Iskustvo kvantne fizike Junga. Osnove kvantne mehanike na primjeru eksperimenta sa dvostrukim prorezom

> Youngov eksperiment sa dvostrukim prorezom

Istražiti Youngovo iskustvo sa prorezima. Pročitajte kolika je udaljenost između proreza u Youngovom eksperimentu, širina trake i dvije rupe, karakteristike svjetlosti kao valova, eksperiment.

U svom eksperimentu Thomas Young je pokazao da materija i energija mogu pokazati karakteristike valova i čestica.

Zadatak učenja

• Shvatite zašto se Jungov eksperiment čini vjerodostojnijim od Huygensovih izraza.

Ključne točke

• Karakteristike valova uzrokuju da svjetlost koja prolazi kroz prorez interferira sama sa sobom, formirajući svijetla i tamna područja.
• Ako valovi interferiraju u vrhovima, ali konvergiraju u fazi, tada nailazimo na konstruktivnu interferenciju. Ako se valovi ne podudaraju u potpunosti, onda je to destruktivna interferencija.
• Svaka tačka na zidu ima različitu udaljenost do praznine. Ovi putevi odgovaraju različitom broju talasa.

Uslovi

• Destruktivna interferencija - talasi interferiraju i ne odgovaraju jedni drugima.
• Konstruktivna interferencija - talasi interferiraju u vrhovima, ali su u fazi.

Eksperiment s dvostrukim prorezom pokazuje da se materija i energija mogu ponašati poput valova ili čestica. Godine 1628. Christian Huygengs je dokazao da svjetlost djeluje kao talas. Ali neki ljudi se nisu složili, posebno Isak Njutn. Vjerovao je da bi objašnjenje zahtijevalo interferenciju boja i efekte difrakcije. Sve do 1801. niko nije vjerovao da je svjetlost talas sve dok Thomas Young nije došao sa svojim eksperimentom sa dvostrukim prorezom - Youngovim eksperimentom. Napravio je dva blisko raspoređena okomita proreza (približna udaljenost između proreza u Jungovom eksperimentu može se vidjeti na dijagramu ispod) i pustio svjetlost kroz njih, promatrajući uzorak stvoren na zidu.

Svjetlost prolazi kroz dva vertikalna proreza i lomi se kao dvije vertikalne linije raspoređene horizontalno. Da nije difrakcije i interferencije, svjetlost bi jednostavno stvorila dvije linije

Dualnost talasnih čestica

Zbog valnih karakteristika, svjetlost prolazi kroz proreze i sudara se, formirajući svijetle i tamne regije na zidu. Ona se raspršuje i apsorbuje zidom, dobijajući karakteristike čestica.

Youngov eksperiment

Zašto je Jungov eksperiment s dva proreza uvjerio sve? Hajgens je u početku bio u pravu, ali svoje zaključke nije uspeo da pokaže u praksi. Svjetlost ima relativno kratke talasne dužine, tako da mora biti u kontaktu sa nečim malim da bi se pokazala.

Primer koristi dva koherentna izvora svetlosti sa istom monohromatskom talasnom dužinom (u fazi). To jest, dva izvora će stvoriti konstruktivne ili destruktivne smetnje.

Konstruktivna i destruktivna interferencija

Konstruktivni šum nastaje kada valovi interferiraju duž vrhova, ali su u fazi. Ovo će pojačati rezultujući talas. Destruktivni se međusobno potpuno ometaju i ne poklapaju, što poništava val.

Dva proreza formiraju dva koherentna izvora talasa koji interferiraju jedan s drugim. (a) - Svetlost se raspršuje iz svakog proreza, zbog njihove uskosti. Talasi se preklapaju i interferiraju konstruktivno (svijetle linije) i destruktivno (tamna područja). (b) - Dvostruki prorez za vodene talase se praktično poklapa sa svetlosnim talasima. Najveća aktivnost je primjetna u područjima s destruktivnim smetnjama. (c) - Kada svjetlost udari u ekran, nailazimo na sličan obrazac

Amplitude talasa se zbrajaju. (a) - Čista konstruktivna interferencija je moguća ako identični talasi konvergiraju u fazi. (b) - Čista destruktivna interferencija - isti talasi nisu baš u fazi

Kreirani uzorak neće biti nasumičan. Svaki slot se nalazi na određenoj udaljenosti. Svi talasi počinju iz iste faze, ali udaljenost od tačke na zidu do jaza stvara vrstu smetnji.

Grupa eksperimentatora, predvođena poznatim fizičarem Robertom Boydom (koji je, posebno, bio prvi koji je izvršio "usporavanje svjetlosti" na sobnoj temperaturi), osmislila je i implementirala shemu koja pokazuje doprinos tzv. neklasične" putanje do slike dobivene interferencijom fotona na tri pukotine.

Interferencija s dva proreza je klasičan eksperiment koji pokazuje valna svojstva svjetlosti. Prvi ga je na samom početku 19. vijeka izveo Thomas Jung i postao jedan od glavnih razloga za odbacivanje tada dominantne korpuskularne teorije svjetlosti.

Početkom 20. veka, međutim, otkriveno je da se svetlost i dalje sastoji od čestica zvanih fotoni, ali te čestice misteriozno imaju i talasna svojstva. Pojavio se koncept dualnosti talas-čestica, koji je proširen i na čestice materije. Konkretno, prisustvo valnih svojstava pronađeno je kod elektrona, a kasnije i kod atoma i molekula.

U novoj grani fizike koja je nastala kao rezultat - kvantnoj mehanici - pojavljivanje interferometrijskog uzorka u eksperimentu sa dvostrukim prorezom igra jednu od centralnih uloga. Tako Richard Feynman u svojim Feynmanovim predavanjima o fizici piše da je ovo fenomen „koji je nemoguće, apsolutno, apsolutno nemoguće objasniti na klasičan način. Ovaj fenomen je sama suština kvantne mehanike.

Eksperiment sa dvostrukim prorezom demonstrira jedan od centralnih koncepata kvantne fizike, kvantnu superpoziciju. Princip kvantne superpozicije kaže da ako određeni kvantni objekt (na primjer, foton ili elektron) može biti u određenom stanju 1 i u određenom stanju 2, onda može biti i u stanju koje je u nekom smislu djelomično i stanje 1 i stanje 2, ovo stanje se naziva superpozicija stanja 1 i 2. U slučaju proreza, čestica može proći kroz jedan prorez, ili možda kroz drugi, ali ako su oba proreza otvorena, onda čestica prolazi kroz oba i nalazi se u stanju superpozicije “čestice koja je prošla kroz prorez 1” i “čestice koja prolazi kroz prorez 2”.

Uz to, uzimanje u obzir neklasičnih putanja važno je za još jedan pravac moderne fundamentalne fizike. Jedan od glavnih neriješenih problema s kojima se naučnici suočavaju je ujedinjenje kvantna teorija sa teorijom gravitacije. Postoje fundamentalne poteškoće na tom putu, koje se, kako mnogi vjeruju, mogu prevazići samo modifikacijom jedne od ovih teorija ili obje odjednom. Stoga se sada traga za mogućim neskladima između stvarnosti i predviđanja ovih teorija. Jedan od pravaca je traženje odstupanja od principa kvantne superpozicije. Tako je, na primjer, 2010. godine objavljena studija u kojoj su pokušali pronaći takva odstupanja u eksperimentu s tri proreza. Nisu pronađena nikakva odstupanja, ali je ovaj članak izazvao gore spomenuti rad iz 2012. godine. Jedan od njenih zaključaka bio je upravo to da je eksperiment iz 2010. koristio nerazumijevanje principa kvantne superpozicije, a to je uvelo svoj udio neobračunatih grešaka u mjerenjima. I iako je veličina ove greške mala, efekat koji naučnici traže takođe može biti mali, pa bi u takvim pretragama ipak trebalo uzeti u obzir doprinos neklasičnih putanja.

Članak je napisan za projekat

Interferencija ili eksperiment sa dvostrukim prorezom, prema Feynmanu, "sadrži srce kvantne mehanike" i predstavlja kvintesencija principa kvantne superpozicije. Princip interferencije, kao osnovni princip linearne valne optike, prvi je jasno formulisao Thomas Young 1801. godine. Bio je prvi koji je uveo termin "interferencija" 1803. Naučnik jasno objašnjava princip koji je otkrio (eksperiment, u naše vrijeme poznat pod nazivom "Jungov eksperiment sa dvostrukim prorezom", http://elkin52.narod.ru/biograf/jng6.htm): "Da bi se dobili efekti superpozicije dva dijela svjetlosti, potrebno je da su oni došli iz istog izvora i došli u istu tačku različitim putanjama, ali u smjerovima koji su bliski jedan drugom. Može se koristiti difrakcija, refleksija, refrakcija ili kombinacija ovih efekata odbiti jedan ili oba dijela snopa, ali najlakši način je ako snop homogene svjetlosti [iz prvog proreza] (jedna boja ili talasna dužina) padne na ekran u kojem su napravljene dvije vrlo male rupe ili proreza, koji se mogu smatraju centrima divergencije, iz kojih se svjetlost difrakcijom raspršuje u svim smjerovima. Moderna eksperimentalna postavka sastoji se od izvora fotona, dijafragme sa dva proreza i ekrana na kojem se posmatra interferencijski obrazac.

Za proučavanje takvog fenomena interferencije kao na slici, prirodno je koristiti eksperimentalnu postavku prikazanu pored. U proučavanju pojava, za čije je opisivanje potrebno poznavati detaljan balans impulsa, očito je potrebno pretpostaviti da se pojedini dijelovi cijelog aparata mogu slobodno (nezavisno jedni od drugih) kretati. Crtež iz knjige: Niels Bohr, "Odabrani znanstveni radovi i članci", 1925 - 1961b str.415.

Nakon prolaska kroz proreze na ekranu iza barijere, interferentni uzorak nastaje iz naizmjeničnih svijetlih i tamnih pruga:

Slika 1 Interferentne resice

Fotoni udaraju u ekran na različitim tačkama, ali prisustvo ivica interferencije na ekranu pokazuje da postoje tačke u kojima fotoni ne udaraju. Neka je p jedna od ovih tačaka. Ipak, foton može ući u p ako je jedan od proreza zatvoren. Takva destruktivna interferencija, u kojoj se alternativne mogućnosti ponekad mogu poništiti, jedno je od najmisterioznijih svojstava kvantne mehanike. Zanimljiva karakteristika eksperimenta sa dvostrukim prorezom je da obrazac interferencije može biti "sastavljen" od strane jedne čestice - to jest, postavljanjem intenziteta izvora tako niskog da će svaka čestica biti "u letu" sama u postavci i može samo ometati sebe. U ovom slučaju dolazimo u iskušenje da se zapitamo kroz koji od dva proreza čestica "stvarno" prolazi. Imajte na umu da dvije različite čestice ne stvaraju obrazac interferencije. U čemu je misterija, nedosljednost, apsurdnost objašnjavanja fenomena interferencije? One se upadljivo razlikuju od paradoksa mnogih drugih teorija i fenomena, kao što su specijalna relativnost, kvantna teleportacija, paradoks isprepletenih kvantnih čestica i drugi. Na prvi pogled, objašnjenja smetnji su jednostavna i očigledna. Razmotrimo ova objašnjenja, koja se mogu podijeliti u dvije klase: objašnjenja sa tačke gledišta talasa i objašnjenja sa korpuskularne (kvantne) tačke gledišta. Prije nego što krenemo u analizu, napominjemo da pod paradoksalnošću, nedosljednošću, apsurdnošću fenomena interferencije podrazumijevamo nespojivost opisa ovog kvantnomehaničkog fenomena sa formalnom logikom i zdravim razumom. Značenje ovih pojmova, u kojima ih ovdje primjenjujemo, izloženo je u ovom članku.

Interferencija sa tačke gledišta talasa

Najčešće i besprijekorno je objašnjenje rezultata eksperimenta sa dvostrukim prorezom sa gledišta valova:
„Ako je razlika između udaljenosti koje pređu talasi jednaka polovini neparnog broja talasnih dužina, tada će oscilacije izazvane jednim talasom doći do vrha u trenutku kada oscilacije drugog talasa stignu do korita, i, prema tome, jedan talas će smanjiti poremećaj koji stvara drugi, a može ga čak i potpuno eliminisati.To je ilustrovano na slici 2, koja prikazuje dijagram eksperimenta s dva proreza u kojem valovi iz izvora A mogu doći samo do linije BC na ekran prolaskom kroz jedan od dva proreza H1 ili H2 u prepreci koja se nalazi između izvora i ekrana X na BC liniji, razlika dužine puta je jednaka AH1X - AH2X; ako je jednaka cijelom broju valnih dužina , perturbacija u tački X će biti velika; ako je jednaka polovini neparnog broja talasnih dužina, perturbacija u tački X će biti mala. Slika prikazuje zavisnost intenziteta talasa od položaja tačke na pravoj BC , što je povezano sa amplitudama oscilacija u ovim tačkama.

Fig.2. Interferentni obrazac sa tačke gledišta talasa

Čini se da opis fenomena interferencije sa tačke gledišta talasa ni na koji način ne protivreči ni logici ni zdravom razumu. Međutim, foton se zapravo smatra kvantom čestica . Ako pokazuje valna svojstva, onda, ipak, mora ostati sam - foton. Inače, sa samo jednim talasnim razmatranjem fenomena, mi zapravo uništavamo foton kao element fizičke stvarnosti. Uz ovo razmatranje, ispada da foton kao takav ... ne postoji! Foton ne pokazuje samo valna svojstva – ovdje je to talas u kojem nema ničega od čestice. Inače, u trenutku cijepanja valova, moramo priznati da kroz svaki od proreza prolazi pola čestice - foton, pola fotona. Ali tada bi eksperimenti koji bi mogli "uhvatiti" ove polufotone trebali biti mogući. Međutim, ove iste polufotone niko nikada nije uspeo da registruje. Dakle, talasna interpretacija fenomena interferencije isključuje samu ideju da je foton čestica. Stoga je smatrati foton u ovom slučaju česticom apsurdno, nelogično, nespojivo sa zdravim razumom. Logično, trebalo bi pretpostaviti da foton izleti iz tačke A kao čestica. Pri približavanju prepreci, iznenada okreće se u talas! Prolazi kroz pukotine poput talasa, razdvajajući se u dva toka. U suprotnom, u to moramo vjerovati cijeličestica prolazi kroz dva proreza u isto vrijeme, budući da se pretpostavlja razdvajanje nemamo pravo da ga delimo na dve čestice (pola). Zatim ponovo dva polutalasa povezati u celu česticu. Gde ne postoji nema načina da se potisne jedan od polutalasa. Izgleda da jeste dva polutalasi, ali niko nije uspio uništiti jedan od njih. Svaki put se ispostavi da je svaki od ovih polutalasa tokom registracije cijeli foton. Deo je uvek, bez izuzetka, celina. Odnosno, ideja fotona kao vala treba da omogući mogućnost "hvatanja" svakog od polutalasa tačno kao polovina fotona. Ali to se ne dešava. Polovina fotona prolazi kroz svaki od proreza, ali se registrira samo cijeli foton. Da li je polovina jednaka celini? Tumačenje istovremenog prisustva fotona-čestice na dva mjesta odjednom ne izgleda mnogo logičnije i razumnije. Podsjetimo da matematički opis valnog procesa u potpunosti odgovara rezultatima svih eksperimenata o interferenciji na dva proreza bez izuzetka.

Interferencija sa korpuskularne tačke gledišta

Sa korpuskularne tačke gledišta, zgodno je objasniti kretanje "pola" fotona pomoću složenih funkcija. Ove funkcije proizlaze iz osnovnog koncepta kvantne mehanike - vektora stanja kvantne čestice (ovdje - fotona), njene valne funkcije, koje imaju drugi naziv - amplituda vjerovatnoće. Vjerojatnost da će foton pogoditi određenu tačku na ekranu (fotografsku ploču) u slučaju eksperimenta s dva proreza jednaka je kvadratu ukupne valne funkcije za dvije moguće putanje fotona koje formiraju superpoziciju stanja. "Kada kvadriramo modul zbira w + z dva kompleksna broja w i z, obično ne dobijemo samo zbir kvadrata modula ovih brojeva; postoji dodatni "popravni termin": |w + z|2 = |w|2 + |z |2 + 2|w||z|cos θ, gde je θ ugao koji formiraju pravci ka tačkama z i w od početka na Argandovoj ravni... je termin korekcije 2|w||z|cos θ koji opisuje kvantnu interferenciju između kvantnomehaničkih alternativa". Matematički, sve je logično i jasno: prema pravilima za izračunavanje složenih izraza, dobijamo upravo takvu valovitu krivulju interferencije. Ovdje nisu potrebna nikakva tumačenja, objašnjenja - samo rutinski matematički proračuni. Ali ako pokušate da zamislite kako se, na kraju krajeva, kojom putanjom, kojim putanjama se foton (ili elektron) kretao pre susreta sa ekranom, gornji opis vam ne dozvoljava da vidite: "Shodno tome, izjava da elektroni prolaze ili kroz prorez 1 ili kroz prorez 2 je netačan. Oni prolaze kroz oba proreza u isto vrijeme. A vrlo jednostavan matematički aparat koji opisuje takav proces daje apsolutno tačno slaganje s eksperimentom". Zaista, matematički izrazi sa složenim funkcijama su jednostavni i jasni. Međutim, oni opisuju samo vanjsku manifestaciju procesa, samo njegov rezultat, ne govoreći ništa o tome što se događa u fizičkom smislu. Sa stanovišta zdravog razuma, nemoguće je zamisliti kao jednu česticu, iako nema stvarne veličine tačaka, ali je ipak ograničena jednim neodvojivim volumenom, nemoguće je istovremeno proći kroz dvije rupe koje nisu međusobno povezani. Na primjer, Sudbury, analizirajući fenomen, piše: „Sama interferencijski obrazac također indirektno ukazuje na korpuskularno ponašanje čestica koje se proučava, budući da u stvari nije kontinuiran, već je sastavljen poput slike na TV ekranu iz mnogih stvorenih tačaka. bljescima pojedinačnih elektrona. Ali objasniti ovaj interferentni obrazac na osnovu pretpostavke da je svaki od elektrona prošao kroz jedan ili drugi prorez je potpuno nemoguće. On dolazi do istog zaključka o nemogućnosti prolaska jedne čestice istovremeno kroz dva proreza: „čestica mora proći ili kroz jedan, ili kroz drugi prorez", označavajući njegovu očiglednu korpuskularnu strukturu. Čestica ne može proći kroz dva proreza u isto vrijeme, ali ne može proći ni kroz jedan ni kroz drugi. Nesumnjivo, elektron je čestica, kao što o čemu svjedoče tačke sa bljeskova na ekranu. A ova čestica, nesumnjivo, nije mogla proći samo kroz jedan od proreza. Štaviše, elektron, nesumnjivo, nije bio podijeljen na dva dijela, na dvije polovine, od kojih svaka u ovom Slučaj je trebao imati polovinu mase elektrona i pola naboja.-elektrone niko nikada nije primijetio.To znači da elektron nije mogao, nakon što se podijelio na dva dijela, razdvojen, istovremeno preći oba slota.On, kao što smo mi objašnjeno, ostajući netaknuto, istovremeno prolazi kroz dva različita proreza. Ne dijeli se na dva dijela, već istovremeno prolazi kroz dva proreza. Ovo je apsurd kvantno-mehaničkog (korpuskularnog) opisa fizičkog procesa interferencije na dva proreza. Podsjetimo da je matematički ovaj proces opisan besprijekorno. Ali fizički proces je potpuno nelogičan, suprotno zdravom razumu. A, po običaju, kriv je zdrav razum, koji ne može da shvati kako je: nije se podelio na dva, nego se našao na dva mesta. S druge strane, nemoguće je pretpostaviti i suprotno: da foton (ili elektron), na neki nepoznat način, ipak prolazi kroz jedan od dva proreza. Zašto onda čestica pogađa određene tačke, a izbjegava druge? Kao da zna za zabranjena područja. Ovo je posebno vidljivo kada čestica interferira sama sa sobom pri niskim brzinama protoka. U ovom slučaju još uvijek je potrebno uzeti u obzir istovremenost prolaska čestice kroz oba proreza. U suprotnom, morali bismo posmatrati česticu gotovo kao racionalno biće sa darom predviđanja. Eksperimenti sa detektorima tranzita ili isključivanja (činjenica da čestica nije fiksirana blizu jednog proreza znači da je prošla kroz drugi) ne pojašnjavaju sliku. Ne postoje razumna objašnjenja kako i zašto jedna integralna čestica reaguje na prisustvo drugog proreza kroz koji nije prošla. Ako čestica nije registrovana blizu jednog od proreza, onda je prošla kroz drugi. Ali u ovom slučaju može doći do "zabranjene" tačke ekrana, odnosno do tačke da nikada ne bi pogodio da je drugi slot otvoren. Iako, čini se, ništa ne bi trebalo spriječiti ove čestice bez odlaganja da stvore "pola" interferencijski obrazac. Međutim, to se ne dešava: ako je jedan od slotova zatvoren, čestice kao da dobijaju "prolaz" da uđu u "zabranjena" područja ekrana. Ako su oba proreza otvorena, onda čestica koja je navodno prošla kroz jedan prorez ne može ući u ove "zabranjene" regije. Čini se da osjeća kako drugi procjep "gleda" na nju i zabranjuje kretanje u određenim smjerovima. Prepoznato je da se interferencija javlja samo u eksperimentima sa talasom ili česticama koje se manifestuju u ovom eksperimentu samo valna svojstva. Na neki magičan način, čestica izlaže svoje talasne ili korpuskularne strane eksperimentatoru, zapravo ih menjajući u pokretu, u letu. Ako se apsorber postavi odmah iza jednog od proreza, tada čestica kao talas prolazi kroz oba proreza do apsorbera, a zatim nastavlja svoj let kao čestica. U ovom slučaju, apsorber, kako se ispostavilo, čestici ne oduzima ni mali dio svoje energije. Iako je očigledno da je barem dio čestice ipak morao proći kroz blokirani procjep. Kao što vidite, nijedno od razmatranih objašnjenja fizičkog procesa ne može izdržati kritiku sa logičke tačke gledišta i sa stanovišta zdravog razuma. Trenutno dominantni korpuskularno-talasni dualizam ne dopušta čak ni djelimično zadržavanje interferencije. Foton ne pokazuje jednostavno ni korpuskularna ni valna svojstva. On im pokazuje istovremeno, a ove manifestacije su obostrane isključiti jedan drugog. "Gašenje" jednog od polutalasa odmah pretvara foton u česticu koja "ne zna kako" da stvori interferencijski obrazac. Naprotiv, dva otvorena proreza pretvaraju foton u dva poluvala, koji se onda, kada se spoje, pretvaraju u cijeli foton, demonstrirajući još jednom misteriozni postupak materijalizacije vala.

Eksperimenti slični eksperimentu sa dvostrukim prorezom

U eksperimentu s dva proreza, donekle je teško eksperimentalno kontrolirati putanje "pola" čestica, budući da su prorezi relativno blizu jedan drugom. U isto vrijeme, postoji sličan, ali ilustrativniji eksperiment koji omogućava da se foton "razdvoji" duž dvije jasno prepoznatljive putanje. U ovom slučaju postaje još jasnija apsurdnost ideje da foton istovremeno prolazi kroz dva kanala, između kojih može biti razmak od metara ili više. Takav eksperiment se može izvesti pomoću Mach-Zehnderovog interferometra. Efekti uočeni u ovom slučaju slični su onima uočenim u eksperimentu sa dvostrukim prorezom. Evo kako ih Belinsky opisuje: "Razmotrimo eksperiment sa Mach-Zehnderovim interferometrom (slika 3). Na njega primjenjujemo jednofotonsko stanje i prvo uklanjamo drugi razdjelnik zraka koji se nalazi ispred fotodetektora. Detektori će registrirajte pojedinačne fotobrojeve u jednom ili drugom kanalu, a nikada u oba u isto vrijeme, jer postoji samo jedan foton na ulazu.

Fig.3. Shema Mach-Zehnderovog interferometra.

Vratimo razdjelnik zraka. Vjerovatnoća fotobroja na detektorima je opisana funkcijom 1 + cos(F1 - F2), gdje su F1 i F2 fazna kašnjenja u krakovima interferometra. Znak zavisi od toga koji detektor snima. Ova harmonijska funkcija se ne može predstaviti kao zbir dvije vjerovatnoće R(F1) + R(F2). Posljedično, nakon prvog razdjelnika snopa, foton je prisutan, takoreći, u oba kraka interferometra istovremeno, iako je u prvom činu eksperimenta bio samo u jednom kraku. Ovo neobično ponašanje u svemiru naziva se kvantna nelokalnost. To se ne može objasniti sa stanovišta uobičajenih prostornih intuicija zdravog razuma, koje su obično prisutne u makrokosmosu". Ako su oba puta slobodna za foton na ulazu, onda se na izlazu foton ponaša kao u dvostrukom prorezu. eksperiment: može proći drugo ogledalo samo duž jedne putanje - ometajući neku svoju "kopiju", koja je došla drugom putanjom.Ako je druga staza zatvorena, onda foton dolazi sam i prolazi pored drugog ogledala u bilo kojem smjeru. Sličnu verziju sličnosti eksperimenta s dva proreza opisuje Penrose (opis je vrlo elokventan, pa ćemo ga dati gotovo u cijelosti): „Prorezi ne moraju nužno biti locirani blizu jedan drugom kako bi foton mogao prolaze kroz njih istovremeno. Da biste razumjeli kako kvantna čestica može biti "na dva mjesta odjednom" bez obzira koliko su ta mjesta udaljena, razmotrite eksperimentalnu postavku koja se malo razlikuje od eksperimenta s dvostrukim prorezom. Kao i ranije, imamo lampu koja emituje monohromatsko svetlo, jedan po foton; ali umjesto da propuštamo svjetlost kroz dva proreza, odrazimo je od polusrebrnog ogledala nagnutog prema snopu pod uglom od 45 stepeni.

Fig.4. Dva vrha valne funkcije ne mogu se posmatrati jednostavno kao ponderi vjerovatnoće za lokalizaciju fotona na jednom ili drugom mjestu. Dvije putanje koje vodi foton mogu se učiniti da interferiraju jedna s drugom.

Nakon susreta sa ogledalom, valna funkcija fotona se dijeli na dva dijela, od kojih se jedan odbija u stranu, a drugi nastavlja da se širi u istom smjeru u kojem se foton prvobitno kretao. Kao iu slučaju fotona koji izlazi iz dva proreza, valna funkcija ima dva vrha, ali sada su ti vrhovi razdvojeni većom udaljenosti – jedan vrh opisuje reflektirani foton, drugi opisuje foton koji je prošao kroz ogledalo. Osim toga, s vremenom, udaljenost između vrhova postaje sve veća i veća, povećavajući se neograničeno. Zamislite da ova dva dijela valne funkcije odu u svemir, i da čekamo cijelu godinu. Tada će dva vrha valne funkcije fotona biti udaljena svjetlosnu godinu. Nekako foton završi na dva mjesta odjednom, razdvojena razdaljinom od jedne svjetlosne godine! Ima li razloga da se ovakva slika shvati ozbiljno? Zar ne možemo zamisliti foton kao nešto što ima 50% šanse da bude na jednom mjestu i 50% šanse da bude negdje drugdje! Ne, to je nemoguće! Bez obzira koliko dugo je foton bio u pokretu, uvijek postoji mogućnost da se dva dijela snopa fotona mogu reflektirati natrag i sresti, što rezultira efektima interferencije koji ne bi mogli nastati iz pondera vjerovatnoće dvije alternative. Pretpostavimo da svaki dio fotonskog snopa na svom putu naiđe na potpuno posrebreno ogledalo, nagnuto pod takvim uglom da spoji oba dijela, i da je drugo poluposrebreno ogledalo postavljeno na mjestu susreta dva dijela, nagnuto na isti ugao kao i prvo ogledalo. Neka se dvije fotoćelije nalaze na pravim linijama duž kojih se prostiru dijelovi snopa fotona (slika 4). Šta ćemo otkriti? Kada bi bilo tačno da foton prati jednu rutu sa 50% verovatnoćom, a drugu sa 50% verovatnoćom, tada bismo otkrili da bi svaki detektor detektovao foton sa verovatnoćom od 50%. Međutim, zapravo se dešava nešto drugo. Ako su dvije alternativne rute potpuno jednake dužine, tada će sa vjerovatnoćom od 100% foton pogoditi detektor A, koji se nalazi na pravoj liniji duž koje se foton prvobitno kretao, i sa vjerovatnoćom od 0 - u bilo koji drugi detektor B. drugim riječima, foton će pouzdano pogoditi detektor A! Naravno, takav eksperiment nikada nije izveden za udaljenosti od reda svjetlosne godine, ali gore formulirani rezultat ne izaziva ozbiljne sumnje (za fizičare koji se pridržavaju tradicionalne kvantne mehanike! ) Eksperimenti ovog tipa su zapravo izvedeni za udaljenosti od nekoliko metara, a rezultati su u potpunoj saglasnosti sa kvantnim mehaničkim predviđanjima. Šta se sada može reći o stvarnosti postojanja fotona između prvog i posljednjeg susreta sa polureflektirajućim ogledalom? Nameće se neizbježan zaključak prema kojem foton u nekom smislu zapravo mora proći oba puta odjednom! Jer ako bi se apsorbirajući ekran postavio na putanju bilo koje od dvije rute, tada bi vjerovatnoće da foton pogodi detektor A ili B bile iste! Ali ako su oba puta otvorena (oba iste dužine), onda foton može stići samo do A. Blokiranje jedne od ruta omogućava fotonu da stigne do detektora B! Ako su obje rute otvorene, onda foton nekako "zna" da nije dozvoljeno da udari u detektor B, te je stoga primoran da prati dvije rute odjednom. Imajte na umu i da izjava "lociran na dva određena mjesta odjednom" ne karakterizira u potpunosti stanje fotona: potrebno je razlikovati stanje ψ t + ψ b, na primjer, od stanja ψ t - ψ b (ili, na primjer, iz stanja ψ t + iψ b , gdje se ψ t i ψ b sada odnose na položaje fotona na svakom od dva puta (odnosno "prenošeno" i "reflektovano"!). To je ova vrsta razlike. koji određuje da li će foton pouzdano stići do detektora A, prelazeći do drugog poluposrebrenog ogledala, ili će definitivno stići do detektora B (ili će sa srednjom verovatnoćom pogoditi detektore A i B). Ova misteriozna karakteristika kvantne stvarnosti, koja je da moramo ozbiljno uzeti u obzir da čestica može "biti na dva mjesta odjednom" na različite načine", proizilazi iz činjenice da moramo sabrati kvantna stanja, koristeći težine kompleksne vrijednosti da bismo dobili druga kvantna stanja. "I opet, kao što vidimo, matematički formalizam bi nas, takoreći, trebao uvjeriti da se čestica nalazi na dva mjesta odjednom. To je čestica, a ne talas. Za matematičke jednačine koje opisuju ovaj fenomen, naravno, ne može biti tvrdnji. Međutim, njihovo tumačenje sa stanovišta zdravog razuma izaziva ozbiljne poteškoće i zahtijeva korištenje pojmova "magija", "čudo".

Uzroci kršenja interferencije - znanje o putanji čestice

Jedno od glavnih pitanja u razmatranju fenomena interferencije kvantne čestice je pitanje uzroka kršenja interferencije. Općenito, razumljivo je kako i kada se pojavljuje obrazac interferencije. Ali pod ovim poznatim uslovima, međutim, ponekad se obrazac interferencije ne pojavljuje. Nešto sprečava da se to dogodi. Zarechny formulira ovo pitanje na ovaj način: "šta je potrebno za promatranje superpozicije stanja, uzorka interferencije? Odgovor na ovo pitanje je sasvim jasan: da bismo promatrali superpoziciju, ne moramo fiksirati stanje objekta. Kada gledamo elektron, nalazimo da on prolazi ili kroz jednu rupu", ili kroz drugu. Ne postoji superpozicija ova dva stanja! A kada ga ne gledamo, on istovremeno prolazi kroz dva proreza, a njihova distribucija na ekran uopšte nije isti kao kada ih gledamo!". Odnosno, do kršenja interferencije dolazi zbog prisustva znanja o putanji čestice. Ako znamo putanju čestice, onda se interferentni obrazac ne javlja. Bacciagaluppi izvodi sličan zaključak: postoje situacije u kojima se termin interferencije ne poštuje, tj. u kojoj djeluje klasična formula za izračunavanje vjerovatnoća. To se događa kada radimo detekciju proreza, bez obzira na naše uvjerenje da je mjerenje posljedica "pravog" kolapsa valne funkcije (tj. da je samo jedan komponente se meri i ostavlja trag na ekranu). Štaviše, ne samo da stečeno znanje o stanju sistema narušava smetnje, već čak potencijal sposobnost da se stekne ovo znanje je ogroman razlog za smetnje. Ne samo znanje, već fundamentalno priliku saznati u budućem stanju čestice uništiti smetnje. Ovo vrlo jasno pokazuje eksperiment Cipenjuka: "Snop atoma rubidijuma je uhvaćen u magneto-optičku zamku, laserski se hladi, a zatim se atomski oblak oslobađa i pada pod dejstvom gravitacionog polja. U stvari , dolazi do difrakcije atoma na sinusoidalnoj difrakcijskoj rešetki, slično kao što se svjetlost difragira na ultrazvučnom valu u tekućini. Upadni snop A (njegova brzina u području interakcije je samo 2 m/s) prvo se dijeli na dva zraka B i C , zatim udara u drugu svjetlosnu rešetku, nakon čega se formiraju dva para zraka (D, E) i (F, G). Ova dva para preklapajućih zraka u dalekom polju formiraju standardni interferencijski uzorak koji odgovara difrakciji atoma po dva proreza koji se nalaze na udaljenosti d jednakoj poprečnoj divergenciji snopa nakon prve rešetke". U toku eksperimenta, atomi su "označeni" i trebalo je iz ove oznake tačno odrediti kojom putanjom su se kretali pre formiranja interferentnog uzorka: elektronska stanja |2> i |3>: snop B sadrži pretežno atome u stanju |2>, snop C - atomi u stanju |3>.Treba još jednom naglasiti da prilikom takvog postupka označavanja praktično ne dolazi do promjene momenta gibanja atoma. snopovi, uključen, interferencijski obrazac potpuno nestaje.Treba naglasiti da informacija nije očitana, nije utvrđeno unutrašnje elektronsko stanje. Informacija o putanji atoma se samo snimala, atomi su pamtili u kom pravcu su se kretali". Dakle, vidimo da čak i stvaranje potencijalne mogućnosti za određivanje putanje interferentnih čestica uništava interferencijski obrazac. Čestica ne samo da ne može istovremeno da pokaže valna i korpuskularna svojstva, ali ta svojstva nisu ni djelomično kompatibilna: ili se čestica ponaša potpuno kao val, ili potpuno kao lokalizirana čestica. Ako česticu "prilagodimo" kao korpuskulu, postavimo je u neko stanje karakteristično za korpuskulu, tada će prilikom provođenja eksperimenta otkrivanja njenih valnih svojstava sve naše postavke biti uništene. Imajte na umu da ova zadivljujuća karakteristika smetnje nije u suprotnosti ni sa logikom ni sa zdravim razumom.

Kvantocentrična fizika i Wheeler

U središtu kvantno-mehaničkog sistema modernosti nalazi se kvant, a oko njega, kao u geocentričnom sistemu Ptolomeja, rotiraju kvantne zvijezde i kvantno Sunce. Opis možda najjednostavnijeg kvantnomehaničkog eksperimenta pokazuje da je matematika kvantne teorije besprijekorna, iako u njoj nema opisa stvarne fizike procesa. Glavni lik teorija - kvant samo na papiru, u formulama ima svojstva kvanta, čestice. U eksperimentima se, međutim, uopće ne ponaša kao čestica. Pokazuje sposobnost podjele na dva dijela. Neprestano je obdaren raznim mističnim svojstvima, pa čak i upoređivan sa likovima iz bajki: „Tokom ovog vremena foton je „veliki zadimljeni zmaj“ koji je oštar samo na repu (kod razdelnika snopa 1) i na vrhu gde ujeda detektor" (Wheeler). Ove dijelove, polovice Wheelerovog "velikog zmaja koji diše vatru" niko nikada nije otkrio, a svojstva koja bi ove polovine kvanta trebale imati su u suprotnosti sa samom teorijom kvanta. S druge strane, kvanti se ne ponašaju baš kao valovi. Da, čini se da "znaju da se raspadnu" na dijelove. Ali uvijek, pri svakom pokušaju da ih se registruje, oni se momentalno spajaju u jedan talas, koji se odjednom ispostavi da je čestica koja se srušila u tačku. Štaviše, pokušaji da se natera čestica da pokaže samo talasna ili samo korpuskularna svojstva ne uspevaju. Zanimljiva varijacija zbunjujućih eksperimenata interferencije su Wheelerov eksperiment sa odloženim izborom:

Sl.5. Osnovni odgođeni izbor

1. Foton (ili bilo koja druga kvantna čestica) se šalje prema dva proreza. 2. Foton prolazi kroz proreze a da ga se ne opaža (detektira), kroz jedan prorez, ili drugi prorez, ili kroz oba proreza (logično, sve su to moguće alternative). Da bismo dobili smetnje, pretpostavljamo da "nešto" mora proći kroz oba proreza; Da bismo dobili raspodjelu čestica, pretpostavljamo da foton mora proći kroz jedan ili drugi prorez. Kakav god izbor foton da napravi, "trebalo bi" ga napraviti u trenutku kada prođe kroz proreze. 3. Nakon prolaska kroz proreze, foton se kreće prema zadnjem zidu. Imamo dva razne načine detekcija fotona na "stražnjem zidu". 4. Prvo, imamo ekran (ili bilo koji drugi sistem za detekciju koji je u stanju da razlikuje horizontalnu koordinatu upadnog fotona, ali nije u stanju da odredi odakle je foton došao). Štit se može ukloniti kao što je prikazano isprekidanom strelicom. Može se brzo ukloniti, vrlo brzo, Nakon toga pošto je foton prošao dva proreza, ali prije nego što foton dosegne ravan ekrana. Drugim riječima, ekran se može ukloniti tokom vremenskog intervala kada se foton kreće u regiju 3. Ili možemo ostaviti ekran na mjestu. Ovo je izbor eksperimentatora, koji odloženo do trenutka kada je foton prošao kroz prorez (2), ma kako to učinio. 5. Ako se ekran ukloni, nalazimo dva teleskopa. Teleskopi su veoma dobro fokusirani na posmatranje samo uskih oblasti prostora oko samo jednog proreza. Lijevi teleskop posmatra lijevi prorez; desni teleskop posmatra desni prorez. (Mehanizam/metafora teleskopa osigurava da ćemo, ako gledamo kroz teleskop, vidjeti bljesak svjetlosti samo ako je foton nužno prošao - cijeli ili barem djelomično - kroz prorez na koji je teleskop fokusiran; u suprotnom, mi Dakle kada posmatramo foton teleskopom, dobijamo informaciju "u kom pravcu" o nadolazećem fotonu.) Sada zamislite da je foton na putu ka regionu 3. Foton je već prošao kroz proreze. Još uvijek imamo opciju izbora, na primjer, da ostavimo ekran na mjestu; u ovom slučaju ne znamo kroz koji je prorez foton prošao. Ili možemo odlučiti da uklonimo ekran. Ako uklonimo ekran, očekujemo da ćemo vidjeti bljesak u jednom ili drugom teleskopu (ili u oba, iako se to nikada ne događa) za svaki poslani foton. Zašto? Zato što foton mora proći ili kroz jedan, ili kroz drugi, ili kroz oba proreza. Ovim se iscrpljuju sve mogućnosti. Kada posmatramo teleskope, trebalo bi da vidimo nešto od sledećeg: blic na levom teleskopu i nema blic na desnom, što ukazuje da je foton prošao kroz levi prorez; ili blic na desnom teleskopu i bez blica na levom teleskopu, što ukazuje da je foton prošao kroz desni prorez; ili slabi bljeskovi pola intenziteta sa oba teleskopa, što ukazuje da je foton prošao kroz oba proreza. To su sve mogućnosti. Kvantna mehanika nam govori šta ćemo dobiti na ekranu: 4r krivulju, što je tačno kao interferencija dva simetrična talasa koja dolaze iz naših proreza. Kvantna mehanika takođe kaže da kada se fotoni posmatraju teleskopima, dobijamo: 5r krivu, koja tačno odgovara tačkastim česticama koje su prošle kroz jedan ili drugi prorez i pogodile odgovarajući teleskop. Obratimo pažnju na razliku u konfiguracijama naše eksperimentalne postavke, koja je određena našim izborom. Ako odlučimo da ostavimo ekran na mjestu, dobićemo raspodjelu čestica koja odgovara interferenciji dva hipotetička prorezana talasa. Mogli bismo reći (iako s velikom neradom) da je foton putovao od svog izvora do ekrana kroz oba proreza. S druge strane, ako odlučimo da uklonimo ekran, dobijamo distribuciju čestica u skladu sa dva maksimuma koje dobijamo ako posmatramo kretanje tačkaste čestice od izvora kroz jedan od proreza do odgovarajućeg teleskopa. Čestica se "pojavljuje" (vidimo bljesak) na jednom ili drugom teleskopu, ali ne u bilo kojoj drugoj tački između u pravcu ekrana. Sumirajući, pravimo izbor – hoćemo li saznati kroz koji prorez je čestica prošla – birajući ili ne birajući korištenje teleskopa za detekciju. Ovaj izbor odlažemo do trenutka Nakon toga kako je čestica "prošla kroz jedan od proreza, ili oba proreza", da tako kažem. Čini se paradoksalnim da je naš kasni izbor da li da dobijemo takve informacije ili ne određuje, da tako kažem, da li je čestica prošla kroz jedan prorez ili kroz oba. Ako više volite da razmišljate na taj način (a ja to ne preporučujem), čestica pokazuje ex post facto ponašanje talasa ako odlučite da koristite ekran; također čestica pokazuje ponašanje nakon činjenice kao točkasti objekt ako se odlučite za korištenje teleskopa. Prema tome, naš odloženi izbor kako da registrujemo česticu izgleda da određuje kako se čestica zapravo ponašala pre registracije.
(Ross Rhodes, Wheelerov klasični eksperiment sa odloženim izborom, preveo P. V. Kurakin,
http://quantum3000.narod.ru/translations/dc_wheeler.htm). Nedosljednost kvantnog modela zahtijeva postavljanje pitanja "Možda se još uvijek okreće?" Da li model korpuskularno-talasnog dualizma odgovara stvarnosti? Čini se da kvant nije ni čestica ni talas.

Zašto lopta poskakuje?

Ali zašto bismo zagonetku interferencije smatrali glavnom zagonetkom fizike? Mnogo je misterija u fizici, drugim naukama i životu. Šta je tako posebno u vezi s smetnjama? U svijetu oko nas postoje mnoge pojave koje samo na prvi pogled izgledaju razumljive, objašnjene. Ali vrijedi ići korak po korak kroz ova objašnjenja, kako se sve zbuni, nastaje ćorsokak. Zašto su gori od smetnji, manje misteriozni? Zamislite, na primjer, tako poznatu pojavu s kojom se svi susreli u životu: odskakanje gumene lopte bačene na asfalt. Zašto odskače kada udari o asfalt? Očigledno, kada udari u asfalt, lopta se deformiše i stisne. Istovremeno se povećava pritisak plina u njemu. U nastojanju da se ispravi, povrati oblik, lopta pritiska asfalt i odbija se od njega. To je, čini se, sve, razlog skoka je razjašnjen. Međutim, pogledajmo izbliza. Radi jednostavnosti izostavljamo procese kompresije plina i vraćanja oblika lopte. Idemo direktno na razmatranje procesa na mjestu kontakta između lopte i asfalta. Lopta se odbija od asfalta, jer dvije tačke (na asfaltu i na lopti) međusobno djeluju: svaka od njih pritiska drugu, odbija se od nje. Čini se da je ovdje sve jednostavno. Ali zapitajmo se: kakav je to pritisak? Kako to "izgleda"? Udubimo se u molekularnu strukturu materije. Molekula gume od koje je napravljena lopta i molekula kamena u asfaltu se pritiskaju jedan na drugi, odnosno teže da se odguruju. I opet, čini se da je sve jednostavno, ali postavlja se novo pitanje: šta je uzrok, izvor fenomena "sile", koji tjera svaki od molekula da se udalji, da doživi prisilu da se udalji od "suparnika"? Očigledno, atome molekula gume odbijaju atomi koji čine kamen. Ako još kraće, pojednostavljeno, onda se jedan atom odbija od drugog. I opet: zašto? Pređimo na atomsku strukturu materije. Atomi se sastoje od jezgara i elektronskih omotača. Pojednostavimo problem ponovo i pretpostavimo (dovoljno razumno) da se atomi odbijaju ili svojim omotačem ili svojim jezgrima, kao odgovor na novo pitanje: kako tačno dolazi do tog odbijanja? Na primjer, elektronske ljuske se mogu odbijati zbog svojih identičnih električnih naboja, budući da se slični naboji odbijaju. I opet: zašto? Kako se to događa? Šta uzrokuje da se dva elektrona, na primjer, odbijaju jedan od drugog? Moramo ići sve dalje i dalje u dubine strukture materije. Ali već ovdje je sasvim uočljivo da bilo koji naš izum, svako novo objašnjenje fizički mehanizam odbijanja će izmicati sve dalje i dalje, kao horizont, iako će formalni, matematički opis uvijek biti tačan i jasan. A ipak ćemo uvijek vidjeti da je odsustvo fizički opis mehanizma odbijanja ne čini ovaj mehanizam, njegov međumodel, apsurdnim, nelogičnim, suprotnim zdravom razumu. One su donekle pojednostavljene, nepotpune, ali logično, razumno, smisleno. To je razlika između objašnjenja interferencije i objašnjenja mnogih drugih fenomena: opis interferencije u svojoj suštini je nelogičan, neprirodan i suprotan zdravom razumu.

Kvantna zapetljanost, nelokalnost, Ajnštajnov lokalni realizam

Razmotrite još jedan fenomen koji se smatra suprotnim zdravom razumu. Ovo je jedna od najnevjerovatnijih misterija prirode - kvantna isprepletenost (efekat isprepletenosti, zapetljanost, neodvojivost, ne-lokalnost). Suština fenomena je da dvije kvantne čestice nakon interakcije i naknadnog razdvajanja (odvajanja ih u različite prostore) zadrže neku vrstu informacijske veze jedna s drugom. Najpoznatiji primjer za to je takozvani EPR paradoks. Godine 1935. Einstein, Podolsky i Rosen su izrazili ideju da, na primjer, dva vezana fotona u procesu razdvajanja (ekspanzije) zadržavaju takav privid informacijske veze. U tom slučaju, kvantno stanje jednog fotona, na primjer, polarizacija ili spin, može se trenutno prenijeti na drugi foton, koji u ovom slučaju postaje analog prvom fotonu i obrnuto. Izvodeći mjerenje na jednoj čestici, odmah određujemo stanje druge čestice, bez obzira koliko su te čestice udaljene jedna od druge. Dakle, veza između čestica je u osnovi nelokalna. Ruski fizičar Doronin ovako formuliše suštinu nelokalnosti kvantne mehanike: „Što se podrazumeva pod nelokalnošću u QM-u, u naučnoj zajednici, verujem, postoji neko usaglašeno mišljenje o ovom pitanju. lokalni realizam (često se pominje kao Ajnštajnov princip lokalnosti.) Princip lokalnog realizma kaže da ako su dva sistema A i B prostorno odvojena, onda u potpunom opisu fizičke stvarnosti, radnje izvršene na sistemu A ne bi trebalo da menjaju svojstva sistema B." Napominjemo da je glavna pozicija lokalnog realizma u navedenoj interpretaciji poricanje međusobnog uticaja prostorno odvojenih sistema jedan na drugi. Glavni stav Ajnštajnovog lokalnog realizma je nemogućnost uticaja dva prostorno odvojena sistema jedan na drugi. Ajnštajn je u opisanom EPR paradoksu pretpostavio indirektnu zavisnost stanja čestica. Ova zavisnost se formira u trenutku zapletanja čestica i traje do kraja eksperimenta. Odnosno, slučajna stanja čestica nastaju u trenutku njihovog razdvajanja. U budućnosti oni čuvaju stanja dobijena zapletom, a ta stanja su „skladištena“ u nekim elementima fizičke stvarnosti opisane „dodatnim parametrima“, pošto merenja preko razmaknutih sistema ne mogu uticati jedno na drugo: „Ali jedna pretpostavka mi se čini neospornom . Pravo stanje stvari (stanje) sistema S 2 ne zavisi od toga šta je urađeno sa sistemom S 1 „prostorno odvojenim od njega.” Operacijama na prvom sistemu ne mogu se dobiti prave promene u drugom sistemu.“ Međutim, u stvarnosti, mjerenja u sistemima udaljenim jedan od drugog nekako utiču jedno na drugo. Alain Aspect je opisao ovaj uticaj na sljedeći način:" i. Foton ν 1 , koji nije imao jasno definisanu polarizaciju pre merenja, dobija polarizaciju povezanu sa rezultatom dobijenim tokom njegovog merenja: to nije iznenađujuće. ii. Kada se izvrši merenje na ν 1, foton ν 2 koji nije imao definitivnu polarizaciju pre ovog merenja se projektuje u polarizaciono stanje paralelno sa rezultatom merenja na ν 1 . Ovo je vrlo iznenađujuće jer je ova promjena u opisu ν 2 trenutna, bez obzira na udaljenost između ν 1 i ν 2 u trenutku prvog mjerenja. Ova slika je u sukobu sa relativnošću. Prema Ajnštajnu, na događaj u datom regionu prostor-vremena ne može uticati događaj u prostor-vremenu koji je odvojen intervalom sličnim prostoru. Nije mudro pokušavati pronaći prihvatljivije slike kako bi se "razumijele" korelacije EPR-a. Ovo je slika koju sada razmatramo." Ova slika se zove "nelokalnost". mjerenja se međusobno propagiraju superluminalnom brzinom, ali u isto vrijeme, kao takva, nema prijenosa informacija između čestica. teorija relativnosti. prenesena (uslovna) informacija između EPR čestica ponekad se naziva "kvantnom informacijom". Dakle, nelokalnost je fenomen suprotan Ajnštajnovom lokalnom realizmu (lokalizmu). Istovremeno, za lokalni realizam samo se jedna stvar uzima zdravo za gotovo: odsustvo tradicionalnih (relativističkih) informacija koje se prenose s jedne čestice na drugu. Inače bi trebalo govoriti o "djelovanju duhova na daljinu", kako ga je Ajnštajn nazvao. Pogledajmo pobliže ovu "radnju dugog dometa" u kojoj mjeri je u suprotnosti sa specijalnom teorijom relativnosti i samim lokalnim realizmom. Prvo, "fantomsko djelovanje dugog dometa" nije ništa gore od kvantno-mehaničke "ne-lokalnosti". Zaista, nema prijenosa relativističke (pod-brzine svjetlosti) informacija kao takve, ni tamo ni tamo. Prema tome, "delovanje dugog dometa" nije u suprotnosti sa specijalnom teorijom relativnosti baš kao i "ne-lokalnost". Drugo, sablasnost "delovanja dugog dometa" nije ništa više sablasna od kvantne "nelokalnosti". Zaista, šta je suština nelokalnosti? U "izlasku" na drugi nivo stvarnosti? Ali to ne govori ništa, već samo dopušta razna mistična i božanska proširena tumačenja. Nema razumnog i detaljnog fizički opis (a još više objašnjenje) nelokalnost nema. Postoji samo jednostavna konstatacija činjenice: dvije dimenzije u korelaciji. A šta se može reći o Ajnštajnovoj "fantomskoj akciji na daljinu"? Da, potpuno ista stvar: ne postoji razuman i detaljan fizički opis, ista jednostavna izjava o činjenici: dvije dimenzije povezan zajedno. Pitanje se zapravo svodi na terminologiju: ne-lokalnost ili sablasno djelovanje na daljinu. I priznanje da ni jedno ni drugo formalno nisu u suprotnosti sa specijalnom teorijom relativnosti. Ali to ne znači ništa drugo do konzistentnost samog lokalnog realizma (lokalizma). Njegova glavna izjava, koju je formulirao Ajnštajn, svakako ostaje na snazi: u relativističkom smislu, nema interakcije između sistema S 2 i S 1, hipoteza o "fantomskom dalekometnom delovanju" ne unosi ni najmanju kontradikciju u Ajnštajnov lokalni realizam. . Konačno, sam pokušaj odbacivanja "fantomske akcije na daljinu" u lokalnom realizmu logično zahtijeva isti odnos prema njegovom kvantnomehaničkom parnjaku - nelokalnosti. U suprotnom, to postaje dvostruki standard, neutemeljeni dvostruki pristup dvjema teorijama („Ono što je dopušteno Jupiteru nije dopušteno biku“). Malo je vjerovatno da takav pristup zaslužuje ozbiljno razmatranje. Dakle, hipotezu Einsteinovog lokalnog realizma (lokalizma) treba formulirati u potpunijem obliku: „Pravo stanje sistema S 2 u relativističkom smislu ne zavisi od toga šta se radi sa sistemom S 1 " prostorno odvojenim od njega. S obzirom na ovu malu, ali važnu ispravku, sve reference na kršenje "Bellovih nejednakosti" (vidi ), kao argumente koji pobijaju Ajnštajnov lokalni realizam, koji ih narušava sa isti uspjeh kao i kvantna mehanika... Kao što vidimo, u kvantnoj mehanici je opisana suština fenomena nelokalnosti spoljni znaci, ali njegov unutrašnji mehanizam nije objašnjen, što je poslužilo kao osnova za Ajnštajnovu izjavu o nepotpunosti kvantne mehanike. Istovremeno, fenomen zapetljanosti može imati sasvim jednostavno objašnjenje koje nije u suprotnosti ni sa logikom ni sa zdravim razumom. Budući da se dvije kvantne čestice ponašaju kao da "znaju" o stanju jedne druge, prenose neke neuhvatljive informacije jedna drugoj, može se pretpostaviti da prijenos vrši neki "čisto materijalni" nosač (ne materijalni). Ovo pitanje ima duboku filozofsku pozadinu, koja se odnosi na temelje stvarnosti, odnosno primarne supstance od koje je stvoren cijeli naš svijet. Zapravo, ovu tvar treba nazvati materijom, dajući joj svojstva koja isključuju njeno direktno promatranje. Čitav okolni svijet satkan je od materije, a možemo ga promatrati samo u interakciji s ovom tkaninom, derivatom materije: materija, polja. Ne ulazeći u detalje ove hipoteze, samo naglašavamo da autor poistovjećuje materiju i etar, smatrajući ih dvama nazivima za istu supstancu. Nemoguće je objasniti strukturu svijeta, odbijajući temeljni princip - materiju, budući da je diskretnost materije sama po sebi u suprotnosti i s logikom i sa zdravim razumom. Ne postoji razuman i logičan odgovor na pitanje: šta je između diskretnosti materije, ako je materija osnovni princip svega što postoji. Stoga, pretpostavka da materija ima svojstvo, u nastajanju kao trenutna interakcija udaljenih materijalnih objekata, sasvim je logična i dosljedna. Dvije kvantne čestice međusobno djeluju na dubljem nivou – materijalna, prenoseći jedna drugoj suptilnije, neuhvatljive informacije na materijalnom nivou, koja nije povezana s materijalom, poljem, talasom ili bilo kojim drugim nosiocem, a čija je registracija direktno fundamentalno nemoguće. Fenomen nelokalnosti (nerazdvojenosti), iako nema eksplicitan i jasan fizički opis (objašnjenje) u kvantnoj fizici, ipak je pristupačan razumevanju i objašnjenju kao realan proces. Dakle, interakcija isprepletenih čestica, općenito, nije u suprotnosti ni sa logikom ni sa zdravim razumom i omogućava, iako fantastično, ali prilično harmonično objašnjenje.

kvantna teleportacija

Još jedna zanimljiva i paradoksalna manifestacija kvantne prirode materije je kvantna teleportacija. Termin "teleportacija", preuzet iz naučne fantastike, danas se široko koristi u naučnoj literaturi i na prvi pogled odaje utisak nečeg nestvarnog. Kvantna teleportacija znači trenutni prijenos kvantnog stanja s jedne čestice na drugu udaljenu. Međutim, do teleportacije same čestice, prijenosa mase u ovom slučaju ne dolazi. Pitanje kvantne teleportacije je 1993. godine prvi put postavila Bennettova grupa, koja je, koristeći EPR paradoks, pokazala da u principu upletene (upletene) čestice mogu poslužiti kao svojevrsni informacioni „transport“. Pričvršćivanjem treće - "informacione" - čestice na jednu od spregnutih čestica, moguće je prenijeti njena svojstva na drugu, pa čak i bez mjerenja ovih svojstava. Eksperimentalno je sprovedena implementacija EPR kanala, a dokazana je izvodljivost principa EPR u praksi za prenos polarizacionih stanja između dva fotona kroz optička vlakna pomoću trećine na udaljenostima do 10 kilometara. Prema zakonima kvantne mehanike, foton nema tačnu vrijednost polarizacije dok ga ne izmjeri detektor. Dakle, mjerenje pretvara skup svih mogućih polarizacija fotona u slučajnu, ali vrlo specifičnu vrijednost. Mjerenje polarizacije jednog fotona isprepletenog para dovodi do toga da se kod drugog fotona, bez obzira koliko je udaljen, odmah pojavljuje odgovarajuća - okomita na njega - polarizacija. Ako se jedan od dva početna fotona "pomiješa" sa stranim fotonom, formira se novi par, novi vezani kvantni sistem. Nakon mjerenja njegovih parametara, moguće je trenutno prenijeti koliko god želite - teleportirati - smjer polarizacije više nije originalni, već vanjski foton. U principu, skoro sve što se dešava jednom fotonu iz para trebalo bi trenutno da utiče na drugi, menjajući njegova svojstva na vrlo određen način. Kao rezultat mjerenja, drugi foton originalnog vezanog para također je dobio određenu fiksiranu polarizaciju: kopija početnog stanja "fotona glasnika" prenijeta je udaljenom fotonu. Najteže je bilo dokazati da je kvantno stanje zaista teleportovano: da bi se to postiglo, trebalo je tačno znati kako su detektori postavljeni prilikom mjerenja ukupne polarizacije, te ih je bilo potrebno pažljivo sinhronizirati. Pojednostavljena šema kvantne teleportacije može se zamisliti na sljedeći način. Alice i Bobu (uslovni znakovi) šalje se jedan foton iz para isprepletenih fotona. Alice ima česticu (foton) u (joj nepoznatom) stanju A; foton iz para i Alisin foton interaguju („zapleteni“), Alice vrši mjerenje i određuje stanje sistema dva fotona koji ona ima. Naravno, početno stanje A Alisinog fotona je u ovom slučaju uništeno. Međutim, foton iz para zapletenih fotona koji završi sa Bobom prelazi u stanje A. Bob u principu i ne zna da se dogodio događaj teleportacije, pa je neophodno da mu Alisa pošalje informaciju o tome u uobičajenom način. Matematički, jezikom kvantne mehanike, ovaj fenomen se može opisati na sljedeći način. Šema uređaja za teleportaciju prikazana je na slici:

Fig.6. Šema instalacije za implementaciju kvantne teleportacije stanja fotona

"Početno stanje je određeno izrazom:

Ovdje se pretpostavlja da prva dva (slijeva na desno) kubita pripadaju Alisi, a treći kubit Bobu. Zatim, Alice prolazi kroz svoja dva kubita CNOT-kapija. U ovom slučaju dobija se stanje |Ψ 1 >:

Alisa zatim prvi kubit prolazi kroz Adamard kapiju. Kao rezultat, stanje razmatranih kubita |Ψ 2 > će izgledati ovako:

Pregrupirajući članove u (10.4), posmatrajući odabrani niz pripadnosti kubita Alisi i Bobu, dobijamo:

Ovo pokazuje da ako, na primjer, Alice izvrši mjerenja stanja svog para kubita i dobije 00 (tj. M 1 = 0, M 2 = 0), tada će Bobov kubit biti u stanju |Ψ>, da je, u tom stanju koje je Alisa htjela dati Bobu. U opštem slučaju, u zavisnosti od rezultata Alisinog merenja, stanje Bobovog kubita nakon procesa merenja biće određeno jednim od četiri moguća stanja:

Međutim, da bi znao u kojem se od četiri stanja nalazi njegov kubit, Bob mora dobiti klasične informacije o rezultatu Alisinog mjerenja. Čim Bob sazna rezultat Alisinog mjerenja, može dobiti stanje Alisinog originalnog kubita |Ψ> izvođenjem kvantnih operacija koje odgovaraju šemi (10.6). Dakle, ako mu je Alisa rekla da je rezultat njenog mjerenja 00, onda Bob ne mora ništa raditi sa svojim kubitom - on je u stanju |Ψ>, odnosno rezultat prijenosa je već postignut. Ako Alicino mjerenje daje rezultat 01, onda Bob mora djelovati na svoj kubit pomoću kapije X. Ako Alicino mjerenje daje 10, onda Bob mora primijeniti kapiju Z. Konačno, ako je rezultat bio 11, onda Bob mora djelovati na kapije X*Z da dobijete preneseno stanje |Ψ>. Ukupni kvantni krug koji opisuje fenomen teleportacije prikazan je na slici. Postoji niz okolnosti za pojavu teleportacije, koje se moraju objasniti uzimajući u obzir opšte fizičke principe. Na primjer, može se steći utisak da teleportacija omogućava prijenos kvantnog stanja trenutno i, stoga, brže od brzine svjetlosti. Ova izjava je u direktnoj suprotnosti sa teorijom relativnosti. Međutim, u fenomenu teleportacije nema kontradiktornosti sa teorijom relativnosti, jer da bi izvršila teleportaciju, Alisa mora prenijeti rezultat svog mjerenja klasičnim komunikacijskim kanalom, a teleportacija ne prenosi nikakvu informaciju". Fenomen teleportacije jasno i logično proizilazi iz formalizma kvantne mehanike.Očigledno je da je osnova ovog fenomena, njegova "jezgro" zapetljanost. Dakle, teleportacija je logična, kao i zapletanje, lako se i jednostavno opisuje matematički, a da ne izaziva na bilo kakve kontradikcije bilo sa logikom ili zdravim razumom.

Bellove nejednakosti

bilo je neutemeljenih pozivanja na kršenje "Bellovih nejednakosti" kao argumenata protiv Einsteinovog lokalnog realizma, koji ih narušava jednako kao i kvantnu mehaniku. Članak DS Bell-a o EPR paradoksu bio je uvjerljivo matematičko opovrgavanje Ajnštajnovih argumenata o nepotpunosti kvantne mehanike i odredbi takozvanog "lokalnog realizma" koje je on formulisao. Od dana objavljivanja rada 1964. do danas, Bellovi argumenti, poznatiji u obliku "Bellovih nejednakosti", najčešći su i glavni argument u sporu između pojmova nelokalnosti kvantne mehanike i čitava klasa teorija zasnovanih na "skrivenim varijablama" ili "dodatnim parametrima". Istovremeno, Bellove prigovore treba smatrati kompromisom između specijalne teorije relativnosti i eksperimentalno posmatranog fenomena isprepletenosti, koji ima sve vidljive znakove trenutne zavisnosti dva sistema odvojena jedan od drugog. Ovaj kompromis je danas poznat kao nelokalnost ili neodvojivost. Nelokalnost zapravo poriče odredbe tradicionalne teorije vjerovatnoće za zavisne i nezavisne događaje i potkrepljuje nove odredbe - kvantnu vjerovatnoću, kvantna pravila za izračunavanje vjerovatnoće događaja (sabiranje amplituda vjerovatnoće), kvantnu logiku. Takav kompromis služi kao osnova za nastanak mističnih pogleda na prirodu. Razmotrite Bellov vrlo zanimljiv zaključak iz analize EPR paradoksa: „U kvantnoj teoriji s dodatnim parametrima, da bi se odredili rezultati pojedinačnih mjerenja bez promjene statističkih predviđanja, mora postojati mehanizam pomoću kojeg podešavanje jednog mjernog uređaja može utiču na očitavanje drugog udaljenog instrumenta Osim toga, uključeni signal mora se trenutno širiti, tako da takva teorija ne može biti Lorentz invarijantna." I Einstein i Bell isključuju superluminalnu interakciju između čestica. Međutim, Ajnštajnove argumente o "dodatnim parametrima" Bell je ubedljivo opovrgnuo, doduše po cenu priznavanja neke vrste superluminalnog "mehanizma za podešavanje". Da bi se očuvala Lorentzova invarijantnost teorije, postoje dva načina: prepoznati misticizam nelokalnosti, ili ... postojanje nematerijalne supstance koja veže čestice. Pretpostavka trenutnog prenosa "kvantnih informacija" koja je još uvek neuhvatljiva, eksperimentalno neregistrovane "kvantne informacije" omogućava da se napusti misticizam u korist logike i zdravog razuma i valjanosti specijalne teorije relativnosti. Iako objašnjenje u cjelini izgleda fantastično.

Kontradikcija između kvantne mehanike i SRT-a

Gore je rečeno o formalnom priznavanju odsustva kontradikcije između kvantne mehanike - fenomena nelokalnosti, isprepletenosti i specijalne teorije relativnosti. Međutim, fenomen isprepletenosti ipak u principu omogućava organiziranje eksperimenta koji može eksplicitno pokazati da su satovi koji se kreću jedan u odnosu na drugi sinhroni. To znači da je izjava SRT-a da je pomični sat iza pogrešna. Postoje dobri razlozi za vjerovanje da postoji nesvodiva kontradikcija između kvantne teorije i specijalne relativnosti u pogledu brzine prijenosa interakcije i kvantne nelokalnosti. Stav kvantne teorije o neposrednosti kolapsa vektora stanja je u suprotnosti sa postulatom SRT-a o ograničenoj brzini prijenosa interakcije, jer postoji način da se kolaps iskoristi za generiranje signala sinhronizacije, koji je zapravo informacija. signal koji se trenutno širi u svemiru. To implicira zaključak da je jedna od teorija kvantna ili specijalna relativnost, ili obje teorije zahtijevaju reviziju u pitanju brzine prijenosa interakcije. Za kvantnu teoriju, ovo je odbacivanje kvantne korelacije zapletenih čestica (nelokalnost) sa trenutnim kolapsom valne funkcije na bilo kojoj udaljenosti; za SRT, ovo je granica brzine prijenosa interakcije. Suština kvantne sinhronizacije je sledeća. Dvije isprepletene čestice (fotona) momentalno stiču svoja vlastita stanja kada zajednička valna funkcija kolabira - to je pozicija kvantne mehanike. Budući da postoji najmanje jedan IFR u kojem svaki od fotona prima svoje stanje unutar mjernog uređaja, nema razumnog razloga da se tvrdi da postoje drugi IFR u kojima su fotoni primili ova stanja. vani mernih uređaja. Otuda neizbježan zaključak da dolazi do rada dva brojila istovremeno sa stanovišta bilo koji ISO, jer za bilo koji ISO oba mjerača su radila istovremeno zbog kolapsa valne funkcije. Konkretno, to znači da vlastiti brojilo nepomičan ISO je radio apsolutno istovremeno sa meračem kreće se ISO, budući da su kvantne isprepletene čestice (fotoni) u trenutku kolapsa bile unutar mjernih uređaja, a kolaps nastaje trenutno. Upotreba potpisa (sekvence signala brojila) omogućava vam da kasnije prikažete sinhronizaciju sata. Kao što možemo vidjeti, čak i tako jasno uočena kontradikcija između dvije vodeće fizičke teorije dopušta potpuno logično rješenje (uključujući i eksperimentalnu verifikaciju), što ni na koji način nije u suprotnosti sa zdravim razumom. Međutim, treba napomenuti da se ispostavilo da je sam fenomen kvantne sinhronizacije izvan razumijevanja svih protivnika s kojima se o tome razgovaralo.

Misterije egipatskih piramida

Od školskih godina učili su nas da su poznate egipatske piramide izgrađene rukama Egipćana iz nama poznatih dinastija. Međutim, naučne ekspedicije koje je danas organizovao A. Yu Sklyarov ukazale su na mnoge nedoslednosti i kontradiktornosti u takvim pogledima na poreklo piramida. Štaviše, pronađene su kontradikcije u tumačenju izgleda ovakvih građevina u drugim dijelovima svijeta. Ekspedicije Skljarova postavile su sebi prilično fantastične zadatke: "glavno je pronaći ono što smo tražili - znakove i tragove visokorazvijene civilizacije, radikalno različite po sposobnostima i tehnologijama kojima je ovladala od onoga što su bili svi mesoamerički narodi poznati povjesničarima." Kritikujući preovlađujuća objašnjenja zvanične istorijske nauke o nastanku neverovatnih drevnih građevina, dolazi do ubedljivog zaključka o njihovom potpuno drugačijem poreklu: „Svi su čitali i „znaju” čuvene egipatske obeliske. Ali znaju li šta? .. U knjigama možete vidjeti podatke o visini obeliska, procjenu njihove težine i naznaku materijala od kojeg su izrađeni; opis njihove veličine; izjavu o verziji izrade, isporuke i montaže na mjestu .Možete čak pronaći i opcije za prevođenje natpisa na njima.Ali teško da ćete igdje pronaći pominjanje da se na istim ovim obeliscima vrlo često mogu naći uski ukrasni prorezi (dubine oko centimetar i širine na ulaz od samo nekoliko milimetara i praktično jednak nuli po dubini), što nijedan supersavršen instrument sada ne može ponoviti. tehnologije!" Sve je ovo snimljeno, prikazano u krupnom planu, isključene su bilo kakve sumnje u autentičnost prikazanog. Snimci su neverovatni! A zaključci izvedeni na osnovu analize elemenata konstrukcija su, naravno, nedvosmisleni i neosporni: „Odavde neminovno i automatski proizilazi da su to mogli napraviti samo oni koji su imali odgovarajući alat. Ovo su dva. Jedan koji je imao proizvodnu bazu za izradu takvog alata.Ovo je troje.Onaj koji je imao odgovarajuću energiju kako za rad ovog alata tako i za rad cijele baze koja proizvodi alat.Ovo je četiri.koji je imao relevantno znanje To je pet. I tako dalje i tako dalje. Kao rezultat dobijamo civilizaciju koja nadmašuje našu modernu i u znanju i u tehnologiji. Fantazija?.. Ali slot je stvaran! !!!" Morate biti patološki Toma Nevjernik da negirate prisustvo tragova visoke tehnologije, i da budete nevjerovatni sanjar da sva ova djela pripišete starim Egipćanima (i drugim narodima na čijoj su teritoriji otkrivene strukture). fantastična priroda drevnih građevina u Egiptu, Meksiku i drugim regionima, njihova pojava se može objasniti bez ikakvih kontradikcija sa logikom i zdravim razumom. Ova objašnjenja su u suprotnosti sa opšteprihvaćenim tumačenjem porekla piramida, ali su u principu stvarna. pretpostavka da vanzemaljci posjećuju Zemlju i grade piramide od njih nije u suprotnosti sa zdravim razumom: iako je ova ideja fantastična, mogla se i ostvariti. Štaviše, ovo objašnjenje je mnogo logičnije i razumnije od pripisivanja gradnje drevnim, slabo razvijenim civilizacije.

Šta ako je neverovatno?

Dakle, kao što je prikazano, mnoge čak i najnevjerovatnije prirodne pojave mogu se sasvim objasniti sa stanovišta logike i zdravog razuma. Očigledno, možete pronaći još mnogo takvih misterija i fenomena, koji nam ipak omogućavaju da damo barem neko logično ili dosljedno objašnjenje. Ali to se ne odnosi na uplitanje, koje u toku objašnjenja nailazi na nepremostive kontradikcije sa logikom i zdravim razumom. Pokušajmo formulirati barem neko objašnjenje, makar ono bilo fantastično, suludo, ali zasnovano na logici i zdravom razumu. Pretpostavimo da je foton talas i ništa drugo, da ne postoji opštepriznati dualitet talas-čestica. Međutim, foton nije val u svom tradicionalnom obliku: to nije samo elektromagnetski val ili De Broglieov val, već nešto apstraktnije, apstraktnije - val. Onda ono što zovemo čestica i, čini se, čak se pojavljuje kao čestica - zapravo, u određenom smislu, kolaps, kolaps, "smrt" vala, postupak apsorpcije fotonskog talasa, proces nestanka fotonskog talasa. Pokušajmo sada neke fenomene objasniti sa ove nenaučne, čak i apsurdne tačke gledišta. Eksperimentirajte na Mach-Zehnderovom interferometru. Na ulazu u interferometar foton - "ni talas ni čestica" se deli na dva dela. U pravom smislu te riječi. Pola fotona se kreće duž jednog ramena, a pola fotona duž drugog. Na izlazu interferometra foton se ponovo sklapa u jedinstvenu cjelinu. Za sada je ovo samo skica procesa. Pretpostavimo sada da je jedna od putanja fotona blokirana. U kontaktu s preprekom, polufoton se "kondenzira" u cijeli foton. To se dešava u jednoj od dve tačke u prostoru: ili na mestu kontakta sa preprekom, ili na udaljenoj tački gde se u tom trenutku nalazila njena druga polovina. Ali gde tačno? Jasno je da je, zbog kvantne vjerovatnoće, nemoguće odrediti tačno mjesto: bilo tamo ili ovdje. U ovom slučaju, sistem od dva polufotona je uništen i "stapa" u originalni foton. Pouzdano se zna samo da se spajanje događa na lokaciji jednog od polufotona i da se polufotoni spajaju superluminalnom (trenutnom) brzinom – baš kao što upleteni fotoni poprimaju korelirana stanja. Efekat koji je opisao Penrose, sa interferencijom na izlazu Mach-Zehnderovog interferometra. Foton i polufotoni su također valovi, tako da se svi efekti talasa objašnjavaju sa ove tačke gledišta jednostavno: "ako su oba puta otvorena (obe iste dužine), onda foton može doći samo do A" zbog interferencije polufotonskih talasa. "Blokiranje jedne od ruta omogućava fotonu da stigne do detektora B" na potpuno isti način kao kada fotonski val prođe kroz razdjelnik (razdjelnik snopa) u interferometar - to jest, s njegovim cijepanjem na dva polufotona i naknadnim kondenzacije na jednom od detektora - A ili B. Istovremeno, u prosjeku, svaki drugi foton dolazi do izlaznog razdjelnika u "sastavljenom obliku", jer preklapanje jednog od puteva uzrokuje da se foton "sastavlja" ili u drugom kanalu ili na prepreci. Naprotiv, „ako su obe rute otvorene, onda foton nekako „zna” da nije dozvoljeno da udari u detektor B, pa je zato primoran da prati dve rute odjednom”, usled čega dva polufotona dolaze do izlaznog razdjelnika, koji i interferira na razdjelniku, udarajući u detektor A ili detektor B. Eksperimentirajte na dva proreza. Dolazeći do utora, foton - "ni talas, ni čestica", kao gore, deli se na dva dela, na dva polufotona. Prolazeći kroz proreze, polufotoni interferiraju tradicionalno poput valova, dajući odgovarajuće trake na ekranu. Kada je jedan od proreza zatvoren (na izlazu), tada se i polufotoni "kondenzuju" na jednom od njih prema zakonima kvantne vjerovatnoće. Odnosno, foton se može "sklopiti" u cjelinu kako na stubu - na prvom polufotonu, tako i na lokaciji drugog polufotona u trenutku kada prvi dodirne ovaj stub. U ovom slučaju, "kondenzovani" foton nastavlja svoje dalje kretanje na tradicionalan način za kvantni talasni foton. fenomen odloženog izbora. Kao iu prethodnom primjeru, polufotoni prolaze kroz proreze. Interferencija djeluje na isti način. Ako se, nakon što polufotoni prođu kroz proreze, zamijeni snimač (ekran ili okulari), za polufotone se neće dogoditi ništa posebno. Ako na svom putu naiđu na ekran, ometaju se, "skupljaju" se u jedan na odgovarajućoj tački u prostoru (ekranu). Ako se naiđe na okular, tada će se, prema zakonima kvantne vjerovatnoće, polufotoni na jednom od njih "skupiti" u cijeli foton. Kvantnu vjerovatnoću nije briga koji će od polufotona "kondenzirati" foton u cjelinu. U okularu ćemo zaista vidjeti da je foton prošao kroz određeni prorez. Zapletanje. Kvantne čestice - valovi u trenutku interakcije i kasnijeg razdvajanja, na primjer, zadržavaju svoj "par". Drugim riječima, svaka od čestica se istovremeno "raspršuje" u dva smjera u obliku polučestica. To jest, dvije polučestice - polovina prve čestice i polovina druge čestice - uklanjaju se u jednom smjeru, a druge dvije polovine - u drugom. U trenutku kolapsa vektora stanja, svaka od polučestica „kolapsira“, svaka na svoju „svoju“ stranu, trenutno, bez obzira na udaljenost između čestica. Prema pravilima kvantnog računarstva, u slučaju fotona moguće je rotirati polarizaciju jedne od čestica bez kolapsa vektora stanja. U tom slučaju treba da dođe do rotacije pravca međusobne polarizacije upletenih fotona: tokom kolapsa, ugao između njihovih polarizacija više neće biti višekratnik direktnog. Ali to se također može objasniti, na primjer, nejednakošću „polovica“. Fantastično? Lud? Nenaučno? Očigledno je tako. Štaviše, ova objašnjenja jasno su u suprotnosti s onim eksperimentima u kojima se kvantne čestice manifestiraju upravo kao kvanti, na primjer, elastični sudari. Ali takva je cijena nastojanja da se pridržavamo logike i zdravog razuma. Kao što vidite, interferencija nije pogodna za ovo, ona je u nesrazmjernoj suprotnosti i logici i zdravom razumu u nesrazmjerno većoj mjeri od svih fenomena koji se ovdje razmatraju. "Srce kvantne mehanike", kvintesencija principa kvantne superpozicije je nerešiva ​​zagonetka. A s obzirom da je interferencija zapravo osnovni princip, u jednom ili drugom stepenu sadržan u mnogim kvantnim mehaničkim proračunima, to je apsurd, nerešen Glavna misterija kvantne fizike .

APPS

Budući da ćemo pri analizi misterija nauke koristiti osnovne pojmove kao što su logika, paradoks, kontradikcija, apsurd, zdrav razum, treba da odredimo kako ćemo te pojmove tumačiti.

formalna logika

Kao glavni alat analize biramo aparat formalne logike, koji je osnova svih drugih klasa logike, kao što je binarni račun osnova svih računa (sa drugim bazama). To je logika najnižeg nivoa, jednostavnija od koje je nemoguće zamisliti nešto više. Sva razmišljanja i logičke konstrukcije, u krajnjoj liniji, zasnovane su na ovoj osnovnoj, bazičnoj logici, svode se na nju. Otuda i neizbežan zaključak da svako rezonovanje (konstrukcija) u svojoj osnovi ne bi trebalo da protivreči formalnoj logici. logika je:

1. Nauka o općim zakonima razvoja objektivnog svijeta i znanja.
2. Razumnost, ispravnost zaključaka.
3. Unutrašnja pravilnost. (Objašnjavajući rečnik ruskog jezika Ušakova, http://slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/12/us208212.htm) Logika je „normativna nauka o oblicima i metodama intelektualne kognitivne aktivnosti koje se obavljaju. izvući uz pomoć jezika logičkih zakona leži u činjenici da su to izjave koje su istinite samo na osnovu svoje logičke forme. Drugim riječima, logički oblik takvih iskaza određuje njihovu istinitost, bez obzira na specifikaciju sadržaja njihovih nelogičkih termina. htm) Među logičkim teorijama posebno će nas zanimati neklasična logika - kvantna logike koja implicira kršenje zakona klasične logike u mikrokosmosu. U određenoj mjeri ćemo se oslanjati na dijalektičku logiku, logiku „protivrječnosti“: „Dijalektička logika je filozofija, teorija istine(proces istine, prema Hegelu), dok su druge "logike" posebno oruđe za fiksiranje i utjelovljenje rezultata spoznaje. Alat je vrlo potreban (na primjer, niti jedan kompjuterski program neće raditi bez oslanjanja na matematička i logička pravila za izračunavanje propozicija), ali je ipak poseban. ... Takva logika proučava zakone nastanka i razvoja iz jednog izvora raznih, ponekad lišenih ne samo vanjskih sličnosti, već i kontradiktornih pojava. Štaviše, za dijalektičku logiku kontradikcija svojstvene samom izvoru nastanka pojava. Za razliku od formalne logike, koja nameće zabranu sličnih stvari u obliku "zakona isključene sredine" (ili A ili ne-A - tertium non datur: Trećeg nema). Ali šta možete učiniti ako je svjetlost već u svojoj osnovi - svjetlost kao "istina" - je i val i čestica (korpuskula), "podijeljena" na koje je nemoguće čak ni u uslovima najsofisticiranijeg laboratorijskog eksperimenta? (Kudryavtsev V., Šta je dijalektička logika? http://www.tovievich.ru/book/8/340/1.htm)

Zdrav razum

U aristotelovskom smislu riječi, sposobnost da se shvate svojstva predmeta korištenjem drugih čula. Uvjerenja, mišljenja, praktično razumijevanje stvari, karakteristično za "prosječnu osobu". Kolokvijalno: dobro, obrazloženo prosuđivanje. Približan sinonim za logičko razmišljanje. Prvobitno se na zdrav razum gledalo kao na sastavni dio mentalne sposobnosti, koji funkcionira na čisto racionalan način. (Oxford Explanatory Dictionary of Psychology / Uredio A. Reber, 2002,
http://vocabulary.ru/dictionary/487/word/%C7%C4%D0%C0%C2%DB%C9+%D1%CC%DB%D1%CB) Ovdje smatramo zdrav razum isključivo kao korespondenciju fenomena formalnoj logici. Samo kontradiktornost logike u konstrukcijama može poslužiti kao osnova za prepoznavanje pogrešnosti, nepotpunosti zaključaka ili njihove apsurdnosti. Kako je rekao Ju. Skljarov, objašnjenje stvarnih činjenica mora se tražiti uz pomoć logike i zdravog razuma, ma koliko ova objašnjenja na prvi pogled izgledala čudna, neobična i „nenaučna“. Prilikom analize oslanjamo se na naučni metod, koji smatramo metodom pokušaja i grešaka. (Serebryany A.I., Naučna metoda i greške, Priroda, N3, 1997, http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC2_W.HTM) U isto vrijeme, svjesni smo da je sama nauka zasnovana na vjera: "u suštini, svako znanje se zasniva na vjerovanju u početne pretpostavke (koje se uzimaju a priori, putem intuicije i koje se ne mogu racionalno direktno i rigorozno dokazati), - posebno u sljedećem:

(i) naš um može shvatiti stvarnost,
(ii) naša osećanja odražavaju stvarnost,
(iii) zakoni logike." (V.S. Olkhovski V.S., Kako se postulati vere evolucionizma i kreacionizma povezuju jedni sa drugima sa savremenim naučnim podacima, http://www.scienceandapologetics.org/text/91.htm) „Da se ta nauka zasniva na veri, koja se kvalitativno ne razlikuje od verske vere, priznaju i sami naučnici.“ (Moderna nauka i vera, http://www.vyasa.ru/philosophy/vedicculture/?id=82 ) definicija zdravog razuma: „Zdrav razum je skup predrasuda koje stičemo kada navršimo osamnaest godina.“ može vas odbiti.

Kontradikcija

"U formalnoj logici, par sudova koji su u suprotnosti jedan s drugim, odnosno sudovi, od kojih je svaki negacija drugog. Kontradikcija je i sama činjenica pojave takvog para sudova u toku bilo kojeg rasuđivanja ili u okviru bilo koje naučne teorije." (Velika sovjetska enciklopedija, Rubrikon, http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00063/38600.htm) "Misao ili pozicija nekompatibilna s drugom, opovrgavanje drugog, nedosljednost u mislima, izjavama i postupcima, kršenje logika ili istina. (Objašnjavajući rečnik ruskog jezika Ušakov, http://slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/16-4/us3102504.htm) „logična situacija istovremene istinitosti dve međusobno isključive definicije ili iskaza (presude) o jednom te istom U formalnoj logici, kontradikcija se smatra nedopustivom prema zakonu protivrečnosti. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Controversy)

Paradoks

"1) mišljenje, sud, zaključak, oštro u suprotnosti sa opšteprihvaćenim, suprotno "zdravom razumu" (ponekad samo na prvi pogled); 2) neočekivana pojava, događaj koji ne odgovara uobičajenim idejama; 3) u logici - kontradikcija koja nastaje svakim odstupanjem od istine. Kontradikcija je sinonim za pojam "antinomija" - kontradikcija u zakonu - ovo je naziv svakog rezonovanja koje dokazuje i istinitost teze i istinitost njenog poricanja. Često nastaje paradoks kada se dva međusobno isključiva (kontradiktorna) suda pokažu jednako dokazivim." (http://slovari.yandex.ru/dict/psychlex2/article/PS2/ps2-0279.htm) Pošto je uobičajeno da se fenomen koji je u suprotnosti sa opšteprihvaćenim stavovima smatra paradoksom, u tom smislu paradoks i kontradikcija su slični. Međutim, mi ćemo ih razmotriti odvojeno. Iako je paradoks kontradikcija, može se logički objasniti, dostupan je zdravom razumu. Kontradikciju ćemo smatrati nerešivom, nemogućem, apsurdnom logičkom konstrukcijom, neobjašnjivom sa stanovišta zdravog razuma. U članku se traga za takvim kontradiktornostima koje je ne samo teško razriješiti, već dostižu razinu apsurda. Ne samo da ih je teško objasniti, već i sama formulacija problema, opis suštine kontradikcije nailazi na poteškoće. Kako objasniti nešto što ne možete ni formulisati? Po našem mišljenju, Youngov eksperiment sa dvostrukim prorezom je toliki apsurd. Utvrđeno je da je izuzetno teško objasniti ponašanje kvantne čestice kada interferira sa dva proreza.

Apsurdno

Nešto nelogično, apsurdno, suprotno zdravom razumu. - Izraz se smatra apsurdnim ako nije spolja kontradiktoran, ali iz kojeg se kontradikcija ipak može izvesti. - Apsurdna izjava je smislena i zbog svoje nedosljednosti je lažna. Logički zakon kontradikcije govori o neprihvatljivosti i afirmacije i negacije. - Apsurdna izjava je direktno kršenje ovog zakona. U logici, dokazi se razmatraju reductio ad absurdum („svođenje na apsurd“): ako je kontradikcija izvedena iz određene pozicije, onda je ova odredba lažna. (Wikipedia, http://ru.wikipedia.org/wiki/Absurd) Za Grke je koncept apsurda značio logičku slijepu ulicu, odnosno mjesto gdje rasuđivanje vodi razumnog do očigledne kontradikcije ili, štaviše, do očigledna besmislica i stoga zahtijeva drugačiji put razmišljanja. Dakle, apsurd je shvaćen kao poricanje centralne komponente racionalnosti – logike. (http://www.ec-dejavu.net/a/absurd.html)

Književnost

1. Aspekt A. "Bellova teorema: naivno gledište eksperimentaliste", 2001,
   (http://quantum3000.narod.ru/papers/edu/aspect_bell.zip)
2. Aspekt: ​​Alain Aspect, Bellova teorema: Naivni pogled eksperimentatora, (Preveo s engleskog P. V. Putenikhina), Kvantna magija, 2007.
3. Bacciagaluppi G., Uloga dekoherencije u kvantnoj teoriji: Preveo M.H. Shulman. - Institut za istoriju i filozofiju nauke i tehnologije (Pariz) -
   http://plato.stanford.edu/entries/qm-decoherence/
4. Belinsky A.V., Kvantna nelokalnost i odsustvo apriornih vrijednosti izmjerenih veličina u eksperimentima s fotonima, - UFN, v.173, ?8, avgust 2003.
5. Boumeister D., Eckert A., Zeilinger A., ​​Physics of Quantum Information. -
   http://quantmagic.narod.ru/Books/Zeilinger/g1.djvu
6. Talasni procesi u nehomogenim i nelinearnim medijima. Seminar 10. Kvantna teleportacija, Voronjež Državni univerzitet, REC-010 Istraživačko-edukativni centar,
   http://www.rec.vsu.ru/rus/ecourse/quantcomp/sem10.pdf
7. Doronin S.I., "Ne-lokalnost kvantne mehanike", Forum Physics of Magic, Web stranica Physics of Magic, Physics, http://physmag.h1.ru/forum/topic.php?forum=1&topic=29
8. Doronin S.I., Sajt "Fizika magije", http://physmag.h1.ru/
9. Zarechny M.I., Kvantne i mistične slike svijeta, 2004, http://www.simoron.dax.ru/
10. Kvantna teleportacija (Gordon emisija 21. maja 2002, 00:30),
    http://www.mi.ras.ru/~volovich/lib/vol-acc.htm
11. Mensky MB, Kvantna mehanika: novi eksperimenti, nove primjene i nove formulacije starih pitanja. - UFN, svezak 170, br. 6, 2000
12. Roger Penrose, Kraljev novi um: O kompjuterima, razmišljanju i zakonima fizike: Per. sa engleskog. / Često ed. V.O.Malyshenko. - M.: Editorial URSS, 2003. - 384 str. Prijevod knjige:
    Roger Penrose, Carev novi um. O kompjuterima, umovima i zakonima fizike. Oxford University Press, 1989.
13. Putenikhin P.V., Kvantna mehanika protiv SRT. - Samizdat, 2008.
    http://zhurnal.lib.ru/editors/p/putenihin_p_w/kmvsto.shtml
14. P. V. Putenikhin, Kada se Bellove nejednakosti ne krše. Samizdat, 2008
15. Putenikhin P.V., Komentari na Bellove zaključke u članku "Paradoks Einsteina, Podolskog, Rosena". Samizdat, 2008
16. Sklyarov A., Drevni Meksiko bez krivih ogledala, http://lah.ru/text/sklyarov/mexico-web.rar
17. Hawking S. Pripovijetka od velikog praska do crnih rupa. - Sankt Peterburg, 2001
18. Hawking S., Penrose R., Priroda prostora i vremena. - Izhevsk: Istraživački centar "Regularna i haotična dinamika", 2000, 160 str.
19. Tsypenyuk Yu.M., Odnos nesigurnosti ili princip komplementarnosti? - M.: Priroda, br. 5, 1999, str.90
20. Einstein A. Zbornik naučnih radova u četiri toma. Tom 4. Članci, kritike, pisma. Evolucija fizike. M.: Nauka, 1967,
    http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Einstein_t4_1967ru.djvu
21. Einstein A., Podolsky B., Rosen N. Može li se kvantnomehanički opis fizičke stvarnosti smatrati potpunim? / Einstein A. Sobr. naučni radovi, tom 3. M., Nauka, 1966, str. 604-611〉
    http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Einstein_t3_1966ru.djvu

print

U istraživanju ponašanja kvantnih čestica, naučnici sa Australijskog nacionalnog univerziteta potvrdili su da se kvantne čestice mogu ponašati na toliko čudan način da izgleda kao da krše princip kauzalnosti.

Ovaj princip je jedan od temeljnih zakona koji malo ljudi osporava. Iako se mnoge fizičke veličine i fenomeni ne mijenjaju ako obrnemo vrijeme (su T-parni), postoji fundamentalni empirijski utvrđen princip: događaj A može utjecati na događaj B samo ako se događaj B dogodio kasnije. Sa stanovišta klasične fizike - tek kasnije, sa stanovišta SRT - kasnije u bilo kom referentnom okviru, tj. nalazi se u svetlosnom konusu sa vrhom u A.

Za sada se samo pisci naučne fantastike bore protiv „paradoksa ubijenog djeda“ (sjećam se priče u kojoj se pokazalo da djed nema nikakve veze s tim, ali se baka morala nositi s tim). U fizici se putovanje u prošlost obično povezuje s putovanjem bržim od brzine svjetlosti, a do sada je s tim sve bilo mirno.

Osim jednog trenutka - kvantna fizika. Ima mnogo čudnih stvari unutra. Evo, na primjer, klasičnog eksperimenta s dva proreza. Ako postavimo prepreku s razmakom na putu izvora čestica (na primjer, fotona), a iza nje postavimo ekran, tada ćemo na ekranu vidjeti traku. Logično. Ali ako napravimo dva utora u prepreci, tada ćemo na ekranu vidjeti ne dvije pruge, već uzorak interferencije. Čestice koje prolaze kroz proreze počinju da se ponašaju kao talasi i ometaju jedna drugu.

Kako bismo eliminirali mogućnost da se čestice sudaraju jedna s drugom u hodu i stoga ne povlače dvije različite pruge na našem ekranu, možemo ih puštati jednu po jednu. I dalje, nakon nekog vremena, na ekranu će se iscrtati uzorak interferencije. Čestice magično ometaju same sebe! Ovo je mnogo manje logično. Ispostavilo se da čestica prolazi kroz dva proreza odjednom - inače, kako može ometati?

A onda - još zanimljivije. Ako pokušamo da shvatimo kroz kakav prorez prolazi čestica, onda kada pokušamo da utvrdimo tu činjenicu, čestice momentalno počinju da se ponašaju kao čestice i prestaju da se mešaju u sebe. Odnosno, čestice praktično „osete“ prisustvo detektora u blizini proreza. Štaviše, interferencija se dobija ne samo kod fotona ili elektrona, već čak i kod prilično velikih čestica prema kvantnim standardima. Da bi se isključila mogućnost da detektor nekako „pokvari“ dolazne čestice, izvedeni su prilično složeni eksperimenti.

Na primjer, 2004. godine proveden je eksperiment sa snopom fulerena (molekule C 70 koje sadrže 70 atoma ugljika). Zraka je raspršena na difrakcijskoj rešetki koja se sastoji od velikog broja uskih proreza. U ovom slučaju, eksperimentatori su mogli kontrolirano zagrijavati molekule koji lete u zraku pomoću laserskog snopa, što je omogućilo promjenu njihove unutrašnje temperature (prosječne energije vibracija atoma ugljika unutar ovih molekula).

Svako zagrijano tijelo emituje toplotne fotone, čiji spektar odražava prosječnu energiju prijelaza između mogućih stanja sistema. Na osnovu nekoliko takvih fotona moguće je, u principu, odrediti putanju molekula koji ih je emitovao, sa tačnošću do talasne dužine emitovanog kvanta. Što je temperatura viša i, shodno tome, kraća talasna dužina kvanta, to bismo preciznije mogli da odredimo položaj molekula u prostoru, a na određenoj kritičnoj temperaturi tačnost će biti dovoljna da odredimo do kojeg je proreza došlo do raspršenja. .

U skladu s tim, ako bi neko okružio instalaciju savršenim fotonskim detektorima, tada bi, u principu, mogao ustanoviti na kojem od proreza difrakcijske rešetke je raspršen fuleren. Drugim riječima, emisija svjetlosnih kvanta od strane molekula bi eksperimentatoru dala informaciju za odvajanje komponenti superpozicije koju nam je dao detektor tranzita. Međutim, oko instalacije nije bilo detektora.

U eksperimentu je utvrđeno da se u odsustvu laserskog grijanja uočava interferencijski obrazac koji je potpuno analogan uzorku iz dva proreza u eksperimentu s elektronima. Uključivanje laserskog grijanja dovodi prvo do slabljenja kontrasta interferencije, a zatim, kako se snaga grijanja povećava, do potpunog nestanka efekata interferencije. Utvrđeno je da na temperaturama T< 1000K молекулы ведут себя как квантовые частицы, а при T >3000K, kada su putanje fulerena "fiksirane" okolinom sa potrebnom preciznošću - kao kod klasičnih tijela.

Tako se pokazalo da okruženje može igrati ulogu detektora sposobnog da izoluje komponente superpozicije. U njemu, prilikom interakcije s toplinskim fotonima u ovom ili onom obliku, zabilježene su informacije o putanji i stanju molekula fulerena. I uopće nije važno kroz koje se informacije razmjenjuju: preko posebno instaliranog detektora, okoline ili osobe.

Za uništavanje koherentnosti stanja i nestanak obrasca interferencije, više nije važno samo fundamentalno prisustvo informacije, kroz koji od proreza je čestica prošla - i ko će je primiti, i da li će je primiti. . Važno je samo da je takve informacije suštinski moguće dobiti.

Mislite li da je ovo najčudnija manifestacija kvantne mehanike? Kako god. Fizičar John Wheeler predložio je misaoni eksperiment kasnih 1970-ih koji je nazvao "eksperimentom odloženog izbora". Njegovo razmišljanje je bilo jednostavno i logično.

Pa, recimo da foton nekako zna da će ga se ili neće pokušati detektovati prije nego što se približi prorezima. Na kraju krajeva, on mora nekako odlučiti - ponašati se kao val i proći kroz oba proreza odjednom (kako bi se dodatno uklopio u interferencijski obrazac na ekranu), ili se pretvarati da je čestica i proći samo kroz jedan od dva proreza. prorezi. Ali on to mora učiniti prije nego što prođe kroz pukotine, zar ne? Nakon toga, prekasno je - ili leti tamo kao mala lopta, ili se umiješaj u potpunosti.

Dakle, hajde, predložio je Wheeler, da odmaknemo ekran od pukotina. A iza ekrana ćemo postaviti i dva teleskopa, od kojih će svaki biti fokusiran na jedan od proreza, i reagovaće samo na prolazak fotona kroz jedan od njih. A mi ćemo proizvoljno ukloniti ekran nakon što foton prođe kroz proreze, bez obzira na to kako odluči da prođe kroz njih.

Ako ne uklonimo ekran, teoretski bi na njemu uvijek trebao postojati uzorak smetnji. A ako ga uklonimo, onda će ili foton pasti u jedan od teleskopa kao čestica (prošao je kroz jedan prorez), ili će oba teleskopa vidjeti slabiji sjaj (prošao je kroz oba proreza i svaki je vidio svoj dio uzorka interferencije).

Godine 2006. napredak u fizici omogućio je naučnicima da izvedu takav eksperiment sa fotonom. Ispostavilo se da ako se ekran ne ukloni, na njemu je uvijek vidljiv interferentni uzorak, a ako se ukloni, uvijek je moguće pratiti kroz koji prorez je foton prošao. Argumentirajući sa stanovišta nama poznate logike, dolazimo do razočaravajućeg zaključka. Naša akcija odlučivanja da li ćemo ukloniti ekran ili ne utječe na ponašanje fotona, uprkos činjenici da je radnja u budućnosti u odnosu na "odluku" fotona o tome kako da prođe kroz proreze. Odnosno, ili budućnost utječe na prošlost, ili je nešto fundamentalno pogrešno u interpretaciji onoga što se događa u eksperimentu s prorezima.

Australijski naučnici su ponovili ovaj eksperiment, samo što su umjesto fotona koristili atom helijuma. Bitna razlika ovog eksperimenta je činjenica da atom, za razliku od fotona, ima masu mirovanja, kao i različite unutrašnje stepene slobode. Jedino su umjesto prepreke s utorima i ekranom koristili rešetke stvorene laserskim zrakama. To im je dalo mogućnost da odmah dobiju informacije o ponašanju čestice.

Kao što bi se očekivalo (iako teško da se nešto očekuje od kvantne fizike), atom se ponašao na potpuno isti način kao foton. Odluka o tome da li će na putu atoma biti "ekrana" doneta je na osnovu rada kvantnog generatora slučajnih brojeva. Generator je bio odvojen relativističkim standardima od atoma, odnosno među njima nije moglo biti interakcije.

Ispostavilo se da se pojedinačni atomi, koji imaju masu i naboj, ponašaju na potpuno isti način kao pojedinačni fotoni. I iako ovo nije najprobojnije iskustvo u kvantnom polju, ono potvrđuje činjenicu da kvantni svijet uopće nije onakav kakav možemo zamisliti.

• kvantni objekat (poput elektrona) može biti na više od jednog mjesta u isto vrijeme. Može se mjeriti kao val koji se širi u prostoru i može se nalaziti na nekoliko različitih tačaka u cijelom valu. Ovo se zove svojstvo talasa.
• kvantni objekat prestaje da postoji ovde i spontano nastaje bez kretanja u prostoru. Ovo je poznato kao kvantna tranzicija. U suštini to je teleporter.
• manifestacija jednog kvantnog objekta, izazvana našim zapažanjima, spontano utiče na njegov pridruženi objekat blizanac, bez obzira koliko je udaljen. Izbaciti elektron i proton iz atoma. Šta god da se desi elektronu, desiće se i protonu. To se zove "kvantna akcija na daljinu".
• kvantni objekat se ne može manifestovati u običnom prostor-vremenu dok ga ne posmatramo kao česticu. Svest uništava valna funkcijačestice.

Posljednja stvar je zanimljiva jer bez svjesnog posmatrača koji uzrokuje kolaps vala, on će ostati bez fizičke manifestacije. Promatranje ne samo da uznemirava mjerni objekt, ono proizvodi efekt. To je potvrđeno takozvanim eksperimentom sa dvostrukim prorezom, kada prisustvo svjesnog promatrača mijenja ponašanje elektrona, pretvarajući ga iz vala u česticu. Takozvani efekat posmatrača potpuno potresa ono što znamo o stvarnom svetu. Inače, evo crtanog filma u kojem je sve jasno prikazano.

Kao što je naučnik Dean Radin primetio: „Mi teramo elektron da zauzme određenu poziciju. Rezultate mjerenja proizvodimo sami.” Sada vjeruju da "ne mjerimo mi elektron, već mašina koja stoji iza posmatranja." Ali mašina jednostavno nadopunjuje našu svijest. To je kao da kažete "ne gledam ja u onoga koji pliva preko jezera, nego dvogled." Sama mašina ne vidi ništa više od kompjutera, koji može da "sluša" pesme interpretirajući audio signal.

Neki naučnici spekulišu da bi svemir bez svijesti postojao neograničeno, poput mora kvantnog potencijala. Drugim riječima, fizička stvarnost ne može postojati bez subjektivnosti. Bez svijesti nema fizičke materije. Ovaj pojam je poznat kao "" i prvi ga je uveo fizičar John Wheeler. U stvari, svaki mogući univerzum koji možemo zamisliti bez svjesnog posmatrača već će biti s njim. Svijest je u ovom slučaju osnova bića i postojala je, možda, prije nastanka fizičkog univerzuma. Svijest doslovno stvara fizički svijet.

Ova otkrića opravdavaju ogromne implikacije na to kako razumijemo naš odnos sa vanjskim svijetom i kakav odnos možemo imati sa svemirom. Kao živa bića, imamo direktan pristup svemu što postoji i osnovu svega što postoji fizički. Ovo nam omogućava da postanemo svesni. “Mi stvaramo stvarnost” u ovom kontekstu znači da naše misli stvaraju perspektivu onoga što jesmo u našem svijetu, ali ako pogledamo to, važno je da tačno razumijemo ovaj proces. Mi generišemo fizički univerzum svojom subjektivnošću. Tkanina univerzuma je svest, a mi smo samo talasi u moru univerzuma. Ispostavilo se da imamo sreću da doživimo čudo takvog života, a Univerzum nastavlja da uliva deo svoje samosvesti u nas.

“Smatram svijest fundamentalnom. Smatram da je materija izvedena iz svesti. Ne možemo ostati bez svijesti. Sve o čemu pričamo, sve što vidimo da postoji, postulira svijest.” - Max Planck, nobelovac i pionir kvantne teorije.