พูดคุยเกี่ยวกับควอนตัม 2.0: ทำไมเราต้องทำให้ภาษาของเราคมชัดขึ้น

การซ้อนทับ ความยุ่งเหยิง และแง่มุมอื่น ๆ ที่ทำให้ยุ่งเหยิงของโลกควอนตัมเป็นแรงผลักดันที่อยู่เบื้องหลังเทคโนโลยีที่ก้าวล้ำต่าง ๆ ในขณะที่ “ควอนตัม 1.0” เป็นเรื่องเกี่ยวกับการสอบสวนความลึกลับของสมการคลื่นของชเรอดิงเงอร์ และตั้งค่าการทดลองอันชาญฉลาดเพื่อปิดช่องโหว่ในทฤษฎี “ควอนตัม 2.0” กำลังนำแง่มุมที่แปลกประหลาดที่สุดของฟิสิกส์ควอนตัมมาสู่งานประจำ คอมพิวเตอร์ควอนตัมที่ใช้การซ้อนทับ เช่นเดียวกับอุปกรณ์เข้ารหัสที่อาศัยสิ่งกีดขวางสำหรับการสื่อสารทางไกล ทั้งหมดกลายเป็นเทคโนโลยีที่มีศักยภาพ.

แต่ถึงแม้ว่า การเติบโตอย่างรวดเร็วของเทคโนโลยีควอนตัมสิ่งหนึ่งที่ไม่เปลี่ยนแปลงคือภาษาที่ยุ่งยากและขัดกับสัญชาตญาณที่เราใช้เพื่อพูดคุยเกี่ยวกับทุกสิ่งเกี่ยวกับควอนตัม แม้ว่าความเป็นจริงของการพัวพันและการซ้อนทับนั้นปราศจากข้อสงสัยที่สมเหตุสมผล แต่การอธิบายด้วยคำพูดก็น่าประหลาดใจพอๆ กัน ปรากฏการณ์ควอนตัม เป็น แปลก แต่นั่นไม่ได้หมายความว่าเราควรพอใจกับภาษาแปลก ๆ เพื่ออธิบายพวกเขา

จากยุคแรกๆ ของกลศาสตร์ควอนตัม อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ Niels Bohr, Werner Heisenberg และคนอื่นๆ พยายามทำความเข้าใจฟิสิกส์ควอนตัม 1.0 แบบใหม่ที่ไม่ใช่แบบคลาสสิก การต่อสู้ของพวกเขาเกี่ยวข้องกับช่องว่างระหว่างวิธีที่เราพูดถึงปรากฏการณ์และวิธีที่เราพบพวกเขาในห้องทดลอง ช่องว่างดังกล่าวถูกสร้างขึ้นโดยภาษาเชิงเปรียบเทียบที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งยังคงใช้เพื่อระบุลักษณะปรากฏการณ์ที่ไม่ใช่แบบคลาสสิกเป็นส่วนใหญ่

ในขณะที่ความเป็นจริงของการพัวพันและการซ้อนทับนั้นปราศจากข้อสงสัยที่สมเหตุสมผล การอธิบายโดยใช้คำพูดก็เป็นเรื่องน่าขันพอๆ กัน

แนวคิดของ "ความยุ่งเหยิง" ไม่สามารถช่วยได้ แต่ทำให้นึกถึงสองสิ่ง (หรือมากกว่า) ที่แยกจากกันซึ่งถูกถักทอเข้าด้วยกัน แต่ก็แยกออกจากกัน เช่น เส้นด้ายที่พันกันยุ่งเหยิง สำหรับ "การซ้อนทับ" นั้น จะทำให้เกิดภาพของเมฆที่มีสถานะต่างๆ กัน ก่อนที่สาเหตุภายนอกบางอย่างจะเลือกสถานะหนึ่ง ในขณะที่อีกสาเหตุหนึ่งจะหายไป หรือนึกถึงคำศัพท์และวลีต่างๆ เช่น "ฟิลด์" "เส้นทาง" "การรบกวนตัวเอง" "การยุบตัวของฟังก์ชันคลื่น" หรือ "โฟตอนที่เลือกย้อนเวลากลับไป" มีช่องว่างขนาดใหญ่ระหว่างสิ่งที่กำลังแสดงอยู่และปรากฏการณ์ที่พวกเขาระบุ

นับภาษา

นักฟิสิกส์มักจะมีความเข้าใจโดยสัญชาตญาณที่แน่นแฟ้นเพียงพอต่อสิ่งที่เกิดขึ้นเมื่อหมกมุ่นอยู่กับงานฝีมือของพวกเขา ซึ่งโดยทั่วไปแล้วพวกเขาไม่ได้ใส่ใจกับคำศัพท์เหล่านี้ แม้ว่าบางครั้งพวกเขาจะยังคงเป็นเรื่องลึกลับก็ตาม อย่างไรก็ตาม ในควอนตัม 2.0 ด้วยอุปกรณ์ที่จะกลายเป็นเรื่องธรรมดาในไม่ช้าและแอปพลิเคชันในอนาคต เราควรระมัดระวังในการใช้ภาษาที่เราสืบทอดมาจากควอนตัม 1.0 มีเหตุผลสองประการ

ประการแรกคือความชัดเจน หากนักวิทยาศาสตร์ไม่สามารถอธิบายได้อย่างตรงไปตรงมาว่าอุปกรณ์และแอปพลิเคชันเหล่านี้ทำงานอย่างไร ก็จะทำให้อุปกรณ์เหล่านี้ดูลึกลับและหลุดโลก ภาษาที่น่ากลัวและต่อต้านสัญชาตญาณยังทำให้นักวิทยาศาสตร์ดูเหมือนนักบวช ผู้ได้รับการเจิมที่ติดต่อกับโลกภายนอก ถ้านักฟิสิกส์ไม่สามารถเขียนสิ่งต่าง ๆ ในภาษาที่คนอื่นเข้าใจได้ ก็แสดงว่าไม่มีภาษาใดเหมาะสม หรือนักฟิสิกส์ไม่สามารถหาภาษาที่เข้าใจได้ หรือพวกเขากำลังสร้างสิ่งต่าง ๆ ขึ้นมา ในที่สุด สิ่งนี้กระตุ้นให้เกิดความสงสัยและการปฏิเสธวิทยาศาสตร์ ตลอดจนการยอมรับการไม่รู้หนังสือทางวิทยาศาสตร์

เหตุผลที่สองคือการปฏิบัติ การค้นหาภาษาที่เหมาะสมสำหรับเอฟเฟกต์ควอนตัมสามารถช่วยหลีกเลี่ยงความสับสนในการพัฒนาเทคโนโลยีควอนตัม 2.0 คำอุปมาอุปมัยที่ไม่ดีอาจทำให้อุปกรณ์บางประเภท เช่น โทรศัพท์ควอนตัม อุปกรณ์เทเลพอร์ตของมนุษย์ ดูเหมือนมีเหตุผลทางกายภาพมากกว่าที่เป็นอยู่ ในทางกลับกัน การอุปมาอุปไมยตามตัวอักษรมากเกินไป - การเข้าใกล้ภาพที่เสกสรรโดยพวกเขามากเกินไป - สามารถเอียงความคิดของนักออกแบบไปในทิศทางที่ผิดได้ รูปภาพที่ดีกว่าของจริงจะช่วยในการวางแผนการทดลองเพื่อศึกษาได้ดีขึ้น

เมื่อนักฟิสิกส์และนักปรัชญาตระหนักว่าพวกเขาแบ่งปันความจริงอันสูงส่ง

คำ “พัวพัน”ตัวอย่างเช่น เป็นวิธีที่ดีในการพูดคุยเกี่ยวกับฟิสิกส์ควอนตัมในบางพื้นที่ เมื่อเราสามารถแสดงพฤติกรรมในรูปของอนุภาคได้ แต่เราไม่สามารถนึกถึงสถานะของพลังงานที่ไม่ต่อเนื่องกันในสนามได้อย่างแท้จริงเหมือนเป็นอนุภาค นั่นคือเป็นอิสระจากกัน ในการทำเช่นนั้นจะต้องมีกลไกสำหรับการพึ่งพาอาศัยกัน ในทางกลับกัน จะต้องมีอุปมาอุปไมยอื่นๆ เช่น ฟังก์ชันคลื่นที่สามารถ "เลือก" สถานะของมันได้ ซึ่งต้องการเอฟเฟกต์ที่ไม่ใช่เฉพาะที่หรือการสื่อสารแบบซูเปอร์ลูมินัล

สำหรับ “การซ้อนทับ” ก็เป็นอุปมาอุปไมยที่ใช้ได้ในบางสถานการณ์ เช่น สถานการณ์ที่ดูเหมือนว่าเป็นไปได้พร้อมกัน แต่สิ่งนี้ชี้ให้เห็นว่ามี "ภาชนะแห่งความเป็นไปได้" ประเภทหนึ่ง เช่น อิเล็กตรอนในหลุมศักย์ ซึ่งแสดงในระดับควอนตัมเท่านั้น ในทางกลับกัน นี่ก็หมายความว่าปรากฏการณ์ควอนตัมและคลาสสิกถูกแยกออกจากกันโดยเส้นขอบที่แตกต่างกันมากกว่าความแตกต่างของระดับ อุปมาอุปไมยนี้จึงยากที่จะนำไปใช้กับโมเลกุลขนาดใหญ่ ของเหลวควอนตัม หรือความผันผวนของควอนตัมใกล้กับขอบฟ้าเหตุการณ์ของหลุมดำ ซึ่งทั้งสองต่างไหลเข้าหากัน

จุดวิกฤต

Bohr มีชื่อเสียงว่าเราไม่สามารถสร้างภาพที่แท้จริงของปรากฏการณ์ควอนตัมได้ ซึ่งเป็นอุปสรรคที่ดูเหมือนจะผ่านไปไม่ได้สำหรับภาษาที่แม่นยำ แต่เขาไม่ได้หมายความว่าเราควรละทิ้งความพยายามในการสร้างภาษาที่เราเข้าใจอย่างแท้จริงและแท้จริงซึ่งอธิบายสิ่งที่เราพบเจอได้อย่างถูกต้อง Bohr พยายามอย่างยิ่งยวดในการสร้างภาษาที่ปรับลักษณะเฉพาะของปรากฏการณ์ควอนตัมให้เข้ากับภาษาธรรมดาที่ใช้อธิบายสถานการณ์การทดลอง ถึงกระนั้น ก็ไม่มีเหตุผลที่จะคิดว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะพัฒนาภาษาที่อธิบายปรากฏการณ์ควอนตัมได้สำเร็จ

ไม่มีเหตุผลที่จะคิดว่ามันเป็นไปไม่ได้ที่จะพัฒนาภาษาที่อธิบายปรากฏการณ์ควอนตัมได้สำเร็จ

คิวบิสม์ เป็นความพยายามอย่างหนึ่ง ภาษา QBist รวมทรัพยากรของความน่าจะเป็นแบบเบย์และทฤษฎีข้อมูลควอนตัมเพื่อปฏิบัติต่อการเตรียมระบบควอนตัม ไม่ใช่การเลือกสิ่งที่คล้ายคลื่นหรืออนุภาค แต่เป็นการร่างการประเมินความน่าจะเป็นของผลการวัดสำหรับผู้ใช้ แทนที่จะมองเห็น เช่น โฟตอนที่มีโพลาไรเซชันที่ไม่รู้จักเป็น "การเลือก" เกี่ยวกับโพลาไรเซชันของมันเมื่อยิงผ่านผลึกแคลไซต์ วิธีการของ QBist จะถือว่าผลลัพธ์เป็น "การอัปเดต" ใน "ข้อมูลเกี่ยวกับระบบ" ของเรา

ภาษานี้ให้คำอธิบายที่เป็นเอกภาพ แต่ไม่ได้ยืนยันว่าโฟตอนนั้น "เหมือนอนุภาค" หรือ "เหมือนคลื่น" ไม่ใช่นักฟิสิกส์ทุกคนที่พอใจกับ QBism และอาจไม่ใช่วิธีเดียวในการอธิบายลักษณะของปรากฏการณ์ควอนตัม แต่ทางเลือกอื่นนอกเหนือจาก QBism จะต้องช่วยให้เราเห็นว่าอะไรที่ทำให้งงเกี่ยวกับกลศาสตร์ควอนตัมโดยที่เราไม่ได้ติดอยู่กับลักษณะเฉพาะของปริศนาที่ผ่านมา หากความพยายามดังกล่าวสำเร็จ แสดงว่าเราอยู่ในเกณฑ์ของควอนตัม 2.0 อย่างแท้จริง

โรเบิร์ต พี. เครส (คลิกลิงก์ด้านล่างเพื่อดูประวัติฉบับเต็ม) เป็นประธานภาควิชาปรัชญา มหาวิทยาลัย Stony Brook ประเทศสหรัฐอเมริกา เจนนิเฟอร์ คาร์เตอร์ เป็นผู้บรรยายวิชาปรัชญาที่ Stony Brook ซึ่ง จีโน เอเลีย เป็นนักศึกษาปริญญาเอก

• เนื้อหาที่ขับเคลื่อนด้วย SEO และการเผยแพร่ประชาสัมพันธ์ รับการขยายวันนี้
• เพลโตไอสตรีม. ข้อมูลอัจฉริยะ Web3 ขยายความรู้ เข้าถึงได้ที่นี่.
• การสร้างอนาคตโดย Adryenn Ashley เข้าถึงได้ที่นี่.
• ที่มา: https://physicsworld.com/a/lets-talk-about-quantum-2-0-why-we-need-to-sharpen-up-our-language/