Viens no dīvainākajiem kvantu mehānikas aspektiem ir sapīšanās, jo divas sapinušās daļiņas ietekmē viena otru lielos attālumos, kas, no pirmā acu uzmetiena, pārkāpj lokalitātes fizisko pamatprincipu: tas, kas notiek noteiktā kosmosa vietā, var ietekmēt tikai tuvumā esošos punktus. Bet ko tad, ja galu galā lokalitāte un pati telpa nav tik būtiska? Džordžs Massers pēta iespējamās sekas tam savā jaunajā grāmatā Spooky Action at a Distance. (Alberts Einšteins kvantu iesaisti sauca par "baismīgu darbību no attāluma").
Kad filozofei Džennanai Izmalelai bija desmit gadu, viņas tēvs, Irākā dzimis profesors Kalgari universitātē, izsolē nopirka lielu koka skapi. Pēc tam, kad tā rībēja, viņa pakliedza uz vecā kaleidoskopa un bija sajūsmā. Viņa stundām ilgi eksperimentēja un izdomāja, kā tas darbojas. “Es neteicu māsai, ka atradu viņu, jo baidījos, ka viņa to paņems,” viņa atceras.
Ielūkojoties kaleidoskopā un pagriežot pīpi, daudzkrāsainās figūras sāk ziedēt, griezties un apvienoties šķietami pilnīgi neizskaidrojamā un neparedzamā veidā, it kā tām būtu briesmīgs efekts vienam pret otru no attāluma. Bet, jo vairāk jūs viņus apbrīnojat, jo vairāk pamanāt modeļus viņu kustībā. Formas redzamā lauka pretējos galos mainās vienveidīgi, un šī simetrija ļauj saprast, kas patiesībā notiek: šīs formas nav fiziski objekti, bet gan objektu attēli - stikla šķembas, kas rotē spoguļcaurules iekšpusē.
“Ir viens stikla gabals, kas lieki parādās dažādās kosmosa daļās,” saka Ismaels. “Ja jūs koncentrējaties uz visu aptverošo telpu, trīsdimensiju kaleidoskopa fiziskais apraksts būtu diezgan vienkāršs cēloņsakarības stāsts. Ir stikla gabals, tas atspoguļojas spoguļos utt. Patiesībā skatoties, kaleidoskops vairs nav noslēpums, kaut arī tas joprojām pārsteidz.
Gadu desmitus vēlāk, gatavojoties sarunai par kvantu fiziku, Ismaels atcerējās kaleidoskopu un samta lietā nopirka pavisam jaunu, spīdīgu vara cauruli. Kā tas viņai sāka parādīties, viņš kļuva par nelocālisma metaforu fizikā. Varbūt daļiņas sapīšanās eksperimentos vai galaktikās attālās galaktikas robežās izturas savādi, jo tās ir projekcijas - zināmā mērā sekundāri darbi -, kas eksistē pavisam citā objektu reģionā.
“Kaleidoskopa gadījumā mēs zinām, kas mums jādara: mums jāredz visa sistēma; mums jāredz, kā tiek veidots telpas tēls, saka Ismaels. - Kā izveidot tā analogu kvantu efektiem? Lai to izdarītu, jums jāredz mums zināmais kosmoss - ikdienas kosmoss, kurā mēs mēra notikumus, kas atrodas dažādās kosmosa daļās - kā neizšķīstošu struktūru. Varbūt, aplūkojot abas daļas, mēs redzam vienu un to pašu notikumu. Mēs mijiedarbojamies ar vienu un to pašu realitātes elementu dažādās kosmosa daļās."
Kopā ar citiem viņa apšauba pieņēmumu, kam seko gandrīz katrs fiziķis un filozofs kopš Demokritija, ka telpa ir fiziskās realitātes dziļākais līmenis. Tieši tāpat kā lugas scenārijs apraksta aktieru rīcību uz skatuves, bet pirms skatuves, fizikas likumi parasti telpas uztver kā pašsaprotamu. Šodien mēs zinām, ka Visums ir kas vairāk nekā tikai kosmosā esošas lietas. Nonlocality parādība izplatās visā telpā; nav vietas, kur tas būtu ierobežots. Tas izpaužas realitātes līmenī dziļāk nekā telpa, kur attāluma jēdzienam vairs nav nozīmes, kur šķiet, ka tuvumā atrodas tālu priekšmeti, it kā viena un tā pati parādītos vairāk nekā vienā vietā, piemēram, neskaitāmi attēli ar vienu stikla gabalu kaleidoskopā.
Kad mēs domājam par terminiem šajā līmenī, savienojumi starp subatomiskajām daļiņām uz laboratorijas stenda, melnā cauruma iekšpusē un ārpusē un starp pretējām Visuma daļām vairs nešķiet tik rāpojoši. Maikls Hellers, fiziķis, filozofs un Pontifikālās teoloģijas akadēmijas teologs Krakovā, Polijā, saka: “Ja jūs piekrītat, ka fizika pamata līmenī nav lokāla, tad tā ir diezgan dabiska, jo atrodas divas daļiņas, kas atrodas tālu viena no otras. viens pamata vietējais līmenis. Viņiem telpai un laikam nav nozīmes. Tikai tad, kad jūs mēģināt iztēloties šīs parādības no kosmosa perspektīvas - kas ir piedodams, jo mēs esam pieraduši domāt tieši tā -, tās mulsina mūsu izpratni.
Reklāmas video:
Ideja par dziļu līmeni šķiet dabiska, jo galu galā fiziķi vienmēr uz to ir centušies. Ikreiz, kad viņi nespēja saprast noteiktus mūsu pasaules aspektus, viņi uzskatīja, ka viņi vēl nav tikuši līdz visa tā pamatiem. Viņi pietuvināja un ieraudzīja celtniecības blokus. Tas, ka šķidrais ūdens var vārīties vai sasalst, ir nedaudz noslēpumains. Bet šīm pārvērtībām ir jēga, ja mēs šķidro, gāzveida un cieto stāvokli attēlojam nevis kā pamata vielas, bet gan kā vienas pamatvielas dažādas formas.
Aristotelis uzskatīja, ka dažādi ūdens stāvokļi ir dažādi tā saucamās pirmatnējās matērijas iemiesojumi, un atomisti - apzināti - domāja, ka atomi ir pārkārtoti stingrākās vai brīvās struktūrās. Masveidā šie matērijas elementi iegūst īpašības, kurām individuāli trūkst. Tāpat telpu var veidot daļas, kas pašas par sevi nav telpiskas. Šīs daļas var arī izjaukt un atkārtoti salikt telpiskās struktūrās, piemēram, tajās, kur tiek norādīts uz melnajiem caurumiem un Lielo sprādzienu.
“Kosmosa laiks nevar būt būtisks,” saka teorētiķe Nima Arkani-Hameda. "Tam jābūt izgatavotam no kaut kā vienkāršāka."
Šī domāšana pilnīgi apvērš fiziku. Nonlocality vairs nav noslēpums; tā ir realitāte, un lokalitāte kļūst par īstu noslēpumu. Kad mēs vairs nevaram izmantot telpu kā pašsaprotamu, mums patstāvīgi vai apvienojoties ar laiku ir jāpaskaidro, kas tas ir un no kā tas rodas.
Acīmredzot telpas veidošana nebūs tik vienkārša kā molekulu sakausēšana šķidrumā. Kādi varētu būt tā pamatelementi? Mēs parasti sakām, ka celtniecības blokiem jābūt mazākiem par lietām, kas tos veido. Ja no zobu bakstāmajiem salieciet detalizētu Eifeļa torni, jums nevajadzēs izskaidrot, ka zobu bakstāmie ir mazāki par torni.
Bet, runājot par kosmosu, nav “mazāk”, jo pats lielums ir telpisks jēdziens. Celtniecības bloki nevar būt pirms telpas, ja tas tiem ir jāpaskaidro. Viņiem nedrīkst būt ne lieluma, ne vietas; viņiem jābūt visur, visā Visumā un nekur vienlaikus, lai tos nevarētu iebāzt. Ko lietai nozīmē pozīcijas trūkums? Kur viņa atradīsies? "Kad mēs runājam par aizplūstošo telpas laiku, tam ir jāizplūst no kāda ietvara, no kura mēs esam ļoti tālu," saka Arkani-Hameds.
Rietumu filozofijā karaļvalsts ārpus kosmosa tradicionāli tiek uzskatīta par karaļvalsti ārpus fizikas - Dieva klātbūtnes vietu kristīgajā teoloģijā. 18. gadsimta sākumā Gotfrīda Leibnica "monādes", kuras viņš pārstāvēja kā Visuma primitīvos elementus, pastāvēja tāpat kā Dievs, ārpus telpas un laika. Viņa teorija bija solis ceļā uz topošo telpas laiku, bet palika metafizikas laukā, ir brīvi saistīta ar konkrētu lietu pasauli. Ja fiziķiem izdosies izskaidrot jauno kosmosu, viņiem būs jāizstrādā savs priekšstats par telpas neesamību.
Einšteins paredzēja šīs grūtības. “Varbūt… mums principā vajadzētu atteikties no telpas-laika nepārtrauktības,” viņš rakstīja. - Pilnīgi iespējams iedomāties, ka cilvēku atjautība kādu dienu atradīs metodes, kas šo ceļu padarīs iespējamu. Tomēr šobrīd šāda programma izskatās kā mēģinājums elpot tukšā vietā."
John Wheeler, slavens gravitācijas teorētiķis, ieteica, ka kosmosa laiks tika veidots no "pregeometrijas", taču atzina, ka tā bija tikai "ideja idejas dēļ". Pat Arkani-Hameds dalās šaubās: “Šīs problēmas ir ļoti sarežģītas. Nav iespējams tos apspriest valodā, pie kuras esam pieraduši”.
Arkani-Hameds un viņa kolēģi turpina virzīties uz veidu, kā aprakstīja Einšteins - veidus, kā aprakstīt fiziku vietas trūkuma gadījumā, elpošanu vakuumā. Viņš šos mēģinājumus skaidro ar vēsturi: “Vairāk nekā 2000 gadus cilvēki ir uzdevuši jautājumus par telpas un laika dziļo dabu, taču tie bija pāragri. Mēs beidzot esam nonākuši laikmetā, kurā jūs varat uzdot šos jautājumus un cerēt saņemt jēgpilnas atbildes."
Balstīts uz materiāliem no Gizmodo
Iļja Khel