चला क्वांटम मेकॅनिक्स म्हणजे काय आणि आपण ते कसे वापरू शकतो यावर परत जाऊ या.

अदृश्य दृश्य

ठीक आहे, म्हणून आपण कॉफी अनुभवत आहात, आपण जवळजवळ जागृत आहात. आपले डोळे दिवसाच्या दिशेने तयार आहेत, ते झोपायला आणि काही प्रकाशात येऊ दे. जेव्हा आपण याबद्दल विचार करता तेव्हा, आपल्या पूर्वजांनी अग्नी वापरण्यास सुरुवात केली तेव्हा आपल्या चेहर्यावर आणि आपल्या डोळ्यांमध्ये प्रकाश टाकणारी कण लाखो वर्षांपूर्वी सूर्याच्या मध्यभागी उभी झाली. सूर्यामुळे फोटॉन नावाच्या कणसुद्धा पाठविणार नाहीत, जर त्यांना त्याच वासराला आवश्यक नसेल तर ते आपल्या गंध, क्वांटम टनलिंगचा आधार असू शकतील.

लाखो किलोमीटरच्या लक्षावधी किलोमीटर सूर्य आणि पृथ्वीला वेगळे करते, फोटोंला या अंतरापर्यंत दूर करण्यासाठी फक्त आठ मिनिटे लागतात. त्यांचे बहुतेक प्रवास सूर्यप्रकाशात होते, जेथे एक सामान्य फोटोन लाखो वर्षांपासून पळून जाण्याचा प्रयत्न करतो. वस्तुमान नंतर आमच्या तारे, जेथे हायड्रोजन आघाडी पेक्षा बद्दल 150 वेळा घनता आहे मध्यभागी ठेवले आहे, आणि फोटॉन हायड्रोजन आयन, नंतर सूर्य, इ प्रवास एक प्रकाशकण शेकोटीचे जे गढून गेलेला होण्यापूर्वी दुसरा फक्त infinitesimally लहान अपूर्णांक प्रवास करू शकता .. अब्ज केल्यानंतर अशा प्रकारच्या परस्परसंवादामुळे शेवटी सूर्याच्या पृष्ठभागावर एक फोटॉन दिसू लागतो जो लाखो वर्षांपासून चमकत आहे.

क्वांटम मेकेनिक्स (© जे स्मिथ)

क्वांटम टनलिंग नसल्यास फोटोन कधीही उद्भवणार नाहीत आणि सूर्य चमकणार नाही. सूर्य आणि इतर सर्व तारे परमाणु संलयन, हाइड्रोजन आयन तोडल्याने आणि ऊर्जा सोडविणार्या प्रक्रियेद्वारे हीलियम तयार करून प्रकाश तयार करतात. प्रत्येक सेकंद, सूर्य लाखो टन द्रव्यमानात सुमारे 4 मध्ये रूपांतरित होते. केवळ प्रोटोन्ससारख्या हायड्रोजन आयनमध्ये सकारात्मक विद्युतीय शुल्क असतात आणि एकमेकांना मागे टाकतात. तर मग ते एकमेकांशी विलीन कसे होऊ शकतात?
क्वांटम टनेलिंगमध्ये प्रोटोन्सचे वेव्ह प्रकृति त्यांना कधीकधी तलावाच्या पृष्ठभागाशी जोडणार्या लाटा म्हणून सहजपणे ओव्हरलॅप करण्याची परवानगी देते. आच्छादित करून, प्रोटोन लाटा इतक्या जवळ आणल्या जातात की इतर शक्ती, जसे कि अगदी लहान अंतरावर कार्य करणारी मजबूत विभक्त शक्ती, कणांच्या विद्युत् प्रतिक्रियेवर मात करू शकते. नंतर प्रोटोन्स पडले आणि एक फोटो काढला.

आमचे डोळे फोटोंस फार संवेदनशील आहेत

या फोटोंस आमचे डोळे अत्यंत संवेदनशील असल्याचे विकसित झाले आहेत. काही अलीकडील प्रयोगांनी दर्शविले आहे की आम्ही स्वतंत्र फोटॉन देखील शोधू शकतो, जो एक मनोरंजक पर्याय देतो: लोक क्वांटम मेकेनिक्सच्या काही विशिष्ट प्रकरणांचा शोध घेऊ शकतात? याचा अर्थ असा की एक फोटो, फोटॉन किंवा इलेक्ट्रॉन किंवा श्रोडिंगर यांचे दुर्दैवी मांजर, एकाच वेळी मृत आणि जिवंत असेल तर तो थेट क्वांटम जगामध्ये गुंतलेला असतो का? असा अनुभव कसा दिसेल?

मानवी डोळा

"आम्ही माहीत नाही प्रयत्न केले आहे कारण," द्वारे रेबेका होम्स, न्यू मेक्सिको मध्ये लॉस Alamos राष्ट्रीय प्रयोगशाळा येथे भौतिकशास्त्रज्ञ म्हणतात. तीन वर्षांपूर्वी, तो इलिनॉय विद्यापीठ अर्बाना-पटांगण येथे पदवी प्राप्त केली, होम्स लोकांना प्रकाश कमी सर्वाना दिसते ओळखू शकतो की तीन फोटॉन होणारी, झाली पॉल Kwiat यांच्या नेतृत्वाखाली एक संघ भाग होता. 2016 मध्ये भौतिकशास्त्रज्ञ Alipas Vaziriovou नेतृत्व न्यू यॉर्क मध्ये रॉकफेलर विद्यापीठात शास्त्रज्ञ स्पर्धा गट लोक प्रत्यक्षात अगदी सिंगल फोटॉन पाहू असे आढळले की आढळले. आपण पाहतो की, तो अनुभव अचूकपणे वर्णन केला जाऊ शकत नाही. वझीरी, तिने फोटोनच्या चमकांना पाहण्याचा प्रयत्न केला आणि नेचर मॅगझिनला सांगितले: "हे प्रकाश पाहण्यासारखे नाही. हे कल्पनारम्य च्या थ्रेशोल्ड जवळजवळ एक भावना आहे. "

क्वांटम मेकेनिक्स - प्रयोग

नजीकच्या काळात, होम्स आणि वझीरी प्रयोगांमुळे फोटोंस विशेष क्वांटम अवस्थेत ठेवले जातात तेव्हा लोक काय पाहतात ते तपासण्याची अपेक्षा केली जाते. भौतिकशास्त्रज्ञ, उदाहरणार्थ, एका फोटॉनला जो सुपरपॉझीशन म्हणत असतात त्यांच्याशी दुवा साधू शकतात, त्याच वेळी दोन वेगवेगळ्या ठिकाणी फोटॉन असतात. होम्स आणि त्यांच्या सहकाऱ्यांनी दोन परिदृश्यांसह एक प्रयोग तयार केला आहे ज्यामुळे लोक फोटोंचे सरपरीक्षण थेट करू शकतील किंवा नाही हे तपासण्यासाठी तयार केले गेले आहेत. पहिल्या परिदृश्यात, एक फोटोन रेटिनाच्या डाव्या किंवा उजव्या बाजूकडे जाईल, आणि रेटिनाचा किनारा कोणत्या फोटोनवर जाणवेल यावर लक्ष देईल. दुसऱ्या परिस्थितीत, फोटॉनला क्वांटम सुपरपॉझिशनमध्ये ठेवण्यात येईल जेणेकरुन ते असंभव अशक्य करू शकेल - एकाच वेळी डोळा डोळ्याच्या उजव्या बाजूस उजवी आणि डावीकडील दिशेने उतरा.

एखाद्याला रेटिनाच्या दोन्ही बाजूंना प्रकाश सापडेल का? किंवा डोळ्यातील फोटॉन संवाद ज्यामुळे सुपरपॉजिशन पतन होऊ शकेल? तसे असल्यास, सिद्धांतानुसार डाव्या बाजुच्या डाव्या बाजुच्या दिशेने वारंवार होईल का?

रेबेका होम्स म्हणतात:

"मानक क्वांटम यांत्रिकीवर आधारित, सुपरपॉझिशन फोटॉन कदाचित डावीकडील किंवा डावीकडील यादृच्छिकपणे पाठविलेल्या फोटॉनपेक्षा भिन्न दिसत नाही."

जर काही प्रयोग सहभागींनी एकाच वेळी दोन्ही साइट्सवर फोटॉनला खरोखरच समजले असेल तर याचा अर्थ असा होतो की तो स्वत: क्वांटम अवस्थेत होता?

रेबेका होम्स जोडतेः

"असे म्हटले जाऊ शकते की निरीक्षक अगदी थोड्या वेळेस क्वांटम सुपरपॉझिशनमध्ये एकटा होता, परंतु अद्याप कोणीही प्रयत्न केला नाही, म्हणून आम्हाला खरोखर माहित नाही. म्हणूनच आपण असे प्रयोग करू शकतो. "

आपण आपला स्वत: चा मार्ग समजत आहात

आता कॉफीच्या कपवर परत जाऊया. आपण आपल्या हाताच्या त्वचेच्या संपर्कात स्थिरपणे मोगला सामग्रीचा घट्ट तुकडा समजत आहात. पण हे फक्त एक भ्रम आहे. स्पर्श करणार्या पदार्थांच्या दोन ठराविक तुकड्यांच्या अर्थाने आपण कधीही स्पर्श करणार नाही. अणूच्या 99,9999999999 पेक्षा जास्त टक्के रिकामे जागा असते, जवळजवळ सर्व वस्तुमान मध्यभागी केंद्रित.

क्वांटम मेकेनिक्स (© जे स्मिथ)

जेव्हा आपण आपल्या हातात कप धारण करता तेव्हा ते दिसते कप आणि हातात इलेक्ट्रॉनची प्रतिकार शक्ती येते. इलेक्ट्रॉन्समध्ये त्यांचे काहीच प्रमाण नसते, ते केवळ विद्युत जसे परमाणु आणि अणुभोवती असणार्या नकारात्मक विद्युतीय शुल्काचे शून्य माप असतात. क्वांटम मेकेनिक्सचे नियम अणू आणि रेणूंच्या आसपास विशिष्ट ऊर्जा पातळीपर्यंत मर्यादित आहेत. हात कप धारण करते म्हणून ते एका पातळीपासून दुसर्या पातळीवर इलेक्ट्रोनचे धूर बनविते आणि त्यासाठी काही वस्तूंना स्पर्श करतेवेळी मेंदूच्या उर्जाची आवश्यकता असते.

आपल्या संपर्काची भावना आपल्या शरीराच्या अणुभोवती असलेले इलेक्ट्रॉन आणि आपण स्पर्श करणार्या वस्तूंच्या रेणूंच्या दरम्यान अत्यंत जटिल संवादांवर आधारित आहे. या माहितीवरून, आपला मेंदू भ्रम निर्माण करतो की आपल्याकडे एक घन शरीर आहे जो इतर घन वस्तूंनी भरलेल्या जगभरात फिरतो. त्यांच्याशी संपर्क साधल्यास आम्हाला वास्तवाची अचूक जाणीव होत नाही. हे शक्य आहे की आपली कोणतीही धारणा खरोखर जे घडत आहे त्याच्याशी संबंधित नाही. कॅलिफोर्निया युनिव्हर्सिटी, इर्विन येथील संज्ञानात्मक न्यूरोलॉजिस्ट डोनाल्ड हॉफमन असा विश्वास ठेवतात की, आपल्या इंद्रिय आणि मेंदू विकसित झाल्या आहेत वास्तविकतेचे खरे स्वरूप अस्पष्ट करण्यासाठी, ते प्रकट करण्यासाठी नाही.

"माझी कल्पना अशी आहे की, जे काही आहे ते खूप क्लिष्ट आहे आणि त्यावर प्रक्रिया करण्यासाठी खूप वेळ आणि उर्जा घेते."

कॉम्प्यूटरमधील ग्राफिकल इंटरफेससह मेंदूच्या जगातील प्रतिमेची तुलना

हॉफमन संगणकाच्या स्क्रीनवरील ग्राफिकल इंटरफेससह आपल्या मेंदूच्या जगाच्या बांधकाम प्रतिमेची तुलना करते. स्क्रीनवरील सर्व रंगीत चिन्हे, जसे की बास्केट, माऊस पॉइंटर आणि फाइल फोल्डर, संगणकामध्ये खरोखर काय चालले आहे त्याशी संबंधित नाहीत. ते फक्त अकारण, सरलीकृत आहेत जे आपल्याला जटिल इलेक्ट्रॉनिक्ससह संप्रेषण करण्याची अनुमती देतात.

हॉफमनच्या मते, उत्क्रांतीने आपल्या मेंदूला ग्राफिकल इंटरफेससारख्या कार्यास बदलले आहे ज्यामुळे जग विश्वासार्हतेने निर्माण होत नाही. उत्क्रांती अचूक दृष्टीकोनच्या विकासास समर्थन देत नाही, केवळ तेच टिकून राहण्यासाठी परवानगी देते.

हॉफमन म्हणतो:

"फॉर्म प्रत्यक्षात प्राबल्य."

हॉफमन आणि त्याच्या स्नातकोत्तर विद्यार्थ्यांनी अलीकडच्या वर्षांत हजारो संगणक मॉडेलची चाचणी केली आहे जे मर्यादित संसाधनांसाठी कृत्रिम जीवनासाठी तयार केलेल्या कृत्रिम जीवनातील त्यांच्या कल्पनांचे परीक्षण करण्यासाठी करतात. कोणत्याही परिस्थितीत, शारीरिक फिटनेसला प्राधान्य देण्यासाठी जीवनाची रचना केली जाते, जेव्हा वास्तविकता अचूक समजण्यासाठी बनलेली नसतात.

उदाहरणार्थ, एक जीव बांधण्यात तर अचूकपणे उदाहरणार्थ, आकलन करणे, पाणी उपस्थित एकूण रक्कम वातावरणात, आणि सोपे काहीतरी जिवंत राहण्यासाठी आवश्यक उदा चांगल्या पाणी रक्कम त्याशिवाय पुन्ह आहे एक जीव धावा. तर एक जीव जीवनाची अधिक अचूक स्वरूप तयार करू शकला असता, ही मालमत्ता त्याच्या जगण्याची क्षमता वाढवत नाही. हॉफमनच्या अभ्यासामुळे त्याला आश्चर्यकारक निष्कर्ष मिळाला:

"आपल्या जीवनाला टिकवून ठेवण्यासाठी आपण जोपर्यंत प्रयत्न केला आहे, तोपर्यंत आपण प्रत्यक्षात येऊ शकणार नाही. आम्ही ते करू शकत नाही. "

क्वांटम थिअरी

काही भौतिकशास्त्रज्ञ क्वांटम सिद्धांतांचे मुख्य कल्पना असल्याचे मानतात त्यांचे विचार - वास्तविकतेची धारणा पूर्णत: उद्दिष्ट नाही, आपण पाळत असलेल्या जगापासून आपण वेगळे होऊ शकत नाही.

हॉफमन हा दृष्टिकोन पूर्णपणे पाहतो:

"स्पेस ही फक्त एक डेटा संरचना आहे आणि भौतिक वस्तू आपल्या स्वतःच्या विमानात बनविल्या जाणार्या डेटा संरचना आहेत. जेव्हा मी डोंगरावर पाहतो तेव्हा मी ही डेटा संरचना तयार करतो. मग मी इतरत्र पाहतो आणि डेटा संरचना खंडित करतो कारण मला यापुढे आवश्यकता नसते. "

हॉफमॅनचे कार्य दर्शविल्याप्रमाणे, आम्ही अद्याप क्वांटम सिद्धांताचा पूर्ण अर्थ आणि वास्तविकतेच्या स्वरूपाबद्दल काय म्हणतो यावर विचार केला नाही. आयुष्याच्या बहुतेक वेळेस, प्लँकने स्वत: तयार केलेला सिद्धांत स्वतःला समजून घेण्याचा प्रयत्न केला, आणि आपल्यावर स्वतंत्रपणे अस्तित्वात असलेल्या विश्वाच्या वस्तुनिष्ठ आकलनावर त्याचा नेहमीच विश्वास होता.

त्याने एकदा आपल्या शिक्षकांच्या सल्ल्यानुसार स्वत: ला भौतिकशास्त्रात समर्पित करण्याचा निर्णय का घेतला याविषयी त्याने एकदा लिहिले:

"बाह्य जग मनुष्यापासून स्वतंत्र आहे, हे काहीतरी परिपूर्ण आहे, आणि त्यावर लागू असलेल्या कायद्यांचे शोध मला जीवनाचा सर्वात उत्कृष्ट वैज्ञानिक अनुभव असल्याचे दिसते."

भौतिकशास्त्रातील दुसर्या क्रांतीपूर्वी त्याच्या प्रोफेसर फिलिप व्हॉन जॉलीसारखे, ते बरोबर किंवा चुकीचे होते की नाही हे सिद्ध होण्यास आणखी एक शतक लागेल.