Το επόμενο έτος συμπληρώνονται εκατό χρόνια από το καλοκαίρι κατά την οποία ο Γερμανός θεωρητικός φυσικός Βέρνερ Χάιζενμπεργκ αναζήτησε καταφύγιο από την αλλεργική ρινίτιδα στο νησί Helgoland της Βόρειας Θάλασσας. Εκεί, ανακάλυψε πώς να εκφράσει τις περίπλοκες φασματοσκοπικές παρατηρήσεις των ατόμων – με τις οποίες απορροφούσαν και εξέπεμπαν φως σε καλά καθορισμένες, χαρακτηριστικές συχνότητες – σε μαθηματική μορφή. Ο μέντορας του Heisenberg, ο Δανός φυσικός Niels Bohr, είχε προτείνει ότι τα φάσματα μπορούσαν να γίνουν κατανοητά με την υπόθεση ότι τα ηλεκτρόνια ενός ατόμου μπορεί να έχουν μόνο συγκεκριμένες ενέργειες, μεταβαίνοντας από το ένα επίπεδο ενέργειας στο άλλο εκπέμποντας ή απορροφώντας ένα μόνο «κβάντο» φωτός με μια ενέργεια. ανάλογη της συχνότητάς του. Αυτή η κβαντική υπόθεση για το φως είχε προταθεί από τον Άλμπερτ Αϊνστάιν το 1905 και ο Μπορ την είχε αναπτύξει σε μια νέα θεωρία του ατόμου – αν και δεν είχε νόημα με κλασικούς όρους.
Εκφράζοντας τις επιτρεπόμενες ενέργειες αυτών των «κβαντικών αλμάτων» ως μήτρα πειραματικά παρατηρούμενων τιμών, ο Heisenberg μεταμόρφωσε το ad hoc, εκκολαπτόμενη κβαντική θεωρία σε μια γνήσια κβαντική μηχανική. Η άλγεβρα μήτρας του υπονοούσε ότι δεν ήταν δυνατό να γνωρίζουμε ταυτόχρονα και τη θέση και την ορμή ενός σωματιδίου με αυθαίρετη ακρίβεια. Αυτή η «αρχή της αβεβαιότητας» πρότεινε ότι η κβαντική φυσική επέβαλε όρια στη γνώση που μπορούμε να έχουμε για τον ατομικό κόσμο.
Οι Bohr, Heisenberg και οι συνεργάτες τους στην Κοπεγχάγη συνέχισαν να υποστηρίζουν ότι αυτός ο περιορισμός είναι θεμελιώδης. Δεν είναι ότι είμαστε καταδικασμένοι να παραμένουμε σε άγνοια για το πώς ακριβώς έχουν τα πράγματα, αλλά μάλλον ότι δεν υπάρχει νόημα «πώς είναι τα πράγματα» μέχρι να μετρηθούν. Η πρόταση πυροδότησε μια καλοσυνάτη αλλά έντονη διαμάχη μεταξύ του Μπορ και του Αϊνστάιν που κράτησε για μεγάλο μέρος της κοινής τους ζωής. «Ο Αϊνστάιν δεν μπορούσε να κάνει την παραχώρηση. Θα έτριβε ξεχωριστά, μεμονωμένα αντικείμενα, βασικά χαρακτηριστικά μιας αποδεκτής παγκόσμιας εικόνας», γράφουν οι John Heilbron και Jim Baggott στο νέο τους βιβλίο. Κβαντικό Δράμα: Από τη Συζήτηση Μπορ-Αϊνστάιν στο αίνιγμα της διαπλοκής. Ο Baggott, ένας φυσικός και συγγραφέας επιστήμης, και ο Heilbron, ένας ιστορικός της επιστήμης που πέθανε το 2023, αφηγούνται την ιστορία της κβαντικής μηχανικής, από την έναρξή της έως τη σημερινή αιχμή της κβαντικής τεχνολογίας πληροφοριών.
Ο Αϊνστάιν δεν βαρέθηκε ποτέ να επινοεί νέες αντιρρήσεις για την άποψη της «Κοπεγχάγης». Στη διάσκεψη Solvay του 1930 στο Βέλγιο, που συγκέντρωσε τους κορυφαίους φυσικούς της εποχής, αντιμετώπισε τον Bohr με ένα παράδοξο σκεπτικό πείραμα που περιελάμβανε ένα βαρύ κουτί που κρέμονταν από ένα ελατήριο, που περιείχε ένα φωτόνιο (που διαφεύγει) και ένα σταθερό ρολόι. Ο Bohr έδωσε μια απάντηση στο παζλ που καθήλωσε πολλές αμφιβολίες, αλλά φαίνεται να μην έχει ικανοποιήσει τον ίδιο τον Bohr. «Ανησυχούσε για το υπόλοιπο της ζωής του», λένε οι Heilbron και Baggott. «Ένα πρόχειρο σκίτσο της συσκευής ήταν στον πίνακα του την ημέρα που πέθανε».
Η αντίθεση του Αϊνστάιν αποκάλυψε τη βαθιά αντιδιαισθητική φύση της κβαντικής μηχανικής – πιο διάσημο σε ένα πείραμα σκέψης που επινοήθηκε το 1935 με τους νεότερους συναδέλφους του Μπόρις Ποντόλσκι και Νέιθαν Ρόζεν. Αυτό το «πείραμα EPR [Einstein–Podolsky–Rosen]» έδειξε ότι, από τη στιγμή που δύο σωματίδια αλληλεπιδράσουν, η κβαντομηχανική φαινόταν να επιμένει ότι οι ιδιότητές τους στη συνέχεια παραμένουν αλληλοεξαρτώμενες, έτσι ώστε μια μέτρηση να προκαλεί αδύνατη στιγμιαία σηματοδότηση μεταξύ των δύο. Ο Erwin Schrödinger, ο οποίος συμμεριζόταν την αντιπάθεια του Αϊνστάιν για την άποψη της Κοπεγχάγης, ονόμασε αυτό το φαινόμενο «διαπλοκή».
Για τον Αϊνστάιν, το παράδοξο EPR μπορούσε να επιλυθεί μόνο με την υπόθεση ότι τα μπερδεμένα σωματίδια είχαν σταθερές ιδιότητες καθ' όλη τη διάρκεια, αν και αυτές που ήταν μη παρατηρήσιμες και επομένως χαρακτηρίζονταν από «κρυμμένες μεταβλητές». Το πρόβλημα ήταν ότι τόσο οι ερμηνείες του Bohr όσο και του Einstein έκαναν πανομοιότυπες πειραματικές προβλέψεις. Χωρίς προφανή τρόπο επίλυσης του ζητήματος, παραμερίστηκε, και πολλοί ερευνητές στις δεκαετίες του 1940 και του 1950 θεώρησαν τέτοιες «θεμελιώδεις» ερωτήσεις άσκοπες ή ακόμη και ανάρμοστες. Ποιος νοιαζόταν, όταν η κβαντομηχανική δούλευε τόσο καλά στην πράξη; Αυτή ήταν η στάση που χαρακτηρίστηκε περίφημα από τον Αμερικανό φυσικό Ντέιβιντ Μέρμιν ως «σκάσε και υπολόγισε», η οποία ήταν ιδιαίτερα κυρίαρχη στις πραγματιστικές ΗΠΑ. Το ενδιαφέρον για τέτοια θέματα θα μπορούσε να ισοδυναμεί με αυτοκτονία σταδιοδρομίας. «Δεν θα πάρεις ποτέ διδακτορικό αν επιτρέψεις στον εαυτό σου να αποσπάται η προσοχή από τέτοιες επιπολαιότητες», είπε ο Μέρμιν στο Χάρβαρντ, σύμφωνα με το βιβλίο. Παρατηρεί ότι «ήταν μια πολύ αντιφιλοσοφική εποχή».
Ο βραβευμένος με Νόμπελ Μάρεϊ Γκελ-Μαν κατηγόρησε τον Μπορ ότι έκανε πλύση εγκεφάλου σε μια γενιά φυσικών να σκεφτεί ότι οι γρίφοι της κβαντικής μηχανικής είχαν λυθεί από καιρό.
Στο βιβλίο της για το 1999 Κβαντικός Διάλογος, ιστορικός της επιστήμης Mara Beller κατηγόρησε τον Bohr και τους συναδέλφους του ότι επιβάλλουν την ορθοδοξία τους στην Κοπεγχάγη και περιθωριοποιούν ή γελοιοποιούν εναλλακτικές ερμηνείες όπως τα «πιλοτικά κύματα» του David Bohm και την «καθολική κυματοσυνάρτηση» του Hugh Everett, επίσης γνωστή ως η ερμηνεία των «πολλών κόσμων» της κβαντικής μηχανικής. Ο νομπελίστας Murray Gell-Mann κατηγόρησε τον Μπορ ότι έκανε πλύση εγκεφάλου σε μια γενιά φυσικών να πιστεύουν ότι οι γρίφοι της κβαντικής μηχανικής είχαν λυθεί από καιρό. Αλλά ο Heilbron και ο Baggott δείχνουν ότι είναι πιο δίκαιο να ρίχνουμε την ευθύνη στην απάθεια της κοινότητας γενικότερα. Όπως είπε ο Paul Dirac για τα μεταφυσικά αινίγματα της θεωρίας: «Πολλοί άνθρωποι ζουν μακρά και γόνιμη ζωή χωρίς ποτέ να ανησυχούν για [αυτούς]».
Τριάντα χρόνια «κόντρα στη μέτρηση»
Αυτή η στάση άρχισε να αλλάζει, ωστόσο, το 1964 όταν η Ο βορειοϊρλανδός φυσικός Τζον Μπελ βρήκε έναν τρόπο να διακρίνει τα λεγόμενα μοντέλα κρυφών μεταβλητών από την κβαντική μηχανική χωρίς περιττές πτυχές. Το μόνο που χρειαζόταν ήταν κάποια σοβαρή σκέψη – «Δεν υπήρχε τίποτα στην ανισότητα του Μπελ που να μην ήταν γνωστό στους κβαντικούς ιδρυτές», λένε οι συγγραφείς.
Κατά ειρωνικό τρόπο, ο Μπελ έκανε το περίφημο τεστ του επειδή ήθελε να βρει ένα ελάττωμα στην κβαντική μηχανική του Μπόχρ. Το ίδιο έκανε και ο πρώτος άνθρωπος που διεξήγαγε το τεστ πειραματικά, ο John Clauser, συνεργαζόμενος με τον Stuart Freedman στο Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια στο Berkeley. Ωστόσο, αυτό το πείραμα, και τα πολλά άλλα που πραγματοποιήθηκαν αργότερα, έχουν υποστηρίξει ανελλιπώς μόνο την κβαντική μηχανική και έχουν αποκλείσει οποιεσδήποτε κρυφές μεταβλητές - τουλάχιστον αυτές που ισχύουν τοπικά να αντιστοιχίσετε σε κάθε σωματίδιο σταθερές ιδιότητες σε μια δεδομένη θέση πριν από τη μέτρηση. (Αυτό δεν σημαίνει ότι ο Μπορ έχει δίκιο, αν και φαίνεται σχεδόν αδύνατο να σωθεί η θέση του Αϊνστάιν.) Το βιβλίο δίνει μια θαυμάσια περιγραφή της αναζωπύρωσης του ενδιαφέροντος για τα κβαντικά θεμέλια που ακολούθησαν από το έργο των Μπελ και Κλάουζερ, που αφορά συγκεκριμένα τον συνεργάτη του Κλάουζερ το 2022 Οι νομπελίστες Anton Zeilinger και Alain Aspect. Μακριά από το να είναι κενή φιλοσοφία, τέτοιες μελέτες τώρα βασίζονται σε τεχνολογίες όπως ο κβαντικός υπολογισμός και η κβαντική κρυπτογραφία.
Κβαντικό Δράμα αφηγείται μια περίπλοκη ιστορία με ένα τεράστιο καστ. Ενώ οι συγγραφείς απαιτούν μερικές φορές πολλά από τους αναγνώστες τους, δεν έχω διαβάσει ποτέ καλύτερο απολογισμό: ισορροπημένο, έγκυρο και πικάντικο με κομψό πνεύμα. Περιγράφοντας ένα ταξίδι στην Ιαπωνία που έκαναν αρκετοί από τους πρώτους κβαντικούς πρωτοπόρους, ο Heilbron και ο Baggott περιγράφουν πώς σε έναν περίπατο μπροστά από μια παγόδα «ο Heisenberg την ανέβηκε αυθόρμητα και, στεκόμενος στην κορυφή της (πλάτος Δq) με το ένα πόδι σε έναν ουρλιαχτό άνεμο, διατηρούσε ευτυχώς μια αβεβαιότητα Δp πολύ μικρή για να τον ανατρέψει».
Αυτό το βιβλίο δεν θα είναι όλα τα πράγματα για όλους τους ανθρώπους. Όπως και με το προηγούμενο βιβλίο του Heilbron Niels Bohr: A Very Short Introduction, η περιγραφή του για το άτομο του Bohr είναι τόσο τεχνική που είναι σχεδόν αδιαπέραστη σε όλους εκτός από τους ειδικούς, δημιουργώντας ένα τρομερό εμπόδιο τόσο νωρίς στο βιβλίο. Και υπάρχουν και άλλες περιπτώσεις, όπως στις περιγραφές των δοκιμών Bell, όπου κάποιος λαχταρά μια εύστοχη περίληψη του ποιοτικού νοήματος ανάμεσα στις λεπτομέρειες. Κατά καιρούς ο αναγνώστης δέχεται μια σειρά από σχόλια από ειδικούς χωρίς πολλές υποδείξεις για το πώς να περιηγηθεί στις αντιφάσεις τους.
Αλλά αν αυτό κάνει το βιβλίο περιστασιακά δύσκολο για τον γενικό αναγνώστη, η ανταμοιβή για την επιμονή είναι σημαντική. Ως συγγραφέας μιας δημοφιλούς αναφοράς για την κβαντική μηχανική, διστάζω να προτείνω να αφήσετε αυτές τις προσπάθειες στην άκρη υπέρ αυτού του πιο ουσιαστικού όγκου – αλλά σίγουρα θα συνιστούσα να αντιμετωπίζετε όλους αυτούς τους λογαριασμούς με προσοχή μέχρι να διαβάσετε αυτόν.
- 2024 Oxford University Press 352 σελ. 25 £
- SEO Powered Content & PR Distribution. Ενισχύστε σήμερα.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Ενδυναμώστε τον εαυτό σας. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoAiStream. Web3 Intelligence. Ενισχύθηκε η γνώση. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoESG. Ανθρακας, Cleantech, Ενέργεια, Περιβάλλον, Ηλιακός, Διαχείριση των αποβλήτων. Πρόσβαση εδώ.
- PlatoHealth. Ευφυΐα βιοτεχνολογίας και κλινικών δοκιμών. Πρόσβαση εδώ.
- πηγή: https://physicsworld.com/a/entangled-entities-bohr-einstein-and-the-battle-over-quantum-fundamentals/
- :έχει
- :είναι
- :δεν
- :που
- $UP
- 160
- 1930
- 1999
- 2022
- 2023
- a
- Σχετικα
- απορροφηθεί
- αποδεκτό
- Σύμφωνα με
- Λογαριασμός
- Λογαριασμοί
- ακρίβεια
- κατηγορούμενος
- Όλα
- επιτρέπουν
- alone
- κατά μήκος
- Επίσης
- εναλλακτική λύση
- Αν και
- Αμερικανικη
- μεταξύ των
- an
- και
- Άλλος
- κάθε
- απάθεια
- Κορυφή
- Εφαρμογή
- αυθαίρετος
- ΕΙΝΑΙ
- Υποστηρίζουν
- επιχείρημα
- AS
- κατά μέρος
- άποψη
- υπόθεση
- At
- άτομο
- ατομικός
- στάση
- συγγραφέας
- συγγραφείς
- ισόρροπη
- Μάχη
- BE
- επειδή
- γίνονται
- ήταν
- πριν
- ξεκίνησε
- είναι
- Βέλγιο
- Κουδούνι
- Berkeley
- Καλύτερα
- μεταξύ
- βιβλίο
- Boris
- και οι δύο
- Κουτί
- Έφερε
- αλλά
- by
- Καλιφόρνια
- ήρθε
- CAN
- Σταδιοδρομία
- που
- προσοχή
- φημισμένος
- εκατονταετηρίδα
- σίγουρα
- πρόκληση
- αλλαγή
- χαρακτηριστικός
- χαρακτηρίζεται
- φορτισμένα
- κλικ
- Ανεβείτε
- ρολόι
- συνεργάτες
- συναδέλφους
- COM
- σχόλια
- κοινότητα
- συγκρότημα
- χρήση υπολογιστή
- Διεξαγωγή
- Διάσκεψη
- σημαντικός
- θα μπορούσε να
- δημιουργία
- κρυπτογράφηση
- τομή
- δανικός
- Δαβίδ
- ημέρα
- Ημ.
- δημόσια συζήτηση
- συζητήσεις
- θεωρείται
- βαθιά
- Ζήτηση
- περιγράφουν
- Περιγράφοντας
- περιγραφή
- καθέκαστα
- αναπτύχθηκε
- επινοήθηκε
- DID
- έχασαν τη ζωή τους
- διακρίνω
- κάνει
- κυρίαρχο
- Καταδικασμένος
- αμφιβολίες
- κάθε
- Νωρίτερα
- Νωρίς
- άκρη
- αποτέλεσμα
- προσπάθειες
- Αϊνστάιν
- ηλεκτρόνια
- ενέργεια
- μπλέξιμο
- οντότητες
- ουσιώδης
- Even
- ΠΑΝΤΑ
- ακριβώς
- πείραμα
- πειραματικός
- εμπειρογνώμονες
- εκτεθειμένος
- ρητή
- εκφράζοντας
- πιο δίκαιος
- πασίγνωστη και
- περίφημα
- μακριά
- σύντροφος
- σχηματικός
- Εύρεση
- Όνομα
- καθορίζεται
- ελάττωμα
- ακολουθείται
- Πόδι
- Για
- μορφή
- θαυμάσιος
- Ιδρύματα
- Οι ιδρυτές
- ελεύθερος
- Συχνότητα
- από
- καρποφόρος
- θεμελιώδης
- Βασικές αρχές
- General
- γενεά
- γνήσια
- Γερμανικά
- παίρνω
- δεδομένου
- δίνει
- εξαιρετική
- είχε
- Harvard
- Έχω
- που έχει
- he
- βαριά
- αυτήν
- κρυμμένο
- Ψηλά
- αυτόν
- ίδιος
- του
- ιστορία
- Πως
- Πώς να
- Ωστόσο
- HTML
- HTTPS
- εμπόδιο
- i
- identiques
- if
- εικόνα
- σιωπηρή
- επιβάλλονται
- επιβλητικός
- αδύνατος
- in
- έναρξη
- ένδειξη
- ατομικές
- ανισότητα
- πληροφορίες
- της τεχνολογίας των πληροφοριών
- τόκος
- ερμηνεία
- σε
- συμμετοχή
- ιρλανδικός
- νησί
- ζήτημα
- θέματα
- IT
- ΤΟΥ
- Ιαπωνία
- jim
- Γιάννης
- jpg
- Ξέρω
- γνώση
- γνωστός
- large
- αργότερα
- λαϊκός
- που οδηγεί
- ελάχιστα
- αφήνοντας
- Επίπεδο
- ζωή
- Διάρκεια Ζωής
- φως
- όρια
- ζω
- ζωές
- Μακριά
- Παρτίδα
- που
- διατηρηθεί
- κάνω
- ΚΑΝΕΙ
- πολοί
- Μάρα
- μαθηματικός
- Μήτρα
- max-width
- Ενδέχεται..
- me
- εννοώ
- νόημα
- νόημα
- μέτρηση
- μηχανική
- μέντορας
- μοντέλα
- ορμή
- περισσότερο
- πλέον
- πολύ
- Murray
- Ονομάστηκε
- γεννημένος
- nathan
- Φύση
- Πλοηγηθείτε
- σχεδόν
- που απαιτούνται
- ποτέ
- Νέα
- Όχι.
- Βόρειος
- τίποτα
- τώρα
- αντιρρήσεις
- αντικειμένων
- Εμφανή
- περιπτώσεις
- of
- on
- μια φορά
- ONE
- αυτά
- αποκλειστικά
- ανοίξτε
- αντιπολίτευση
- or
- ΑΛΛΑ
- Άλλα
- έξω
- επί
- Οξφόρδη
- το πανεπιστήμιο της Οξφόρδης
- Παράδοξο
- Ειδικότερα
- ιδιαίτερα
- Το παρελθόν
- Παύλος
- People
- επιμονή
- person
- phd
- φαινόμενο
- φυσικός
- φυσικός
- Φυσική
- Κόσμος Φυσικής
- εικόνα
- πρωτοπόροι
- Πλάτων
- Πληροφορία δεδομένων Plato
- Πλάτωνα δεδομένα
- άσκοπος
- θέση
- έχουν
- δυνατός
- πρακτική
- πραγματιστική
- Προβλέψεις
- τύπος
- Πρόβλημα
- Παράγεται
- ιδιότητες
- προτείνεται
- παζλ
- Παζλ
- ποιοτικός
- Quantum
- κβαντική υπολογιστική
- κβαντική κρυπτογραφία
- κβαντική εμπλοκή
- κβαντικές πληροφορίες
- Κβαντική μηχανική
- κβαντική φυσική
- ερώτηση
- Ερωτήσεις
- μάλλον
- Διάβασε
- Αναγνώστης
- αναγνώστες
- πραγματικός
- Πραγματικότητα
- αναγνωρισμένος
- συνιστώ
- παραμένουν
- λείψανα
- ερευνητές
- επίλυση
- επιλυθεί
- απάντησης
- ΠΕΡΙΦΕΡΕΙΑ
- περιορισμός
- δεξιά
- αποκλειστεί
- s
- Είπε
- ικανοποιημένοι
- λένε
- Επιστήμη
- ΘΆΛΑΣΣΑ
- φαινόταν
- φαίνεται
- βλέπει
- αίσθηση
- ξεχωριστό
- σοβαρός
- σειρά
- διάφοροι
- Shared
- Κοντά
- δείχνουν
- έδειξε
- ταυτοχρόνως
- αφού
- ενιαίας
- small
- So
- μερικοί
- μερικές φορές
- επιδιώξει
- πυροδότησε
- ειδικούς
- συγκεκριμένες
- άνοιξη
- ορθοστασία
- Ακόμη
- Ιστορία
- Stuart
- μελέτες
- ουσιώδης
- τέτοιος
- προτείνω
- αυτοκτονία
- ΠΕΡΙΛΗΨΗ
- καλοκαίρι
- υποστηριζόνται!
- λήψη
- Τεχνικός
- Τεχνολογίες
- Τεχνολογία
- πει
- λέει
- όροι
- δοκιμή
- δοκιμές
- ότι
- Η
- τους
- Τους
- θεωρητικός
- θεωρία
- Εκεί.
- Αυτοί
- αυτοί
- πράγματα
- Σκέψη
- αυτό
- εκείνοι
- σκέψη
- thumbnail
- Ετσι
- φορές
- κουρασμένος
- προς την
- σημερινή
- μαζι
- είπε
- πολύ
- μετασχηματίζεται
- θεραπεία
- ταξίδι
- αληθής
- δύο
- Αβεβαιότητα
- κατανοητή
- πανεπιστήμιο
- Πανεπιστήμιο της Καλιφόρνια
- μέχρι
- us
- Αξίες
- Σταθερή
- πολύ
- Δες
- τόμος
- walk
- ήθελε
- ήταν
- Τρόπος..
- we
- ΛΟΙΠΌΝ
- καλά καθορισμένη
- πήγε
- ήταν
- πότε
- Ποιό
- ενώ
- Ενώ
- Ο ΟΠΟΊΟΣ
- πλάτος
- άνεμος
- με
- χωρίς
- Εργασία
- εργάστηκαν
- εργαζόμενος
- κόσμος
- ανησυχητικό
- θα
- γράφω
- συγγραφέας
- έτος
- χρόνια
- ακόμη
- Εσείς
- Πιο ΝΕΟΣ
- τον εαυτό σας
- zephyrnet