2016-10-11.
W świecie nano mamy do czynienia ze zjawiskami, o których nie śniło się filozofom. Puszczamy identyczne fotony na płytkę półprzepuszczalną: jeden foton się odbija, drugi przechodzi. Kierujemy wiązkę identycznych elektronów na kryształ krzemu: jeden się odbija w lewo, drugi w prawo, trzeci przechodzi na wprost, czwarty przechodzi, ale leci w lewo, piąty w prawo. Mamy identyczne atomy promieniotwórcze: jeden rozpada się po sekundzie, drugi po tygodniu, a trzeci po roku.
Ktoś mógłby powiedzieć, że te fotony wcale nie są identyczne, że te elektrony i atomy takoż. Można tak powiedzieć, ale dopóki się nie udowodni, że tak jest w istocie, nie możemy takiego twierdzenia używać. „Identyczne” znaczy identyczne, jeżeli nie możemy żadnej różnicy znaleźć.
Zjawiska nanoświata opisuje fizyka kwantowa, o której Einstein wypowiadał się, że to „spooky physics”. Richard Feynman mówił, że tak naprawdę nikt nie rozumie fizyki kwantowej, a Niels Bohr wcześniej stwierdził, że jeżeli ktoś nie jest zaszokowany fizyką kwantową, to jej nie rozumie.
Dla poprawy nastroju, możemy postawić się w rzędzie z tymi trzema Geniuszami Fizyki, i stwierdzić, że też nie rozumiemy, jak to się dzieje, że jeden foton się odbija, a drugi przechodzi przez płytkę.
Prawdziwa dziwność fizyki kwantowej nie polega jednak na tym, że możemy jedynie mówić o prawdopodobieństwie jak się nanoobiekt zachowa. Dziwność polega na tym, że atom promieniotwórczy jest jednocześnie rozpadnięty i nierozpadnięty — dopóki nie stwierdzimy, czy kot Schroedingera zamknięty z tym atomem żyje, czy nie żyje. Podobnie elektron przechodzi przez dwie szczeliny jednocześnie jeżeli nie próbujemy zmierzyć, którą szczeliną przeszedł…
Badania nanoobiektów możemy robić za pomocą mikroskopów, dyfraktometrów, spektrometrów, kota Schroedingera, ale na końcu „łańcucha” badawczego jest zawsze mózg człowieka. Jednak jego funkcjonowanie też polega na przemieszczaniu się elektronów, które też powinny działać na zasadzie przypadku.
Czy świat działa na zasadzie przypadku? Czy nasze myślenie rządzi się przypadkiem?
Wielu wielkich fizyków próbuje na te pytania odpowiedzieć. Może kiedyś ktoś coś wymyśli, ale tymczasem fizyka kwantowa jest fantastycznym narzędziem przy konstrukcji tranzystorów, laserów, lekarstw, farb, zegarów atomowych w systemach GPS, czy paneli fotowoltaicznych.
Doświadczamy teraz reformy polskiej edukacji. Powyższą notkę napisałem właśnie dlatego, ponieważ chciałbym pani Minister Zalewskiej zaproponować, żeby Fizyka Kwantowa stała się podstawą programową nowej szkoły podstawowej, liceum, uczelni, a także telewizji publicznej. Pomyślność i przyszłość Polski zależą od tego, ilu z nas będzie szukało odpowiedzi na frapujące zagadki fizyki kwantowej, bo:
[box title=”” border_width=”2″ border_color=”#dd3333″ border_style=”dotted” icon=”warning” icon_style=”border” icon_shape=”box” align=”center”]NIKT, KTO INTERESUJE SIĘ FIZYKA KWANTOWĄ, NIE WYPOWIE ZDANIA, KTÓRE POWTARZAJĄ Z LUBOŚCIĄ POLITYCY I DZIENNIKARZE „NIE ULEGA WĄTPLIWOŚCI, ŻE…”[/box]
Hazelhard
A ona Ci odpowie słowami Einsteina z dyskusji z Bohrem ” – Bóg nie gra w kości” i NIE ULEGA WĄTPLIWOSCI, że przywołanie imienia boskiego jako argumentu dziś jest ważniejsze niż cała fizyka. Nawet półtorej fizyki 🙂
Przypadkiem dziś karmiłem słuchaczy czymś podobnym – niezbędnością wątpienia 🙂
piszesz o fundamentalnej dla mechaniki kwantowej idei superpozycji stanów i o dekoherencji definiującej granicę klasycznego nie tylko opisu ale i procesu poznania utożsamianego tu z wykonaniem pomiaru/eksperymentu. Sam proces poznania nie jest jednak tożsamy z działaniem jego części w warstwie świadomości, którą jak formułuje to zgrabnie Hameroff przyrównać by można do jedynie tej części góry lodowej wynoszącej się ponad powierzchnię oceanu. Ciekawą drogą argumentacji jest przyjęta przez Penrosa, znajdująca swój rodowowód logiczny w różnicy pomiędzy logiką matematyki a możliwością obliczenia rezultatu. Odnosząc się do zasad działania umysłu, analogii kwantowo-klasycznej granicy dekoherencji stanów szukają na granicy pomiędzy naszą świadomością i podświadomością (notabene psychologia świadomości to niezwykle ciekawa i ostatnio intensywnie rozwijana dziedzina, w ujęciu eksperymentu na przykład przez Kahnemana). Argument Penrosa, dotyczący niekompletności naszego rozumienia, ale także poszukiwania kompletnej teorii nie tyle unifikującej co wychodzącej poza granice mechaniki kwantowej i ogólnej teorii względności jest zgrabnie przedstawiony w poniższej notatce, co ciekawe znajdując odniesienie do badań systemów biologicznych:
https://www.edge.org/conversation/roger_penrose-chapter-14-consciousness-involves-noncomputable-ingredients
ha..
interesujące..
ja chciałbym (i widzę ogromną potrzebę) pokazywania tego samego zjawiska, przy pomocy Wielkiego Twierdzenia Goedla,
którego istotę pokazuje się w prostszym nieco twierdzeniu „po drodze”..
A to – bardzo dowcipne skądinąd twierdzenie na egzaminie załatwiłem machnięciem ręki…
(i dostałem 5) no, przyznam się, że nie był to mój wynalazek, a opowiedział nam o tym asystent na ćwiczeniach..
uważałem, i dzięki temu mogłem ten dowód bez problemu odtworzyć..
(więc do p. PK- jest też matematyka „nieliniowa”..)
możliwe, że ja się nieprecyzyjnie wyraziłem, używając pojęcia logiki matematycznej odnosiłem się implicite do przytaczanego przez Penrosa twierdzenia Goedla (zdaje się, że Wittgenstein niesłusznie nazywał je paradoksem logiki matematycznej), istotnie twierdzenia nieudowadnialne w arytmetyce pierwszego rzędu znajdą możliwość dowodu np. w arytmetyce drugiego rzędu, natomiast ta pierwsza jest dla mnie tu odpowiednikiem arytmetyki jednoznacznie definiowanych stanów. Ja najprawdopodobniej jednak podlegam twierdzeniu Hazelharda, że jeżeli wydawałoby mi się, że coś wiem to najprawdopodobniej nie wiem.
@ all
Penrose’a próbuję zrozumieć, ale to nie Feynman, który tak pisał, że trudno było nie zrozumieć. Nie załamuję się jednak, i będę próbował :-). Co do samej notki, to nie chciałem używać slangu typu „superpozycja”, „dekoherencja”, bo to wymagałoby dłuższego wyjaśnienia. Chciałem tylko zwrócić uwagę na problem przypadkowości, na pokazanie, że jeszcze mamy dużo w nauce do zrobienia, i że, jak ktoś mówi, że wie, to najprawdopodobniej nie wie.
Przypadek? Nie, Drogi Michale, stanowczo nie! Kto rządzi swiatem, wyjaśnił dokładnie Marian Hemar w wierszu o tym samym tytule
„…………….
Sluchajcie: swiatem rzadzi
wielka zmowa idiotow.
.
Swiatem rzadzi sekretna
pomiedzynarodowka
agresywnego durnia
i nadetego polglowka.
.
Trade union grafomanow,
tajna loza becwalow,
klub cwiercinteligentow,
konfederacja cymbalow,
.
aeropag jelopow,
jalowych namaszczencow,
pompatycznych wazniakow
indyczych napuszencow.
…………………………………… ”
Przy okazji: Postuluję, by Model Bohra atomu wodoru usunać z programów szkolnych. Całkiem poważnie! Wystawić mu pomnik ze złota, bo model Bohra był autentycznie ogromnym krokiem naprzód w fizyce! Ale fizyka od tamtej pory zrobiła jeszcze kilka kroków naprzód, w rezultacie tego ten czcigodny model z punktu dzisiejszej wiedzy fizycznej stanowi jednak „krok wstecz”. A jest on „intuicyjnie bardzo przekonywujacy”, wiec w rezultacie „zasgnieżdża” w umyslach kilka nieprawdziwych wniosków, których później już wielu ludzi nie daje już sobie usunąc z głowy przez resztę życia (wystarczy poczytać działy typu „Nauka” na różnych forach internetowych, żeby sie przekonać).
.
Na koniec: Drogi Hazelu, ja czytam WSZYSTKO, co napiszesz tutaj i na FB. Od czasu, kiedy poznaliśmy się w Salonie24 już prawie 10 lat temu, a szczególnie już po tym, jak mi przysłaes „Przygody Dobrego Wojaka Fizyka”.
.
Tomek
kto czyta nie błądzi, nie wiem jak wasz ale mój „świat zależy od tego, czy gdzieś, nie wiadomo gdzie, pewna róża została czy nie została zjedzona przez baranka, którego nie znamy…”
Geniusz Wałęsy, za który powinien dostać drugiego Nobla (tym razem z fizyki) jest Jego stwierdzenie: „Jestem za, a nawet przeciw”. Po prostu dwa neurony w mózgu są w stanie superpozycji i dopiero ich dekoherencja powoduje wybór „za”, czy „przeciw”. Żartuję, ale głównie z bezradności swojego pojmowania fizyki kwantowej i procesu myślenia…
daj spokój bo znowu się pokłócą, a „nas nie przekonają, że białe jest białe a czarne jest czarne” ? to przecież odniesienie do niespełnienia nierówności Bella, a to przecież jeszcze lepsza piłka,
dla chwilowo zdezorientowanych załączam filmik:
https://youtu.be/CC_XES4xQD4
też się czasem zastanawiam co z tym splątaniem… , OTW jest przestrzennie lokalna…, trzeba by może majstrować przy topologii i metrykach przestrzeni, żeby było w miarę przekonywująco
Michał sprowadzając rzecz do ludzkiego języka – nieogarniona ilość danych nie pozwala odpowiedzieć na pytanie czy światem naprawdę rządzi przypadek 🙂
Sam zobacz: idę ulicą, spotykam ładną panienkę. Mijam ją i idę dalej.
Drugiego dnia spotykam tę samą i … staję zauroczony.
Gdyby teraz wyliczyć wszystkie dane (różnice jakie dzielą jeden dzień od drugiego, jej krok, futerał, moje samopoczucie itp.
Cała fizyka kwantowa sobie z tym nie poradzi 🙂
warto zapytać najładniejszego fizyka w USA:
https://youtu.be/TuL7gSMzLlU
> „NIKT, KTO INTERESUJE SIĘ FIZYKA KWANTOWĄ, NIE WYPOWIE…”
„NIKT”?! Nie masz wątpliwości?
Toć sam sobie zaprzeczasz.
Trza było „MAŁO KTO”
🙂