Esperienza di fisica quantistica di Jung. Fondamenti di meccanica quantistica sull'esempio di un esperimento a doppia fenditura

> Esperimento della doppia fenditura di Young

Esplorare L'esperienza di Young con le fessure. Leggi, qual è la distanza tra le fenditure nell'esperimento di Young, la larghezza della striscia e due fori, le caratteristiche della luce come onde, l'esperimento.

Nel suo esperimento, Thomas Young ha dimostrato che la materia e l'energia sono in grado di esibire le caratteristiche delle onde e delle particelle.

Compito di apprendimento

• Comprendi perché l'esperimento di Jung sembra più plausibile delle espressioni di Huygens.

Punti chiave

• Le caratteristiche dell'onda fanno sì che la luce che passa attraverso la fenditura interferisca con se stessa, formando aree chiare e scure.
• Se le onde interferiscono nelle creste, ma convergono in fase, allora incontriamo un'interferenza costruttiva. Se le onde non coincidono completamente, si tratta di un'interferenza distruttiva.
• Ogni punto sul muro ha una distanza diversa dal divario. Questi percorsi corrispondono a un diverso numero di onde.

Termini

• Interferenza distruttiva: le onde interferiscono e non corrispondono tra loro.
• Interferenza costruttiva: le onde interferiscono nelle creste, ma sono in fase.

L'esperimento della doppia fenditura mostra che la materia e l'energia possono comportarsi come onde o particelle. Nel 1628 Christian Huygengs dimostrò che la luce agisce come un'onda. Ma alcune persone non erano d'accordo, specialmente Isaac Newton. Credeva che una spiegazione avrebbe richiesto l'interferenza del colore e gli effetti di diffrazione. Fino al 1801 nessuno credeva che la luce fosse un'onda finché Thomas Young non arrivò con il suo esperimento della doppia fenditura: l'esperimento di Young. Fece due fenditure verticali ravvicinate (la distanza approssimativa tra le fenditure nell'esperimento di Jung può essere vista nel diagramma sottostante) e fece passare la luce, osservando il motivo creato sul muro.

La luce passa attraverso due fenditure verticali e viene diffratta da due linee verticali disposte orizzontalmente. Se non fosse per la diffrazione e l'interferenza, la luce creerebbe semplicemente due linee

Dualità delle particelle d'onda

A causa delle caratteristiche dell'onda, la luce passa attraverso le fessure e si scontra, formando regioni chiare e scure sulla parete. Viene disperso e assorbito dal muro, acquisendo le caratteristiche delle particelle.

L'esperimento di Young

Perché l'esperimento di Jung con le due fenditure ha convinto tutti? Huygens inizialmente aveva ragione, ma non è riuscito a mostrare le sue conclusioni nella pratica. La luce ha lunghezze d'onda relativamente corte, quindi deve essere in contatto con qualcosa di piccolo per dimostrarlo.

L'esempio utilizza due sorgenti luminose coerenti con la stessa lunghezza d'onda monocromatica (in fase). Cioè, due fonti creeranno interferenze costruttive o distruttive.

Interferenza costruttiva e distruttiva

Il rumore costruttivo si verifica quando le onde interferiscono lungo le creste ma sono in fase. Questo amplificherà l'onda risultante. I distruttivi interferiscono completamente l'uno con l'altro e non corrispondono, il che annulla l'onda.

Due fenditure formano due sorgenti d'onda coerenti che interferiscono l'una con l'altra. (a) - La luce viene diffusa da ciascuna fenditura, a causa della loro ristrettezza. Le onde si sovrappongono e interferiscono in modo costruttivo (linee luminose) e distruttivo (aree scure). (b) - Lo schema a doppia fenditura per le onde d'acqua coincide praticamente con le onde luminose. La massima attività è evidente nelle aree con interferenze distruttive. (c) - Quando la luce colpisce lo schermo, incontriamo uno schema simile

Le ampiezze delle onde si sommano. (a) - L'interferenza puramente costruttiva è possibile se onde identiche convergono in fase. (b) - Pura interferenza distruttiva - le stesse onde non sono esattamente in fase

Il modello creato non sarà casuale. Ogni slot si trova a una certa distanza. Tutte le onde partono dalla stessa fase, ma la distanza dal punto sul muro all'apertura crea una sorta di interferenza.

Un gruppo di sperimentatori, guidati dal famoso fisico Robert Boyd (che, in particolare, è stato il primo a effettuare il "rallentamento leggero" a temperatura ambiente), ha ideato e implementato uno schema che dimostra il contributo del cosiddetto " traiettorie non classiche" al quadro ottenuto dall'interferenza di fotoni su tre crepacci.

L'interferenza a due fenditure è un classico esperimento che dimostra le proprietà ondulatorie della luce. Fu realizzato per la prima volta all'inizio del XIX secolo da Thomas Jung e divenne uno dei motivi principali del rifiuto dell'allora dominante teoria corpuscolare della luce.

All'inizio del XX secolo, tuttavia, si scoprì che la luce è ancora costituita da particelle chiamate fotoni, ma queste particelle hanno misteriosamente anche proprietà ondulatorie. Nacque il concetto di dualità onda-particella, esteso anche alle particelle della materia. In particolare, la presenza di proprietà ondulatorie è stata riscontrata negli elettroni, e successivamente negli atomi e nelle molecole.

Nella nuova branca della fisica che ne è emersa, la meccanica quantistica, l'emergere di uno schema interferometrico in un esperimento a doppia fenditura gioca uno dei ruoli centrali. Così, Richard Feynman, nelle sue Feynman Lectures on Physics, scrive che questo è un fenomeno “impossibile, assolutamente, assolutamente impossibile da spiegare in modo classico. Questo fenomeno è l'essenza stessa della meccanica quantistica.

L'esperimento della doppia fenditura dimostra uno dei concetti centrali della fisica quantistica, la sovrapposizione quantistica. Il principio della sovrapposizione quantistica afferma che se un certo oggetto quantistico (ad esempio un fotone o un elettrone) può trovarsi in un certo stato 1 e in un certo stato 2, allora può anche trovarsi in uno stato che è in un certo senso parzialmente sia lo stato 1 che lo stato 2 , questo stato è chiamato sovrapposizione degli stati 1 e 2. Nel caso delle fenditure, la particella può passare attraverso una fenditura, o forse attraverso l'altra, ma se entrambe le fenditure sono aperte, allora la particella passa attraverso entrambi e si trova nello stato di sovrapposizione di “particella che passa per la fessura 1” e “particella che passa per la fessura 2”.

Inoltre, tenere conto delle traiettorie non classiche è importante per un'altra direzione della fisica fondamentale moderna. Uno dei principali problemi irrisolti che devono affrontare gli scienziati è l'unificazione teoria dei quanti con la teoria della gravità. Ci sono difficoltà fondamentali lungo il percorso, che, come molti credono, possono essere superate solo modificando una di queste teorie, o entrambe contemporaneamente. Pertanto, ora ci sono ricerche su possibili discrepanze tra la realtà e le previsioni di queste teorie. Una delle direzioni è la ricerca di deviazioni dal principio della sovrapposizione quantistica. Così, ad esempio, nel 2010 è stato pubblicato uno studio in cui si cercava di trovare tali deviazioni in un esperimento a tre fenditure. Non sono state trovate discrepanze, ma questo articolo ha provocato il documento del 2012 sopra menzionato. Una delle sue conclusioni è stata proprio che l'esperimento del 2010 ha utilizzato un fraintendimento del principio di sovrapposizione quantistica, e questo ha introdotto la sua quota di errori non contabilizzati nelle misurazioni. E sebbene l'entità di questo errore sia piccola, anche l'effetto che gli scienziati stanno cercando può essere piccolo, quindi in tali ricerche si dovrebbe comunque tenere conto del contributo delle traiettorie non classiche.

L'articolo è stato scritto per il progetto

L'esperimento di interferenza o doppia fenditura, secondo Feynman, "contiene il cuore della meccanica quantistica" ed è la quintessenza del principio di sovrapposizione quantistica. Il principio di interferenza, come principio di base dell'ottica delle onde lineari, fu formulato per la prima volta chiaramente da Thomas Young nel 1801. Fu il primo a introdurre il termine "interferenza" nel 1803. Lo scienziato spiega chiaramente il principio che ha scoperto (l'esperimento, noto ai nostri tempi con il nome di "esperimento della doppia fenditura di Jung", http://elkin52.narod.ru/biograf/jng6.htm): "Per ottenere gli effetti di sovrapposizione di due porzioni di luce, è necessario che provengano dalla stessa sorgente e giungano allo stesso punto lungo percorsi diversi, ma in direzioni vicine tra loro. Si possono utilizzare diffrazione, riflessione, rifrazione o una combinazione di questi effetti deviare una o entrambe le parti del raggio, ma il modo più semplice è se la luce omogenea del raggio [dalla prima fenditura] (un colore o lunghezza d'onda) cade su uno schermo in cui sono praticati due fori o fenditure molto piccoli, che possono essere considerati come centri di divergenza, dai quali la luce viene diffusa in tutte le direzioni per diffrazione. Una moderna configurazione sperimentale è costituita da una sorgente di fotoni, un diaframma con due fenditure e uno schermo su cui si osserva il modello di interferenza.

Per studiare un fenomeno di interferenza come quello in figura, è naturale utilizzare il setup sperimentale mostrato a fianco. Nello studio dei fenomeni, per la descrizione dei quali è necessario conoscere il bilancio dettagliato della quantità di moto, è ovviamente necessario assumere che alcune parti dell'intero apparato possano muoversi liberamente (indipendentemente l'una dall'altra). Disegno tratto dal libro: Niels Bohr, "Selected Scientific Works and Articles", 1925 - 1961b p.415.

Dopo aver superato le fessure sullo schermo dietro la barriera, si crea uno schema di interferenza dall'alternanza di strisce chiare e scure:

Fig.1 Frange di interferenza

I fotoni colpiscono lo schermo in punti separati, ma la presenza di frange di interferenza sullo schermo mostra che ci sono punti in cui i fotoni non colpiscono. Sia p uno di questi punti. Tuttavia, un fotone può entrare in p se una delle fenditure è chiusa. Tale interferenza distruttiva, in cui le possibilità alternative a volte possono annullarsi, è una delle proprietà più misteriose della meccanica quantistica. Una caratteristica interessante dell'esperimento della doppia fenditura è che il modello di interferenza può essere "assemblato" da una particella, cioè impostando l'intensità della sorgente così bassa che ogni particella sarà "in volo" nella configurazione da sola e potrà solo interferire con si. In questo caso, siamo tentati di chiederci da quale delle due fenditure passa "realmente" la particella. Si noti che due particelle diverse non creano uno schema di interferenza. Qual è il mistero, l'incoerenza, l'assurdità di spiegare il fenomeno dell'interferenza? Sono sorprendentemente diversi dal paradosso di molte altre teorie e fenomeni, come la relatività speciale, il teletrasporto quantistico, il paradosso delle particelle quantistiche entangled e altri. A prima vista, le spiegazioni dell'interferenza sono semplici e ovvie. Consideriamo queste spiegazioni, che possono essere suddivise in due classi: spiegazioni dal punto di vista ondulatorio e spiegazioni dal punto di vista corpuscolare (quantistico). Prima di iniziare l'analisi, notiamo che per paradossalità, incoerenza, assurdità del fenomeno dell'interferenza, intendiamo l'incompatibilità della descrizione di questo fenomeno quantomeccanico con la logica formale e il buon senso. Il significato di questi concetti, in cui li applichiamo qui, è esposto in questo articolo.

Interferenza dal punto di vista delle onde

La più comune e impeccabile è la spiegazione dei risultati dell'esperimento della doppia fenditura dal punto di vista delle onde:
“Se la differenza tra le distanze percorse dalle onde è pari alla metà di un numero dispari di lunghezze d'onda, allora le oscillazioni causate da un'onda raggiungeranno la cresta nel momento in cui le oscillazioni dell'altra onda raggiungeranno la depressione, e, quindi, un'onda ridurrà il disturbo creato dall'altro, e può anche eliminarlo completamente.Questo è illustrato in Fig. 2, che mostra un diagramma di un esperimento a due fenditure in cui le onde dalla sorgente A possono raggiungere solo la linea BC sul schermo passando attraverso una delle due fenditure H1 o H2 presenti nell'ostacolo posto tra la sorgente e lo schermo X sulla linea BC, la differenza di lunghezza del percorso è pari ad AH1X - AH2X, se è pari ad un numero intero di lunghezze d'onda , la perturbazione nel punto X sarà grande, se è uguale alla metà di un numero dispari di lunghezze d'onda, la perturbazione nel punto X sarà piccola La figura mostra la dipendenza dell'intensità dell'onda dalla posizione di un punto sulla linea BC , che è associato alle ampiezze delle oscillazioni in questi punti.

Fig.2. Modello di interferenza dal punto di vista delle onde

Sembrerebbe che la descrizione del fenomeno dell'interferenza dal punto di vista ondulatorio non contraddica in alcun modo né la logica né il buon senso. Tuttavia, il fotone è in realtà considerato un quanto particella . Se mostra proprietà ondulatorie, allora, tuttavia, deve rimanere se stesso: un fotone. Altrimenti, con una sola considerazione ondulatoria del fenomeno, distruggiamo effettivamente il fotone come elemento della realtà fisica. Fatta questa considerazione, risulta che il fotone in quanto tale... non esiste! Un fotone non mostra solo proprietà ondulatorie: qui è un'onda in cui non c'è nulla da una particella. Altrimenti, al momento della scissione dell'onda, dobbiamo ammettere che mezza particella passa attraverso ciascuna delle fenditure: un fotone, mezzo fotone. Ma allora dovrebbero essere possibili esperimenti in grado di "catturare" questi mezzi fotoni. Tuttavia, nessuno è mai riuscito a registrare questi stessi mezzi fotoni. Quindi, l'interpretazione ondulatoria del fenomeno dell'interferenza esclude l'idea stessa che un fotone sia una particella. Pertanto, considerare in questo caso un fotone come una particella è assurdo, illogico, incompatibile con il buon senso. Logicamente, dovremmo presumere che un fotone voli fuori dal punto A come particella. Avvicinandosi a un ostacolo, improvvisamente si sta girando nell'onda! Passa attraverso le fessure come un'onda, dividendosi in due rivoli. Altrimenti, dobbiamo crederci Totale la particella passa attraverso due fenditure contemporaneamente, fin dall'assunzione separazione non abbiamo il diritto di dividerlo in due particelle (metà). Poi ancora due mezze onde Collegare in una particella intera. In cui non esiste nessun modo per sopprimere una delle semionde. Sembra essere due mezze onde, ma nessuno è riuscito a distruggerne una. Ogni volta che ciascuna di queste semionde durante la registrazione risulta essere Totale fotone. Una parte è sempre, senza eccezione, il tutto. Cioè, l'idea di un fotone come un'onda dovrebbe consentire la possibilità di "catturare" ciascuna delle semionde esattamente come metà di un fotone. Ma ciò non accade. La metà del fotone passa attraverso ciascuna delle fenditure, ma viene registrato solo l'intero fotone. La metà è uguale a un intero? L'interpretazione della presenza simultanea di una particella fotonica in due punti contemporaneamente non sembra molto più logica e sensata. Ricordiamo che la descrizione matematica del processo ondulatorio corrisponde pienamente ai risultati di tutti gli esperimenti sull'interferenza su due fenditure senza eccezioni.

Interferenza dal punto di vista corpuscolare

Dal punto di vista corpuscolare, è conveniente spiegare il moto delle "metà" di un fotone utilizzando funzioni complesse. Queste funzioni derivano dal concetto di base della meccanica quantistica: il vettore di stato di una particella quantistica (qui - un fotone), la sua funzione d'onda, che ha un altro nome: l'ampiezza di probabilità. La probabilità che un fotone colpisca un certo punto dello schermo (lastra fotografica) nel caso di un esperimento a due fenditure è pari al quadrato della funzione d'onda totale per due possibili traiettorie del fotone che formano una sovrapposizione di stati. "Quando eleviamo al quadrato il modulo della somma w + z di due numeri complessi w e z, di solito non otteniamo solo la somma dei quadrati dei moduli di questi numeri; c'è un ulteriore "termine di correzione": |w + z| 2 = |w| 2 + |z |2 + 2|w||z|cos θ, dove θ è l'angolo formato dalle direzioni ai punti z e w dall'origine sul piano di Argand... è il termine di correzione 2|w||z|cos θ che descrive l'interferenza quantistica tra alternative quantomeccaniche". Matematicamente, tutto è logico e chiaro: secondo le regole per il calcolo di espressioni complesse, otteniamo proprio una curva di interferenza così ondulata. Qui non sono richieste interpretazioni, spiegazioni, solo calcoli matematici di routine. Ma se provi a immaginare come, dopotutto, quale percorso, quali traiettorie ha percorso il fotone (o l'elettrone) prima di incontrare lo schermo, la descrizione di cui sopra non ti consente di vedere: "Di conseguenza, l'affermazione che gli elettroni passano attraverso lo slot 1 o attraverso la fessura 2 non è corretto. Passano attraverso entrambe le fenditure contemporaneamente. E un apparato matematico molto semplice che descrive un tale processo fornisce un accordo assolutamente esatto con l'esperimento ". In effetti, le espressioni matematiche con funzioni complesse sono semplici e chiare. Tuttavia, descrivono solo la manifestazione esterna del processo, solo il suo risultato, senza dire nulla su ciò che accade in senso fisico. Dal punto di vista del buon senso, è impossibile immaginare come una particella, anche se non ha realmente dimensioni in punti, ma, tuttavia, è ancora limitata da un volume inseparabile, è impossibile passare contemporaneamente attraverso due fori che non lo sono collegati tra loro. Ad esempio, Sudbury, analizzando il fenomeno, scrive: “Lo stesso schema di interferenza indica anche indirettamente il comportamento corpuscolare delle particelle oggetto di studio, poiché di fatto non è continuo, ma è composto come un'immagine su uno schermo televisivo da molti punti creati da lampi di singoli elettroni. Ma spiegare questo modello di interferenza sulla base del presupposto che ciascuno degli elettroni sia passato attraverso l'una o l'altra fenditura è del tutto impossibile. Egli giunge alla stessa conclusione sull'impossibilità di far passare una particella simultaneamente attraverso due fenditure: "una particella deve passare o attraverso una, o attraverso un'altra fenditura", segnando la sua evidente struttura corpuscolare. Una particella non può passare attraverso due fenditure contemporaneamente, ma non può passare attraverso né l'una né l'altra. Indubbiamente, un elettrone è una particella, come evidenziato dai punti dei flash sullo schermo. E questa particella, senza dubbio, non poteva passare solo attraverso una delle fenditure. Inoltre, l'elettrone, senza dubbio, non era diviso in due parti, in due metà, ciascuna delle quali in questo caso avrebbe dovuto avere metà della massa dell'elettrone e metà della carica. -gli elettroni non sono mai stati osservati da nessuno. Ciò significa che un elettrone non potrebbe, essendosi diviso in due parti, biforcato, attraversare contemporaneamente entrambi gli slot. Esso, come siamo spiegato, rimane Totale, contemporaneamente passa attraverso due diverse fenditure. Non si divide in due parti, ma passa contemporaneamente attraverso due fessure. Questa è l'assurdità della descrizione quantomeccanica (corpuscolare) del processo fisico di interferenza su due fenditure. Ricordiamo che matematicamente questo processo è descritto in modo impeccabile. Ma il processo fisico è completamente illogico, contrario al buon senso. E, come al solito, la colpa è del buon senso, che non riesce a capire come sia: non è stato diviso in due, ma è entrato in due posti. D'altra parte, è anche impossibile supporre il contrario: che un fotone (o un elettrone), in qualche modo sconosciuto, passi ancora attraverso una delle due fenditure. Perché allora la particella colpisce certi punti e ne evita altri? Come se sapesse delle aree riservate. Ciò è particolarmente evidente quando la particella interferisce con se stessa a basse portate. In questo caso è ancora necessario considerare la contemporaneità del passaggio della particella attraverso entrambe le fenditure. Altrimenti bisognerebbe considerare la particella quasi come un essere razionale con il dono della preveggenza. Esperimenti con rivelatori di transito o di esclusione (il fatto che una particella non sia fissata vicino a una fenditura significa che ne è passata attraverso un'altra) non chiariscono il quadro. Non ci sono spiegazioni ragionevoli su come e perché una particella integrale reagisce alla presenza di una seconda fenditura attraverso la quale non è passata. Se la particella non è registrata vicino a una delle fessure, allora è passata attraverso l'altra. Ma in questo caso potrebbe benissimo arrivare al punto "proibito" dello schermo, cioè al punto che non avrebbe mai colpito se il secondo slot fosse stato aperto. Anche se, a quanto pare, nulla dovrebbe impedire a queste particelle non ritardate di creare uno schema di "mezza" interferenza. Questo però non accade: se uno degli slot viene chiuso, le particelle sembrano ottenere un "passaggio" per entrare nelle zone "proibite" dello schermo. Se entrambe le fenditure sono aperte, la particella che presumibilmente è passata attraverso una fenditura non è in grado di entrare in queste regioni "proibite". Sembra sentire come il secondo divario la "guarda" e proibisce il movimento in certe direzioni. È riconosciuto che l'interferenza si verifica solo negli esperimenti con un'onda o particelle che si manifestano in questo esperimento soltanto proprietà delle onde. In qualche modo magico, la particella espone i suoi lati ondulatori o corpuscolari allo sperimentatore, cambiandoli effettivamente in movimento, in volo. Se l'assorbitore è posto subito dopo uno degli slot, allora la particella come onda passa attraverso entrambi gli slot fino all'assorbitore, continuando poi il suo volo come particella. In questo caso l'assorbitore, come risulta, non toglie nemmeno una piccola parte della sua energia alla particella. Sebbene sia ovvio che almeno una parte della particella doveva ancora passare attraverso lo spazio bloccato. Come puoi vedere, nessuna delle spiegazioni considerate del processo fisico può resistere alle critiche da un punto di vista logico e dal punto di vista del buon senso. Il dualismo onda corpuscolare attualmente dominante non consente nemmeno parzialmente di contenere l'interferenza. Un fotone non mostra semplicemente proprietà corpuscolari o ondulatorie. Li mostra contemporaneamente, e queste manifestazioni sono reciprocamente escludere l'un l'altro. Lo "spegnimento" di una delle semionde trasforma immediatamente il fotone in una particella che "non sa come" creare una figura di interferenza. Al contrario, due fenditure aperte trasformano un fotone in due semionde, che poi, combinandosi, si trasformano in un intero fotone, dimostrando ancora una volta il misterioso procedimento per la materializzazione di un'onda.

Esperimenti simili all'esperimento della doppia fenditura

Nell'esperimento con due fenditure, è alquanto difficile controllare sperimentalmente le traiettorie delle "metà" delle particelle, poiché le fenditure sono relativamente vicine l'una all'altra. Allo stesso tempo, esiste un esperimento simile ma più illustrativo che consente di "separare" un fotone lungo due traiettorie chiaramente distinguibili. In questo caso diventa ancora più chiara l'assurdità dell'idea che un fotone passi contemporaneamente attraverso due canali, tra i quali può esserci una distanza di metri o più. Un tale esperimento può essere effettuato utilizzando un interferometro di Mach-Zehnder. Gli effetti osservati in questo caso sono simili a quelli osservati nell'esperimento della doppia fenditura. Ecco come Belinsky li descrive: "Consideriamo un esperimento con un interferometro di Mach-Zehnder (Fig. 3). Applichiamo ad esso uno stato di singolo fotone e prima rimuoviamo il secondo divisore di raggio situato di fronte ai fotorilevatori. I rivelatori registrare singoli fotoconteggi in uno o nell'altro canale, e mai entrambi contemporaneamente, poiché c'è un solo fotone all'ingresso.

Fig.3. Schema dell'interferometro di Mach-Zehnder.

Riprendiamoci il divisore di raggi. La probabilità di fotoconteggi sui rivelatori è descritta dalla funzione 1 + cos(Ф1 - Ф2), dove Ф1 e Ф2 sono i ritardi di fase nei bracci dell'interferometro. Il segno dipende da quale rilevatore sta registrando. Questa funzione armonica non può essere rappresentata come la somma di due probabilità Р(Ф1) + Р(Ф2). Di conseguenza, dopo il primo divisore di fascio, il fotone è presente, per così dire, simultaneamente in entrambi i bracci dell'interferometro, sebbene nel primo atto dell'esperimento fosse solo in un braccio. Questo comportamento insolito nello spazio è chiamato non località quantistica. Non può essere spiegato dal punto di vista delle solite intuizioni spaziali del senso comune, che di solito sono presenti nel macrocosmo". Se entrambi i percorsi sono liberi per un fotone in ingresso, allora in uscita il fotone si comporta come in una doppia fenditura esperimento: può far passare il secondo specchio solo lungo un percorso - interferendo con alcune delle sue "copie", che sono arrivate lungo un altro percorso.Se il secondo percorso è chiuso, il fotone arriva da solo e passa il secondo specchio in qualsiasi direzione. Una versione simile della somiglianza dell'esperimento delle due fenditure è descritta da Penrose (la descrizione è molto eloquente, quindi la daremo quasi per intero): "Le fenditure non devono necessariamente essere posizionate l'una vicino all'altra in modo che il fotone possa attraversarli contemporaneamente. Per capire come una particella quantistica possa trovarsi "in due posti contemporaneamente", non importa quanto siano distanti questi posti, si consideri una configurazione sperimentale leggermente diversa dall'esperimento della doppia fenditura. Come prima, abbiamo una lampada che emette luce monocromatica, un fotone alla volta; ma invece di far passare la luce attraverso due fenditure, riflettiamola da uno specchio mezzo argentato inclinato rispetto al raggio con un angolo di 45 gradi.

Fig.4. I due picchi della funzione d'onda non possono essere considerati semplicemente come pesi di probabilità per la localizzazione di un fotone in un luogo o nell'altro. I due percorsi presi da un fotone possono essere fatti interferire l'uno con l'altro.

Dopo aver incontrato lo specchio, la funzione d'onda del fotone si divide in due parti, una delle quali viene riflessa lateralmente, e la seconda continua a propagarsi nella stessa direzione in cui si è mosso originariamente il fotone. Come nel caso di un fotone che emerge da due fenditure, la funzione d'onda ha due picchi, ma ora questi picchi sono separati da una distanza maggiore: un picco descrive il fotone riflesso, l'altro descrive il fotone che è passato attraverso lo specchio. Inoltre, nel tempo, la distanza tra i picchi diventa sempre più grande, aumentando indefinitamente. Immagina che queste due parti della funzione d'onda vadano nello spazio e che stiamo aspettando un anno intero. Quindi i due picchi della funzione d'onda del fotone saranno distanti un anno luce. In qualche modo, il fotone finisce in due posti contemporaneamente, separati da una distanza di un anno luce! C'è qualche motivo per prendere sul serio una foto del genere? Non possiamo semplicemente pensare a un fotone come qualcosa che ha una probabilità del 50% di essere in un posto e una probabilità del 50% di essere da qualche altra parte! No, è impossibile! Non importa da quanto tempo il fotone è in movimento, c'è sempre la possibilità che due parti del fascio di fotoni possano essere riflesse e incontrarsi, con conseguenti effetti di interferenza che non potrebbero derivare dai pesi di probabilità delle due alternative. Supponiamo che ciascuna parte del fascio di fotoni incontri nel suo percorso uno specchio completamente argentato, inclinato di un angolo tale da avvicinare le due parti, e che un altro specchio semiargentato sia posto nel punto di incontro delle due parti, inclinato al stesso angolo del primo specchio. Siano poste due fotocellule sulle rette lungo le quali si propagano parti del fascio di fotoni (Fig. 4). Cosa scopriremo? Se fosse vero che un fotone segue un percorso con una probabilità del 50% e un altro con una probabilità del 50%, allora troveremmo che entrambi i rilevatori rileverebbero ciascuno un fotone con una probabilità del 50%. Tuttavia, qualcos'altro sta effettivamente accadendo. Se due percorsi alternativi sono esattamente uguali in lunghezza, allora con una probabilità del 100% il fotone colpirà il rivelatore A, situato sulla linea retta lungo la quale il fotone si è mosso originariamente, e con una probabilità pari a 0 - in qualsiasi altro rivelatore B. In in altre parole, il fotone colpirà in modo affidabile il rivelatore A! Certo, un simile esperimento non è mai stato eseguito per distanze dell'ordine di un anno luce, ma il risultato sopra formulato non solleva seri dubbi (per i fisici che aderiscono alla meccanica quantistica tradizionale! ) Esperimenti di questo tipo sono stati effettivamente condotti per distanze dell'ordine di molti metri circa, ei risultati sono in completo accordo con le previsioni della meccanica quantistica. Cosa si può dire ora della realtà dell'esistenza di un fotone tra il primo e l'ultimo incontro con uno specchio semiriflettente? L'inevitabile conclusione suggerisce se stessa, secondo la quale il fotone deve, in un certo senso, effettivamente percorrere entrambi i percorsi contemporaneamente! Perché se uno schermo assorbente fosse posto sul percorso di uno qualsiasi dei due percorsi, allora le probabilità che un fotone colpisca il rivelatore A o B sarebbero le stesse! Ma se entrambi i percorsi sono aperti (entrambi della stessa lunghezza), allora il fotone può raggiungere solo A. Il blocco di uno dei percorsi consente al fotone di raggiungere il rivelatore B! Se entrambi i percorsi sono aperti, allora il fotone in qualche modo "sa" che non gli è consentito colpire il rivelatore B, e quindi è costretto a seguire due percorsi contemporaneamente. Si noti inoltre che l'affermazione "situato in due luoghi specifici contemporaneamente" non caratterizza completamente lo stato del fotone: dobbiamo distinguere lo stato ψ t + ψ b, ad esempio, dallo stato ψ t - ψ b (ovvero, per esempio, dallo stato ψ t + iψ b , dove ψ t e ψ b si riferiscono ora alle posizioni del fotone su ciascuno dei due percorsi (rispettivamente "trasmesso" e "riflesso"!). che determina se il fotone raggiungerà in modo affidabile il rivelatore A, passando al secondo specchio semiargentato, o raggiungerà definitivamente il rivelatore B (o colpirà i rivelatori A e B con una probabilità intermedia). Questa misteriosa caratteristica della realtà quantistica, che è che dobbiamo prendere seriamente in considerazione che una particella può "essere in due posti contemporaneamente" in vari modi ", deriva dal fatto che dobbiamo sommare gli stati quantistici, usando pesi a valori complessi per ottenere altri stati quantici". di nuovo, come si vede, la forma matematica L'alismo dovrebbe convincerci, per così dire, che la particella si trova in due posti contemporaneamente. È una particella, non un'onda. Alle equazioni matematiche che descrivono questo fenomeno, ovviamente, non ci possono essere affermazioni. Tuttavia, la loro interpretazione dal punto di vista del buon senso causa serie difficoltà e richiede l'uso dei concetti di "magia", "miracolo".

Cause di violazione dell'interferenza: conoscenza del percorso della particella

Una delle domande principali nel considerare il fenomeno dell'interferenza di una particella quantistica è la questione della causa della violazione dell'interferenza. Come e quando appare uno schema di interferenza, in generale, è comprensibile. Ma in queste condizioni note, tuttavia, a volte il modello di interferenza non appare. Qualcosa impedisce che accada. Zarechny formula questa domanda in questo modo: "cosa è necessario per osservare una sovrapposizione di stati, una figura di interferenza? La risposta a questa domanda è abbastanza chiara: per osservare una sovrapposizione, non dobbiamo fissare lo stato di un oggetto. Quando guardiamo un elettrone, scopriamo che passa attraverso un foro ", o attraverso un altro. Non c'è sovrapposizione di questi due stati! E quando non lo guardiamo, passa simultaneamente attraverso due fenditure e la loro distribuzione su lo schermo non è affatto lo stesso di quando li guardiamo!". Cioè, la violazione dell'interferenza si verifica a causa della presenza di conoscenza della traiettoria della particella. Se conosciamo la traiettoria della particella, allora il modello di interferenza non si verifica. Bacciagaluppi trae una conclusione simile: ci sono situazioni in cui non si osserva il termine di interferenza, cioè in cui opera la formula classica per il calcolo delle probabilità. Ciò accade quando eseguiamo il rilevamento della fenditura, indipendentemente dalla nostra convinzione che la misurazione sia dovuta a un "vero" collasso della funzione d'onda (cioè che solo uno del componente viene misurato e lascia una traccia sullo schermo). Inoltre, non solo la conoscenza acquisita sullo stato del sistema viola l'interferenza, ma anche potenziale la capacità di acquisire questa conoscenza è una causa schiacciante di interferenza. Non conoscenza in sé, ma fondamentale opportunità scoprire nel futuro stato della particella distruggere l'interferenza. Ciò è dimostrato molto chiaramente dall'esperimento di Tsypenyuk: "Un raggio di atomi di rubidio viene catturato in una trappola magneto-ottica, viene raffreddato al laser, quindi la nube atomica viene rilasciata e cade sotto l'azione di un campo gravitazionale. Infatti , si verifica la diffrazione degli atomi su un reticolo di diffrazione sinusoidale, simile a come la luce diffrange su un'onda ultrasonica in un liquido. Il raggio incidente A (la sua velocità nella regione di interazione è di soli 2 m/s) viene prima diviso in due raggi B e C , quindi colpisce un secondo reticolo di luce, dopo di che si formano due coppie di raggi (D, E) e (F, G).Queste due coppie di raggi sovrapposti nel campo lontano formano un modello di interferenza standard corrispondente alla diffrazione di atomi da due fenditure che si trovano ad una distanza d, pari alla divergenza trasversale dei raggi lungo dopo la prima griglia. Nel corso dell'esperimento, gli atomi sono stati "marcati" e si doveva determinare da questo segno esattamente quale traiettoria si muovevano prima della formazione della figura di interferenza: stati elettronici |2> e |3>: il raggio B contiene prevalentemente atomi nello stato |2>, fascio C - atomi nello stato |3>.Va sottolineato ancora una volta che praticamente nessun cambiamento nella quantità di moto dell'atomo si verifica durante una tale procedura di etichettatura.Quando la radiazione a microonde, che segna gli atomi in interferenza raggi, è acceso, il modello di interferenza scompare completamente.Va sottolineato che le informazioni non sono state lette, non determinate internamente. suo stato elettronico. Le informazioni sulla traiettoria degli atomi sono state solo registrate, gli atomi ricordavano da che parte si muovevano ". Pertanto, vediamo che anche la creazione della potenziale possibilità di determinare la traiettoria delle particelle interferenti distrugge lo schema di interferenza. Una particella non solo non può esibire contemporaneamente proprietà ondulatorie e corpuscolari, ma queste proprietà non sono nemmeno parzialmente compatibili: o la particella si comporta completamente come un'onda, o completamente come una particella localizzata. Se "regoliamo" una particella come un corpuscolo, impostandola su uno stato caratteristico di un corpuscolo, quando conduciamo un esperimento per rivelare le sue proprietà ondulatorie, tutte le nostre impostazioni verranno distrutte. Si noti che questa straordinaria caratteristica dell'interferenza non contraddice né la logica né il buon senso.

Fisica quantocentrica e Wheeler

Al centro del sistema quantomeccanico della modernità c'è un quanto, e attorno ad esso, come nel sistema geocentrico di Tolomeo, ruotano le stelle quantistiche e il Sole quantico. La descrizione forse del più semplice esperimento di meccanica quantistica mostra che la matematica della teoria quantistica è impeccabile, sebbene la descrizione della fisica effettiva del processo sia completamente assente in essa. Personaggio principale teoria - un quanto solo sulla carta, nelle formule ha le proprietà di un quanto, una particella. Negli esperimenti, tuttavia, non si comporta affatto come una particella. Dimostra la capacità di dividersi in due parti. È costantemente dotato di varie proprietà mistiche e persino paragonato ai personaggi delle fiabe: "Durante questo periodo il fotone è "un grande drago fumoso" che è affilato solo alla coda (al divisore di raggio 1) e al suo monte dove morde il rivelatore" (Wheeler). Queste parti, le metà del "grande drago sputafuoco" di Wheeler non sono mai state scoperte da nessuno, e le proprietà che dovrebbero avere queste metà dei quanti contraddicono la stessa teoria dei quanti. D'altra parte, i quanti non si comportano proprio come le onde. Sì, sembrano "sapere come cadere a pezzi" in parti. Ma sempre, ad ogni tentativo di registrarli, si fondono istantaneamente in un'unica onda, che improvvisamente si rivela essere una particella collassata in un punto. Inoltre, i tentativi di costringere una particella a mostrare solo proprietà ondulatorie o solo corpuscolari falliscono. Un'interessante variazione sugli enigmatici esperimenti di interferenza sono gli esperimenti di scelta ritardata di Wheeler:

Fig.5. Scelta ritardata di base

1. Un fotone (o qualsiasi altra particella quantistica) viene inviato verso due fenditure. 2. Un fotone passa attraverso le fenditure senza essere osservato (rilevato), attraverso una fenditura, o l'altra fenditura, o attraverso entrambe le fenditure (logicamente, queste sono tutte alternative possibili). Per ottenere interferenza, assumiamo che "qualcosa" debba passare attraverso entrambe le fenditure; Per ottenere la distribuzione delle particelle, assumiamo che il fotone debba passare attraverso una o l'altra fenditura. Qualunque sia la scelta che fa il fotone, "dovrebbe" farla nel momento in cui passa attraverso le fenditure. 3. Dopo aver attraversato le fenditure, il fotone si sposta verso la parete di fondo. Ne abbiamo due vari modi rilevamento di fotoni alla "parete posteriore". 4. Innanzitutto, abbiamo uno schermo (o qualsiasi altro sistema di rilevamento in grado di distinguere la coordinata orizzontale del fotone incidente, ma non è in grado di determinare da dove provenga il fotone). Lo scudo può essere rimosso come indicato dalla freccia tratteggiata. Può essere rimosso rapidamente, molto rapidamente, Dopo di che come il fotone ha oltrepassato due fenditure, ma prima che il fotone raggiunga il piano dello schermo. In altre parole, lo schermo può essere rimosso durante l'intervallo di tempo in cui il fotone si sposta nella regione 3. Oppure possiamo lasciare lo schermo al suo posto. Questa è la scelta dello sperimentatore, che rimandato fino al momento in cui il fotone è passato attraverso la fenditura (2), non importa come lo abbia fatto. 5. Se lo schermo viene rimosso, troviamo due telescopi. I telescopi sono molto ben focalizzati sull'osservazione solo di regioni strette dello spazio attorno a una sola fenditura ciascuna. Il telescopio di sinistra osserva la fenditura di sinistra; il telescopio di destra osserva la fenditura di destra. (Il meccanismo/metafora del telescopio fa sì che se guardiamo attraverso un telescopio, vedremo un lampo di luce solo se il fotone è necessariamente passato - tutto o almeno in parte - attraverso la fenditura su cui è puntato il telescopio; altrimenti, quando osserviamo un fotone con un telescopio, otteniamo "da che parte" informazioni sul fotone in arrivo.) Ora immagina che il fotone sia in viaggio verso la regione 3. Il fotone è già passato attraverso le fenditure. Abbiamo ancora la possibilità di scegliere, ad esempio, di lasciare lo schermo in posizione; in questo caso non sappiamo attraverso quale fenditura sia passato il fotone. Oppure possiamo decidere di rimuovere lo schermo. Se togliamo lo schermo, ci aspettiamo di vedere un lampo in un telescopio o nell'altro (o entrambi, anche se questo non accade mai) per ogni fotone inviato. Perché? Perché il fotone deve passare o attraverso l'una, o attraverso l'altra, o attraverso entrambe le fenditure. Questo esaurisce tutte le possibilità. Quando osserviamo i telescopi, dovremmo vedere uno dei seguenti: un lampo al telescopio di sinistra e nessun lampo a quello di destra, indicando che il fotone è passato attraverso la fenditura di sinistra; oppure un lampo al telescopio destro e nessun lampo al telescopio sinistro, a indicare che il fotone è passato attraverso la fenditura destra; o deboli lampi di mezza intensità da entrambi i telescopi, indicando che il fotone è passato attraverso entrambe le fenditure. Queste sono tutte possibilità. La meccanica quantistica ci dice cosa otterremo sullo schermo: una curva 4r, che è esattamente come l'interferenza di due onde simmetriche provenienti dalle nostre fenditure. La meccanica quantistica dice anche che osservando i fotoni con i telescopi, otteniamo: una curva 5r, che corrisponde esattamente alle particelle puntiformi che sono passate attraverso l'una o l'altra fenditura e hanno colpito il telescopio corrispondente. Prestiamo attenzione alla differenza nelle configurazioni della nostra configurazione sperimentale, determinata dalla nostra scelta. Se scegliamo di lasciare lo schermo in posizione, otteniamo una distribuzione di particelle corrispondente all'interferenza di due ipotetiche onde di fenditura. Potremmo dire (anche se con grande riluttanza) che il fotone ha viaggiato dalla sua sorgente allo schermo attraverso entrambe le fenditure. Se invece scegliamo di rimuovere lo schermo, otteniamo una distribuzione delle particelle coerente con i due massimi che otteniamo se osserviamo il movimento di una particella puntiforme dalla sorgente attraverso una delle fenditure al telescopio corrispondente. La particella "appare" (vediamo il lampo) in un telescopio o nell'altro, ma non in nessun altro punto intermedio lungo la direzione dello schermo. Riassumendo, facciamo una scelta - se scoprire da quale fenditura è passata la particella - scegliendo o meno di utilizzare i telescopi per il rilevamento. Rimandiamo questa scelta fino al momento del tempo Dopo di che come la particella "è passata attraverso una delle fenditure, o entrambe le fenditure", per così dire. Sembra paradossale che la nostra scelta tardiva di ricevere o meno tali informazioni sia in realtà determina, per così dire, se la particella è passata attraverso una fenditura o attraverso entrambe. Se preferisci pensare in questo modo (e non lo consiglio), la particella mostra un comportamento ondulatorio ex post facto se scegli di utilizzare uno schermo; anche la particella esibisce dopo il fatto il comportamento come un oggetto punto se si sceglie di utilizzare i telescopi. Pertanto, la nostra scelta ritardata di come registrare una particella sembrerebbe determinare come si è effettivamente comportata la particella prima della registrazione.
(Ross Rhodes, Wheeler's Classic Delayed Choice Experiment, tradotto da P. V. Kurakin,
http://quantum3000.narod.ru/translations/dc_wheeler.htm). L'incoerenza del modello quantistico richiede di porre la domanda "Forse sta ancora girando?" Il modello del dualismo corpuscolare-onda corrisponde alla realtà? Sembra che il quanto non sia né una particella né un'onda.

Perché la palla rimbalza?

Ma perché dovremmo considerare l'enigma dell'interferenza come l'enigma principale della fisica? Ci sono molti misteri nella fisica, nelle altre scienze e nella vita. Cosa c'è di così speciale nell'interferenza? Nel mondo che ci circonda ci sono molti fenomeni che solo a prima vista sembrano comprensibili, spiegati. Ma vale la pena seguire queste spiegazioni passo dopo passo, poiché tutto si confonde, sorge un vicolo cieco. Perché sono peggiori delle interferenze, meno misteriose? Considera, ad esempio, un fenomeno così familiare che tutti hanno incontrato nella vita: il rimbalzo di una palla di gomma lanciata sull'asfalto. Perché rimbalza quando colpisce l'asfalto? Ovviamente, quando colpisce l'asfalto, la palla si deforma e si comprime. Allo stesso tempo, la pressione del gas al suo interno aumenta. Nel tentativo di raddrizzarsi, ripristinare la sua forma, la palla preme sull'asfalto e si respinge da esso. Questo, a quanto pare, è tutto, il motivo del salto è stato chiarito. Tuttavia, diamo un'occhiata più da vicino. Per semplicità tralasciamo i processi di compressione del gas e ripristino della forma della palla. Andiamo subito alla considerazione del processo nel punto di contatto tra la palla e l'asfalto. La palla rimbalza sull'asfalto, perché due punti (sull'asfalto e sulla palla) interagiscono: ognuno preme sull'altro, si respinge da esso. Sembra che tutto sia semplice qui. Ma chiediamoci: cos'è questa pressione? Come sembra"? Approfondiamo la struttura molecolare della materia. La molecola di gomma di cui è fatta la palla e la molecola di pietra nell'asfalto premono l'una contro l'altra, cioè tendono ad allontanarsi a vicenda. E ancora, tutto sembra semplice, ma sorge una nuova domanda: qual è la causa, la fonte del fenomeno della "forza", che costringe ciascuna delle molecole ad allontanarsi, a sperimentare la costrizione a spostarsi dal "rivale"? Apparentemente, gli atomi delle molecole di gomma sono respinti dagli atomi che compongono la pietra. Se ancora più breve, più semplificato, allora un atomo viene respinto da un altro. E ancora: perché? Passiamo alla struttura atomica della materia. Gli atomi sono costituiti da nuclei e gusci di elettroni. Semplifichiamo di nuovo il problema e assumiamo (abbastanza ragionevolmente) che gli atomi siano respinti dai loro gusci o dai loro nuclei, in risposta a una nuova domanda: come avviene esattamente questa repulsione? Ad esempio, i gusci di elettroni possono respingersi a causa delle loro identiche cariche elettriche, poiché le stesse cariche si respingono. E ancora: perché? Come succede? Cosa fa sì che due elettroni, ad esempio, si respingano a vicenda? Dobbiamo andare sempre più in profondità nelle profondità della struttura della materia. Ma già qui è abbastanza evidente che nessuna delle nostre invenzioni, ogni nuova spiegazione fisico il meccanismo di repulsione scivolerà sempre più lontano, come un orizzonte, anche se la descrizione formale, matematica, sarà sempre precisa e chiara. Eppure vedremo sempre che l'assenza fisico la descrizione del meccanismo di repulsione non rende questo meccanismo, il suo modello intermedio, assurdo, illogico, contrario al senso comune. Sono in qualche modo semplificati, incompleti, ma logico, ragionevole, significativo. Questa è la differenza tra la spiegazione dell'interferenza e la spiegazione di molti altri fenomeni: la descrizione dell'interferenza nella sua stessa essenza è illogica, innaturale e contraria al buon senso.

Entanglement quantistico, nonlocalità, realismo locale di Einstein

Considera un altro fenomeno che è considerato contrario al buon senso. Questo è uno dei misteri più sorprendenti della natura: l'entanglement quantistico (effetto entanglement, entangled, non separabilità, non località). L'essenza del fenomeno è che due particelle quantistiche dopo l'interazione e la successiva separazione (separandole in diverse regioni dello spazio) mantengono una sorta di connessione informativa tra loro. L'esempio più noto di ciò è il cosiddetto paradosso EPR. Nel 1935 Einstein, Podolsky e Rosen espressero l'idea che, ad esempio, due fotoni legati nel processo di separazione (espansione) conservassero una tale parvenza di connessione informativa. In questo caso, lo stato quantico di un fotone, ad esempio polarizzazione o spin, può essere trasferito istantaneamente a un altro fotone, che in questo caso diventa un analogo del primo e viceversa. Effettuando una misurazione su una particella, determiniamo istantaneamente lo stato di un'altra particella, indipendentemente dalla distanza tra queste particelle. Pertanto, la connessione tra le particelle è fondamentalmente non locale. Il fisico russo Doronin formula l'essenza della nonlocalità della meccanica quantistica come segue: "Per quanto riguarda ciò che si intende per nonlocalità in QM, nella comunità scientifica, credo, ci sia un'opinione concordata su questo argomento. realismo locale (spesso indicato come principio di località di Einstein.) Il principio del realismo locale afferma che se due sistemi A e B sono spazialmente separati, allora in una descrizione completa della realtà fisica, le azioni compiute sul sistema A non dovrebbero modificare le proprietà del sistema B." Si noti che la posizione principale del realismo locale nell'interpretazione di cui sopra è la negazione dell'influenza reciproca di sistemi spazialmente separati l'uno sull'altro. La posizione principale del realismo locale di Einstein è l'impossibilità dell'influenza reciproca di due sistemi spazialmente separati. Einstein nel descritto paradosso EPR assumeva una dipendenza indiretta dello stato delle particelle. Questa dipendenza si forma al momento dell'entanglement delle particelle e persiste fino alla fine dell'esperimento. Cioè, gli stati casuali delle particelle sorgono al momento della loro separazione. In futuro, salvano gli stati ottenuti dall'entanglement, e questi stati sono "immagazzinati" in alcuni elementi della realtà fisica descritti da "parametri aggiuntivi", poiché le misurazioni su sistemi distanziati non possono influenzarsi a vicenda: "Ma un presupposto mi sembra indiscutibile . Lo stato reale delle cose (stato) del sistema S 2 non dipende da ciò che viene fatto con il sistema S 1 "spazialmente separato da esso". operazioni sul primo sistema, non si possono ottenere cambiamenti reali nel secondo sistema. " Tuttavia, in realtà, le misurazioni in sistemi distanti l'uno dall'altro in qualche modo si influenzano a vicenda. Alain Aspect ha descritto questa influenza come segue:" i. Il fotone ν 1 , che prima della sua misurazione non aveva una polarizzazione chiaramente definita, acquisisce una polarizzazione associata al risultato ottenuto durante la sua misurazione: questo non è sorprendente. ii. Quando viene effettuata una misurazione su ν 1, un fotone ν 2 che non aveva una polarizzazione definita prima di questa misurazione viene proiettato in uno stato di polarizzazione parallelo al risultato della misurazione su ν 1 . Ciò è molto sorprendente perché questo cambiamento nella descrizione di ν 2 è istantaneo, indipendentemente dalla distanza tra ν 1 e ν 2 al momento della prima misurazione. Questa immagine è in conflitto con la relatività. Secondo Einstein, un evento in una data regione dello spaziotempo non può essere influenzato da un evento in uno spaziotempo separato da un intervallo simile allo spazio. Non è saggio cercare di trovare immagini più accettabili per "comprendere" le correlazioni EPR. Questa è l'immagine che stiamo considerando ora." Questa immagine è chiamata "non località". l'informazione (condizionale) trasmessa tra le particelle EPR è talvolta chiamata "informazione quantistica". Quindi, la nonlocalità è un fenomeno opposto al realismo locale (localismo) di Einstein. Allo stesso tempo, per il realismo locale, solo una cosa è data per scontata: l'assenza delle informazioni tradizionali (relativistiche) trasmesse da una particella all'altra. per parlare di "azione fantasma a distanza", come la chiamava Einstein. Diamo un'occhiata più da vicino a questa "azione a lungo raggio" fino a che punto contraddice la teoria della relatività ristretta e lo stesso realismo locale. In primo luogo, "l'azione fantasma a lungo raggio" non è peggiore della "non località" quantomeccanica. In effetti, non c'è trasferimento di informazioni relativistiche (velocità inferiore alla luce) in quanto tali, né lì né là. Pertanto, "l'azione a lungo raggio" non contraddice la teoria della relatività ristretta così come la "non località". In secondo luogo, l'aspetto spettrale dell'"azione a lungo raggio" non è più spettrale della "non località" quantistica. In effetti, qual è l'essenza della nonlocalità? In "uscita" verso un altro livello di realtà? Ma questo non dice nulla, ma consente solo varie interpretazioni estese mistiche e divine. Non ragionevole e dettagliato fisico la descrizione (e ancor di più la spiegazione) la non località ha no. C'è solo una semplice constatazione di fatto: due dimensioni correlato. E che dire dell'"azione fantasma a distanza" di Einstein? Sì, esattamente la stessa cosa: non esiste alcuna descrizione fisica ragionevole e dettagliata, la stessa semplice constatazione di fatto: due dimensioni collegato insieme. La domanda in realtà si riduce alla terminologia: non località o azione spettrale a distanza. E il riconoscimento che né l'uno né l'altro contraddicono formalmente la teoria della relatività ristretta. Ma questo non significa altro che la coerenza del realismo locale (localismo) stesso. La sua affermazione principale, formulata da Einstein, rimane certamente valida: in senso relativistico, non c'è interazione tra i sistemi S 2 e S 1, l'ipotesi di "azione fantasma a lungo raggio" non introduce la minima contraddizione nel realismo locale di Einstein . Infine, lo stesso tentativo di rifiutare "l'azione fantasma a distanza" nel realismo locale richiede logicamente lo stesso atteggiamento nei confronti della sua controparte quantomeccanica: la nonlocalità. Altrimenti diventa un doppio standard, un doppio approccio non comprovato a due teorie ("Ciò che è permesso a Giove non è permesso al toro"). È improbabile che un simile approccio meriti una seria considerazione. Pertanto, l'ipotesi del realismo locale (localismo) di Einstein dovrebbe essere formulata in una forma più completa: "Lo stato reale del sistema S 2 in senso relativistico non dipende da cosa si fa con il sistema S 1 " spazialmente separato da esso. Data questa piccola ma importante correzione, tutti i riferimenti a violazioni delle "disuguaglianze di Bell" (vedi ), come argomenti di confutazione del realismo locale di Einstein, che le viola con il stesso successo della meccanica quantistica... Come si vede, nella meccanica quantistica viene descritta l'essenza del fenomeno della nonlocalità segni esteriori, ma il suo meccanismo interno non è spiegato, che è servito come base per l'affermazione di Einstein sull'incompletezza della meccanica quantistica. Allo stesso tempo, il fenomeno dell'entanglement può avere una spiegazione abbastanza semplice che non contraddice né la logica né il buon senso. Poiché due particelle quantistiche si comportano come se "conoscessero" lo stato dell'altra, trasmettendosi reciprocamente alcune informazioni sfuggenti, si può ipotizzare che il trasferimento sia effettuato da un vettore "puramente materiale" (non materiale). Questa domanda ha un profondo background filosofico, relativo ai fondamenti della realtà, cioè la sostanza primaria da cui è creato il nostro intero mondo. In realtà, questa sostanza dovrebbe essere chiamata materia, dotandola di proprietà che ne escludono l'osservazione diretta. Tutto il mondo circostante è intessuto di materia, e lo possiamo osservare solo interagendo con questo tessuto, un derivato della materia: materia, campi. Senza entrare nei dettagli di questa ipotesi, sottolineiamo solo che l'autore identifica la materia e l'etere, considerandoli due nomi della stessa sostanza. È impossibile spiegare la struttura del mondo rifiutando il principio fondamentale: la materia, poiché la discrezione della materia in sé contraddice sia la logica che il buon senso. Non esiste una risposta ragionevole e logica alla domanda: cosa c'è tra i discreti della materia, se la materia è il principio fondamentale di tutto ciò che esiste. Pertanto, l'ipotesi che la materia abbia una proprietà, emergente come un'interazione istantanea di oggetti materiali distanti, è abbastanza logico e coerente. Due particelle quantistiche interagiscono l'una con l'altra a un livello più profondo: quello materiale, scambiandosi reciprocamente informazioni più sottili e sfuggenti a livello materiale, che non è associato a un materiale, campo, onda o qualsiasi altro vettore e la cui registrazione è direttamente fondamentalmente impossibile. Il fenomeno della nonlocalità (nonseparabilità), sebbene non abbia una descrizione fisica (spiegazione) esplicita e chiara nella fisica quantistica, è tuttavia accessibile alla comprensione e alla spiegazione come un processo reale. Pertanto, l'interazione delle particelle entangled, in generale, non contraddice né la logica né il buon senso e consente, sebbene una spiegazione fantastica, ma piuttosto armoniosa.

teletrasporto quantico

Un'altra manifestazione interessante e paradossale della natura quantistica della materia è il teletrasporto quantistico. Il termine "teletrasporto", tratto dalla fantascienza, è ormai ampiamente utilizzato nella letteratura scientifica e a prima vista dà l'impressione di qualcosa di irreale. Il teletrasporto quantistico significa il trasferimento istantaneo di uno stato quantico da una particella a un'altra molto lontana. Tuttavia, in questo caso non si verifica il teletrasporto della particella stessa, il trasferimento di massa. La questione del teletrasporto quantistico è stata sollevata per la prima volta nel 1993 dal gruppo Bennett, che, utilizzando il paradosso EPR, ha dimostrato che, in linea di principio, le particelle entangled (entangled) possono servire come una sorta di "trasporto" di informazioni. Attaccando una terza particella - "informazione" - a una delle particelle accoppiate, è possibile trasferire le sue proprietà a un'altra, e anche senza misurare queste proprietà. L'implementazione del canale EPR è stata effettuata sperimentalmente e la fattibilità dei principi EPR in pratica è stata dimostrata per la trasmissione di stati di polarizzazione tra due fotoni attraverso fibre ottiche per mezzo di un terzo a distanze fino a 10 chilometri. Secondo le leggi della meccanica quantistica, un fotone non ha un valore di polarizzazione esatto finché non viene misurato da un rivelatore. Pertanto, la misurazione trasforma l'insieme di tutte le possibili polarizzazioni di un fotone in un valore casuale ma molto specifico. Misurare la polarizzazione di un fotone di una coppia entangled porta al fatto che il secondo fotone, non importa quanto sia lontano, appare istantaneamente la polarizzazione corrispondente - perpendicolare ad esso. Se uno dei due fotoni iniziali viene "mescolato" con un fotone estraneo, si forma una nuova coppia, un nuovo sistema quantistico legato. Dopo averne misurato i parametri, è possibile trasmettere istantaneamente quanto si vuole - per teletrasportarsi - la direzione della polarizzazione non è più quella originale, ma un fotone estraneo. In linea di principio, quasi tutto ciò che accade a un fotone di una coppia dovrebbe influenzare istantaneamente l'altro, modificandone le proprietà in modo molto preciso. Come risultato della misurazione, anche il secondo fotone della coppia legata originaria ha acquisito una polarizzazione fissa: una copia dello stato iniziale del "fotone messaggero" è stata trasmessa al fotone remoto. La parte più difficile è stata provare che lo stato quantico fosse effettivamente teletrasportato: per farlo, bisognava sapere esattamente come erano impostati i rivelatori quando si misurava la polarizzazione complessiva, ed era necessario sincronizzarli accuratamente. Lo schema semplificato del teletrasporto quantistico può essere immaginato come segue. Alice e Bob (caratteri condizionali) ricevono un fotone da una coppia di fotoni entangled. Alice ha una particella (fotone) in uno stato A (a lei sconosciuto); un fotone di una coppia e il fotone di Alice interagiscono ("entangled"), Alice effettua una misurazione e determina lo stato del sistema di due fotoni che ha. Naturalmente, in questo caso lo stato iniziale A del fotone di Alice è distrutto. Tuttavia, un fotone di una coppia di fotoni entangled che finisce con Bob va nello stato A. In linea di principio, Bob non sa nemmeno che si è verificato un evento di teletrasporto, quindi è necessario che Alice gli invii informazioni al riguardo nel solito modo. Matematicamente, nel linguaggio della meccanica quantistica, questo fenomeno può essere descritto come segue. Lo schema del dispositivo per il teletrasporto è mostrato nella figura:

Fig.6. Schema di installazione per l'implementazione del teletrasporto quantistico dello stato di un fotone

"Lo stato iniziale è determinato dall'espressione:

Qui si presume che i primi due qubit (da sinistra a destra) appartengano ad Alice e il terzo qubit appartenga a Bob. Successivamente, Alice passa i suoi due qubit NON-cancello. In questo caso si ottiene lo stato |Ψ 1 >:

Alice quindi passa il primo qubit attraverso il cancello Hadamard. Di conseguenza, lo stato dei qubit considerati |Ψ 2 > sarà simile a:

Raggruppando i termini in (10.4), osservando la sequenza prescelta di appartenenza dei qubit ad Alice e Bob, si ottiene:

Ciò mostra che se, ad esempio, Alice esegue misurazioni degli stati della sua coppia di qubit e ottiene 00 (ovvero M 1 = 0, M 2 = 0), allora il qubit di Bob sarà nello stato |Ψ>, che è, in quello stato che Alice voleva dare a Bob. Nel caso generale, a seconda del risultato della misurazione di Alice, lo stato del qubit di Bob dopo il processo di misurazione sarà determinato da uno dei quattro possibili stati:

Tuttavia, per sapere in quale dei quattro stati si trova il suo qubit, Bob deve ottenere informazioni classiche sul risultato della misurazione di Alice. Non appena Bob conosce il risultato della misurazione di Alice, può ottenere lo stato del qubit originale di Alice |Ψ> eseguendo operazioni quantistiche corrispondenti allo schema (10.6). Quindi, se Alice gli ha detto che il risultato della sua misurazione è 00, allora Bob non ha bisogno di fare nulla con il suo qubit - è nello stato |Ψ>, cioè il risultato della trasmissione è già stato raggiunto. Se la misurazione di Alice dà un risultato di 01, allora Bob deve agire sul suo qubit con un gate X. Se la misurazione di Alice dà 10, allora Bob deve applicare un gate z. Infine, se il risultato è 11, allora Bob deve agire sui cancelli X*Z per ottenere lo stato trasmesso |Ψ>. Il circuito quantistico totale che descrive il fenomeno del teletrasporto è mostrato nella figura. Ci sono una serie di circostanze per il fenomeno del teletrasporto, che devono essere spiegate tenendo conto dei principi fisici generali. Ad esempio, si potrebbe avere l'impressione che il teletrasporto consenta il trasferimento di uno stato quantico istantaneo e, quindi, più veloce della velocità della luce. Questa affermazione è in diretta contraddizione con la teoria della relatività. Tuttavia, nel fenomeno del teletrasporto non c'è contraddizione con la teoria della relatività, perché per effettuare il teletrasporto Alice deve trasmettere il risultato della sua misurazione attraverso il canale di comunicazione classico, e il teletrasporto non trasmette alcuna informazione». del teletrasporto deriva chiaramente e logicamente dal formalismo della meccanica quantistica.È ovvio che la base di questo fenomeno, il suo "nucleo" è l'entanglement.Pertanto, il teletrasporto è logico, come l'entanglement, è facilmente e semplicemente descritto matematicamente, senza dare origine a qualsiasi contraddizione con la logica o il buon senso.

Disuguaglianze di Bell

ci sono stati riferimenti infondati a violazioni delle "disuguaglianze di Bell" come argomenti contro il realismo locale di Einstein, che le viola tanto quanto la meccanica quantistica. L'articolo di DS Bell sul paradosso EPR era una convincente confutazione matematica delle argomentazioni di Einstein sull'incompletezza della meccanica quantistica e delle disposizioni del cosiddetto "realismo locale" da lui formulate. Dal giorno in cui l'articolo è stato pubblicato nel 1964 ad oggi, gli argomenti di Bell, meglio conosciuti sotto forma di "disuguaglianze di Bell", sono stati l'argomento più comune e principale nella disputa tra le nozioni di nonlocalità della meccanica quantistica e una tutta una classe di teorie basate su "variabili nascoste" o "parametri aggiuntivi". Allo stesso tempo, le obiezioni di Bell dovrebbero essere considerate un compromesso tra la teoria della relatività ristretta e il fenomeno osservato sperimentalmente dell'entanglement, che ha tutti i segni visibili di una dipendenza istantanea di due sistemi separati l'uno dall'altro. Questo compromesso è noto oggi come non località o non separabilità. La nonlocalità in realtà nega le disposizioni della teoria tradizionale della probabilità per eventi dipendenti e indipendenti e conferma nuove disposizioni: probabilità quantistica, regole quantistiche per il calcolo della probabilità degli eventi (addizione di ampiezze di probabilità), logica quantistica. Tale compromesso serve come base per l'emergere di visioni mistiche della natura. Si consideri la conclusione molto interessante di Bell da un'analisi del paradosso EPR: "In una teoria quantistica con parametri aggiuntivi, al fine di determinare i risultati delle misurazioni individuali senza modificare le previsioni statistiche, ci deve essere un meccanismo per mezzo del quale l'impostazione di un dispositivo di misurazione può influenzare la lettura di un altro strumento distante Inoltre, il segnale coinvolto deve propagarsi istantaneamente, in modo tale che una tale teoria non può essere invariante di Lorentz." Sia Einstein che Bell escludono l'interazione superluminale tra le particelle. Tuttavia, le argomentazioni di Einstein sui "parametri aggiuntivi" furono confutate in modo convincente da Bell, anche se al prezzo di ammettere una sorta di "meccanismo di sintonizzazione" superluminale. Per preservare l'invarianza di Lorentz della teoria, ci sono due modi: riconoscere il misticismo della nonlocalità, oppure... l'esistenza di una sostanza immateriale che lega le particelle. L'ipotesi del trasferimento istantaneo di "informazioni quantistiche" ancora sfuggenti, non registrate sperimentalmente "informazioni quantistiche" consente di abbandonare il misticismo a favore della logica e del buon senso e della validità della teoria della relatività ristretta. Anche se la spiegazione nel suo insieme sembra fantastica.

La contraddizione tra meccanica quantistica e SRT

Si è detto sopra del riconoscimento formale dell'assenza di contraddizione tra la meccanica quantistica: il fenomeno della nonlocalità, l'entanglement e la teoria della relatività speciale. Tuttavia, il fenomeno dell'entanglement rende comunque possibile, in linea di principio, organizzare un esperimento che possa dimostrare esplicitamente che gli orologi che si muovono l'uno rispetto all'altro sono sincroni. Ciò significa che l'affermazione SRT secondo cui l'orologio in movimento è indietro è sbagliata. Ci sono buone ragioni per credere che esista una contraddizione irriducibile tra la teoria quantistica e la relatività ristretta per quanto riguarda la velocità di trasmissione dell'interazione e la nonlocalità quantistica. La posizione della teoria quantistica sull'immediatezza del collasso del vettore di stato contraddice il postulato di SRT sulla velocità limitata di trasmissione dell'interazione, poiché esiste un modo per utilizzare il collasso per generare un segnale di sincronizzazione, che in realtà è un segnale di informazione segnale che si propaga istantaneamente nello spazio. Ciò implica la conclusione che una delle teorie è la relatività quantistica o speciale, o entrambe le teorie richiedono una revisione nella questione della velocità di trasmissione dell'interazione. Per la teoria quantistica, questo è un rifiuto della correlazione quantistica delle particelle entangled (nonlocalità) con il collasso istantaneo della funzione d'onda a qualsiasi distanza; per SRT, questo è il limite della velocità di trasferimento dell'interazione. L'essenza della sincronizzazione quantistica è la seguente. Due particelle entangled (fotoni) acquisiscono istantaneamente i propri stati quando la funzione d'onda comune collassa: questa è la posizione della meccanica quantistica. Poiché esiste almeno un IFR in cui ciascuno dei fotoni riceve il proprio stato all'interno del dispositivo di misurazione, non vi sono motivi ragionevoli per affermare che vi siano altri IFR in cui i fotoni hanno ricevuto questi stati. al di fuori dispositivi di misurazione. Da qui l'inevitabile conclusione che si verifica l'operazione di due metri contemporaneamente dal punto di vista Qualunque ISO, perché per Qualunque ISO entrambi i misuratori hanno funzionato contemporaneamente dovuto al collasso della funzione d'onda. In particolare, ciò significa che il proprio contatore immobile L'ISO ha funzionato in modo assolutamente simultaneo con l'esposimetro in movimento ISO, poiché le particelle entangled quantistiche (fotoni) al momento del collasso erano all'interno dei dispositivi di misurazione e il collasso avviene istantaneamente. L'uso delle firme (sequenze di segnali del contatore) consente di mostrare successivamente il sincronismo dell'orologio. Come possiamo vedere, anche una contraddizione così chiaramente osservata tra le due principali teorie fisiche ammette una risoluzione completamente logica (compresa la verifica sperimentale), che non contraddice in alcun modo il buon senso. Tuttavia, va notato che il fenomeno stesso della sincronizzazione quantistica si è rivelato al di là della comprensione di tutti gli oppositori con cui è stato discusso.

Misteri delle piramidi egizie

Fin dagli anni scolastici ci è stato insegnato che le famose piramidi egizie furono costruite dalle mani degli egiziani delle dinastie a noi note. Tuttavia, le spedizioni scientifiche organizzate ai nostri giorni da A. Yu Sklyarov hanno evidenziato molte incongruenze e contraddizioni in tali opinioni sull'origine delle piramidi. Inoltre, sono state riscontrate contraddizioni nelle interpretazioni dell'aspetto di tali strutture in altre parti del mondo. Le spedizioni di Sklyarov si sono poste compiti piuttosto fantastici: "l'importante è trovare ciò che stavamo cercando: segni e tracce di una civiltà altamente sviluppata, radicalmente diversa nelle capacità e nelle tecnologie da essa padroneggiate da ciò che erano tutti i popoli mesoamericani noti agli storici". Dopo aver criticato le spiegazioni prevalenti della scienza storica ufficiale per l'emergere di incredibili strutture antiche, giunge a una conclusione convincente sulla loro origine completamente diversa: "Tutti hanno letto e" conoscono "i famosi obelischi egizi. Ma sanno cosa? .. Nei libri è possibile vedere i dati sull'altezza degli obelischi, una stima del loro peso e un'indicazione del materiale di cui sono fatti; una descrizione della loro maestosità; una dichiarazione della versione di fabbricazione, consegna e installazione sul posto Puoi persino trovare opzioni per tradurre le iscrizioni su di essi, ma è improbabile che ovunque troverai una menzione che su questi stessi obelischi molto spesso puoi trovare fessure decorative strette (con una profondità di circa un centimetro e una larghezza al ingresso di appena un paio di millimetri e praticamente pari a zero in profondità), che nessuno strumento superperfetto è in grado di ripetere ora. tecnologie!" Tutto questo è stato filmato, mostrato in primo piano, ogni dubbio sull'autenticità di quanto mostrato è escluso. Gli scatti sono incredibili! E le conclusioni tratte sulla base dell'analisi degli elementi delle strutture sono, ovviamente, inequivocabili e indiscutibili: "Da qui ne consegue inevitabilmente e automaticamente che solo chi aveva lo strumento appropriato poteva farcela. Questo è due. Quello che aveva una base di produzione per creare uno strumento del genere. Questi sono tre. Colui che aveva la fornitura di energia adeguata sia per il funzionamento di questo strumento che per il funzionamento dell'intera base che produce lo strumento. Questi sono quattro. chi aveva la conoscenza pertinente. Sono cinque. E così via e così via. Di conseguenza, otteniamo una civiltà che supera quella moderna sia nella conoscenza che nella tecnologia. Fantasia?.. Ma lo slot è reale! !!" Devi essere un Tommaso il miscredente patologico per negare la presenza di tracce di alta tecnologia, ed essere un incredibile sognatore per attribuire tutte queste opere agli antichi egizi (e ad altri popoli sul cui territorio sono state scoperte strutture). Nonostante la natura fantastica delle strutture antiche in Egitto, Messico e altre regioni, la loro presenza può essere spiegata senza alcuna contraddizione con la logica e il buon senso. Queste spiegazioni contraddicono l'interpretazione generalmente accettata dell'origine delle piramidi, ma sono reali in linea di principio.Anche l'ipotesi che gli alieni visitino la Terra e costruiscano da loro piramidi non contraddice il buon senso : sebbene questa idea sia fantastica, potrebbe benissimo aver avuto luogo. Inoltre, questa spiegazione è molto più logica e sensata che attribuire la costruzione ad antichi, poco sviluppati civiltà.

E se fosse incredibile?

Quindi, come mostrato, anche molti dei fenomeni naturali più sorprendenti possono essere completamente spiegati dal punto di vista della logica e del buon senso. Apparentemente, puoi trovare molti altri misteri e fenomeni simili, che, tuttavia, ci consentono di dare almeno una spiegazione logica o coerente. Ma questo non si applica all'interferenza, che nel corso della spiegazione incontra contraddizioni insormontabili con la logica e il buon senso. Proviamo a formulare almeno qualche spiegazione, anche se fantastica, folle, ma basata sulla logica e sul buon senso. Supponiamo che un fotone sia un'onda e nient'altro, che non esista una dualità onda-particella generalmente riconosciuta. Tuttavia, un fotone non è un'onda nella sua forma tradizionale: non è solo un'onda elettromagnetica o un'onda di De Broglie, ma qualcosa di più astratto, astratto - onda. Quindi ciò che chiamiamo particella e, a quanto pare, appare anche come particella - infatti, in un certo senso, il collasso, collasso, "morte" dell'onda, la procedura per l'assorbimento di un'onda fotonica, il processo della scomparsa di un'onda fotonica. Ora proviamo a spiegare alcuni fenomeni da questo punto di vista non scientifico, persino assurdo. Esperimento sull'interferometro di Mach-Zehnder. All'ingresso dell'interferometro, il fotone - "né onda né particella" è diviso in due parti. Nel vero senso della parola. Mezzo fotone si muove lungo una spalla e mezzo fotone si muove lungo l'altra. All'uscita dell'interferometro, il fotone viene nuovamente assemblato in un unico insieme. Finora, questo è solo uno schizzo del processo. Supponiamo ora che uno dei percorsi dei fotoni sia bloccato. Al contatto con un ostacolo, un semi-fotone "si condensa" in un intero fotone. Ciò accade in uno dei due punti nello spazio: o nel punto di contatto con l'ostacolo, o in un punto remoto dove si trovava in quel momento la sua altra metà. Ma dove esattamente? È chiaro che, a causa della probabilità quantistica, è impossibile determinare il luogo esatto: lì o qui. In questo caso, il sistema di due semifotoni viene distrutto e "si fonde" nel fotone originario. È noto solo per certo che la fusione avviene nella posizione di uno dei mezzi fotoni e che i mezzi fotoni si fondono insieme a velocità superluminale (istantanea), proprio come i fotoni entangled assumono stati correlati. L'effetto descritto da Penrose, con interferenza all'uscita dell'interferometro di Mach-Zehnder. Anche il fotone e i mezzi fotoni sono onde, quindi tutti gli effetti delle onde sono spiegati da questo punto di vista semplicemente: "se entrambi i percorsi sono aperti (entrambi della stessa lunghezza), allora il fotone può raggiungere solo A" a causa dell'interferenza di onde di mezzo fotone. "Il blocco di uno dei percorsi consente al fotone di raggiungere il rivelatore B" esattamente nello stesso modo in cui l'onda fotonica passa attraverso lo splitter (beam splitter) nell'interferometro, cioè con la sua scissione in due mezzi fotoni e la successiva condensa su uno dei rivelatori - A o B. Allo stesso tempo, in media, ogni secondo fotone arriva al divisore di uscita nella "forma assemblata", poiché la sovrapposizione di uno dei percorsi fa "assemblare" il fotone o nel secondo canale o su un ostacolo. Al contrario, "se entrambi i percorsi sono aperti, allora il fotone in qualche modo "sa" che non gli è permesso colpire il rivelatore B, e quindi è costretto a seguire due percorsi contemporaneamente", per cui due mezzi fotoni arrivano al divisore di uscita, che interferisce sul divisore, colpendo il rivelatore A o il rivelatore B. Esperimento su due fenditure. Arrivando agli slot, il fotone - "né un'onda, né una particella", come sopra, è diviso in due parti, in due mezzi fotoni. Passando attraverso le fenditure, i semifotoni interferiscono tradizionalmente come onde, dando le corrispondenti bande sullo schermo. Quando una delle fenditure è chiusa (all'uscita), anche i mezzi fotoni "si condensano" su una di esse secondo le leggi della probabilità quantistica. Cioè, un fotone può "assemblarsi" in un tutto sia sullo stub - sul primo mezzo fotone, sia nella posizione del secondo mezzo fotone nel momento in cui il primo tocca questo stub. In questo caso, il fotone "condensato" continua il suo ulteriore movimento nel modo tradizionale per un fotone d'onda quantistico. fenomeno della scelta ritardata. Come nell'esempio precedente, i mezzi fotoni passano attraverso le fenditure. L'interferenza funziona allo stesso modo. Se, dopo che i semifotoni sono passati attraverso le fenditure, si sostituisce il registratore (schermo o oculari), per i semifotoni non accadrà nulla di speciale. Se incontrano uno schermo sulla loro strada, interferiscono, "si riuniscono" in uno nel punto corrispondente nello spazio (schermo). Se si incontra un oculare, allora, secondo le leggi della probabilità quantistica, i mezzi fotoni si "raccoglieranno" in un intero fotone su uno di essi. La probabilità quantistica non si preoccupa di quale dei semi-fotoni "condenserà" il fotone in un tutto. Nell'oculare vedremo infatti esattamente che il fotone è passato attraverso una certa fenditura. Intreccio. Le particelle quantistiche - le onde al momento dell'interazione e la successiva separazione, ad esempio, mantengono la loro "coppia". In altre parole, ciascuna delle particelle "si disperde" simultaneamente in due direzioni sotto forma di semiparticelle. Cioè, due mezze particelle - metà della prima particella e metà della seconda particella - vengono rimosse in una direzione e le altre due metà nell'altra. Al momento del collasso del vettore di stato, ciascuna delle semiparticelle "collassa", ciascuna sul "proprio" lato, istantaneamente, indipendentemente dalla distanza tra le particelle. Secondo le regole del calcolo quantistico, nel caso dei fotoni è possibile ruotare la polarizzazione di una delle particelle senza il collasso del vettore di stato. In questo caso dovrebbe avvenire la rotazione delle direzioni di polarizzazione reciproca dei fotoni entangled: durante il collasso, l'angolo tra le loro polarizzazioni non sarà più un multiplo di quello diretto. Ma questo può anche essere spiegato, ad esempio, dalla disuguaglianza delle "metà". Fantastico? Pazzo? Non scientifico? Apparentemente così. Inoltre, queste spiegazioni contraddicono chiaramente quegli esperimenti in cui le particelle quantistiche si manifestano proprio come quanti, ad esempio collisioni elastiche. Ma tale è il prezzo dello sforzo di aderire alla logica e al buon senso. Come puoi vedere, l'interferenza non si presta a questo, contraddice sia la logica che il buon senso in misura sproporzionatamente maggiore rispetto a tutti i fenomeni qui considerati. "Il cuore della meccanica quantistica", la quintessenza del principio di sovrapposizione quantistica è un enigma irrisolvibile. E dato che l'interferenza è in realtà un principio di base, in un modo o nell'altro contenuto in molti calcoli di meccanica quantistica, è un'assurdità, irrisolta Il mistero principale della fisica quantistica .

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Poiché nell'analizzare i misteri della scienza useremo concetti di base come logica, paradosso, contraddizione, assurdità, buon senso, dovremmo determinare come interpretare questi concetti.

logica formale

Scegliamo l'apparato della logica formale come principale strumento di analisi, che è la base di tutte le altre classi di logica, così come il calcolo binario è la base di tutti i calcoli (con altre basi). Questa è la logica del livello più basso, più semplice di cui è impossibile concepire qualcosa di più. Tutti i ragionamenti e le costruzioni logiche, in definitiva, si basano su questa logica di base, di base, si riducono ad essa. Da qui l'inevitabile conclusione che qualsiasi ragionamento (costruzione) nella sua base non dovrebbe contraddire la logica formale. La logica è:

1. La scienza delle leggi generali di sviluppo del mondo oggettivo e della conoscenza.
2. Ragionevolezza, correttezza delle conclusioni.
3. Regolarità interna. (Dizionario esplicativo della lingua russa di Ushakov, http://slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/12/us208212.htm) La logica è "una scienza normativa sulle forme e i metodi dell'attività cognitiva intellettuale svolta fuori con l'aiuto del linguaggio Specificità leggi logiche sta nel fatto che sono affermazioni vere solo in virtù della loro forma logica. In altre parole, la forma logica di tali enunciati ne determina la verità, indipendentemente dalla specificazione del contenuto dei loro termini non logici. htm) Tra le teorie logiche, ci interesserà in particolare logica non classica - quantistica logica che implica una violazione delle leggi della logica classica nel microcosmo. In una certa misura, ci affideremo alla logica dialettica, la logica delle "contraddizioni": "La logica dialettica è filosofia, teoria della verità(processo di verità, secondo Hegel), mentre altre "logiche" sono uno strumento speciale per fissare e incarnare i risultati della cognizione. Lo strumento è molto necessario (ad esempio, nessun programma per computer funzionerà senza fare affidamento sulle regole matematiche e logiche per il calcolo delle proposizioni), ma è comunque speciale. ... Tale logica studia le leggi dell'emergenza e dello sviluppo da un'unica fonte di fenomeni vari, a volte privi non solo di somiglianze esterne, ma anche contraddittorie. Inoltre, per la logica dialettica contraddizione inerente alla fonte stessa dell'origine dei fenomeni. In contrasto con la logica formale, che impone il divieto di cose simili nella forma della "legge del terzo escluso" (o A o non-A - tertium non datur: Non c'è un terzo). Ma cosa si può fare se la luce è già alla sua base - luce come "verità" - è sia un'onda che una particella (corpuscolo), "divisa" in cui è impossibile anche nelle condizioni del più sofisticato esperimento di laboratorio? (Kudryavtsev V., Cos'è la logica dialettica? http://www.tovievich.ru/book/8/340/1.htm)

Buon senso

Nel senso aristotelico della parola, la capacità di comprendere le proprietà di un oggetto attraverso l'uso di altri sensi. Credenze, opinioni, comprensione pratica delle cose, caratteristiche della "persona media". Colloquiale: giudizio buono e ragionato. Sinonimo approssimativo di pensiero logico. In origine, il buon senso era visto come parte integrante della facoltà mentale, funzionante in modo puramente razionale. (Oxford Explanatory Dictionary of Psychology / A cura di A. Reber, 2002,
http://vocabulary.ru/dictionary/487/word/%C7%C4%D0%C0%C2%DB%C9+%D1%CC%DB%D1%CB) Qui consideriamo il senso comune esclusivamente come la corrispondenza dei fenomeni alla logica formale. Solo la contraddizione della logica nelle costruzioni può servire come base per riconoscere l'errore, l'incompletezza delle conclusioni o la loro assurdità. Come ha detto Yu Sklyarov, una spiegazione di fatti reali deve essere cercata con l'aiuto della logica e del buon senso, non importa quanto strane, insolite e "non scientifiche" queste spiegazioni possano sembrare a prima vista. Durante l'analisi, ci affidiamo al metodo scientifico, che consideriamo il metodo per tentativi ed errori. (Serebryany A.I., Scientific Method and Mistakes, Nature, N3, 1997, http://vivovoco.rsl.ru/VV/PAPERS/NATURE/VV_SC2_W.HTM) Allo stesso tempo, siamo consapevoli che la scienza stessa si basa su fede: "in sostanza, ogni conoscenza si basa sulla credenza nei presupposti iniziali (che sono assunti a priori, attraverso l'intuizione e che non possono essere dimostrati razionalmente direttamente e rigorosamente), - in particolare, nei seguenti:

(i) le nostre menti possono comprendere la realtà,
(ii) i nostri sentimenti riflettono la realtà,
(iii) le leggi della logica. "Quello che la scienza è basata sulla fede, che non è qualitativamente diversa dalla fede religiosa, è riconosciuto dagli stessi scienziati. "(Modern Science and Faith, http://www.vyasa.ru/philosophy/vedicculture/?id=82 ) definizione di buon senso: "Il buon senso è un insieme di pregiudizi che acquisiamo quando raggiungiamo i diciotto anni." può rifiutarti.

Contraddizione

"Nella logica formale, una coppia di giudizi che si contraddicono a vicenda, cioè giudizi, ciascuno dei quali è una negazione dell'altro. Una contraddizione è anche il fatto stesso della comparsa di una tale coppia di giudizi nel corso di qualsiasi ragionamento o nel quadro di qualsiasi teoria scientifica." (Great Soviet Encyclopedia, Rubricon, http://slovari.yandex.ru/dict/bse/article/00063/38600.htm) "Un pensiero o una posizione incompatibile con un altro, confutando un altro, incoerenza nei pensieri, dichiarazioni e azioni, violazione logica o verità. (Dizionario esplicativo della lingua russa Ushakov, http://slovari.yandex.ru/dict/ushakov/article/ushakov/16-4/us3102504.htm) "la situazione logica della verità simultanea di due definizioni o affermazioni che si escludono a vicenda (sentenze) su uno e lo stesso Nella logica formale, la contraddizione è considerata inammissibile secondo la legge della contraddizione. (http://ru.wikipedia.org/wiki/Controversy)

Paradosso

"1) opinione, giudizio, conclusione, nettamente in contrasto con il generalmente accettato, contrario al "buon senso" (a volte solo a prima vista); 2) un fenomeno inaspettato, un evento che non corrisponde alle solite idee; 3) in logica - una contraddizione che sorge con qualsiasi deviazione dalla verità La contraddizione è sinonimo del termine "antinomia" - una contraddizione nella legge - questo è il nome di qualsiasi ragionamento che dimostri sia la verità della tesi sia la verità della sua negazione Spesso sorge un paradosso quando due giudizi che si escludono a vicenda (contraddittori) si rivelano ugualmente dimostrabili ". (http://slovari.yandex.ru/dict/psychlex2/article/PS2/ps2-0279.htm) Poiché è consuetudine considerare un fenomeno che contraddice le opinioni generalmente accettate come un paradosso, in questo senso un paradosso e una contraddizione sono simili. Tuttavia, li considereremo separatamente. Sebbene un paradosso sia una contraddizione, può essere spiegato logicamente, è accessibile al buon senso. Considereremo la contraddizione come una costruzione logica insolubile, impossibile, assurda, inspiegabile dal punto di vista del buon senso. L'articolo cerca tali contraddizioni che non sono solo difficili da risolvere, ma raggiungono il livello di assurdità. Non solo è difficile spiegarli, ma anche la formulazione del problema, la descrizione dell'essenza della contraddizione incontra delle difficoltà. Come spieghi qualcosa che non riesci nemmeno a formulare? Secondo noi, l'esperimento della doppia fenditura di Young è una tale assurdità. È stato scoperto che è estremamente difficile spiegare il comportamento di una particella quantistica quando interferisce con due fenditure.

Assurdo

Qualcosa di illogico, assurdo, contrario al buon senso. - Un'espressione è considerata assurda se non è esteriormente contraddittoria, ma dalla quale può comunque derivare una contraddizione. - Un'affermazione assurda è significativa e, a causa della sua incoerenza, è falsa. La legge logica della contraddizione parla dell'inammissibilità sia dell'affermazione che della negazione. - Una dichiarazione assurda è una violazione diretta di questa legge. In logica, le prove sono considerate dalla reductio ad absurdum ("riduzione all'assurdità"): se una contraddizione è derivata da una certa posizione, allora questa disposizione è falsa. (Wikipedia, http://ru.wikipedia.org/wiki/Absurd) Per i greci, il concetto di assurdità significava un vicolo cieco logico, cioè un luogo in cui il ragionamento porta il ragionatore a un'evidente contraddizione o, ancora, a evidente assurdità e, quindi, richiede un diverso percorso di pensiero. Pertanto, l'assurdità era intesa come la negazione della componente centrale della razionalità: la logica. (http://www.ec-dejavu.net/a/absurd.html)

Letteratura

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21. Einstein A., Podolsky B., Rosen N. La descrizione quantomeccanica della realtà fisica può essere considerata completa? / Einstein A.Sobr. articoli scientifici, volume 3. M., Nauka, 1966, p. 604-611〉
    http://eqworld.ipmnet.ru/ru/library/books/Einstein_t3_1966ru.djvu

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In uno studio sul comportamento delle particelle quantistiche, gli scienziati dell'Australian National University hanno confermato che le particelle quantistiche possono comportarsi in un modo così strano che sembra violare il principio di causalità.

Questo principio è una delle leggi fondamentali che poche persone contestano. Sebbene molte quantità e fenomeni fisici non cambino se invertiamo il tempo (sono T-pari), esiste un principio fondamentale stabilito empiricamente: l'evento A può influenzare l'evento B solo se l'evento B si è verificato successivamente. Dal punto di vista della fisica classica - subito dopo, dal punto di vista di SRT - più tardi in qualsiasi quadro di riferimento, cioè, è nel cono di luce con un vertice in A.

Finora, solo gli scrittori di fantascienza stanno combattendo il "paradosso del nonno assassinato" (ricordo una storia in cui si è scoperto che il nonno non c'entrava affatto, ma la nonna doveva affrontarlo). In fisica, viaggiare nel passato è solitamente associato a viaggiare più velocemente della velocità della luce, e finora tutto è stato calmo con questo.

Tranne per un momento: la fisica quantistica. Ci sono un sacco di cose strane lì dentro. Ecco, ad esempio, il classico esperimento con due fessure. Se posizioniamo un ostacolo con uno spazio vuoto nel percorso di una sorgente di particelle (ad esempio fotoni) e mettiamo uno schermo dietro di esso, vedremo una striscia sullo schermo. Logicamente. Ma se creiamo due fessure nell'ostacolo, sullo schermo non vedremo due strisce, ma uno schema di interferenza. Le particelle che passano attraverso le fessure iniziano a comportarsi come onde e interferiscono tra loro.

Per eliminare la possibilità che le particelle si scontrino tra loro al volo e quindi non disegnino due strisce distinte sul nostro schermo, possiamo rilasciarle una per una. Eppure, dopo qualche tempo, sullo schermo verrà disegnato uno schema di interferenza. Le particelle interferiscono magicamente con se stesse! Questo è molto meno logico. Si scopre che la particella passa attraverso due fenditure contemporaneamente, altrimenti come può interferire?

E poi - ancora più interessante. Se proviamo a capire che tipo di fenditura attraversa una particella, quando proviamo a stabilire questo fatto, le particelle iniziano immediatamente a comportarsi come particelle e smettono di interferire con se stesse. Cioè, le particelle praticamente "sentono" la presenza di un rivelatore vicino alle fenditure. Inoltre, l'interferenza si ottiene non solo con fotoni o elettroni, ma anche con particelle piuttosto grandi secondo gli standard quantistici. Per escludere la possibilità che il rivelatore in qualche modo "rovini" le particelle in arrivo, sono stati eseguiti esperimenti piuttosto complessi.

Ad esempio, nel 2004 è stato condotto un esperimento con un fascio di fullereni (molecole C 70 contenenti 70 atomi di carbonio). Il raggio è stato diffuso su un reticolo di diffrazione costituito da un gran numero di strette fenditure. In questo caso, gli sperimentatori hanno potuto riscaldare in modo controllabile le molecole che volano nel raggio utilizzando un raggio laser, che ha permesso di modificare la loro temperatura interna (l'energia media delle vibrazioni degli atomi di carbonio all'interno di queste molecole).

Qualsiasi corpo riscaldato emette fotoni termici, il cui spettro riflette l'energia media delle transizioni tra possibili stati del sistema. Sulla base di diversi di questi fotoni, è possibile, in linea di principio, determinare la traiettoria della molecola che li ha emessi, con una precisione fino alla lunghezza d'onda del quanto emesso. Maggiore è la temperatura e, di conseguenza, minore è la lunghezza d'onda del quanto, più accuratamente potremmo determinare la posizione della molecola nello spazio e, a una certa temperatura critica, l'accuratezza sarà sufficiente per determinare quale particolare fenditura si è verificata lo scattering .

Di conseguenza, se qualcuno circondasse l'installazione con rivelatori di fotoni perfetti, allora, in linea di principio, potrebbe stabilire su quale delle fenditure del reticolo di diffrazione è stato disperso il fullerene. In altre parole, l'emissione di quanti di luce da parte di una molecola darebbe allo sperimentatore l'informazione per separare le componenti di sovrapposizione che ci ha fornito il rivelatore di transito. Tuttavia, non c'erano rilevatori intorno all'installazione.

Nell'esperimento, è stato riscontrato che in assenza di riscaldamento laser si osserva uno schema di interferenza completamente analogo allo schema di due fenditure nell'esperimento con gli elettroni. L'inclusione del riscaldamento laser porta prima ad un indebolimento del contrasto di interferenza e poi, all'aumentare della potenza di riscaldamento, alla completa scomparsa degli effetti di interferenza. È stato riscontrato che alle temperature T< 1000K молекулы ведут себя как квантовые частицы, а при T >3000K, quando le traiettorie dei fullereni sono "fissate" dall'ambiente con la precisione richiesta, come i corpi classici.

Pertanto, l'ambiente si è rivelato in grado di svolgere il ruolo di rivelatore in grado di isolare componenti di sovrapposizione. In esso, quando si interagiva con i fotoni termici in una forma o nell'altra, venivano registrate informazioni sulla traiettoria e sullo stato della molecola di fullerene. E non importa affatto attraverso quali informazioni vengono scambiate: attraverso un rilevatore appositamente installato, l'ambiente o una persona.

Per la distruzione della coerenza degli stati e la scomparsa del modello di interferenza, conta solo la presenza fondamentale dell'informazione, attraverso quale delle fessure è passata la particella - e chi la riceverà, e se la riceverà, non è più importante . È importante solo che tali informazioni siano fondamentalmente possibili da ottenere.

Pensi che questa sia la manifestazione più strana della meccanica quantistica? Non importa come. Il fisico John Wheeler propose alla fine degli anni '70 un esperimento mentale che chiamò "esperimento di scelta ritardata". Il suo ragionamento era semplice e logico.

Bene, diciamo che il fotone sa in qualche modo che cercherà o meno di essere rilevato prima di avvicinarsi alle fenditure. Dopotutto, deve in qualche modo decidere: comportarsi come un'onda e passare attraverso entrambe le fessure contemporaneamente (per adattarsi ulteriormente allo schema di interferenza sullo schermo), o fingere di essere una particella e attraversare solo una delle due fessure. Ma deve farlo prima di passare attraverso le fessure, giusto? Dopodiché, è troppo tardi: o vola lì come una pallina o interferisci completamente.

Quindi, suggerì Wheeler, allontaniamo lo schermo dalle fessure. E dietro lo schermo metteremo anche due telescopi, ognuno dei quali sarà puntato su una delle fenditure, e risponderà solo al passaggio di un fotone attraverso una di esse. E rimuoveremo arbitrariamente lo schermo dopo che il fotone è passato attraverso le fenditure, indipendentemente da come decida di attraversarle.

Se non rimuoviamo lo schermo, allora, in teoria, dovrebbe esserci sempre uno schema di interferenza su di esso. E se lo rimuoviamo, o il fotone cadrà in uno dei telescopi come particella (è passato attraverso una fenditura), oppure entrambi i telescopi vedranno un bagliore più debole (è passato attraverso entrambe le fenditure e ognuno di loro ha visto il proprio parte della figura di interferenza).

Nel 2006, i progressi della fisica hanno permesso agli scienziati di eseguire effettivamente un simile esperimento con un fotone. Si è scoperto che se lo schermo non viene rimosso, lo schema di interferenza è sempre visibile su di esso e, se viene rimosso, è sempre possibile tracciare attraverso quale fenditura è passato il fotone. Discutendo dal punto di vista della logica a noi familiare, arriviamo a una conclusione deludente. La nostra azione per decidere se rimuovere o meno lo schermo ha influenzato il comportamento del fotone, nonostante il fatto che l'azione sia nel futuro rispetto alla "decisione" del fotone su come passare attraverso le fenditure. Cioè, o il futuro influenza il passato, o c'è qualcosa di fondamentalmente sbagliato nell'interpretazione di ciò che sta accadendo nell'esperimento con le fessure.

Gli scienziati australiani hanno ripetuto questo esperimento, solo che invece di un fotone hanno usato un atomo di elio. Una differenza importante di questo esperimento è il fatto che un atomo, a differenza di un fotone, ha una massa a riposo, oltre a diversi gradi di libertà interni. Solo che invece di un ostacolo con fessure e uno schermo, hanno usato griglie create usando raggi laser. Questo ha dato loro la possibilità di ottenere immediatamente informazioni sul comportamento della particella.

Come ci si aspetterebbe (anche se non ci si dovrebbe aspettare nulla dalla fisica quantistica), l'atomo si è comportato esattamente allo stesso modo di un fotone. La decisione se ci sarà o meno uno "schermo" sul percorso dell'atomo è stata presa sulla base del funzionamento di un generatore di numeri casuali quantistici. Il generatore era separato da standard relativistici dall'atomo, cioè non poteva esserci alcuna interazione tra loro.

Si scopre che i singoli atomi, avendo massa e carica, si comportano esattamente allo stesso modo dei singoli fotoni. E sebbene questa non sia l'esperienza più rivoluzionaria nel campo quantistico, conferma il fatto che il mondo quantistico non è affatto come possiamo immaginarlo.

• un oggetto quantistico (come un elettrone) può trovarsi in più di un posto contemporaneamente. Può essere misurata come un'onda diffusa nello spazio e può essere localizzata in diversi punti dell'onda. Questa è chiamata la proprietà dell'onda.
• l'oggetto quantico cessa di esistere qui e sorge spontaneamente lì senza muoversi nello spazio. Questo è noto come una transizione quantistica. Fondamentalmente è un teletrasporto.
• la manifestazione di un oggetto quantistico, causata dalle nostre osservazioni, influenza spontaneamente il suo oggetto gemello associato, non importa quanto sia lontano. Elimina un elettrone e un protone da un atomo. Qualunque cosa accada all'elettrone, accadrà anche al protone. Questo si chiama "azione quantistica a distanza".
• un oggetto quantistico non può manifestarsi nello spazio-tempo ordinario finché non lo osserviamo come particella. La coscienza distrugge Funzione d'onda particelle.

L'ultimo punto è interessante perché senza un osservatore cosciente che fa crollare l'onda, essa rimarrà senza manifestazione fisica. L'osservazione non solo disturba l'oggetto misurato, ma produce un effetto. Ciò è stato verificato dal cosiddetto esperimento della doppia fenditura, quando la presenza di un osservatore cosciente modifica il comportamento di un elettrone, trasformandolo da onda in particella. Il cosiddetto effetto osservatore sconvolge completamente ciò che sappiamo del mondo reale. A proposito, ecco un cartone animato in cui tutto è chiaramente mostrato.

Come ha osservato lo scienziato Dean Radin, “Forziamo l'elettrone ad assumere una certa posizione. Produciamo noi stessi i risultati delle misurazioni.” Ora credono che "non siamo noi a misurare l'elettrone, ma la macchina che sta dietro l'osservazione". Ma la macchina integra semplicemente la nostra coscienza. È come dire "non sono io che guardo quello che attraversa a nuoto il lago, è il binocolo". La macchina stessa non vede altro che un computer, che può "ascoltare" le canzoni interpretando il segnale audio.

Alcuni scienziati ipotizzano che senza coscienza l'universo esisterebbe indefinitamente, come un mare di potenziale quantico. In altre parole, la realtà fisica non può esistere senza soggettività. Senza coscienza non c'è materia fisica. Questa nozione è nota come "" ed è stata introdotta per la prima volta dal fisico John Wheeler. In effetti, qualsiasi universo possibile che possiamo immaginare senza un osservatore cosciente sarà già con lui. La coscienza è la base dell'essere in questo caso ed esisteva, forse, prima dell'emergere dell'universo fisico. La coscienza crea letteralmente il mondo fisico.

Queste scoperte giustificano enormi implicazioni su come comprendiamo la nostra relazione con il mondo esterno e che tipo di relazione potremmo avere con l'universo. In quanto esseri viventi, abbiamo accesso diretto a tutto ciò che esiste e alla base di tutto ciò che esiste fisicamente. Questo ci permette di coscienza. "Noi creiamo la realtà" significa in questo contesto che i nostri pensieri creano una prospettiva di ciò che siamo nel nostro mondo, ma se lo guardiamo, è importante per noi comprendere accuratamente questo processo. Generiamo l'universo fisico con la nostra soggettività. Il tessuto dell'universo è la coscienza e noi siamo solo increspature nel mare dell'universo. Si scopre che siamo fortunati a sperimentare il miracolo di una vita del genere e l'Universo continua a infonderci una parte della sua autocoscienza.

“Considero la coscienza fondamentale. Considero la materia come derivata dalla coscienza. Non possiamo rimanere incoscienti. Tutto ciò di cui parliamo, tutto ciò che vediamo come esistente, postula la coscienza. - Max Planck, premio Nobel e pioniere della teoria quantistica.