“Если вы думаете, что понимаете квантовую механику, то вы ее не понимаете.”
— Ричард Фейнман
Вселенная имеет множество загадок и явлений, которые не поддаются логическому объяснению. Классические законы макромира людей совершенно отличные от законов микромира. Поведение элементарных частиц нашей Вселенной абсолютно непредсказуемая и непонятная. Ученые могут лишь предполагать почему все так происходит в нашем мире. А есть ли вообще реальность о’субъективной? Можем ли мы установить законы поведения элементарных частей, из которых состоит все во Вселенной? На эти вопросы уже на протяжении века пытается дать ответ квантовая механика.
Ученые, заглянув в микромир обнаружили, что он совершенно не похож на привычный мир вещей. Один из основоположников квантовой механики, говорил: “Все, что мы называем реальным, состоит из того, что не может считаться реальным само по себе”. Исследуя явления квантовой механики, ученые обнаруживали нереальные для макромира явления, например, що в дуже малих масштабах об’єкт може знаходитися в двох місцях одночасно, что поведение частей определяет случайность и что сама реальность не підвласна здравому смыслу.
В 1900 году, такой повсякдений для каждого предмет как лампа накаливания, стал причиной рождения главной теории науки того времени. Инженеры знали, что если нагреть нить в лампе накаливания, она начнет излучать свет, но ученым не была ясна физика этого явления. Еще более непонятным оставалось то, что при увеличении температуры нагрева менялся цвет света. Именно исследование взаимосвязи’язку температуры и цвета света стало началом развития квантовой механики.
Первым начал исследовать это явление немецкий физик Макс Планк. Именно он ввел понятия кванта, и предположил, что энергия электромагнитной волны может излучаться “порциями”. Квантовая механика того времени рассматривала свет как волну. Первым, кто серьезно воспринял открытие Планка, был никому тогда неизвестный Альберт Энштейн. Он понял, что свет – это не только волна. Иногда оно ведет себя как частица. Энштейн получил Нобелевскую премию за свое открытие, что свет излучается порциями – квантами. Квант света называется фотоном.
Стало совершенно непонятным, чем же является свет: волной или потоком частей? Понять это может помочь один из фундаментальных экспериментов квантовой физики с двумя щелями и наблюдателем.
Так было обнаружено явление корпускулярно-волнового дуализма, что означает, что фотоны являются одновременно и волнами и частями. А в 1923 році Луі де Бройль припустив, что корпускулярно-волновой дуализм присущ не только фотонам, но и любой мікрочастинці. Это принесло ему Нобелевскую премию.
Также в ролике было продемонстрировано, что при наблюдении за электроном, он способен менять свое поведение. То есть до измерения электрон вел себя как волна и его вектор направления находился одновременно во всех направлениях. Но после измерения электрон зафиксировал один определенный направление вектора. Это явление получило название “коллапс волновой функции”.
В рамках квантовой механики на долгие годы затянулось спор между Енштейном и его единомышленниками Планком и Шредінгером, которые считали, что реальность является об’субъективной и наука еще просто не знает всех свойств микрочастиц, которые позволяли бы стопроцентно предсказать повелінку квантов в конкретной ситуации и Нильсом Бором вместе с Гейзенбергом, Борном, Ландау, которые считали что миром правит принципиальная неопределенность, и то, что вещи становятся реальными лишь тогда, когда мы за ними наблюдаем. То есть практически, Бор утверждал, что когда мы не смотрим на Месяц, то он перестает существовать. В 1964 году выдающийся физик Дж. Белл попытался разрешить кризис к сфере квантовой физики. Как можно проверить является ли реальным то, когда вы это что-то не можете увидеть? Белл вывел математическое уравнение, что дало возможность в эксперименте получить определенную величину, описывающую корреляции между удаленными измерениями, и на ее основе сказать, имеет ли смысл описывать квантовые явления как вероятные или как детерминированные. В 1972 году в Калифорнийском университете наконец были проведены опыты, які зафіксували порушення нерівностей Белла і тим самим підтвердивши правоту квантової механіки. Это означает, что экспериментально было подтверждено то, что Бор был прав. Значимость этого результата колоссальная: фотоны становятся реальными лишь тогда, когда мы их наблюдаем. В определенном смысле, Месяц действительно не существует, когда мы на него не смотрим.
Квантовая механика лишь подтверждает что чтобы не происходило в природе – нам не дано этого понять. Но это не означает, что человечество должно перестать искать ответы на свои вопросы.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
