بیایید در مورد کوانتوم 2.0 صحبت کنیم: چرا باید زبان خود را تیزتر کنیم

برهم نهی، درهم تنیدگی و دیگر جنبه‌های گیج‌کننده دنیای کوانتومی اکنون نیروهای محرکه‌ای هستند که در پشت فن‌آوری‌های مختلف پیشرفت دارند. در حالی که "کوانتوم 1.0" همه چیز در مورد بازجویی از رمز و راز معادلات موج شرودینگر و راه اندازی آزمایش های هوشمندانه برای بستن حفره های تئوری بود، کوانتوم 2.0 عجیب‌ترین جنبه‌های فیزیک کوانتومی را در کار معمولی قرار می‌دهد. رایانه‌های کوانتومی مبتنی بر برهم نهی و همچنین دستگاه‌های رمزگذاری متکی به درهم تنیدگی برای ارتباطات از راه دور، اکنون همه از نظر فناوری قابل دوام شدن.

اما علی رغم رشد فزاینده فناوری کوانتومییکی از چیزهایی که تغییر نکرده است، زبان دست و پا گیر و ضد شهودی است که ما برای صحبت در مورد همه چیزهای کوانتومی استفاده می کنیم. در حالی که واقعیت درهم تنیدگی و برهم نهی فراتر از هرگونه شک منطقی است، توصیف آنها با کلمات مانند همیشه دیوانه کننده است. پدیده های کوانتومی هستند عجیب است، اما این بدان معنا نیست که برای توصیف آنها باید به زبانی غریب بسنده کنیم.

از همان روزهای اولیه مکانیک کوانتومی، آلبرت انیشتین، نیلز بورورنر هایزنبرگ و دیگران برای درک این فیزیک غیر کلاسیک جدید کوانتوم 1.0 تلاش کردند. مبارزه آنها به شکافی بین نحوه صحبت ما درباره پدیده ها و نحوه مواجهه با آنها در آزمایشگاه مربوط می شود. این شکاف توسط زبان استعاری ناقصی ایجاد شد که هنوز عمدتاً برای توصیف پدیده‌های غیر کلاسیک استفاده می‌شود.

در حالی که واقعیت درهم تنیدگی و برهم نهی فراتر از هرگونه شک منطقی است، توصیف آنها با استفاده از کلمات مانند همیشه دیوانه کننده است.

مفهوم "درهم تنیدگی" نمی تواند کمکی کند اما دو (یا چند) چیز مجزا را که با هم بافته می شوند و در عین حال به نحوی از هم جدا می شوند، مانند کلاف های درهم نخ، تداعی نمی کند. همانطور که برای "ابرجا"، تصویر ابری از حالات مختلف را درست قبل از اینکه یک علت خارجی یک حالت را انتخاب کند، در حالی که بقیه ناپدید می شوند، تداعی می کند. یا به اصطلاحات و عباراتی مانند "میدان"، "مسیر"، "خود تداخلی"، "فروپاشی یک تابع موج" یا "فوتونی که برای بازگشت به گذشته انتخاب می کند" فکر کنید. شکاف بزرگی بین چیزی که تصویر می شود و پدیده هایی که آنها برچسب گذاری می کنند وجود دارد.

زبان حساب می شود

فیزیکدانان معمولاً در هنگام غوطه ور شدن در هنر خود به اندازه کافی شهودی بر آنچه در حال رخ دادن است، دارند که معمولاً از این اصطلاحات آزارشان نمی دهد، حتی اگر گاهی اوقات آنها هنوز یک راز باشند. با این حال، در کوانتوم 2.0، با دستگاه‌هایی که به زودی متداول می‌شوند و برنامه‌های کاربردی آینده، باید مراقب نحوه استفاده از زبانی که از کوانتوم 1.0 به ارث برده‌ایم باشیم. دو دلیل وجود دارد.

اولی وضوح است. اگر دانشمندان نتوانند به‌راحتی نحوه عملکرد این دستگاه‌ها و برنامه‌ها را توصیف کنند، این امر باعث می‌شود که دستگاه‌ها مرموز و دنیایی دیگر به نظر برسند. زبان ترسناک و غیر شهودی همچنین باعث می شود که دانشمندان مانند کشیشان به نظر برسند، افرادی مسح شده که با فراتر ارتباط برقرار می کنند. اگر فیزیکدانان نتوانند چیزهایی را به زبانی که دیگران می فهمند بیان کنند، به این معناست که هیچ زبانی معنا ندارد، یا فیزیکدانان نمی توانند زبانی را پیدا کنند که این کار را انجام دهد، یا در حال ساختن چیزهایی هستند. این در نهایت شک و تردید و انکار علم و همچنین پذیرش بی سوادی علمی را تشویق می کند.

دلیل دوم عملی است. یافتن زبان مناسب برای اثرات کوانتومی می تواند به جلوگیری از سردرگمی در توسعه فناوری های کوانتومی 2.0 کمک کند. استعاره های بد ممکن است باعث شود که انواع خاصی از دستگاه ها - تلفن های کوانتومی، دستگاه های انتقال از راه دور انسانی - از نظر فیزیکی قابل قبول تر از آنچه هستند به نظر برسند. از سوی دیگر، برداشت بیش از حد تحت اللفظی استعاره ها - نزدیک کردن بیش از حد به تصاویر ساخته شده توسط آنها - می تواند تفکر طراحان را به سمت اشتباه سوق دهد. تصاویر بهتر از واقعیت به برنامه ریزی آزمایش های بهتر برای مطالعه آن کمک می کند.

زمانی که فیزیکدانان و فیلسوفان متوجه می شوند که در حقیقت اصیل مشترک هستند

کلمه "در هم تنیدگی"به عنوان مثال، روش خوبی برای صحبت در مورد فیزیک کوانتومی در مناطق خاصی است، زمانی که بتوانیم رفتار را بر حسب ذرات ایجاد کنیم. اما نمی‌توانیم حالت‌های انرژی گسسته در یک میدان را به معنای واقعی کلمه مانند ذرات بدانیم. یعنی مستقل از یکدیگر. انجام این کار مستلزم مکانیزمی برای وابستگی آنها است. این به نوبه خود به استعاره های دیگری نیاز دارد، مانند تابع موجی که بتواند حالات خود را "انتخاب" کند، که به نوبه خود به اثرات غیر محلی یا ارتباطات ابر نوری نیاز دارد.

در مورد "ابرجا" نیز استعاره ای است که در موقعیت های خاصی کار می کند، مانند موقعیت هایی که به نظر می رسد احتمالات به طور همزمان وجود دارند. اما این نشان می‌دهد که نوعی «محفظه احتمالات» وجود دارد - مانند الکترون در یک چاه پتانسیل - که فقط در مقیاس کوانتومی خود را نشان می‌دهد. این به نوبه خود نشان می‌دهد که پدیده‌های کوانتومی و کلاسیک با یک مرز مشخص به جای اختلاف درجه از هم جدا می‌شوند. بنابراین به سختی می توان این استعاره را در مورد ماکرومولکول ها، مایعات کوانتومی یا نوسانات کوانتومی نزدیک به افق رویداد یک سیاهچاله به کار برد، جایی که این دو به یکدیگر می ریزند.

نقطه بحرانی

بور معتقد بود که ما نمی‌توانیم تصویری تحت اللفظی از پدیده‌های کوانتومی بسازیم، که مانعی به ظاهر غیرقابل عبور برای زبان دقیق می‌سازد. اما منظور او این نبود که ما باید تلاش برای ایجاد زبانی را که واقعاً و واقعاً درک می کنیم و آنچه را که با آن روبرو می شویم دقیقاً توصیف می کند، کنار بگذاریم. بور سخت تلاش کرد تا زبانی بیافریند که ویژگی های پدیده های کوانتومی را با زبان معمولی که برای توصیف موقعیت های تجربی استفاده می شود، آشتی دهد. با این حال، دلیلی وجود ندارد که فکر کنیم توسعه زبانی که با موفقیت پدیده های کوانتومی را توصیف کند غیرممکن است.

دلیلی وجود ندارد که فکر کنیم توسعه زبانی که با موفقیت پدیده های کوانتومی را توصیف کند غیرممکن است

QBism یک تلاش است زبان QBist منابع احتمال بیزی و نظریه اطلاعات کوانتومی را ترکیب می کند تا آماده سازی سیستم های کوانتومی را نه به عنوان انتخاب چیزهای موج مانند یا ذره مانند، بلکه تهیه پیش نویس یک ارزیابی احتمالی از نتایج اندازه گیری برای کاربر انجام دهد. به جای اینکه مثلاً یک فوتون با قطبش ناشناخته را به عنوان «انتخاب» در مورد قطبش آن در هنگام شلیک از طریق کریستال کلسیت ببینیم، رویکرد QBist نتیجه را به‌عنوان «به‌روزرسانی» در «اطلاعات ما درباره سیستم» در نظر می‌گیرد.

این زبان توصیفی یکپارچه ارائه می دهد، اما اصرار ندارد که فوتون «ذره مانند» یا «موج مانند» باشد. همه فیزیکدانان از QBism راضی نیستند و ممکن است تنها چنین رویکردی برای توصیف پدیده های کوانتومی نباشد. اما هر جایگزینی برای QBism باید به ما کمک کند تا ببینیم واقعاً چه چیزی در مورد مکانیک کوانتومی گیج کننده است بدون اینکه در خصوصیات گذشته پازل ها گیر کنیم. اگر چنین تلاشی موفقیت آمیز باشد، ما واقعاً در آستانه کوانتوم 2.0 هستیم.

رابرت پی کریس (برای بیوگرافی کامل روی لینک زیر کلیک کنید) رئیس دپارتمان فلسفه، دانشگاه استونی بروک، ایالات متحده است. جنیفر کارتر یک مدرس فلسفه در استونی بروک است جینو الیا دانشجوی دکتری است

• محتوای مبتنی بر SEO و توزیع روابط عمومی. امروز تقویت شوید.
• PlatoAiStream. Web3 Data Intelligence دانش تقویت شده دسترسی به اینجا.
• ضرب کردن آینده با آدرین اشلی. دسترسی به اینجا.
• منبع: https://physicsworld.com/a/lets-talk-about-quantum-2-0-why-we-need-to-sharpen-up-our-language/