ในฟิสิกส์ควอนตัม เราควรจะพูดว่า มีการเชื่อมโยงที่แปลกประหลาดระหว่างจิตสำนึกของมนุษย์และฟิสิกส์ควอนตัม

การทดลองใหม่สามารถชี้ให้เห็นถึงกลศาสตร์ที่ซ่อนอยู่อย่างน่าประหลาดใจของการซ้อนทับควอนตัม

การซ้อนทับ- แนวคิดที่ว่าวัตถุขนาดเล็กสามารถอยู่ในหลายสถานที่หรือหลายรัฐได้ในเวลาเดียวกัน เป็นรากฐานที่สำคัญของฟิสิกส์ควอนตัม การทดลองใหม่กำลังพยายามทำให้กระจ่างเกี่ยวกับปรากฏการณ์ลึกลับนี้

คำถามหลักในกลศาสตร์ควอนตัมซึ่งไม่มีใครรู้คำตอบ: เกิดอะไรขึ้นจริงในการซ้อนทับ - สถานะชนิดหนึ่งที่อนุภาคอยู่ในสถานที่หรือสถานะสองแห่งขึ้นไปในเวลาเดียวกัน กลุ่มนักวิจัยจากอิสราเอลและญี่ปุ่นได้เสนอการทดลองที่จะทำให้เราได้รู้บางอย่างเกี่ยวกับธรรมชาติของปรากฏการณ์ลึกลับนี้ในที่สุด

การทดลองของพวกเขา ซึ่งนักวิจัยกล่าวว่าสามารถทำได้ภายในไม่กี่เดือน น่าจะทำให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจว่าวัตถุนั้นอยู่ที่ไหน ในกรณีที่เฉพาะเจาะจง อนุภาคของแสงที่เรียกว่าโฟตอน นั้นตั้งอยู่จริงเมื่อวัตถุนั้นอยู่ในตำแหน่งที่ทับซ้อนกัน และนักวิจัยคาดการณ์ว่าคำตอบจะแปลกประหลาดและน่าตกใจยิ่งกว่า "สองแห่งพร้อมกัน"

ตัวอย่างคลาสสิกของการซ้อนทับคือการถ่ายภาพโฟตอนผ่านรอยแยกคู่ขนานในสิ่งกีดขวาง ลักษณะพื้นฐานประการหนึ่งของกลศาสตร์ควอนตัมคือ อนุภาคขนาดเล็กสามารถประพฤติตัวเหมือนคลื่น เพื่อให้อนุภาคที่ผ่านช่องหนึ่ง "รบกวน" กับอนุภาคที่ผ่านอีกช่องหนึ่ง เกิดเป็นระลอกคลื่น ขยายหรือเปลี่ยนแปลงซึ่งกันและกัน สร้างโครงสร้างที่มีลักษณะเฉพาะบนตัวตรวจจับ หน้าจอ. อย่างไรก็ตาม สิ่งที่แปลกก็คือการรบกวนนี้เกิดขึ้นแม้ว่าจะมีการยิงเพียงอนุภาคเดียวในแต่ละครั้งก็ตาม ดูเหมือนว่าอนุภาคจะผ่านรอยแยกทั้งสองพร้อมกัน นี่คือการซ้อนทับ

และนี่เป็นเรื่องแปลกมาก: การวัดว่าช่องใดที่อนุภาคผ่านอย่างสม่ำเสมอแสดงว่าผ่านช่องเพียงช่องเดียว และในกรณีนี้ การแทรกสอดของคลื่น (“ควอนตัม” ถ้าคุณต้องการ) จะหายไป การวัดผลดูเหมือนจะ "ทำลาย" การซ้อนทับ " เรารู้ว่ามีบางอย่างแปลกๆ เกิดขึ้นในการซ้อนทับนักฟิสิกส์ Avshalom Elitzer จาก Israel Institute for Advanced Study กล่าว “แต่คุณไม่สามารถวัดได้ นี่คือสิ่งที่ทำให้กลศาสตร์ควอนตัมลึกลับมาก”

เป็นเวลาหลายทศวรรษที่นักวิจัยจนตรอกจนตรอกนี้ พวกเขาไม่สามารถพูดได้อย่างแน่ชัดว่าซ้อนทับคืออะไรโดยไม่สังเกต แต่ถ้าลองมองดูก็จะหายไป ทางออกหนึ่งที่เป็นไปได้ ซึ่งพัฒนาโดยอดีตที่ปรึกษาของ Elitzur คือ Yakir Aaharonov นักฟิสิกส์ชาวอิสราเอลที่มหาวิทยาลัย Chapman และผู้ร่วมงานของเขา เสนอวิธีที่จะเรียนรู้บางอย่างเกี่ยวกับอนุภาคควอนตัมก่อนการวัด วิธีการของ Aharonian เรียกว่า two-state formalism (TSVF) ของกลศาสตร์ควอนตัม และสมมุติฐานของเหตุการณ์ควอนตัมนั้นอยู่ในความรู้สึกที่กำหนดโดยสถานะควอนตัม ไม่เพียง แต่ในอดีตเท่านั้น แต่ยังรวมถึงในอนาคตด้วย นั่นคือ TSVF สันนิษฐานว่ากลศาสตร์ควอนตัมทำงานในลักษณะเดียวกันทั้งย้อนเวลาไปข้างหน้าและย้อนกลับ จากมุมมองนี้ สาเหตุดูเหมือนจะสามารถเผยแพร่ย้อนเวลาได้ ปรากฏขึ้นภายหลังผลกระทบ

แต่แนวคิดที่แปลกประหลาดนี้ไม่ควรนำมาใช้อย่างแท้จริง เป็นไปได้มากว่าใน TSVF เราจะได้รับความรู้ย้อนหลังเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในระบบควอนตัม: แทนที่จะวัดเพียงว่าอนุภาคสิ้นสุดที่ใด ผู้วิจัยเลือกสถานที่ที่ต้องการดู สิ่งนี้เรียกว่าการเลือกภายหลัง และให้ข้อมูลมากกว่าการดูผลลัพธ์แบบไม่มีเงื่อนไขใดๆ นี่เป็นเพราะข้อเท็จจริงที่ว่าสถานะของอนุภาคในช่วงเวลาใด ๆ ได้รับการประเมินย้อนหลังในแง่ของประวัติทั้งหมดจนถึงการวัด รวมทั้งการวัดด้วย ปรากฎว่าผู้วิจัย - เพียงเลือกผลลัพธ์เฉพาะสำหรับการค้นหา - จากนั้นสรุปว่าผลลัพธ์ควรเกิดขึ้น มันเหมือนกับว่าคุณเปิดทีวีในเวลาที่รายการโปรดของคุณควรจะออกอากาศ แต่การกระทำของคุณทำให้รายการนั้นออกอากาศในขณะนั้น “เป็นที่ยอมรับโดยทั่วไปว่า TSVF เทียบเท่าทางคณิตศาสตร์กับกลศาสตร์ควอนตัมมาตรฐาน” เดวิด วอลเลซ นักปรัชญาวิทยาศาสตร์แห่งมหาวิทยาลัยเซาเทิร์นแคลิฟอร์เนีย ผู้เชี่ยวชาญในการตีความกลศาสตร์ควอนตัมกล่าว "แต่มันนำไปสู่บางสิ่งที่ไม่เห็นแตกต่างกัน"

ยกตัวอย่างเช่น การทดลองสองวินาทีที่พัฒนาโดย Aharonov และผู้ทำงานร่วมกัน Lev Vaidman ในปี 2546 ซึ่งตีความโดยใช้ TSVF ทั้งคู่อธิบาย (แต่ไม่ได้สร้าง) ระบบแสงที่โฟตอนที่หนึ่งทำหน้าที่เป็น "ชัตเตอร์" ที่ปิดช่องทำให้โฟตอนที่ "ตรวจสอบ" อีกอันเข้าใกล้ช่องเพื่อสะท้อนตามที่ปรากฏ หลังจากวัดโฟตอนทดสอบแล้ว ดังที่แสดงโดย Akharonov และ Vaidman เราสามารถสังเกตเห็นภาพถ่ายของชัตเตอร์ซ้อนทับซึ่งปิดรอยกรีดพร้อมกัน (หรือหลายรอยก็ได้) พร้อมกัน กล่าวอีกนัยหนึ่ง การทดลองทางความคิดในทางทฤษฎีจะทำให้ปลอดภัยที่จะกล่าวว่าโฟตอนของเกทเป็นทั้ง "ที่นี่" และ "ที่นั่น" ในเวลาเดียวกัน แม้ว่าสถานการณ์นี้จะดูขัดแย้งจากประสบการณ์ประจำวันของเรา แต่ก็เป็นแง่มุมหนึ่งที่ได้รับการศึกษาเป็นอย่างดีเกี่ยวกับคุณสมบัติที่เรียกว่า "ไม่เฉพาะที่" ของอนุภาคควอนตัม ซึ่งแนวคิดทั้งหมดเกี่ยวกับตำแหน่งที่กำหนดไว้อย่างดีในอวกาศจะสลายไป

ในปี 2559 นักฟิสิกส์ Ryo Okamoto และ Shigeki Takeuchi แห่งมหาวิทยาลัยเกียวโตได้ทำการทดลองยืนยันการคาดการณ์ของ Aharonov และ Weidman โดยใช้วงจรนำแสงซึ่งสร้างการถ่ายภาพด้วยชัตเตอร์โดยใช้เราเตอร์ควอนตัม ซึ่งเป็นอุปกรณ์ที่ช่วยให้โฟตอนหนึ่งควบคุมเส้นทางของอีกอันหนึ่ง Eliahu Cohen เพื่อนร่วมงานของ Elitzur แห่งมหาวิทยาลัยออตตาวาในออนแทรีโอกล่าวว่า "นี่เป็นการทดลองที่แหวกแนวซึ่งทำให้เราสามารถระบุตำแหน่งพร้อมกันของอนุภาคในสองตำแหน่งได้"

ตอนนี้ Elitzur และ Koen ได้ร่วมมือกับ Okamoto และ Takeuchi เพื่อทำการทดลองที่เหลือเชื่อยิ่งกว่าเดิม พวกเขาเชื่อว่าสิ่งนี้จะช่วยให้นักวิจัยทราบอย่างแน่นอนมากขึ้นเกี่ยวกับตำแหน่งของอนุภาคในการซ้อนทับที่ลำดับของจุดต่างๆ ในเวลาก่อนที่จะทำการตรวจวัดจริง

คราวนี้เส้นทางของโฟตอนโพรบจะถูกแบ่งออกเป็นสามส่วนด้วยกระจก ในแต่ละเส้นทางเหล่านี้ มันสามารถโต้ตอบกับโฟตอนของเกทในการซ้อนทับได้ การโต้ตอบเหล่านี้สามารถคิดได้ว่าทำในกล่องที่มีป้ายกำกับ A, B และ C ซึ่งแต่ละอันจะตั้งอยู่ตามเส้นทางโฟตอนที่เป็นไปได้ทั้งสามเส้นทาง เมื่อพิจารณาถึงการรบกวนตัวเองของโพรบโฟตอน จะสามารถสรุปย้อนหลังได้อย่างแน่นอนว่าอนุภาคเกตอยู่ในกล่องที่กำหนดในช่วงเวลาหนึ่ง

การทดลองได้รับการออกแบบในลักษณะที่โฟตอนของโพรบสามารถแสดงการรบกวนได้เฉพาะในกรณีของการโต้ตอบกับโฟตอนของเกทในลำดับของสถานที่และเวลาที่แน่นอน กล่าวคือ ถ้าโฟตอนของเกทอยู่ในบล็อก A และ C ในบางครั้ง (t1) จากนั้นในเวลาต่อมา (t2) - เฉพาะที่ C และหลังจากนั้น (t3) - ทั้งที่ B และที่ C ดังนั้น การรบกวนในโฟตอนที่ตรวจสอบจะเป็นตัวบ่งชี้สุดท้ายว่าโฟตอนของเกทกำลังผ่านเข้ามา ปรากฏการณ์ลำดับที่แปลกประหลาดระหว่างกล่องในเวลาต่างๆ เป็นแนวคิดของเอลิทซูร์ โคเฮน และอาฮาโรนอฟ ซึ่งเสนอเมื่อปีที่แล้วว่าอนุภาคหนึ่งอนุภาคผ่านกล่องสามกล่องพร้อมกัน "ฉันชอบที่บทความนี้ถามคำถามเกี่ยวกับสิ่งที่เกิดขึ้นในแง่ของประวัติศาสตร์ทั้งหมด ไม่ใช่สถานะที่เกิดขึ้นทันที" นักฟิสิกส์ Ken Wharton จาก San Jose State University ผู้ไม่เกี่ยวข้องกับโครงการใหม่กล่าว "การพูดถึง 'รัฐ' เป็นอคติที่แพร่หลายแบบเก่า ในขณะที่เรื่องราวทั้งหมดมักจะเข้มข้นกว่าและน่าสนใจกว่ามาก"

นี่คือสิ่งที่ Elitzur อ้างว่าการทดลอง TSVF ใหม่ให้การเข้าถึง การหายไปอย่างชัดเจนของอนุภาคในที่เดียวในแต่ละครั้ง และการปรากฏขึ้นอีกครั้งในสถานที่และเวลาอื่นๆ แสดงให้เห็นวิสัยทัศน์ที่แปลกใหม่และไม่ธรรมดาของกระบวนการพื้นฐานที่เกี่ยวข้องกับการมีอยู่ของอนุภาคควอนตัมที่ไม่ได้อยู่ในท้องถิ่น ด้วยเลนส์ TSVF เอลิตเซอร์กล่าวว่าการดำรงอยู่ที่ส่องแสงระยิบระยับและเปลี่ยนแปลงตลอดเวลานี้สามารถเข้าใจได้ว่าเป็นชุดของเหตุการณ์ที่การปรากฏตัวของอนุภาคในที่แห่งหนึ่งถูก "ยกเลิก" โดย "ฝั่งตรงข้าม" ของมันเองในที่เดียวกัน . เขาเปรียบเทียบแนวคิดนี้กับแนวคิดของ Paul Dirac นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษในช่วงปี ค.ศ. 1920 ซึ่งแย้งว่าอนุภาคมีปฏิปักษ์ และหากนำมารวมกัน อนุภาคและปฏิปักษ์สามารถทำลายล้างซึ่งกันและกันได้ ภาพนี้ในตอนแรกดูเหมือนจะเป็นเพียงวิธีการพูด แต่ในไม่ช้าก็นำไปสู่การค้นพบปฏิสสาร การหายไปของอนุภาคควอนตัมไม่ใช่ "การทำลายล้าง" ในความหมายเดียวกัน แต่ค่อนข้างคล้ายกัน - อนุภาคตรงข้ามที่คาดกันว่า Elitzur เชื่อว่าควรมีพลังงานลบและมวลติดลบ ทำให้สามารถยกเลิกอนุภาคควอนตัมได้

ดังนั้นในขณะที่การซ้อนทับแบบ "สองแห่งในเวลาเดียวกัน" อาจดูค่อนข้างแปลก "บางทีการซ้อนทับอาจเป็นชุดของรัฐที่บ้าคลั่งกว่า" Elitzur กล่าว "กลศาสตร์ควอนตัมแค่บอกคุณเกี่ยวกับสถานะเฉลี่ยของพวกเขา" การเลือกที่ตามมาจะช่วยให้คุณสามารถแยกและทดสอบเฉพาะบางสถานะเหล่านี้ด้วยความละเอียดสูงกว่า เขาแนะนำ ในคำพูดของเขาการตีความพฤติกรรมควอนตัมดังกล่าวจะเป็น "การปฏิวัติ" เพราะมันจะนำมาซึ่งโรงเลี้ยงสัตว์ที่ยอมรับไม่ได้มาจนบัดนี้ของรัฐจริง (แต่แปลกมาก) ที่อยู่ภายใต้ปรากฏการณ์ควอนตัมที่ขัดแย้งกัน

นักวิจัยกล่าวว่าการทำการทดลองจริงจะต้องมีการปรับแต่งประสิทธิภาพของเราเตอร์ควอนตัมอย่างละเอียด แต่พวกเขาหวังว่าจะมีระบบพร้อมสำหรับการทดสอบภายในสามถึงห้าเดือน ในขณะที่ผู้สังเกตการณ์บางคนคาดหวังด้วยลมหายใจซึ้งน้อยลง "การทดลองควรได้ผล" วอร์ตันกล่าว "แต่มันจะไม่โน้มน้าวใจใคร เพราะผลลัพธ์ถูกทำนายโดยกลศาสตร์ควอนตัมมาตรฐาน" กล่าวอีกนัยหนึ่ง ไม่มีเหตุผลที่ดีในการตีความผลลัพธ์ในแง่ของ TSVF

Elitzur ยอมรับว่าการทดลองของพวกเขาอาจเกิดขึ้นโดยใช้มุมมองทั่วไปของกลศาสตร์ควอนตัมที่ปกครองเมื่อหลายสิบปีก่อน แต่นั่นไม่เคยเกิดขึ้น " นั่นไม่ใช่ตัวบ่งชี้ที่ดีของความน่าเชื่อถือของ TSVF? เขาถาม. และถ้าใครคิดว่าพวกเขาสามารถกำหนดภาพที่แตกต่างกันของ "สิ่งที่เกิดขึ้นจริง" ในการทดลองนี้ โดยใช้กลศาสตร์ควอนตัมมาตรฐาน เขากล่าวเสริม: " เอาล่ะ ให้พวกเขาลอง!»

เรามักจะคิดว่าฟิสิกส์ควอนตัมเป็นการอธิบายพฤติกรรมของอนุภาคในอะตอม ไม่ใช่พฤติกรรมของมนุษย์ แต่แนวคิดนี้ไม่ใช่เรื่องไกลตัวแต่อย่างใด Wong กล่าว เธอยังย้ำว่าโครงการวิจัยของเธอไม่ได้แนะนำว่าสมองของเราคือคอมพิวเตอร์ควอนตัมอย่างแท้จริง Wong และเพื่อนร่วมงานไม่ได้มุ่งเน้นไปที่ลักษณะทางกายภาพของสมอง แต่มุ่งเน้นไปที่หลักการทางคณิตศาสตร์เชิงนามธรรมของทฤษฎีควอนตัมที่สามารถช่วยในการทำความเข้าใจจิตสำนึกและพฤติกรรมของมนุษย์

“ทั้งในด้านสังคมศาสตร์และพฤติกรรมศาสตร์ เรามักจะใช้แบบจำลองความน่าจะเป็น ตัวอย่างเช่น เราถามคำถาม ความน่าจะเป็นที่คนๆ หนึ่งจะทำสิ่งใดสิ่งหนึ่งหรือตัดสินใจบางอย่างเป็นเท่าใด ตามเนื้อผ้า แบบจำลองเหล่านี้ล้วนอิงตามทฤษฎีความน่าจะเป็นแบบคลาสสิก ซึ่งมีต้นกำเนิดมาจากฟิสิกส์คลาสสิกของระบบนิวตัน อะไรที่แปลกใหม่เกี่ยวกับสิ่งที่นักสังคมศาสตร์จะคิดเกี่ยวกับระบบควอนตัมและหลักการทางคณิตศาสตร์ของมัน?

เกี่ยวข้องกับความคลุมเครือในโลกทางกายภาพ สถานะของอนุภาคเฉพาะ พลังงาน ตำแหน่ง ล้วนไม่แน่นอนและต้องคำนวณในแง่ของความน่าจะเป็น ความรู้ความเข้าใจเกี่ยวกับควอนตัมเกิดขึ้นเมื่อใครก็ตามเกี่ยวข้องกับความคลุมเครือทางจิต บางครั้งเราไม่แน่ใจในความรู้สึก รู้สึกคลุมเครือเกี่ยวกับตัวเลือก หรือถูกบังคับให้ตัดสินใจโดยอาศัยข้อมูลที่จำกัด

“สมองของเราไม่สามารถจัดเก็บทุกอย่างได้ เราไม่ได้มีความคิดที่ชัดเจนเสมอว่าเกิดอะไรขึ้น แต่ถ้าคุณถามฉันว่า “คุณต้องการอะไรเป็นอาหารเย็น” ฉันจะคิดและหาคำตอบที่สร้างสรรค์และชัดเจน” Wong กล่าว “นี่คือความรู้เชิงควอนตัม”

“ฉันคิดว่าระเบียบแบบแผนทางคณิตศาสตร์ที่ได้จากทฤษฎีควอนตัมนั้นสอดคล้องกับสิ่งที่เรารู้สึกโดยสัญชาตญาณในฐานะนักจิตวิทยา ทฤษฎีควอนตัมอาจไม่ใช้งานง่ายเลยเมื่อนำมาใช้อธิบายพฤติกรรมของอนุภาค แต่ค่อนข้างจะเข้าใจได้ง่ายเมื่ออธิบายถึงความคิดที่คลุมเครือและกำกวมโดยทั่วไปของเรา”

เธอใช้ตัวอย่างแมวของชเรอดิงเงอร์ ซึ่งแมวที่อยู่ในกล่องมีทั้งที่ยังมีชีวิตอยู่และตายแล้วโดยมีความเป็นไปได้ที่แน่นอน ตัวเลือกทั้งสองมีศักยภาพในใจของเรา นั่นคือแมวมีศักยภาพที่จะตายและมีชีวิตในเวลาเดียวกัน เอฟเฟกต์นี้เรียกว่าการซ้อนทับควอนตัม เมื่อเราเปิดกล่อง ความเป็นไปได้ทั้งสองอย่างจะไม่เกิดขึ้นอีกต่อไป และแมวจะต้องมีชีวิตอยู่หรือตายไปแล้ว

ด้วยจิตสำนึกเชิงควอนตัม ทุกการตัดสินใจของเราคือแมวชโรดิงเงอร์ที่มีเอกลักษณ์เฉพาะตัวของเรา

เมื่อเราจัดเรียงตัวเลือก เราจะมองผ่านตัวเลือกเหล่านั้นด้วยสายตาภายในของเรา ในบางครั้ง ตัวเลือกทั้งหมดอยู่ร่วมกับระดับของศักยภาพที่แตกต่างกัน เช่น การซ้อนทับ จากนั้น เมื่อเราเลือกตัวเลือกหนึ่ง ที่เหลือจะไม่มีสำหรับเรา

เป็นการยากที่จะสร้างแบบจำลองกระบวนการนี้ทางคณิตศาสตร์ ส่วนหนึ่งเป็นเพราะความเป็นไปได้แต่ละอย่างจะเพิ่มน้ำหนักให้กับสมการ หากในระหว่างการเลือกตั้งมีคนขอให้เลือกผู้สมัครจากยี่สิบคนในบัตรลงคะแนน ปัญหาการเลือกจะปรากฏขึ้น (หากบุคคลนั้นเห็นชื่อของพวกเขาเป็นครั้งแรก) คำถามปลายเปิด เช่น "คุณรู้สึกอย่างไร" ออกจากตัวเลือกมากยิ่งขึ้น

ด้วยวิธีการดั้งเดิมของจิตวิทยา คำตอบอาจไม่สมเหตุสมผลเลย ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์จำเป็นต้องสร้างสัจพจน์ทางคณิตศาสตร์ใหม่เพื่ออธิบายพฤติกรรมในแต่ละกรณี ผลลัพธ์: แบบจำลองทางจิตวิทยาแบบคลาสสิกจำนวนมากได้ถือกำเนิดขึ้น ซึ่งบางแบบขัดแย้งกันเองและไม่มีรูปแบบใดที่สามารถใช้ได้กับทุกสถานการณ์

ด้วยวิธีการเชิงควอนตัม ดังที่หว่องและเพื่อนร่วมงานของเธอชี้ให้เห็น แง่มุมต่างๆ ที่ซับซ้อนและซับซ้อนของพฤติกรรมสามารถอธิบายได้ด้วยสัจพจน์ชุดเดียวที่จำกัด แบบจำลองควอนตัมเดียวกันที่อธิบายว่าเหตุใดลำดับของคำถามจึงส่งผลต่อคำตอบของผู้ถูกสัมภาษณ์ นอกจากนี้ยังอธิบายถึงการละเมิดหลักเหตุผลในกระบวนทัศน์ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของนักโทษ ซึ่งเป็นผลของการที่ผู้คนทำงานร่วมกันแม้ว่าจะไม่เป็นประโยชน์สูงสุดแก่พวกเขาเลยก็ตาม

“ภาวะที่กลืนไม่เข้าคายไม่ออกของนักโทษและลำดับคำถามเป็นสองผลกระทบที่แตกต่างกันอย่างมากในจิตวิทยาคลาสสิก แต่ทั้งสองอย่างสามารถอธิบายได้ด้วยแบบจำลองควอนตัมเดียวกัน” Wong กล่าว - ด้วยความช่วยเหลือสามารถอธิบายการค้นพบอื่น ๆ ที่ไม่เกี่ยวข้องและลึกลับทางจิตวิทยาได้ และสง่างาม"

29.10.2016

แม้จะมีเสียงดังและความลึกลับของหัวข้อในวันนี้เราจะพยายามบอก ฟิสิกส์ควอนตัมศึกษาอะไรด้วยคำง่ายๆส่วนใดของฟิสิกส์ควอนตัมมีที่มาและเหตุใดจึงจำเป็นต้องมีฟิสิกส์ควอนตัมในหลักการ

เนื้อหาที่นำเสนอด้านล่างสามารถเข้าถึงได้สำหรับทุกคนเพื่อความเข้าใจ

ก่อนที่จะคุยโวว่าควอนตัมฟิสิกส์ศึกษาอะไร คงจะเหมาะสมที่จะจำได้ว่ามันเริ่มต้นอย่างไร ...

ในช่วงกลางศตวรรษที่ 19 มนุษยชาติได้ศึกษาปัญหาที่ไม่สามารถแก้ไขได้โดยใช้เครื่องมือของฟิสิกส์คลาสสิก

ปรากฏการณ์หลายอย่างดู "แปลก" บางคำถามไม่ได้รับคำตอบเลย

ในช่วงทศวรรษที่ 1850 วิลเลียม แฮมิลตัน เชื่อว่ากลศาสตร์แบบคลาสสิกไม่สามารถอธิบายการเคลื่อนที่ของรังสีแสงได้อย่างถูกต้อง จึงเสนอทฤษฎีของเขาเอง ซึ่งเข้าสู่ประวัติศาสตร์วิทยาศาสตร์ภายใต้ชื่อพิธีการแฮมิลตัน-จาโคบี ซึ่งมีพื้นฐานมาจากสมมุติฐาน ของทฤษฎีคลื่นของแสง

ในปี 1885 หลังจากโต้เถียงกับเพื่อน นักฟิสิกส์ชาวสวิส Johann Balmer ได้สูตรเชิงประจักษ์ที่ทำให้สามารถคำนวณความยาวคลื่นของเส้นสเปกตรัมได้ด้วยความแม่นยำสูงมาก

ในเวลานั้น Balmer ไม่สามารถอธิบายสาเหตุของรูปแบบที่เปิดเผยได้

ในปี พ.ศ. 2438 วิลเฮล์ม เรินต์เกน ขณะศึกษารังสีแคโทด ได้ค้นพบรังสีซึ่งเขาเรียกว่ารังสีเอกซ์ (ภายหลังเปลี่ยนชื่อเป็นรังสี) ซึ่งมีลักษณะเป็นลักษณะทะลุทะลวงที่ทรงพลัง

หนึ่งปีต่อมา ในปี พ.ศ. 2439 Henri Becquerel ซึ่งศึกษาเกี่ยวกับเกลือของยูเรเนียมได้ค้นพบรังสีที่เกิดขึ้นเองซึ่งมีคุณสมบัติคล้ายคลึงกัน ปรากฏการณ์ใหม่นี้เรียกว่ากัมมันตภาพรังสี

ในปี พ.ศ. 2442 ได้มีการพิสูจน์ลักษณะคลื่นของรังสีเอกซ์

ภาพที่ 1 ผู้ก่อตั้งฟิสิกส์ควอนตัม Max Planck, Erwin Schrödinger, Niels Bohr

ปี พ.ศ. 2444 ได้รับการทำเครื่องหมายด้วยการปรากฏตัวของแบบจำลองอะตอมของดาวเคราะห์ดวงแรก ซึ่งเสนอโดย ฌอง แปร์ริน อนิจจานักวิทยาศาสตร์ละทิ้งทฤษฎีนี้โดยไม่พบการยืนยันจากมุมมองของทฤษฎีอิเล็กโทรไดนามิกส์

อีกสองปีต่อมา Hantaro Nagaoka นักวิทยาศาสตร์จากประเทศญี่ปุ่นได้เสนอแบบจำลองดาวเคราะห์อีกแบบหนึ่งของอะตอม ซึ่งในใจกลางของแบบจำลองนั้นควรจะมีอนุภาคที่มีประจุบวกอยู่รอบๆ ซึ่งอิเล็กตรอนจะโคจรเป็นวงโคจร

อย่างไรก็ตาม ทฤษฎีนี้ไม่ได้คำนึงถึงการแผ่รังสีที่ปล่อยออกมาจากอิเล็กตรอน ดังนั้นจึงไม่สามารถอธิบายทฤษฎีเส้นสเปกตรัมได้ ตัวอย่างเช่น

เมื่อพิจารณาถึงโครงสร้างของอะตอม ในปี 1904 โจเซฟ ทอมสันเป็นคนแรกที่ตีความแนวคิดเรื่องวาเลนซ์จากมุมมองทางกายภาพ

ปีเกิดของควอนตัมฟิสิกส์อาจรับรู้ได้ว่าเป็นปี 1900 ซึ่งเชื่อมโยงกับสุนทรพจน์ของ Max Planck ในการประชุมของ German Physics

พลังค์เป็นผู้เสนอทฤษฎีที่รวบรวมแนวคิด สูตร และทฤษฎีทางกายภาพที่แตกต่างกันมากมายซึ่งรวมถึงค่าคงที่ Boltzmann การเชื่อมโยงพลังงานและอุณหภูมิ จำนวน Avogadro กฎการกระจัดของ Wien ประจุอิเล็กตรอน กฎการแผ่รังสีของ Boltzmann ...

นอกจากนี้เขายังแนะนำแนวคิดของควอนตัมของการกระทำ (ที่สอง - หลังจากค่าคงที่ Boltzmann - ค่าคงที่พื้นฐาน)

การพัฒนาเพิ่มเติมของฟิสิกส์ควอนตัมเชื่อมโยงโดยตรงกับชื่อของ Hendrik Lorentz, Albert Einstein, Ernst Rutherford, Arnold Sommerfeld, Max Born, Niels Bohr, Erwin Schrödinger, Louis de Broglie, Werner Heisenberg, Wolfgang Pauli, Paul Dirac, Enrico Fermi และ นักวิทยาศาสตร์ที่น่าทึ่งอีกหลายคนซึ่งสร้างขึ้นในช่วงครึ่งแรกของศตวรรษที่ 20

นักวิทยาศาสตร์สามารถเข้าใจธรรมชาติของอนุภาคมูลฐานได้อย่างลึกซึ้งอย่างไม่เคยปรากฏมาก่อน ศึกษาอันตรกิริยาของอนุภาคและสนาม เปิดเผยธรรมชาติของควาร์กของสสาร หาฟังก์ชันคลื่น อธิบายแนวคิดพื้นฐานของความไม่ต่อเนื่อง (การหาปริมาณ) และความเป็นคู่ของคลื่น-อนุภาค

ทฤษฎีควอนตัมไม่เหมือนใคร ทำให้มนุษย์เข้าใกล้ความเข้าใจกฎพื้นฐานของจักรวาลมากขึ้น แทนที่แนวคิดปกติด้วยแนวคิดที่แม่นยำยิ่งขึ้น และทำให้เราคิดใหม่เกี่ยวกับแบบจำลองทางกายภาพจำนวนมหาศาล

ฟิสิกส์ควอนตัมศึกษาอะไร?

ฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายคุณสมบัติของสสารในระดับปรากฏการณ์ระดับจุลภาค สำรวจกฎการเคลื่อนที่ของวัตถุขนาดเล็ก (วัตถุควอนตัม)

เรื่องของฟิสิกส์ควอนตัมเป็นวัตถุควอนตัมที่มีขนาด 10 −8 ซม. หรือน้อยกว่า มัน:

• โมเลกุล,
• อะตอม
• นิวเคลียสของอะตอม,
• อนุภาคมูลฐาน

ลักษณะสำคัญของวัตถุขนาดเล็กคือมวลนิ่งและประจุไฟฟ้า มวลของอิเล็กตรอน 1 ตัว (me) คือ 9.1 10 −28 g

สำหรับการเปรียบเทียบ มวลของมิวออนเท่ากับ 207 me นิวตรอนเท่ากับ 1839 me และโปรตอนเท่ากับ 1836 me

อนุภาคบางชนิดไม่มีมวลนิ่งเลย (นิวตริโน โฟตอน) มวลของมันคือ 0 me

ประจุไฟฟ้าของวัตถุขนาดเล็กใดๆ มีค่าเป็นทวีคูณของประจุอิเล็กตรอนเท่ากับ 1.6 · 10 −19 C นอกเหนือจากวัตถุที่มีประจุแล้วยังมีวัตถุขนาดเล็กที่เป็นกลางซึ่งมีประจุเท่ากับศูนย์

ภาพที่ 2 ฟิสิกส์ควอนตัมถูกบังคับให้พิจารณามุมมองดั้งเดิมเกี่ยวกับแนวคิดของคลื่น สนาม และอนุภาคเสียใหม่

ประจุไฟฟ้าของวัตถุขนาดเล็กเชิงซ้อนมีค่าเท่ากับผลรวมทางพีชคณิตของประจุของอนุภาคที่เป็นส่วนประกอบ

ในบรรดาคุณสมบัติของไมโครวัตถุคือ ปั่น(แปลตามตัวอักษรจากภาษาอังกฤษ - "หมุน")

เป็นเรื่องปกติที่จะตีความว่าเป็นโมเมนตัมเชิงมุมของวัตถุควอนตัมที่ไม่ขึ้นอยู่กับสภาวะภายนอก

ด้านหลังยากที่จะหาภาพที่เพียงพอในโลกแห่งความเป็นจริง ไม่สามารถแสดงเป็นลูกข่างหมุนได้เนื่องจากธรรมชาติควอนตัม ฟิสิกส์คลาสสิกไม่สามารถอธิบายวัตถุนี้ได้

การปรากฏตัวของการหมุนส่งผลต่อพฤติกรรมของวัตถุขนาดเล็ก

การปรากฏตัวของสปินนำเสนอคุณลักษณะที่สำคัญในพฤติกรรมของวัตถุในพิภพเล็ก ๆ ซึ่งส่วนใหญ่ - วัตถุที่ไม่เสถียร - สลายตัวตามธรรมชาติและกลายเป็นวัตถุควอนตัมอื่น ๆ

วัตถุขนาดเล็กที่เสถียร ซึ่งรวมถึงนิวตริโน อิเล็กตรอน โฟตอน โปรตอน ตลอดจนอะตอมและโมเลกุล สามารถสลายตัวได้ภายใต้อิทธิพลของพลังงานอันทรงพลังเท่านั้น

ฟิสิกส์ควอนตัมดูดซับฟิสิกส์คลาสสิกอย่างสมบูรณ์ โดยพิจารณาว่ามันเป็นกรณีจำกัดของมัน

อันที่จริง ฟิสิกส์ควอนตัมคือ - ในความหมายกว้างๆ - ฟิสิกส์ยุคใหม่

สิ่งที่ฟิสิกส์ควอนตัมอธิบายไว้ในพิภพเล็ก ๆ ไม่สามารถรับรู้ได้ ด้วยเหตุนี้ บทบัญญัติมากมายของฟิสิกส์ควอนตัมจึงเป็นเรื่องยากที่จะจินตนาการ ตรงกันข้ามกับวัตถุที่บรรยายโดยฟิสิกส์คลาสสิก

แม้จะมีสิ่งนี้ ทฤษฎีใหม่ๆ ทำให้สามารถเปลี่ยนความคิดของเราเกี่ยวกับคลื่นและอนุภาค เกี่ยวกับคำอธิบายแบบไดนามิกและความน่าจะเป็น เกี่ยวกับความต่อเนื่องและไม่ต่อเนื่อง

ฟิสิกส์ควอนตัมไม่ได้เป็นเพียงทฤษฎีใหม่เท่านั้น

นี่คือทฤษฎีที่สามารถทำนายและอธิบายปรากฏการณ์ต่างๆ ได้อย่างเหลือเชื่อ ตั้งแต่กระบวนการที่เกิดขึ้นในนิวเคลียสของอะตอมไปจนถึงผลกระทบในระดับมหภาคในอวกาศ

ฟิสิกส์ควอนตัม - ไม่เหมือนกับฟิสิกส์คลาสสิก - การศึกษามีความสำคัญในระดับพื้นฐาน โดยให้การตีความปรากฏการณ์ของความเป็นจริงโดยรอบที่ฟิสิกส์ดั้งเดิมไม่สามารถให้ได้ (เช่น ทำไมอะตอมยังคงเสถียรหรือว่าอนุภาคมูลฐานเป็นมูลฐานจริง ๆ หรือไม่)

ทฤษฎีควอนตัมทำให้เราสามารถอธิบายโลกได้แม่นยำกว่าที่ยอมรับกันก่อนที่จะเริ่มก่อตั้ง

ความสำคัญของควอนตัมฟิสิกส์

การพัฒนาทางทฤษฎีที่ประกอบขึ้นเป็นสาระสำคัญของฟิสิกส์ควอนตัมสามารถนำไปใช้กับการศึกษาทั้งวัตถุในอวกาศขนาดใหญ่เกินจินตนาการและอนุภาคมูลฐานที่เล็กมาก

อิเล็กโทรไดนามิกส์ควอนตัมพาเราเข้าไปอยู่ในโลกของโฟตอนและอิเล็กตรอน โดยมุ่งเน้นที่การศึกษาอันตรกิริยาระหว่างพวกมัน

ทฤษฎีควอนตัมของสสารควบแน่นเพิ่มพูนความรู้ของเราเกี่ยวกับของไหลยิ่งยวด แม่เหล็ก ผลึกเหลว ร่างกายอสัณฐาน คริสตัล และโพลิเมอร์

ภาพที่ 3 ฟิสิกส์ควอนตัมทำให้มนุษยชาติมีคำอธิบายที่ถูกต้องมากขึ้นเกี่ยวกับโลกรอบตัวเรา

การวิจัยทางวิทยาศาสตร์ในช่วงไม่กี่ทศวรรษที่ผ่านมาได้มุ่งเน้นไปที่การศึกษาโครงสร้างควาร์กของอนุภาคมูลฐานภายใต้กรอบของสาขาอิสระของฟิสิกส์ควอนตัม - โครโมไดนามิกส์ควอนตัม.

กลศาสตร์ควอนตัมที่ไม่สัมพันธ์กัน(สิ่งที่อยู่นอกเหนือขอบเขตของทฤษฎีสัมพัทธภาพของไอน์สไตน์) ศึกษาวัตถุขนาดจิ๋วที่เคลื่อนที่ด้วยความเร็วค่อนข้างต่ำ (น้อยกว่า) คุณสมบัติของโมเลกุลและอะตอม โครงสร้างของมัน

เลนส์ควอนตัมมีส่วนร่วมในการศึกษาทางวิทยาศาสตร์ของข้อเท็จจริงที่เกี่ยวข้องกับการแสดงคุณสมบัติควอนตัมของแสง (กระบวนการโฟโตเคมี, ความร้อนและรังสีกระตุ้น, เอฟเฟกต์โฟโตอิเล็กทริก)

ทฤษฎีสนามควอนตัมเป็นส่วนรวมที่รวมแนวคิดของทฤษฎีสัมพัทธภาพและกลศาสตร์ควอนตัม

ทฤษฎีทางวิทยาศาสตร์ที่พัฒนาขึ้นภายใต้กรอบของควอนตัมฟิสิกส์ได้ให้แรงผลักดันอันทรงพลังต่อการพัฒนาควอนตัมอิเล็กทรอนิกส์ เทคโนโลยี ทฤษฎีควอนตัมของของแข็ง วัสดุศาสตร์ และเคมีควอนตัม

หากปราศจากการเกิดขึ้นและการพัฒนาของสาขาความรู้ที่ระบุไว้ คงจะเป็นไปไม่ได้ที่จะสร้างยานอวกาศ เรือตัดน้ำแข็งนิวเคลียร์ การสื่อสารเคลื่อนที่ และสิ่งประดิษฐ์ที่มีประโยชน์อื่นๆ อีกมากมาย

ไม่มีใครเข้าใจว่าจิตสำนึกคืออะไรและทำงานอย่างไร ไม่มีใครเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัมเช่นกัน นี่อาจเป็นมากกว่าเรื่องบังเอิญ? "ฉันไม่สามารถระบุปัญหาที่แท้จริงได้ ดังนั้นฉันจึงสงสัยว่าจะไม่ใช่ปัญหาที่แท้จริง แต่ฉันไม่แน่ใจว่าจะไม่มีปัญหาที่แท้จริง" Richard Feynman นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันกล่าวถึงความขัดแย้งที่น่าฉงนของกลศาสตร์ควอนตัม ปัจจุบัน นักฟิสิกส์ใช้ทฤษฎีนี้เพื่ออธิบายวัตถุที่เล็กที่สุดในจักรวาล แต่เขาสามารถพูดแบบเดียวกันเกี่ยวกับปัญหาที่ซับซ้อนของจิตสำนึก

นักวิทยาศาสตร์บางคนคิดว่าเราเข้าใจจิตสำนึกแล้วหรือว่ามันเป็นเพียงภาพลวงตา แต่สำหรับอีกหลายๆ คน ดูเหมือนว่าเราไม่ได้เข้าใกล้แก่นแท้ของจิตสำนึกเลยด้วยซ้ำ

ปริศนาตลอดกาลที่เรียกว่า "จิตสำนึก" ทำให้นักวิทยาศาสตร์บางคนพยายามอธิบายด้วยฟิสิกส์ควอนตัม แต่ความขยันหมั่นเพียรของพวกเขาพบกับความสงสัยพอสมควรและไม่น่าแปลกใจ: ดูเหมือนว่าไม่มีเหตุผลที่จะอธิบายปริศนาหนึ่งข้อด้วยความช่วยเหลือจากอีกคนหนึ่ง

แต่ความคิดดังกล่าวไม่เคยไร้สาระและไม่ได้มาจากเพดานด้วยซ้ำ

ในแง่หนึ่ง สร้างความไม่พอใจอย่างมากให้กับนักฟิสิกส์ ในตอนแรก จิตใจปฏิเสธที่จะเข้าใจทฤษฎีควอนตัมยุคแรกๆ ยิ่งไปกว่านั้น คอมพิวเตอร์ควอนตัมยังถูกคาดการณ์ว่ามีความสามารถในสิ่งที่คอมพิวเตอร์ทั่วไปไม่สามารถทำได้ มันเตือนเราว่าสมองของเรายังคงมีความสามารถที่เหนือกว่าปัญญาประดิษฐ์ "จิตสำนึกควอนตัม" ถูกเย้ยหยันอย่างกว้างขวางว่าเป็นเรื่องไร้สาระที่ลึกลับ แต่ไม่มีใครสามารถขจัดมันออกไปได้อย่างแน่นอน

กลศาสตร์ควอนตัมเป็นทฤษฎีที่ดีที่สุดที่เรามีที่สามารถอธิบายโลกในระดับอะตอมและอนุภาคย่อยของอะตอมได้ บางทีความลึกลับที่มีชื่อเสียงที่สุดของเธอก็คือข้อเท็จจริงที่ว่าผลของการทดลองควอนตัมสามารถเปลี่ยนแปลงได้ ขึ้นอยู่กับว่าเราจะเลือกวัดคุณสมบัติของอนุภาคที่เกี่ยวข้องหรือไม่

เมื่อผู้บุกเบิกทฤษฎีควอนตัมค้นพบ "ผลกระทบจากผู้สังเกตการณ์" เป็นครั้งแรก พวกเขารู้สึกตื่นตระหนกอย่างจริงจัง ดูเหมือนว่าจะบ่อนทำลายข้อสันนิษฐานที่เป็นหัวใจของวิทยาศาสตร์ทั้งหมด นั่นคือมีโลกที่เป็นปรปักษ์เกิดขึ้นโดยอิสระจากเรา หากโลกมีพฤติกรรมขึ้นอยู่กับว่า - หรือถ้าเรามองมันอย่างไร "ความเป็นจริง" จะหมายถึงอะไร?

นักวิทยาศาสตร์บางคนถูกบังคับให้สรุปว่าความเป็นกลางเป็นภาพลวงตาและจิตสำนึกนั้นต้องมีบทบาทอย่างแข็งขันในทฤษฎีควอนตัม คนอื่นก็ไม่เห็นสามัญสำนึกในนั้น ตัวอย่างเช่น Albert Einstein รู้สึกรำคาญ: ดวงจันทร์มีอยู่จริงเมื่อคุณมองดูเท่านั้นหรือไม่?

วันนี้นักฟิสิกส์บางคนสงสัยว่าไม่ใช่ว่าจิตสำนึกส่งผลต่อกลศาสตร์ควอนตัม ... แต่ต้องขอบคุณมัน พวกเขาคิดว่าเราอาจต้องใช้ทฤษฎีควอนตัมเพื่อทำความเข้าใจว่าสมองทำงานอย่างไร เป็นไปได้ไหมว่าวัตถุควอนตัมสามารถอยู่ในสองแห่งในเวลาเดียวกัน สมองควอนตัมสามารถมีสิ่งที่พิเศษร่วมกันสองอย่างในใจในเวลาเดียวกันได้หรือไม่

ความคิดเหล่านี้เป็นที่ถกเถียงกัน อาจกลายเป็นว่าฟิสิกส์ควอนตัมไม่มีส่วนเกี่ยวข้องกับการทำงานของจิตสำนึก แต่อย่างน้อยพวกเขาก็แสดงให้เห็นว่าทฤษฎีควอนตัมแปลก ๆ ทำให้เราคิดถึงสิ่งแปลก ๆ

วิธีที่ดีที่สุดสำหรับกลศาสตร์ควอนตัมในการเจาะเข้าไปในจิตสำนึกของมนุษย์คือผ่านการทดลองกรีดสองครั้ง ลองนึกภาพลำแสงที่กระทบหน้าจอโดยมีรอยแยกสองเส้นที่เว้นระยะห่างกันอย่างใกล้ชิด แสงส่วนหนึ่งผ่านรอยกรีดและตกกระทบกับหน้าจออื่น

คุณสามารถคิดว่าแสงเป็นคลื่น เมื่อคลื่นผ่านรอยแยกสองช่องดังเช่นในการทดลอง คลื่นเหล่านั้นจะชนกันและรบกวนกัน หากจุดสูงสุดของพวกเขาตรงกัน มันจะเสริมซึ่งกันและกัน ทำให้เกิดเส้นแสงขาวดำเป็นชุดบนหน้าจอสีดำที่สอง

การทดลองนี้ใช้เพื่อแสดงลักษณะคลื่นของแสงมากว่า 200 ปี จนกระทั่งทฤษฎีควอนตัมถือกำเนิดขึ้น จากนั้นทำการทดลองกรีดสองครั้งกับอนุภาคควอนตัม - อิเล็กตรอน สิ่งเหล่านี้คืออนุภาคที่มีประจุขนาดเล็กซึ่งเป็นส่วนประกอบของอะตอม ในทางที่แปลก อนุภาคเหล่านี้สามารถทำตัวเหมือนคลื่นได้ นั่นคือพวกมันจะเกิดการเลี้ยวเบนเมื่อกระแสของอนุภาคผ่านช่องแยกสองช่อง ทำให้เกิดรูปแบบการแทรกสอด

ตอนนี้ สมมติว่าอนุภาคควอนตัมผ่านรอยแยกทีละชิ้น และการมาถึงของอนุภาคเหล่านั้นบนหน้าจอจะถูกสังเกตทีละขั้นตอนด้วย ตอนนี้ไม่มีอะไรที่ชัดเจนว่าจะทำให้อนุภาครบกวนเส้นทางของมัน แต่รูปแบบของการกระทบของอนุภาคจะยังคงแสดงขอบของสัญญาณรบกวน

ทุกอย่างบ่งชี้ว่าแต่ละอนุภาคพร้อมกันผ่านรอยแยกและรบกวนตัวเอง การรวมกันของสองเส้นทางนี้เรียกว่าสถานะของการซ้อนทับ

แต่นี่คือสิ่งที่แปลก

หากเราวางเครื่องตรวจจับไว้ในหรือหลังช่องใดช่องหนึ่ง เราจะทราบได้ว่าอนุภาคผ่านหรือไม่ แต่ในกรณีนี้ การรบกวนจะหายไป ความจริงง่ายๆ ของการสังเกตเส้นทางของอนุภาค - แม้ว่าการสังเกตนั้นไม่ควรรบกวนการเคลื่อนที่ของอนุภาค - เปลี่ยนผลลัพธ์

Pascual Jordan นักฟิสิกส์ที่ทำงานร่วมกับ Niels Bohr กูรูด้านควอนตัมในโคเปนเฮเกนในทศวรรษที่ 1920 กล่าวว่า "การสังเกตไม่เพียงแต่รบกวนสิ่งที่ต้องวัดเท่านั้น แต่ยังเป็นตัวกำหนดว่า... เราบังคับให้อนุภาคควอนตัมเลือกตำแหน่งที่แน่นอน" กล่าวอีกนัยหนึ่ง จอร์แดนกล่าวว่า "เราผลิตหน่วยวัดเอง"

ถ้าเป็นเช่นนั้น ความจริงตามวัตถุประสงค์สามารถถูกโยนออกไปนอกหน้าต่างได้

แต่ความแปลกประหลาดไม่ได้จบลงเพียงแค่นั้น

ถ้าธรรมชาติเปลี่ยนพฤติกรรมขึ้นอยู่กับว่าเรามองหรือไม่ เราอาจจะพยายามโกงมัน ในการทำเช่นนี้ เราสามารถวัดเส้นทางที่อนุภาคใช้เมื่อผ่านช่องแคบคู่ แต่หลังจากผ่านไปแล้วเท่านั้น เมื่อถึงเวลานั้น เธอควรจะ "ตัดสินใจ" ได้แล้วว่าจะไปทางเดียวหรือทั้งสองทาง

John Wheeler นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันเสนอการทดลองดังกล่าวในปี 1970 และในอีกสิบปีข้างหน้าการทดลอง "ทางเลือกที่ล่าช้า" ก็ได้ดำเนินการ มันใช้วิธีการที่ชาญฉลาดในการวัดเส้นทางของอนุภาคควอนตัม (โดยปกติจะเป็นอนุภาคแสง - โฟตอน) หลังจากที่พวกมันเลือกเส้นทางเดียวหรือสองเส้นทางซ้อนกัน

ปรากฎว่าตามที่ Bohr คาดการณ์ไว้ ไม่ว่าเราจะวัดค่าล่าช้าหรือไม่ก็ตามก็ไม่ต่างกัน ตราบเท่าที่เราวัดเส้นทางของโฟตอนไปจนถึงการชนและการลงทะเบียนในเครื่องตรวจจับ จะไม่มีการรบกวนใดๆ ดูเหมือนว่าธรรมชาติ "รู้" ไม่เพียง แต่เมื่อเราแอบดูเท่านั้น แต่ยังรู้เมื่อเราวางแผนที่จะแอบดูด้วย

ยูจีน วิกเนอร์

เมื่อใดก็ตามที่เราค้นพบเส้นทางของอนุภาคควอนตัมในการทดลองเหล่านี้ เมฆของเส้นทางที่เป็นไปได้จะ "บีบอัด" ให้เป็นสถานะเดียวที่กำหนดไว้อย่างดี ยิ่งกว่านั้น การทดลองล่าช้าแสดงให้เห็นว่าการเฝ้าสังเกตโดยปราศจากการแทรกแซงทางกายภาพที่เกิดจากการวัด สามารถทำให้เกิดการยุบตัวได้ นี่หมายความว่าการล่มสลายที่แท้จริงจะเกิดขึ้นก็ต่อเมื่อผลการวัดมาถึงจิตสำนึกของเราเท่านั้น?

ความเป็นไปได้นี้ถูกเสนอขึ้นในช่วงทศวรรษที่ 1930 โดย Eugene Wigner นักฟิสิกส์ชาวฮังการี "จากนี้ไปคำอธิบายควอนตัมของวัตถุได้รับอิทธิพลจากความประทับใจที่เข้าสู่จิตสำนึกของฉัน" เขาเขียน "Solipsism สามารถสอดคล้องกับกลศาสตร์ควอนตัมอย่างมีเหตุผล"

วีลเลอร์รู้สึกขบขันกับความคิดที่ว่าสิ่งมีชีวิตที่สามารถ "สังเกต" ได้เปลี่ยนสิ่งที่เคยเป็นอดีตควอนตัมที่เป็นไปได้มากมายให้กลายเป็นเรื่องราวที่เป็นรูปธรรมเรื่องเดียว ในแง่นี้ Wheeler กล่าวว่า เรากลายเป็นผู้มีส่วนร่วมในวิวัฒนาการของเอกภพตั้งแต่เริ่มต้น เราอยู่ใน "จักรวาลที่มีส่วนร่วม" เขากล่าว

นักฟิสิกส์ยังคงไม่สามารถตัดสินใจเกี่ยวกับการตีความการทดลองควอนตัมเหล่านี้ได้ดีที่สุด และคุณมีสิทธิ์ในระดับหนึ่ง แต่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง ความหมายก็ชัดเจน: จิตสำนึกและกลศาสตร์ควอนตัมมีความเกี่ยวข้องกัน

เริ่มตั้งแต่ทศวรรษที่ 1980 โรเจอร์ เพนโรส นักฟิสิกส์ชาวอังกฤษเสนอว่าความเชื่อมโยงนี้สามารถทำงานในทิศทางอื่นได้ เขากล่าวว่าไม่ว่าจิตสำนึกจะส่งผลต่อกลศาสตร์ควอนตัมหรือไม่ก็ตาม บางทีกลศาสตร์ควอนตัมก็เกี่ยวข้องกับสติ

โรเจอร์ เพนโรส นักฟิสิกส์และนักคณิตศาสตร์

และเพนโรสยังถามด้วยว่า: จะเป็นอย่างไรถ้ามีโครงสร้างโมเลกุลในสมองของเราที่สามารถเปลี่ยนสถานะของมันเพื่อตอบสนองต่อเหตุการณ์ควอนตัมเพียงครั้งเดียว โครงสร้างเหล่านี้สามารถอยู่ในสถานะซ้อนทับเหมือนอนุภาคในการทดลองสลิตคู่ได้หรือไม่ การซ้อนทับควอนตัมเหล่านี้อาจปรากฏขึ้นในวิธีที่เซลล์ประสาทสื่อสารผ่านสัญญาณไฟฟ้าได้หรือไม่?

เป็นไปได้ไหมที่ Penrose กล่าวว่าความสามารถของเราในการรักษาสภาวะทางจิตที่ดูเหมือนจะไม่เข้ากันนั้นไม่ใช่ความผิดปกติในการรับรู้ แต่เป็นผลกระทบทางควอนตัมที่แท้จริง

ท้ายที่สุดแล้ว ดูเหมือนว่าสมองของมนุษย์จะสามารถประมวลผลกระบวนการรับรู้ซึ่งยังห่างไกลเกินความสามารถของคอมพิวเตอร์ดิจิทัล เราอาจสามารถทำงานด้านการคำนวณที่ไม่สามารถทำได้บนคอมพิวเตอร์ทั่วไปโดยใช้ลอจิกดิจิทัลแบบคลาสสิก

เพนโรสเสนอเป็นครั้งแรกว่าผลควอนตัมมีอยู่ในจิตใจของมนุษย์ในหนังสือ The Emperor's New Mind ในปี 1989 แนวคิดหลักของเขาคือ "การลดวัตถุประสงค์แบบบงการ" การลดวัตถุประสงค์ตาม Penrose หมายความว่าการล่มสลายของการรบกวนควอนตัมและการซ้อนทับเป็นกระบวนการทางกายภาพที่แท้จริง เหมือนกับฟองสบู่ที่แตกออก

การลดวัตถุประสงค์ที่จัดทำขึ้นอาศัยสมมติฐานของ Penrose ที่ว่าแรงโน้มถ่วงซึ่งส่งผลต่อวัตถุ เก้าอี้ หรือดาวเคราะห์ในชีวิตประจำวัน ไม่แสดงผลกระทบทางควอนตัม เพนโรสเชื่อว่าการซ้อนทับควอนตัมเป็นไปไม่ได้สำหรับวัตถุที่มีขนาดใหญ่กว่าอะตอม เพราะอิทธิพลจากแรงโน้มถ่วงของวัตถุจะนำไปสู่การมีอยู่ของกาลอวกาศสองแบบที่เข้ากันไม่ได้

Penrose พัฒนาแนวคิดนี้เพิ่มเติมร่วมกับ Stuart Hameroff แพทย์ชาวอเมริกัน ในหนังสือของเขา Shadows of the Mind (1994) เขาเสนอว่าโครงสร้างที่เกี่ยวข้องกับการรับรู้ควอนตัมนี้อาจเป็นเส้นใยโปรตีน - microtubules พบได้ในเซลล์ส่วนใหญ่ของเรา รวมทั้งเซลล์ประสาทในสมอง Penrose และ Hameroff แย้งว่าในระหว่างกระบวนการสั่น ไมโครทูบูลสามารถรับสถานะซ้อนทับควอนตัมได้

แต่ไม่มีอะไรสนับสนุนว่ามันเป็นไปได้

การทดลองที่เสนอในปี 2013 ควรจะสนับสนุนแนวคิดของการซ้อนทับควอนตัมในไมโครทูบูล แต่ในความเป็นจริง การศึกษาเหล่านี้ไม่ได้กล่าวถึงผลกระทบของควอนตัม นอกจากนี้ นักวิจัยส่วนใหญ่เชื่อว่าแนวคิดในการลดวัตถุประสงค์ที่จัดทำขึ้นนั้นถูกหักล้างโดยการศึกษาที่ตีพิมพ์ในปี 2543 Max Tegmark นักฟิสิกส์ได้คำนวณว่าการซ้อนทับกันทางควอนตัมของโมเลกุลที่เกี่ยวข้องกับสัญญาณประสาทไม่สามารถดำรงอยู่ได้แม้แต่ชั่วพริบตาเดียวที่ใช้ในการส่งสัญญาณ

ผลควอนตัม รวมทั้งการทับซ้อน นั้นเปราะบางมากและถูกทำลายในกระบวนการที่เรียกว่าความไม่สัมพันธ์กัน กระบวนการนี้เกิดจากการโต้ตอบของวัตถุควอนตัมกับสภาพแวดล้อม เนื่องจากการรั่วไหลของ "ความเป็นควอนตัม"

ความเชื่อมโยงกันถูกคิดว่าเร็วมากในสภาพแวดล้อมที่อบอุ่นและชื้น เช่น เซลล์ที่มีชีวิต

สัญญาณประสาทเป็นแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าที่เกิดจากการผ่านของอะตอมที่มีประจุไฟฟ้าผ่านผนังเซลล์ประสาท หากอะตอมตัวใดตัวหนึ่งอยู่ในการซ้อนทับแล้วชนกับเซลล์ประสาท Tegmark แสดงว่าการซ้อนทับควรสลายตัวในเวลาน้อยกว่าหนึ่งในพันล้านของพันล้านวินาที เซลล์ประสาทใช้เวลานานกว่าหมื่นล้านล้านเท่าในการส่งสัญญาณ

นั่นคือเหตุผลที่แนวคิดเกี่ยวกับผลควอนตัมในสมองไม่ผ่านการทดสอบของผู้คลางแคลง

แต่เพนโรสยืนยันสมมติฐาน OOR อย่างไม่ลดละ และแม้ว่า Tegmark จะทำนายการเสื่อมสลายอย่างรวดเร็วในเซลล์ของ Tegmark แต่นักวิทยาศาสตร์คนอื่นๆ ก็พบการสำแดงของผลควอนตัมในสิ่งมีชีวิต บางคนโต้แย้งว่ากลศาสตร์ควอนตัมถูกใช้โดยนกอพยพที่ใช้การนำทางด้วยแม่เหล็กและพืชสีเขียว เมื่อพวกเขาใช้แสงแดดเพื่อผลิตน้ำตาลผ่านการสังเคราะห์ด้วยแสง

จากทั้งหมดนี้ ความคิดที่ว่าสมองสามารถใช้กลอุบายควอนตัมไม่ได้หายไปตลอดกาล เพราะพวกเขาพบข้อโต้แย้งอื่นที่เข้าข้างเธอ

ฟอสฟอรัสสามารถรักษาสถานะควอนตัมได้หรือไม่?

ในการศึกษาในปี 2558 แมทธิวฟิชเชอร์นักฟิสิกส์แห่ง UC Santa Barbara แย้งว่าสมองอาจมีโมเลกุลที่สามารถทนต่อการทับซ้อนของควอนตัมที่ทรงพลังกว่าได้ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง เขาเชื่อว่านิวเคลียสของอะตอมของฟอสฟอรัสสามารถมีความสามารถดังกล่าวได้ อะตอมของฟอสฟอรัสพบได้ทุกที่ในเซลล์ที่มีชีวิต พวกเขามักจะอยู่ในรูปของฟอสเฟตไอออนซึ่งอะตอมของฟอสฟอรัสหนึ่งอะตอมรวมกับอะตอมของออกซิเจนสี่อะตอม

ไอออนดังกล่าวเป็นหน่วยพื้นฐานของพลังงานในเซลล์ พลังงานส่วนใหญ่ของเซลล์ถูกเก็บไว้ในโมเลกุล ATP ซึ่งมีลำดับของกลุ่มฟอสเฟตสามกลุ่มที่เกาะติดกับโมเลกุลอินทรีย์ เมื่อฟอสเฟตตัวใดตัวหนึ่งถูกตัดออก พลังงานจะถูกปล่อยออกมาซึ่งเซลล์นำไปใช้

เซลล์มีเครื่องจักรระดับโมเลกุลสำหรับประกอบฟอสเฟตไอออนเป็นกลุ่มและแตกออก ฟิสเชอร์เสนอโครงการโดยให้ฟอสเฟตไอออนสองตัววางซ้อนกันในสถานะที่พันกัน

นิวเคลียสของฟอสฟอรัสมีคุณสมบัติควอนตัม - หมุน - ซึ่งทำให้ดูเหมือนแม่เหล็กขนาดเล็กที่มีขั้วชี้ไปในทิศทางที่แน่นอน ในสถานะพัวพัน การหมุนของนิวเคลียสฟอสฟอรัสหนึ่งขึ้นอยู่กับอีกนิวเคลียส กล่าวอีกนัยหนึ่ง สถานะพัวพันเป็นสถานะซ้อนที่เกี่ยวข้องกับอนุภาคควอนตัมมากกว่าหนึ่งอนุภาค

ฟิชเชอร์กล่าวว่าพฤติกรรมเชิงกลเชิงควอนตัมของสปินนิวเคลียร์เหล่านี้สามารถต้านทานการเสื่อมสภาพได้ เขาเห็นด้วยกับ Tegmark ว่าการสั่นสะเทือนทางควอนตัมที่ Penrose และ Hameroff พูดถึงจะขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมของพวกเขาอย่างมาก และ "แยกตัวออกจากกันเกือบจะในทันที" แต่สปินของนิวเคลียสไม่ได้มีปฏิสัมพันธ์อย่างรุนแรงกับสิ่งรอบข้าง

และพฤติกรรมควอนตัมของการหมุนของนิวเคลียสของฟอสฟอรัสจะต้อง "ป้องกัน" จากความไม่สัมพันธ์กัน

อนุภาคควอนตัมสามารถมีสปินต่างกันได้

สิ่งนี้สามารถเกิดขึ้นได้ ฟิสเชอร์กล่าวว่า ถ้าอะตอมของฟอสฟอรัสรวมเข้าเป็นวัตถุขนาดใหญ่ที่เรียกว่า "โมเลกุลโพสเนอร์" พวกมันเป็นกลุ่มของฟอสเฟตไอออนหกตัวรวมกับแคลเซียมไอออนเก้าตัว มีข้อบ่งชี้บางประการว่าโมเลกุลดังกล่าวอาจมีอยู่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต แต่จนถึงขณะนี้ยังไม่ค่อยน่าเชื่อถือนัก

ในโมเลกุลของ Posner นั้น Fischer ให้เหตุผลว่า ฟอสฟอรัสสปินสามารถต้านทานการเสื่อมสภาพได้เป็นเวลาหนึ่งวันหรือมากกว่านั้น แม้แต่ในเซลล์ของสิ่งมีชีวิต ดังนั้นจึงสามารถส่งผลต่อการทำงานของสมองได้เช่นกัน

แนวคิดก็คือว่าโมเลกุลของ Posner สามารถถูกเซลล์ประสาทยึดไว้ได้ เมื่อเข้าไปข้างในแล้ว โมเลกุลจะส่งสัญญาณไปยังเซลล์ประสาทอีกเซลล์หนึ่งโดยการแตกตัวและปล่อยแคลเซียมไอออน เนื่องจากการพัวพันกันในโมเลกุลของ Posner สัญญาณสองอย่างจึงอาจพัวพันกันได้ ไม่ทางใดก็ทางหนึ่ง มันจะเป็นควอนตัมซ้อนทับของ "ความคิด" “หากการประมวลผลควอนตัมด้วยการหมุนของนิวเคลียร์มีอยู่จริงในสมอง มันจะเป็นปรากฏการณ์ทั่วไปที่เกิดขึ้นตลอดเวลา” ฟิชเชอร์กล่าว

ความคิดนี้เกิดขึ้นกับเขาครั้งแรกเมื่อเขานึกถึงอาการป่วยทางจิต

แคปซูลลิเธียมคาร์บอเนต

"การแนะนำเกี่ยวกับชีวเคมีในสมองของฉันเริ่มต้นขึ้นเมื่อฉันตัดสินใจเมื่อ 3-4 ปีก่อนเพื่อตรวจสอบว่าลิเธียมไอออนมีผลอย่างมากต่อการรักษาความผิดปกติทางจิตอย่างไรและเพราะเหตุใด" ฟิชเชอร์กล่าว

ยาลิเธียมใช้กันอย่างแพร่หลายในการรักษาโรคไบโพลาร์ พวกเขาทำงาน แต่ไม่มีใครรู้ว่าทำไม

“ฉันไม่ได้มองหาคำอธิบายเกี่ยวกับควอนตัม” ฟิชเชอร์กล่าว แต่แล้วเขาก็สะดุดกับกระดาษที่อธิบายว่าการเตรียมลิเธียมมีผลต่างกันอย่างไรต่อพฤติกรรมของหนู ขึ้นอยู่กับรูปแบบหรือ "ไอโซโทป" ของลิเธียมที่ใช้

ในตอนแรกนักวิทยาศาสตร์รู้สึกงงงวย จากมุมมองทางเคมี ไอโซโทปต่างๆ จะทำงานในลักษณะเดียวกัน ดังนั้นหากลิเธียมทำงานเหมือนกับยาทั่วไป ไอโซโทปต่างๆ ก็ควรมีผลเช่นเดียวกัน

เซลล์ประสาทเชื่อมต่อกับไซแนปส์

แต่ฟิชเชอร์ตระหนักว่านิวเคลียสของอะตอมของไอโซโทปลิเธียมที่แตกต่างกันสามารถมีสปินต่างกันได้ คุณสมบัติทางควอนตัมนี้อาจส่งผลต่อการทำงานของยาที่ใช้ลิเธียม ตัวอย่างเช่น ถ้าลิเธียมแทนที่แคลเซียมในโมเลกุลของ Posner สปินของลิเธียมอาจส่งผลต่ออะตอมของฟอสฟอรัสและป้องกันไม่ให้พวกมันพันกัน

หากเป็นเช่นนั้นจริง ก็อธิบายได้ว่าทำไมลิเธียมจึงสามารถรักษาโรคไบโพลาร์ได้

ในขณะนี้ คำแนะนำของ Fisher ไม่มีอะไรมากไปกว่าแนวคิดที่น่าสนใจ แต่มีหลายวิธีในการตรวจสอบ ตัวอย่างเช่น การหมุนของฟอสฟอรัสในโมเลกุลของ Posner สามารถรักษาการเชื่อมโยงกันของควอนตัมได้เป็นเวลานาน นี่คือฟิชเชอร์และวางแผนที่จะตรวจสอบต่อไป

ถึงกระนั้นเขาก็ระวังที่จะเชื่อมโยงกับแนวคิดก่อนหน้านี้เกี่ยวกับ "จิตสำนึกควอนตัม" ซึ่งเขาคิดว่าเป็นการเก็งกำไรที่ดีที่สุด

สติเป็นสิ่งที่ลึกลับลึกล้ำ

นักฟิสิกส์ไม่ชอบอยู่ในทฤษฎีของตัวเอง หลายคนหวังว่าจิตสำนึกและสมองสามารถดึงออกมาจากทฤษฎีควอนตัมได้ และอาจในทางกลับกัน แต่เราไม่รู้ว่าสติคืออะไร ไม่ต้องพูดถึงความจริงที่ว่าเราไม่มีทฤษฎีที่อธิบายมัน

ยิ่งไปกว่านั้น ในบางครั้งยังมีเสียงตะโกนดังขึ้นว่ากลศาสตร์ควอนตัมจะช่วยให้เราควบคุมกระแสจิตและพลังจิตได้ (และแม้ว่าบางส่วนในเชิงลึกของแนวคิดนี้อาจเป็นเรื่องจริง แต่ผู้คนก็เข้าใจทุกอย่างตามตัวอักษร) ดังนั้น นักฟิสิกส์มักกลัวที่จะกล่าวถึงคำว่า "ควอนตัม" และ "จิตสำนึก" ในประโยคเดียวกัน

ในปี 2559 เอเดรียน เคนท์แห่งมหาวิทยาลัยเคมบริดจ์ในสหราชอาณาจักร หนึ่งใน "นักปรัชญาควอนตัม" ที่ได้รับการยอมรับมากที่สุด เสนอว่าจิตสำนึกสามารถเปลี่ยนพฤติกรรมของระบบควอนตัมด้วยวิธีที่ละเอียดอ่อนแต่ตรวจจับได้ Kent ระมัดระวังในคำพูดของเขามาก "ไม่มีเหตุผลที่น่าเชื่อถือที่จะเชื่อว่าทฤษฎีควอนตัมเป็นทฤษฎีที่เหมาะสมที่จะนำมาซึ่งทฤษฎีจิตสำนึก หรือว่าปัญหาของทฤษฎีควอนตัมควรตัดกันกับปัญหาของจิตสำนึก" เขายอมรับ

แต่เขาเสริมว่ามันไม่สามารถเข้าใจได้อย่างสมบูรณ์ว่าคน ๆ หนึ่งสามารถได้รับคำอธิบายของจิตสำนึกได้อย่างไร โดยอิงจากฟิสิกส์ก่อนควอนตัมเพียงอย่างเดียว จะอธิบายคุณสมบัติและคุณสมบัติทั้งหมดของมันได้อย่างไร

เราไม่เข้าใจว่าความคิดทำงานอย่างไร

คำถามหนึ่งที่น่าตื่นเต้นเป็นพิเศษคือ จิตสำนึกของเราสามารถสัมผัสกับความรู้สึกพิเศษต่างๆ เช่น สีแดงหรือกลิ่นของเนื้อย่างได้อย่างไร ยกเว้นคนที่มีความบกพร่องทางการมองเห็น เราทุกคนรู้ว่าสีแดงมีหน้าตาเป็นอย่างไร แต่เราไม่สามารถบรรยายความรู้สึกได้ และไม่มีอะไรในฟิสิกส์ที่สามารถบอกเราได้ว่ามันมีหน้าตาเป็นอย่างไร

ความรู้สึกเช่นนี้เรียกว่า qualia เรามองว่ามันเป็นคุณสมบัติที่รวมเป็นหนึ่งของโลกภายนอก แต่ในความเป็นจริงแล้วพวกมันเป็นผลผลิตจากจิตสำนึกของเรา - และนี่เป็นเรื่องยากที่จะอธิบาย ในปี 1995 นักปรัชญา David Chalmers เรียกสิ่งนี้ว่า "ปัญหาหนัก" ของจิตสำนึก

"ห่วงโซ่ทางจิตใด ๆ เกี่ยวกับการเชื่อมต่อของจิตสำนึกกับฟิสิกส์จะนำไปสู่ปัญหาร้ายแรง" เคนท์กล่าว

สิ่งนี้กระตุ้นให้เขาเสนอว่า "เราสามารถสร้างความคืบหน้าในการทำความเข้าใจปัญหาของวิวัฒนาการของจิตสำนึกได้ ถ้าเราอนุญาต

กล่าวอีกนัยหนึ่ง สมองสามารถมีอิทธิพลต่อผลการวัดได้

จากมุมมองนี้ มันไม่ได้กำหนดว่า "อะไรจริง" แต่อาจส่งผลต่อความเป็นไปได้ที่แต่ละความเป็นจริงที่เป็นไปได้ที่กำหนดโดยกลศาสตร์ควอนตัมจะถูกสังเกต แม้แต่ทฤษฎีควอนตัมเองก็ไม่สามารถทำนายสิ่งนี้ได้ และเคนท์คิดว่าเราสามารถค้นหาอาการดังกล่าวได้จากการทดลอง แม้แต่ประเมินโอกาสในการค้นหาอย่างกล้าหาญ

“ฉันเดาด้วยความมั่นใจ 15 เปอร์เซ็นต์ว่าจิตสำนึกทำให้เกิดการเบี่ยงเบนจากทฤษฎีควอนตัม และอีก 3 เปอร์เซ็นต์ที่เราจะทำการทดลองเพื่อยืนยันสิ่งนี้ในอีก 50 ปีข้างหน้า” เขากล่าว

ถ้าสิ่งนี้เกิดขึ้น โลกจะไม่เหมือนเดิมอีกต่อไป และสำหรับสิ่งนั้น มันคุ้มค่าที่จะสำรวจ

แน่นอนคุณเคยได้ยินหลายครั้ง เกี่ยวกับความลึกลับที่อธิบายไม่ได้ของฟิสิกส์ควอนตัมและกลศาสตร์ควอนตัม. กฎของมันดึงดูดใจด้วยเวทย์มนต์และแม้แต่นักฟิสิกส์เองก็ยอมรับว่าพวกเขาไม่เข้าใจมันอย่างถ่องแท้ ในแง่หนึ่งมันเป็นเรื่องแปลกที่จะเข้าใจกฎหมายเหล่านี้ แต่ในทางกลับกันไม่มีเวลาอ่านหนังสือหลายเล่มและซับซ้อนเกี่ยวกับฟิสิกส์ ฉันเข้าใจคุณมากเพราะฉันรักความรู้และการค้นหาความจริงเช่นกัน แต่มีเวลาไม่เพียงพอสำหรับหนังสือทั้งหมด คุณไม่ได้อยู่คนเดียว มีคนอยากรู้อยากเห็นจำนวนมากพิมพ์ในบรรทัดค้นหา: "ฟิสิกส์ควอนตัมสำหรับหุ่น, กลศาสตร์ควอนตัมสำหรับหุ่น, ฟิสิกส์ควอนตัมสำหรับผู้เริ่มต้น, กลศาสตร์ควอนตัมสำหรับผู้เริ่มต้น, พื้นฐานของฟิสิกส์ควอนตัม, พื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัม, ฟิสิกส์ควอนตัมสำหรับเด็ก กลศาสตร์ควอนตัมคืออะไร" โพสต์นี้เหมาะสำหรับคุณ.

คุณจะเข้าใจแนวคิดพื้นฐานและความขัดแย้งของฟิสิกส์ควอนตัม จากบทความคุณจะได้เรียนรู้:

• ฟิสิกส์ควอนตัมและกลศาสตร์ควอนตัมคืออะไร?
• การรบกวนคืออะไร?
• การพัวพันควอนตัมคืออะไร (หรือการเคลื่อนย้ายด้วยควอนตัมสำหรับหุ่น) (ดูบทความ)
• การทดลองทางความคิดของแมวชโรดิงเงอร์คืออะไร? (ดูบทความ)

กลศาสตร์ควอนตัมเป็นส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ควอนตัม

เหตุใดจึงยากที่จะเข้าใจศาสตร์เหล่านี้ คำตอบนั้นง่ายมาก: ฟิสิกส์ควอนตัมและกลศาสตร์ควอนตัม (ส่วนหนึ่งของฟิสิกส์ควอนตัม) ศึกษากฎของไมโครเวิร์ล และกฎเหล่านี้แตกต่างอย่างสิ้นเชิงกับกฎของจักรวาลของเรา ดังนั้นจึงเป็นเรื่องยากสำหรับเราที่จะจินตนาการว่าเกิดอะไรขึ้นกับอิเล็กตรอนและโฟตอนในพิภพขนาดเล็ก

ตัวอย่างความแตกต่างระหว่างกฎของมาโครและไมโครเวิร์ล: ในจักรวาลของเรา ถ้าคุณใส่ลูกบอลลงในกล่องใดกล่องหนึ่งจาก 2 กล่อง กล่องหนึ่งจะว่างเปล่า และอีกกล่องหนึ่งจะเป็นลูกบอล แต่ในพิภพเล็ก ๆ (ถ้าแทนลูกบอล - อะตอม) อะตอมสามารถอยู่ในสองกล่องพร้อมกัน สิ่งนี้ได้รับการยืนยันจากการทดลองซ้ำแล้วซ้ำอีก ไม่ยากหรอกที่จะใส่ไว้ในหัวของคุณ? แต่คุณไม่สามารถโต้เถียงกับข้อเท็จจริง

อีกหนึ่งตัวอย่างคุณถ่ายภาพรถสปอร์ตสีแดงที่แข่งกันอย่างรวดเร็ว และในภาพคุณเห็นแถบแนวนอนพร่ามัว ราวกับว่ารถ ณ เวลาที่ถ่ายภาพนั้นมาจากหลายจุดในอวกาศ แม้ว่าคุณจะเห็นอะไรในภาพ แต่คุณยังคงแน่ใจว่ารถคันนั้นอยู่ในช่วงเวลาที่คุณถ่ายภาพ ในที่ใดที่หนึ่งในอวกาศ. ไม่เป็นเช่นนั้นในโลกไมโคร อิเล็กตรอนที่หมุนรอบนิวเคลียสของอะตอมไม่ได้หมุนจริง แต่ ตั้งอยู่พร้อมกันทุกจุดของทรงกลมรอบนิวเคลียสของอะตอม เหมือนปุยนุ่นที่ม้วนเป็นก้อนกลมๆ แนวคิดนี้ในทางฟิสิกส์เรียกว่า "คลาวด์อิเล็กทรอนิกส์" .

การพูดนอกเรื่องเล็กน้อยในประวัติศาสตร์เป็นครั้งแรกที่นักวิทยาศาสตร์นึกถึงโลกควอนตัมเมื่อในปี 1900 Max Planck นักฟิสิกส์ชาวเยอรมันพยายามหาคำตอบว่าทำไมโลหะถึงเปลี่ยนสีเมื่อถูกความร้อน เขาเป็นผู้แนะนำแนวคิดของควอนตัม ก่อนหน้านั้น นักวิทยาศาสตร์คิดว่าแสงเดินทางอย่างต่อเนื่อง คนแรกที่ให้ความสำคัญกับการค้นพบของ Planck อย่างจริงจังคือ Albert Einstein ที่ไม่รู้จัก เขาตระหนักว่าแสงไม่ได้เป็นเพียงคลื่นเท่านั้น บางครั้งมันก็ทำตัวเหมือนอนุภาค ไอน์สไตน์ได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบว่าแสงถูกปล่อยออกมาเป็นส่วน ๆ หรือควอนตัม ควอนตัมของแสงเรียกว่า โฟตอน ( โฟตอน, วิกิพีเดีย) .

เพื่อให้เข้าใจกฎของควอนตัมได้ง่ายขึ้น ฟิสิกส์และ กลศาสตร์ (วิกิพีเดีย)ในแง่หนึ่ง จำเป็นต้องแยกออกจากกฎของฟิสิกส์คลาสสิกที่เราคุ้นเคย และจินตนาการว่าคุณดำดิ่งลงไปในโพรงกระต่ายเหมือนอลิซ เข้าไปในแดนมหัศจรรย์

และนี่คือการ์ตูนสำหรับเด็กและผู้ใหญ่พูดคุยเกี่ยวกับการทดลองพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัมด้วยสลิต 2 อันและผู้สังเกตการณ์ ใช้เวลาเพียง 5 นาที ดูก่อนที่เราจะเจาะลึกคำถามพื้นฐานและแนวคิดของฟิสิกส์ควอนตัม

วิดีโอควอนตัมฟิสิกส์สำหรับหุ่นจำลอง. ในการ์ตูน ให้ความสนใจกับ "ตา" ของผู้สังเกตการณ์ มันกลายเป็นปริศนาที่ร้ายแรงสำหรับนักฟิสิกส์

การรบกวนคืออะไร?

ในตอนต้นของการ์ตูนโดยใช้ตัวอย่างของของเหลวแสดงให้เห็นว่าคลื่นมีพฤติกรรมอย่างไร - แถบแนวตั้งสีเข้มและสีอ่อนสลับกันปรากฏบนหน้าจอด้านหลังจานที่มีช่อง และในกรณีที่อนุภาคที่ไม่ต่อเนื่องกัน (เช่น ก้อนกรวด) ถูก "ยิง" ที่จาน อนุภาคเหล่านั้นจะบินผ่านช่อง 2 ช่องและชนหน้าจอตรงข้ามกับช่อง และ "วาด" บนหน้าจอเพียง 2 แถบแนวตั้ง

การรบกวนของแสง- นี่คือพฤติกรรม "คลื่น" ของแสง เมื่อมีแถบแนวตั้งสว่างและมืดสลับกันจำนวนมากแสดงบนหน้าจอ และแถบแนวตั้งเหล่านั้น เรียกว่ารูปแบบการรบกวน.

ในจักรวาลมหภาคของเรา เรามักสังเกตเห็นว่าแสงมีพฤติกรรมเหมือนคลื่น หากคุณวางมือไว้ข้างหน้าเทียน บนผนังจะไม่มีเงาที่ชัดเจนจากมือ แต่จะมีรูปทรงที่พร่ามัว

ดังนั้นจึงไม่ใช่เรื่องยากเลย! ตอนนี้ค่อนข้างชัดเจนสำหรับเราแล้วว่าแสงมีลักษณะเป็นคลื่นและหากช่อง 2 ช่องสว่างด้วยแสงเราจะเห็นรูปแบบการรบกวนบนหน้าจอด้านหลัง พิจารณาการทดลองครั้งที่ 2 นี่คือการทดลอง Stern-Gerlach ที่มีชื่อเสียง (ซึ่งดำเนินการในช่วงทศวรรษที่ 20 ของศตวรรษที่ผ่านมา)

ในการติดตั้งที่อธิบายไว้ในการ์ตูน พวกมันไม่ได้ส่องแสง แต่ "ยิง" ด้วยอิเล็กตรอน (เป็นอนุภาคแยกกัน) จากนั้นในตอนต้นของศตวรรษที่ผ่านมา นักฟิสิกส์ทั่วโลกเชื่อว่าอิเล็กตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานของสสารและไม่ควรมีลักษณะของคลื่น แต่เหมือนกับก้อนกรวด ท้ายที่สุดแล้ว อิเล็กตรอนเป็นอนุภาคมูลฐานของสสาร จริงไหม? นั่นคือหากพวกเขาถูก "โยน" เป็น 2 ช่องเช่นก้อนกรวดบนหน้าจอด้านหลังช่องเราควรเห็นแถบแนวตั้ง 2 แถบ

แต่…ผลลัพธ์ที่ได้นั้นน่าทึ่งมาก นักวิทยาศาสตร์เห็นรูปแบบการรบกวน - แถบแนวตั้งจำนวนมาก นั่นคืออิเล็กตรอนเช่นเดียวกับแสงสามารถมีลักษณะของคลื่นได้เช่นกัน พวกมันสามารถรบกวนได้ ในทางกลับกัน เห็นได้ชัดว่าแสงไม่ได้เป็นเพียงคลื่นเท่านั้น แต่ยังเป็นอนุภาคด้วย - โฟตอน (จากภูมิหลังทางประวัติศาสตร์ในตอนต้นของบทความ เราได้เรียนรู้ว่า Einstein ได้รับรางวัลโนเบลจากการค้นพบครั้งนี้)

คุณอาจจำได้ว่าที่โรงเรียนเราได้รับการบอกเล่าเกี่ยวกับวิชาฟิสิกส์ "ความเป็นคู่ของคลื่นอนุภาค"? หมายความว่าเมื่อพูดถึงอนุภาคขนาดเล็กมาก (อะตอม อิเล็กตรอน) ของไมโครเวิร์ลแล้ว พวกมันเป็นทั้งคลื่นและอนุภาค

วันนี้คุณและฉันฉลาดมากและเข้าใจว่าการทดลอง 2 ครั้งที่อธิบายไว้ข้างต้น - การยิงอิเล็กตรอนและช่องส่องสว่างด้วยแสง - เป็นการทดลองเดียวกัน เนื่องจากเรากำลังยิงอนุภาคควอนตัมที่รอยแยก ตอนนี้เรารู้แล้วว่าทั้งแสงและอิเล็กตรอนเป็นธรรมชาติของควอนตัม พวกมันเป็นทั้งคลื่นและอนุภาคในเวลาเดียวกัน และในตอนต้นของศตวรรษที่ 20 ผลการทดลองนี้เป็นที่ฮือฮา

ความสนใจ! ตอนนี้เรามาดูประเด็นที่ลึกซึ้งยิ่งขึ้น

เราส่องแสงบนช่องของเราด้วยโฟตอน (อิเล็กตรอน) - และเราเห็นรูปแบบการรบกวน (แถบแนวตั้ง) ด้านหลังช่องบนหน้าจอ มันเป็นที่ชัดเจน. แต่เราสนใจที่จะดูว่าอิเล็กตรอนแต่ละตัวบินผ่านช่องได้อย่างไร

สันนิษฐานว่าอิเล็กตรอนตัวหนึ่งบินไปทางช่องซ้ายและอีกตัวไปทางขวา แต่จากนั้นแถบแนวตั้ง 2 แถบควรปรากฏบนหน้าจอตรงข้ามกับช่อง เหตุใดจึงมีรูปแบบสัญญาณรบกวน บางทีอิเล็กตรอนอาจมีปฏิสัมพันธ์ซึ่งกันและกันบนหน้าจอหลังจากบินผ่านรอยแยก และผลที่ได้คือรูปแบบคลื่นดังกล่าว เราจะปฏิบัติตามนี้ได้อย่างไร?

เราจะไม่โยนอิเล็กตรอนในลำแสง แต่ทีละตัว ทิ้งเลย รอ ทิ้งอันต่อไป ตอนนี้เมื่ออิเล็กตรอนบินเพียงลำพัง ก็จะไม่สามารถโต้ตอบบนหน้าจอกับอิเล็กตรอนอื่นๆ ได้อีกต่อไป เราจะลงทะเบียนบนหน้าจอแต่ละอิเล็กตรอนหลังจากการโยน แน่นอนหนึ่งหรือสองจะไม่ "วาดภาพ" ที่ชัดเจนสำหรับเรา แต่เมื่อเราส่งพวกมันจำนวนมากเข้าไปในสล็อตทีละตัวเราจะสังเกตเห็นว่า ... โอ้สยองขวัญ - พวกเขา "วาด" รูปแบบคลื่นรบกวนอีกครั้ง!

เราเริ่มบ้าขึ้นเรื่อยๆ ท้ายที่สุด เราคาดว่าจะมีแถบแนวตั้ง 2 แถบตรงข้ามช่อง! ปรากฎว่าเมื่อเราโยนโฟตอนทีละตัว แต่ละโฟตอนจะผ่านช่อง 2 ช่องในเวลาเดียวกันและรบกวนตัวเอง นิยาย! เราจะกลับไปที่คำอธิบายของปรากฏการณ์นี้ในหัวข้อถัดไป

การหมุนและการซ้อนทับคืออะไร?

ตอนนี้เรารู้แล้วว่าสัญญาณรบกวนคืออะไร นี่คือพฤติกรรมคลื่นของอนุภาคขนาดเล็ก - โฟตอน อิเล็กตรอน และอนุภาคขนาดเล็กอื่นๆ (ต่อจากนี้ไปเราจะเรียกว่าโฟตอนเพื่อให้เข้าใจง่ายขึ้น)

ผลจากการทดลอง เมื่อเราโยนโฟตอน 1 ตัวเข้าไปในช่องสลิต 2 ช่อง เรารู้ว่ามันบินราวกับว่าบินผ่านช่องสลิต 2 ช่องในเวลาเดียวกัน จะอธิบายรูปแบบการรบกวนบนหน้าจอได้อย่างไร

แต่จะจินตนาการภาพที่โฟตอนที่บินผ่านรอยแยกสองช่องพร้อมกันได้อย่างไร มี 2 ​​ตัวเลือก

• ตัวเลือกที่ 1:โฟตอนเหมือนคลื่น (เช่นน้ำ) "ลอย" ผ่านรอยแยก 2 ช่องในเวลาเดียวกัน
• ตัวเลือกที่ 2:โฟตอนเช่นอนุภาคบินพร้อมกันใน 2 วิถี (ไม่ใช่สอง แต่ทั้งหมดในคราวเดียว)

โดยหลักการแล้ว ข้อความเหล่านี้เทียบเท่ากัน เรามาถึง "เส้นทางอินทิกรัล" แล้ว นี่คือสูตรของกลศาสตร์ควอนตัมของ Richard Feynman

โดยวิธีการที่แน่นอน ริชาร์ด ไฟน์แมนเป็นสำนวนที่รู้จักกันดีว่า เราพูดได้อย่างมั่นใจว่าไม่มีใครเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัม

แต่การแสดงออกถึงผลงานของเขาในช่วงต้นศตวรรษนี้ แต่ตอนนี้เราฉลาดแล้ว และเรารู้ว่าโฟตอนสามารถทำงานเป็นทั้งอนุภาคและคลื่นได้ ว่าเขาสามารถบินพร้อมกันผ่าน 2 ช่องอย่างที่เราเข้าใจไม่ได้ในทางใดทางหนึ่ง ดังนั้นจึงเป็นเรื่องง่ายสำหรับเราที่จะเข้าใจข้อความสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัมต่อไปนี้:

พูดอย่างเคร่งครัด กลศาสตร์ควอนตัมบอกเราว่าพฤติกรรมโฟตอนนี้เป็นกฎ ไม่ใช่ข้อยกเว้น ตามกฎแล้ว อนุภาคควอนตัมใดๆ จะอยู่ในหลายสถานะหรือหลายจุดในอวกาศพร้อมๆ กัน

วัตถุของมาโครเวิร์ลสามารถอยู่ในสถานที่เฉพาะแห่งเดียวเท่านั้นและในสถานะเฉพาะเท่านั้น แต่อนุภาคควอนตัมมีอยู่ตามกฎหมายของมันเอง และเธอไม่สนใจว่าเราจะไม่เข้าใจพวกเขา นี่คือประเด็น

เรายังคงต้องยอมรับเป็นสัจพจน์ง่ายๆ ว่า "การซ้อนทับ" ของวัตถุควอนตัมหมายความว่าวัตถุสามารถอยู่บนวิถีโคจร 2 หรือมากกว่าในเวลาเดียวกัน ที่ 2 จุดหรือมากกว่านั้นในเวลาเดียวกัน

เช่นเดียวกับพารามิเตอร์โฟตอนอื่น - สปิน (โมเมนตัมเชิงมุมของมันเอง) สปินเป็นเวกเตอร์ วัตถุควอนตัมสามารถถูกมองว่าเป็นแม่เหล็กขนาดเล็ก เราคุ้นเคยกับข้อเท็จจริงที่ว่าเวกเตอร์แม่เหล็ก (สปิน) ชี้ขึ้นหรือลง แต่อิเล็กตรอนหรือโฟตอนบอกเราอีกครั้งว่า: "พวกเราไม่สนใจว่าคุณเคยชินกับอะไร เราสามารถอยู่ในสถานะสปินทั้งสองสถานะพร้อมกัน (เวกเตอร์ขึ้นและเวกเตอร์ลง) เช่นเดียวกับที่เราอยู่ในวิถีโคจร 2 ทิศทาง พร้อมกันหรือพร้อมกัน 2 จุด!

"การวัด" หรือ "การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น" คืออะไร?

มันยังคงอยู่สำหรับเราเล็กน้อย - เพื่อทำความเข้าใจว่า "การวัด" คืออะไรและ "การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น" คืออะไร

ฟังก์ชันคลื่นเป็นคำอธิบายสถานะของวัตถุควอนตัม (โฟตอนหรืออิเล็กตรอนของเรา)

สมมุติว่าเรามีอิเล็คตรอน มันจะบินเข้าหาตัวมันเอง ในสภาวะที่ไม่แน่นอน การหมุนของมันจะพุ่งขึ้นและลงพร้อมกัน. เราต้องวัดสภาพของเขา

ลองวัดโดยใช้สนามแม่เหล็ก: อิเล็กตรอนที่หมุนไปในทิศทางของสนามจะเบี่ยงเบนไปในทิศทางหนึ่ง และอิเล็กตรอนที่มีการหมุนเข้าหาสนามจะเบี่ยงเบนไปในทิศทางอื่น โฟตอนยังสามารถส่งไปยังฟิลเตอร์โพลาไรซ์ หากสปิน (โพลาไรเซชัน) ของโฟตอนเป็น +1 ก็จะผ่านตัวกรอง และถ้าเป็น -1 ก็จะไม่ผ่าน

หยุด! นี่คือที่ซึ่งคำถามเกิดขึ้นอย่างหลีกเลี่ยงไม่ได้:ก่อนการวัด อิเล็กตรอนไม่ได้มีทิศทางการหมุนเฉพาะใดๆ ใช่ไหม เขาอยู่ในสถานะทั้งหมดในเวลาเดียวกันหรือไม่?

นี่คือเคล็ดลับและความรู้สึกของกลศาสตร์ควอนตัม. ตราบใดที่คุณไม่ได้วัดสถานะของวัตถุควอนตัม วัตถุนั้นสามารถหมุนไปในทิศทางใดก็ได้ (มีเวกเตอร์โมเมนตัมเชิงมุมในทิศทางใดก็ได้ - สปิน) แต่ในขณะที่คุณวัดสถานะของเขา ดูเหมือนว่าเขากำลังตัดสินใจว่าจะใช้สปินเวคเตอร์แบบใด

วัตถุควอนตัมนี้เจ๋งมาก - มันตัดสินใจเกี่ยวกับสถานะของมันและเราไม่สามารถคาดเดาล่วงหน้าได้ว่ามันจะตัดสินใจอย่างไรเมื่อมันบินเข้าไปในสนามแม่เหล็กที่เราวัดมัน ความน่าจะเป็นที่เขาตัดสินใจให้เวกเตอร์สปิน "ขึ้น" หรือ "ลง" คือ 50 ถึง 50% แต่ทันทีที่เขาตัดสินใจ เขาก็อยู่ในสถานะหนึ่งที่มีทิศทางการหมุนเฉพาะ เหตุผลในการตัดสินใจของเขาคือ "มิติ" ของเรา!

สิ่งนี้เรียกว่า " การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น". ฟังก์ชันคลื่นก่อนการวัดค่าไม่มีกำหนด เช่น เวกเตอร์การหมุนของอิเล็กตรอนพร้อมกันในทุกทิศทาง หลังจากการตรวจวัด อิเล็กตรอนจะกำหนดทิศทางของเวกเตอร์การหมุนของมัน

ความสนใจ! การเชื่อมโยงตัวอย่างที่ยอดเยี่ยมจากจักรวาลของเราเพื่อความเข้าใจ:

หมุนเหรียญบนโต๊ะเหมือนลูกข่าง ในขณะที่เหรียญกำลังหมุน มันไม่มีความหมายเฉพาะ - หัวหรือก้อย แต่ทันทีที่คุณตัดสินใจ "วัด" ค่านี้และใช้มือตบเหรียญ นี่คือจุดที่คุณจะได้รับสถานะเฉพาะของเหรียญ - หัวหรือก้อย ตอนนี้ลองนึกภาพว่าเหรียญนี้เป็นตัวตัดสินว่าค่าใดที่จะ "แสดง" ให้คุณเห็น - หัวหรือก้อย อิเล็กตรอนมีพฤติกรรมใกล้เคียงกัน

ตอนนี้จำการทดลองที่แสดงในตอนท้ายของการ์ตูน เมื่อโฟตอนผ่านรอยแยก พวกมันจะทำตัวเหมือนคลื่นและแสดงรูปแบบการรบกวนบนหน้าจอ และเมื่อนักวิทยาศาสตร์ต้องการแก้ไข (วัด) ช่วงเวลาที่โฟตอนผ่านรอยแยกและวาง "ผู้สังเกตการณ์" ไว้ด้านหลังหน้าจอ โฟตอนก็เริ่มทำตัวไม่เหมือนคลื่น แต่เหมือนเป็นอนุภาค และ “วาด” แถบแนวตั้ง 2 เส้นบนหน้าจอ เหล่านั้น. ในช่วงเวลาของการวัดหรือการสังเกต วัตถุควอนตัมจะเป็นผู้เลือกเองว่าควรอยู่ในสถานะใด

นิยาย! มันไม่ได้เป็น?

แต่นั่นไม่ใช่ทั้งหมด ในที่สุดเราก็ ที่น่าสนใจที่สุด

แต่ ... สำหรับฉันแล้วดูเหมือนว่าจะมีข้อมูลมากเกินไปดังนั้นเราจะพิจารณา 2 แนวคิดนี้ในโพสต์แยกต่างหาก:

• อะไร ?
• การทดลองทางความคิดคืออะไร

และตอนนี้คุณต้องการข้อมูลที่จะวางบนชั้นวางหรือไม่? ชมสารคดีที่ผลิตโดยสถาบันฟิสิกส์เชิงทฤษฎีแห่งแคนาดา ภายใน 20 นาที เนื้อหาจะบอกคุณสั้นๆ และตามลำดับเวลาเกี่ยวกับการค้นพบฟิสิกส์ควอนตัมทั้งหมด โดยเริ่มจากการค้นพบพลังค์ในปี 1900 จากนั้นพวกเขาจะบอกคุณว่าการพัฒนาเชิงปฏิบัติใดที่กำลังดำเนินการอยู่บนพื้นฐานของความรู้ฟิสิกส์ควอนตัม ตั้งแต่นาฬิกาอะตอมที่แม่นยำที่สุดไปจนถึงการคำนวณที่รวดเร็วเป็นพิเศษของคอมพิวเตอร์ควอนตัม ฉันขอแนะนำให้ดูหนังเรื่องนี้

แล้วพบกันใหม่!

ฉันขอให้คุณมีแรงบันดาลใจสำหรับแผนการและโครงการทั้งหมดของคุณ!

ป.ล.2 เขียนคำถามและความคิดของคุณในความคิดเห็น เขียนคำถามอื่น ๆ ที่คุณสนใจเกี่ยวกับฟิสิกส์ควอนตัม

ป.ล.3 สมัครสมาชิกบล็อก - แบบฟอร์มสมัครสมาชิกใต้บทความ