кызыктуу гана эмес деп эсептейт. Вильчек эки электрондун бир-биринен таптакыр айырмаланбай тургандыгы кванттык талаа теориясынын эң терең жана эң маанилүү тыянагы экенин айткан.

Башкаруу атуу - бул электронду "чыкынчылык кылган" жана бизге анын жашыруун жашоосун көрсөткөн интерференциялык көрүнүш. Көрдүңүзбү, эгер сиз электронду тиктеп отурсаңыз, ал өзүн бөлүкчөдөй алып барат. Сен бурулсаң эле толкундун касиетин көрсөтөт. Мындай эки толкун бири-бирин кайталаганда, алар бири-бирин күчөтөт же алсыратат. Биз толкундун физикалык эмес, математикалык түшүнүгүн айтып жатканыбызды эстен чыгарбоо керек. Алар энергияны эмес, ыктымалдуулукту өткөрүп беришет – алар эксперименттин статистикалык натыйжаларына таасир этет. Биздин учурда - эки кутуча менен эксперименттин жыйынтыгы боюнча, биз 1: 3 ыктымалдыгын алган.

Кызыгы, интерференция кубулушу бөлүкчөлөр чындап бирдей болгондо гана пайда болот. Тажрыйбалар электрондордун так бирдей экендигин көрсөттү: интерференция пайда болот, бул бул бөлүкчөлөр айырмаланбайт дегенди билдирет.

Мунун баары эмне үчүн? Wilczek электрондордун иденттүүлүгү биздин дүйнөбүздү мүмкүн кылган нерсе экенин айтат. Ансыз химия болмок эмес. Зат кайра жаралбай калды.

Электрондордун ортосунда кандайдыр бир айырмачылык болгондо, баары бир заматта хаоско айланат. Алардын так жана ачык-айкын табияты бул белгисиздиктерге жана каталарга толгон дүйнөнүн болушунун жалгыз негизи.

Жакшы. Бир электронду экинчисинен айырмалоого болбойт дейли. Бирок бирин биринчи кутуга, экинчисин экинчи кутуга салып: "Бул электрон бул жерде, тигил жакта" деп айта алабызбы?

"Жок, биз кыла албайбыз" дейт профессор Вильчек.

Электрондорду кутуларга салып, башка жакка карасаңар, алар бөлүкчө болбой, толкундук касиеттерин көрсөтө башташат. Бул алар чексиз узартылат дегенди билдирет. Канчалык кызыктай угулбасын, бардык жерде электронду табуу мүмкүнчүлүгү бар. Ал бир эле учурда бардык чекиттерде жайгашкан деген мааниде эмес, күтүлбөгөн жерден артка бурулуп, издей баштасаңыз, аны каалаган жерден табуу мүмкүнчүлүгүңүз бар.

Муну элестетүү бир топ кыйын экени түшүнүктүү. Бирок андан да кызыктуу суроо туулат.

Электрондор ушунчалык татаалбы же алар турган мейкиндикпи? Анан биз жүз бурсак, айланабыздагы нерселердин баары эмне болот?

Эң оор абзац

Көрсө, сиз дагы эле эки электронду таба аласыз. Бир гана маселе, сиз айта албайсыз: бул жерде биринчинин толкуну, бул жерде экинчи электрондун толкуну жана биз баарыбыз үч өлчөмдүү мейкиндиктебиз. Бул кванттык механикада иштебейт.

Биринчи электрон үчүн үч өлчөмдүү мейкиндикте өзүнчө толкун, экинчиси үчүн үч өлчөмдүү мейкиндикте экинчи толкун бар деп айтышыңыз керек. Акыр-аягы, бул чыгат - күчтүү бол! эки электронду бириктирген алты өлчөмдүү толкун. Бул коркунучтуу угулат, бирок биз түшүнөбүз: бул эки электрон мындан ары илинип турат, эч ким кайда экенин билбейт. Алардын позициялары так аныкталган, тагыраак айтканда, бул алты өлчөмдүү толкун менен байланышкан.

Дегеле, эгерде мурда биз анда мейкиндик жана нерселер бар деп ойлогон болсок, анда кванттык теорияны эске алуу менен биздин өкүлчүлүктү бир аз өзгөртүүгө туура келет. Бул жерде мейкиндик электрондор сыяктуу объектилердин ортосундагы өз ара байланышты сүрөттөп берүүнүн бир жолу. Демек, дүйнөнүн түзүлүшүн аны түзгөн бөлүкчөлөрдүн бардыгынын касиеттери катары сүрөттөй албайбыз. Баары бир аз татаалыраак: биз элементардык бөлүкчөлөрдүн ортосундагы байланыштарды изилдешибиз керек.

Көрүнүп тургандай, электрондор (жана башка элементардык бөлүкчөлөр) бири-бирине абсолюттук окшош болгондуктан, иденттүүлүк түшүнүгү чаңга айланат. Көрсө, дүйнөнү анын компоненттерине бөлүү туура эмес экен.

Wilczek бардык электрондор бирдей экенин айтат. Алар бардык мейкиндикти жана убакытты камтыган бир талаанын көрүнүшү. Физик Жон Арчибалд Уилер башкача ойдо. Ал алгач бир электрон болгон деп эсептейт, ал эми калгандарынын баары убакыт менен мейкиндикти басып өткөн анын издери гана. «Кандай акылсыздык! - деп кыйкыра аласыз бул жерде. - Окумуштуулар электрондорду бекитип жатышат!

Бирок бир бирок бар.

Мунун баары элес болсочу? Электрон бардык жерде жана эч жерде жок. Анын материалдык формасы жок. Эмне кылуу керек? Анан элементардык бөлүкчөлөрдөн турган адам кандай болот?

Бир тамчы үмүт жок

Биз ар бир нерсе анын курамындагы бөлүкчөлөрдүн суммасынан көп экенине ишенгибиз келет. Эгер биз электрондун зарядын, анын массасын жана спинин алып таштасак, калганында бир нерсе, анын идентификациясы, анын "инсандыгы" бар. Биз электронду электрон кылган бир нерсе бар экенине ишенгибиз келет.

Статистика же эксперимент бөлүкчөнүн маңызын ачып бере албаса да, биз ага ишенгибиз келет. Кантсе да, анда ар бир адамды уникалдуу кылган нерсе бар.

Мартин Герр менен анын дубль ортосунда эч кандай айырма жок болот дейли, бирок алардын бири анын чыныгы экенин билип, акырын жылмайып коёт.

Мен ага абдан ишенгим келет. Бирок кванттык механика таптакыр жүрөксүз жана бизге ар кандай тантырак нерселер жөнүндө ойлонууга жол бербейт.

Алданбаңыз: эгер электрондун өзүнүн жеке маңызы болсо, дүйнө башаламандыкка айланат.

макул. Электрондор жана башка элементардык бөлүкчөлөр чынында жок болгондуктан, биз эмне үчүн барбыз?

Биринчи теория: биз кар бүртүкчөлөрүбүз

Идеялардын бири – бизде элементардык бөлүкчөлөр көп. Алар ар бирибизде татаал системаны түзөт. Баарыбыздын ар түрдүү болушубуз денебиздин бул элементардык бөлүкчөлөрдөн кантип курулгандыгынын натыйжасы окшойт.

Теория кызык, бирок сулуу. Элементардык бөлүкчөлөрдүн бири да өзүнүн индивидуалдуулугуна ээ эмес. Бирок алар биригип уникалдуу структураны - адамды түзөт. Кааласаң кар бүртүкчөлөрүндөйбүз. Алардын баары суу экени түшүнүктүү, бирок ар биринин оюу өзгөчө.

Сенин маңызың сенин эмнеден жаралганың эмес, бөлүкчөлөрдүн сендеги кантип уюшулганында. Биздин денебиздеги клеткалар тынымсыз өзгөрүп турат, бул маанилүү нерсе түзүлүшү экенин билдирет.

Экинчи теория: биз моделдербиз

Суроого жооп берүүнүн дагы бир жолу бар. Америкалык философ Дэниел Деннетт "нерсе" түшүнүгүн "реалдуу модель" термини менен алмаштырууну сунуш кылган. Деннеттин жана анын жолдоочуларынын ою боюнча, эгер анын теориялык сыпаттамасын кыскараак кайталоо мүмкүн болсо, бир нерсе реалдуу болот - кыскача айтканда, жөнөкөй сүрөттөмө аркылуу. Мунун кантип иштээрин түшүндүрүү үчүн, мышыкты мисал катары алалы.

Ошентип, бизде мышык бар. Техникалык жактан биз аны кагаз бетинде (же виртуалдык түрдө) кайра түзө алабыз, ал ар бир бөлүкчөнүн абалын сүрөттөп, ошону менен мышыктын диаграммасын түзө алабыз. Башка жагынан алганда, биз башкача кыла алабыз: жөн гана "мышык" деп. Биринчи учурда, биз бир гана мышыктын элесин түзүү үчүн эмес, ошондой эле, айталы, компьютер модели жөнүндө сөз болсо, аны кыймылдатуу үчүн зор эсептөө күчү керек. Экинчиден, биз жөн гана терең дем алып, айтышыбыз керек: "Мышык бөлмөнү айланып кетти." Мышык чыныгы модель.

Дагы бир мисалды алалы. Сол кулакчын, Намибиядагы эң чоң пилди жана Майлз Дэвистин музыкасын камтыган композицияны элестетиңиз. Бул объектти эсептөө үчүн түзүү үчүн көп убакыт талап кылынат. Бирок бул фантастикалык желмогуздун оозеки сүрөттөлүшү сизди бирдей өлчөмдө алат. Кыскартып, эки сөз менен айтканда да майнап чыкпайт, анткени мындай композиция реалдуу эмес, демек ал жок дегенди билдирет. Бул чыныгы модель эмес.

Көрсө, биз жөн эле көз ирмемдик түзүм экенбиз, карап турган адамдын көз алдында пайда болгон. Физиктер отко май куюп, балким финалда дүйнө эч нерседен жаралган эмес экени билинет дешет. Азырынча биз бири-бирибизди жана бизди курчап турган дүйнөнү көрсөтүп, бардыгын сөз менен сүрөттөп, аттарды таратышыбыз керек. Модель канчалык татаал болсо, ошончолук биз анын сүрөттөлүшүн кысып, аны реалдуу кылып коюшубуз керек. Мисалы, ааламдагы эң комплекстүү системалардын бири болгон адамдын мээсин алалы. Аны кыскача сүрөттөөгө аракет кылыңыз.

Аны бир сөз менен сүрөттөөгө аракет кылыңыз. Эмне болот?