Teško je prevariti intuiciju da tamo vani postoji stvarnost, tačnije objektivni fizički svijet. Ako vidim kišobran na vrhu police, pretpostavljam da i vi vidite. A ako ne pogledam u kišobran, očekujem da će tamo ostati sve dok ga niko ne ukrade.
Ali teorija kvantne mehanike, koja upravlja mikro-svijetom atoma i čestica, ugrožava ovaj zdravorazumski pogled.
Prema kvantnoj teoriji, svaki sistem, kao što je čestica, može se opisati talasnom funkcijom, koja evoluira tokom vremena. Talasna funkcija dozvoljava česticama da zadrže više kontradiktornih karakteristika, kao što je da se nalaze na nekoliko različitih mjesta odjednom – i to nazivamo superpozicija. Ali čudno, ovo je samo slučaj onda kada niko ne gleda.
Iako svaka potencijalna lokacija u superpoziciji ima određenu vjerovatnoću da se pojavi, čim je promatrate, čestica nasumično bira jednu od lokacija – izazeći iz prethodne superpozicije.
Fizičari to često nazivaju kolapsom valne funkcije. Ali, zašto bi se priroda ponašala drugačije u zavisnosti od toga da li gledamo ili ne? I zašto bi to bilo nasumično?
„Ako želite da objasnite sve što možemo da uočimo u našim eksperimentima bez slučajnosti, morate proći kroz neka zaista čudna i dugotrajna objašnjenja koja su mi mnogo neprijatnija“, tvrdi Marcus Huber, profesor kvantnih informacija na Tehničkom fakultetu Univerziteta u Beču.
I zaista, možete se riješiti slučajnosti ako prihvatite da budućnost može utjecati na prošlost, da postoji više od jednog ishoda za svako mjerenje ili da je sve u svemiru unaprijed određeno od zore vremena.
Još jedan od problema je da kvantna mehanika čini da se pojavljuju suprotstavljene činjenice. Zamislite naučnicu Lizu unutar laboratorije koja mjeri položaj čestice.
Prije nego što njen kolega Nikhil pokuca na vrata laboratorije i pita koji rezultat je vidjela, kvantna mehanika bi taj rezultat mogla opisati kao superpoziciju oba moguća ishoda – jedan u kojem Liza tu česticu vidi ovdje i drugi u kojem istu česticu vidi tamo. No, istovremeno, Lisa može biti uvjerena da ima definitivan odgovor o tome gdje se čestica nalazi.
To znači da će ovo dvoje ljudi tvrditi da je stanje stvarnosti različito i imaće drugačije činjenice o tome gdje se čestica uistinu nalazi.
Postoje i druge neobičnosti u kvantnoj mehanici. Čestice se mogu zapetljati na način koji im omogućava da na neki način trenutno dijele informacije čak i ako su, na primjer, udaljene svjetlosnim godinama.
Ovo dovodi u pitanje još jedno uobičajeno vjerovanje: da je objektima potreban fizički posrednik za interakciju.
Stoga su fizičari dugo raspravljali o tome kako tumačiti kvantnu mehaniku. Da li je to istinit i objektivan opis stvarnosti? Ako je tako, šta se događa sa svim mogućim ishodima koje ne mjerimo?
Tumačenje mnogih svjetova tvrdi da se oni događaju – ali u paralelnim svemirima.
Drugi skup tumačenja, koji se zajednički naziva Kopenhagensko tumačenje, sugerira da je kvantna mehanika do neke mjere priručnik za korisnike umjesto potpunog opisa stvarnosti.
“Ono što Kopenhagenska tumačenja dijele je barem djelomično odstupanje od potpuno razrađenog cilja fizike”, objašnjava Chris Timpson, filozof fizike na Sveučilištu Oxford.
“Dakle, kvantno stanje, ta stvar koja opisuje te divne superpozicije, samo je alat za predviđanje ponašanja makroskopskih mjernih scenarija.”
Ali, zašto ne vidimo kvantni efekat na ljudskoj skali? Chiara Marletto, kvantna fizičarka sa Univerziteta u Oksfordu, razvila je meta-teoriju nazvanu “teorija konstruktora” koja ima za cilj da obuhvati svu fiziku zasnovanu isključivo na jednostavnim principima o tome koje su fizičke transformacije u svemiru na kraju moguće, a koje nemoguće i zašto.
Ona se nada da nam to može pomoći da shvatimo zašto ne vidimo kvantne efekte na makroskopskoj skali ljudi. „Ne postoji ništa [u zakonima fizike] što kaže da je nemoguće imati kvantne efekte na nivou ljudskog bića“, kaže ona.
Drugi problem s kvantnom mehanikom je taj što nije kompatibilna s općom relativnošću, koja opisuje prirodu na najvećoj skali. Marletto koristi teoriju konstruktora kako bi pokušala pronaći načine da kombinuje ta dva svijeta.
Ona je također smislila neke eksperimente koji bi mogli testirati takve modele – i isključiti određena tumačenja kvantne mehanike.
Foto naslovnice: Gerd Altmann sa Pixabay
Ovaj članak je preuzet sa The Conversation pod Creative Commons licencom. Pročitajte originalni članak.
