الوعي وقواعد ميكانيكا الكم

الوعي وقواعد ميكانيكا الكم
الوعي وقواعد ميكانيكا الكم

يمكننا أن نتفق جميعًا على أن التشابك الكمومي أمر غريب. ومع ذلك ، بالإضافة إلى بعض تطبيقاته العملية ، فإننا لا نقلق كثيرًا بشأنه. بعد كل شيء ، تحدث هذه الظاهرة على مستويات أصغر بكثير من تجاربنا اليومية. لكن ربما لا تقتصر ميكانيكا الكم والتشابك على الأشياء الصغيرة جدًا. أظهر العلماء أن الأجسام العيانية (وإن كانت صغيرة) يمكن وضعها في التشابك. يطرح السؤال: هل هناك حد لحجم التشابك الكمومي؟ إذا أخذنا الفكرة أبعد من ذلك ، هل يمكن للإنسان أن يتجول في وعيه؟ أم يمكن أن تقع في حالة التشابك؟

لا تسمح لنا هذه التحقيقات باستكشاف حدود ميكانيكا الكم فحسب ، بل يمكنها أيضًا مساعدتنا في تطوير نظرية أوسع للفيزياء تنطبق بالتساوي على كل شيء من الكواكب إلى الذرات.

براميل متشابكة
يحاول الفيزيائيون الحصول على أجسام أكبر من حولهم على مدار السنوات الخمس الماضية. فبدلاً من كونها كيانات معزولة ، فإنها تتكون من مجموعات من آلاف أو ربما بلايين من الذرات.
في عام 2021 ، نجح فريقان منفصلان من علماء الفيزياء في جامعة نيو ساوث ويلز في أستراليا وجامعة آلتو في فنلندا في ربط طبلين صغيرين. كانت هذه البراميل مجهرية ، ولكن قطرها لا يتجاوز 10 ميكرون. تم منح الفرق جائزة اختراق العام في عالم الفيزياء لإنجازاتهم.

تمكن الباحثون في المعهد الوطني للمعايير والتكنولوجيا من رؤية الخلط بين أنظمة الأسطوانة العيانية في الوقت الفعلي. وقام فريق من معهد نيلز بور بجامعة كوبنهاغن بتشكيل جسمين مجهريين مختلفين في تشابك كمي: مليار ذرة سيزيوم محشورة في سحابة بحجم أسطوانة صغيرة.
هذه الأشياء لا تزال صغيرة بشكل لا يصدق ، لكنها مليئة بالكثير من الذرات. في الأنظمة متعددة الجسيمات ، يصبح التشابك أكثر تعقيدًا. تُظهر أيضًا كيف يمكن أن ينتشر التشابك في الفضاء العياني ، مما يجبرنا على التساؤل:

هل هناك قيود على حجم الجسم الذي يمكن أن يتشابك؟

على الرغم من عدم وجود حد نظري ، فمع زيادة حجم الأجسام ، تلعب الجاذبية دورًا أكبر في كيفية سلوك وظائفها الموجية. على أي حال ، إنه استجواب رائع يأخذنا إلى العالم الميتافيزيقي. هل يمكن أن يختلط الناس ، على سبيل المثال الوعي وكل شيء؟

الأفراد المتشابكون

في أوائل الستينيات من القرن الماضي ، فكر الفيزيائي الحائز على جائزة نوبل يوجين وينر في مكانة الوعي في فيزياء الكم. اعتقد العديد من الفيزيائيين في ذلك الوقت أن الوعي والعقل البشري ظاهرتان عاديتان. لكن Wigner اختلف. وفقًا لتحليل ميكانيكا الكم ، فإن الوعي مطلوب حتى تنهار وظيفة الموجة أو أن يكون أي شيء في حالة معينة.

لتوضيح ذلك ، قام بتطوير التجربة الفكرية التالية ، والتي تُعرف أحيانًا باسم Wigner Friend.

لنتخيل ديبي ، عالمة ، تعمل بمفردها في المختبر. يقيس ديبي نظامًا حيث ، على سبيل المثال ، يمكن أن يكون دوران الإلكترون لأعلى أو لأسفل.

عالم آخر ، بوب ، ليس على علم بقياسات ديبي خارج مختبره المغلق. من وجهة نظره ، لم تنهار وظيفة الموجة للإلكترون ؛ بدلا من ذلك ، لا يزال متراكبًا بين أعلى وأسفل. من وجهة نظر بوب ، لاحظت ديبي الدوران لأعلى ولأسفل ، تمامًا مثل قطة شرودنجر. إنها لا ترى انهيار الدالة الموجية حتى تفتح باب المختبر وتبلغ ديبي عن قياسها.

ولكن متى تنهار الدالة الموجية عندما يلاحظ ديبي أو ينهار بوب؟ هل هناك حقيقة علمية واحدة لا تتغير؟ إذا كان هذا صحيحًا ، فيجب أن تتفق ملاحظات بوب وديبي.

ولكن إذا أبلغ شاهدان عن رؤية أشياء مختلفة ، فإن مقدمات علمنا موضع شك.

قد يبدو هذا الموقف برمته سخيفًا ، لكن هذه كانت وجهة نظر ويغنر. جادل بأن الوعي يغير العالم. لا مثيل له. للحصول على معرفة شاملة بميكانيكا الكم ، لا سيما ما إذا كان يمكن التوفيق بينها وبين العالم العياني ، يجادل بعض الناس بأن Wigner Paradox بحاجة إلى حل.

طبيعة الواقع وميكانيكا الكم
في عام 2020 ، قام باحثون في جامعة بريسبان بأستراليا بتوسيع Wigner Paradox لحساب التشابك الكمومي. لم يفعلوا ذلك فحسب ، بل اختبروه. هل يمكن للمراقبين الاتفاق على "حقيقة" واحدة؟ هذا هو السؤال الذي اكتشفوه في تجاربهم.

يذهب بحثهم على النحو التالي: دعنا نسمي الباحثين تشارلي وديبي. يقيسون زوجًا من الفوتونات المتشابكة في مختبرين منفصلين. في الوقت الحالي ، لا يعرف سوى تشارلي وديبي نتيجة هذه التجربة. يوجد زوجان آخران "خادمان فائقان" ، هما أليس وبوب ، خارج المختبر. تستمر الفوتونات في الوجود من وجهة نظرها في تراكب الحالات. أيضًا ، يشارك تشارلي وديبي. هذا يعني في الأساس أن تشارلي وديبي مرتبطان من خلال جزيئاتهما. نتيجة لذلك ، عندما يلاحظ تشارلي شيئًا ما ، ستفعل ديبي أيضًا ، والعكس صحيح.

الآن ، قررت أليس وبوب بشكل عشوائي إما إجراء تجربة أخرى أو فتح باب مختبر صديقهما والتساؤل عما شاهدوه.

لنأخذ لحظة للتفكير فيما نعرفه - أو على الأقل ما نعتقد أننا نعرفه - عن العالم الحقيقي. أولاً ، لنفترض أن ملاحظة تشارلي وديبي تؤدي إلى حقيقة واحدة. بعبارة أخرى ، ما شاهدوه حدث بالفعل. ثانيًا ، أليس وبوب أحرار في إجراء تجربة أخرى أو فتح الباب والتحدث إلى تشارلي وديبي حول ما شاهدوه. أخيرًا ، يجب ألا يغير قرارهم النتائج التي لاحظها تشارلي وديبي سابقًا. كل هذه الادعاءات تبدو صحيحة في الكون العياني.

لإجراء هذه التجربة ، استخدم الباحثون "مراقبات بسيطة" أو فوتونات متشابكة تم استقطابها لأعلى ولأسفل حتى تم تصويرها. تحدث ملاحظة التجربة عندما يختار الفوتون أحد المسارين المحتملين اعتمادًا على استقطابه. بمجرد اتخاذ هذا القرار ، يتم ملاحظة الفوتون بشكل أساسي. في التجربة ، استندت ملاحظات تشارلي وديبي إلى قرار المسار هذا. تعمل القياسات المأخوذة من مكشافات الفوتون كـ "مراقبون خارقون" ، أليس وبوب. يمكنهم اختيار سؤال تشارلي وديبي عما يراقبونه إذا اختاروا اكتشاف الفوتون. هذه هي الطريقة التي تخلق بها التجربة قياساتها الخاصة.

إذا كان ما نعتبره صحيحًا (بناءً على ملاحظاتنا للعالم المجهري) صحيحًا بالفعل ، فيجب أن تكشف التجربة عن بعض الروابط بين المدارات. إذا كانت ميكانيكا الكم صحيحة ، فسنلاحظ بالفعل المزيد من الارتباطات بين النتائج. بعبارة أخرى ، تتناقض ميكانيكا الكم مع فهمنا للواقع ، والذي يرى أن هناك حقيقة عالمية في الملاحظات ، وأن لدينا إرادة حرة ، وأن هذا لا علاقة له بالماضي أو المستقبل البعيد.

إذن ماذا كشفت تجاربه؟ اكتشفوا العديد من الارتباطات التي تطابقت مع العدد الذي تنبأت به نظرية الكم.

الآن ، قد يكون هناك اعتراض على أن هذه الدراسة تشمل فقط "المراقبين الرئيسيين". يمكن أن تتغير الأشياء إذا تمكنا من إجراء تجربة يكون فيها المراقبون أناسًا حقيقيين واعين.

لكن بعد ذلك تسأل نفسك "لماذا؟" يطلب.

لماذا يمكن للوعي أن يؤثر على نتائج التجربة؟

ما الذي يجعل الوعي فريدًا؟ هل عقلك لا يزال مشتعلاً؟ يجب ان يكون.

في حين أننا قد لا نكون قادرين على إجراء مثل هذه التجربة ، إلا أن الفكرة تثير بعض الأسئلة المثيرة للاهتمام. لماذا يتعارض فهمنا لأعمال العالم مع ميكانيكا الكم؟ هل هناك حقيقة موضوعية حتى على المستوى المجهري؟ أم أنك ترى شيئًا مختلفًا عما أفعله؟ هل لنا رأي في ما نختار القيام به؟

ليس لدينا صورة كاملة أمامنا ، هذا أمر مؤكد. ربما لا نفهم ميكانيكا الكم تمامًا ، أو ربما يتغير شيء ما عندما نطبقه على العالم المجهري. ومع ذلك ، فمن الممكن لنا أن نلعب دورًا خاصًا في العالم كمراقبين واعين.

المصدر: Big Think - إليزابيث فرنانديز

Günceleme: 05/11/2022 19:12

إعلانات مماثلة

كن أول من يعلق

Yorumunuz