Shutterstock

Imaginați-vă că deschideți ziarul din weekend și căutați paginile puzzle-ului pentru Sudoku. Vă petreceți dimineața lucrând prin acest puzzle logic, doar pentru a vă da seama că pe ultimele pătrate nu există o modalitate consecventă de a-l termina.

„Trebuie să fi făcut o greșeală”, crezi. Așa că încerci din nou, de data asta pornind de la colț nu ai putut termina și lucrând înapoi invers. Dar același lucru se întâmplă din nou. Ai ajuns la ultimele pătrate și ai descoperit că nu există o soluție consistentă.

Elaborarea naturii de bază a realității conform mecanicii cuantice este puțin ca un Sudoku imposibil. Indiferent de unde începem cu teoria cuantică, ajungem întotdeauna la o enigmă care ne obligă să regândim modul în care funcționează lumea în mod fundamental. (Acesta este ceea ce face mecanica cuantică atât de distractivă.)

Permiteți-mi să vă conduc într-un scurt tur, prin ochii unui filozof, al lumii conform mecanicii cuantice.

1. Acțiune înfricoșătoare la distanță

Din câte știm, viteza luminii (aproximativ 300 de milioane de metri pe secundă) este limita maximă de viteză a universului. Albert Einstein a batjocorit perspectiva ca sistemele fizice să se influențeze reciproc mai repede decât ar putea circula un semnal luminos între ele.

În anii 1940, Einstein numea asta „acțiune înfricoșătoare-la-distanță”. Când mecanica cuantică a părut mai devreme să prezică astfel de evenimente înfricoșătoare, el a susținut că teoria nu trebuie încă terminată, iar o teorie mai bună ar spune povestea adevărată.

Știm astăzi că este foarte puțin probabil să existe o astfel de teorie mai bună. Și dacă credem că lumea este alcătuită din bucăți de „lucruri” bine definite, independente, atunci lumea noastră trebuie să fie una în care este permisă acțiunea înfricoșătoare la distanță între aceste elemente.

2. Slăbirea strângerii noastre asupra realității

„Dacă lumea nu este făcută din bucăți de „lucruri” bine definite și independente?” te aud spunând. „Atunci putem evita această acțiune înfricoșătoare?”

Da putem. Și mulți din comunitatea fizicii cuantice gândesc așa. Dar aceasta nu ar fi o consolare pentru Einstein.

Einstein a avut o dezbatere de lungă durată cu prietenul său Niels Bohr, un fizician danez, despre această întrebare. Bohr a susținut că într-adevăr ar trebui să renunțăm la ideea că lucrurile lumii sunt bine definite, astfel încât să putem evita acțiunea înfricoșătoare la distanță. În viziunea lui Bohr, lumea nu are proprietăți definite decât dacă ne uităm la ea. Când nu ne uităm, se gândi Bohr, lumea așa cum o știm nu este cu adevărat acolo.

Dar Einstein a insistat că lumea trebuie să fie făcută din ceva fie că ne uităm la asta sau nu, altfel nu am putea vorbi între noi despre lume, la fel și știința. Dar Einstein nu ar putea avea atât o lume bine definită, independentă, cât și nicio acțiune înfricoșătoare la distanță... sau ar putea?

3. Înapoi în viitor

Dezbaterea Bohr-Einstein este destul de familiară în istoria mecanicii cuantice. Mai puțin familiar este colțul de ceață al acestui puzzle de logică cuantică în care putem salva atât o lume bine definită, independentă, cât și nicio acțiune înfricoșătoare. Dar va trebui să devenim ciudați în alte moduri.

Dacă a face un experiment pentru a măsura un sistem cuantic în laborator ar putea afecta cumva cum era sistemul înainte măsurarea, atunci Einstein putea să-și ia prăjitura și să-l mănânce și el. Această ipoteză se numește „retrocausalitate”, pentru că efectele efectuării experimentului ar trebui să călătorească înapoi în timp.

Dacă crezi că acest lucru este ciudat, nu ești singur. Aceasta nu este o viziune foarte comună în comunitatea fizicii cuantice, dar are susținătorii săi. Dacă vă confruntați cu nevoia de a accepta acțiuni înfricoșătoare de la distanță sau nicio lume așa cum o știm atunci când nu ne uităm, retrocauzalitatea nu pare o opțiune atât de ciudată până la urmă.

4. Nicio vedere de la Olimp

Imaginați-vă pe Zeus cocoțat pe muntele Olimp, cercetând lumea. Imaginează-ți că a putut să vadă tot ce s-a întâmplat și se va întâmpla, peste tot și pentru totdeauna. Numiți aceasta „viziunea lui Dumnezeu” asupra lumii. Este firesc să credem că trebuie să existe un fel în care este lumea, chiar dacă ea poate fi cunoscută doar de un Dumnezeu atotvăzător.

Cercetare recentă în mecanica cuantică sugerează că o viziune a lui Dumnezeu asupra lumii este imposibilă, chiar și în principiu. În anumite scenarii cuantice ciudate, diferiți oameni de știință pot privi cu atenție sistemele din laboratoarele lor și pot face înregistrări amănunțite ale ceea ce văd - dar nu vor fi de acord cu ceea ce s-a întâmplat atunci când vor veni să compare note. Și s-ar putea să nu existe un fapt absolut despre cine are dreptate – nici măcar Zeus nu ar putea ști!

Deci data viitoare când întâlnești un Sudoku imposibil, fii sigur că ești într-o companie bună. Întreaga comunitate a fizicii cuantice, și poate chiar și Zeus însuși, știu exact ce simți.

Despre autor

Peter Evans, ARC Discovery Early Career Research Fellow, Universitatea din Queensland

Acest articol este republicat de la Conversaţie sub licență Creative Commons. Citeste Articol original.

carti_stiinta