אני והצל שלי: מכניקת קוונטים מעמידים בספק את הרעיון של אישיות

מרטין גר ואת זהות גנובה

הידעת מרטין גוארה (מרטין גר)? איכר צרפתי שנכנס פעם למצב מוזר ולא נעים. מרטין גר בכפר קטן. כשהילד היה בן 24 שנים, ההורים שלו האשימו אותו שהגנב. הר נאלץ לעזוב את ביתו, עוזב את אשתו ובנו. שמונה שנים מאוחר יותר, האיש חזר לכפר מולדתו, להתאחד עם משפחתו. שלוש שנים מאוחר יותר, המשפחה כבר שלושה ילדים.

נראה כי הכל המשיך כרגיל. אבל בכפר היה חייל זר, אשר הצהיר כי נלחם עם מרטין Gurr בצבא הספרדי ושהוא אבד רגל בקרב. משפחתו של מרטין החלו לפקפק אם לקרוביהם בבית לפני שלוש שנים. לאחר משפט ארוך, נמצא כי האדם גוארה "חטופים" הרפתקן ארנו du תייל (ארנו du Tilh). מרטין זה באמת סבל קטיעת הרגליים שלו מונה משרה מדומה במנזר ספרד. עם זאת, המשפט של "אדם הגנב" היה כל כך ידוע כי זה הר חזר לכפר מולדתו. גורלם של הרפתקן ארנו du Thiel נפתר משפט קצר למוות. וגם אשתו של מרטין הואשם בסיוע הרמאי לא מאמינים שאישה לא יכולה למצוא בעלה האהוב.

הסיפור הזה מדליק במוחם של סופרים ובמאים. בהסבר שלה צולמה, ביים מחזמר ואף צילם את ההצגה. יתר על כן, אחד בסדרה "משפחת סימפסון" מוקדש לרגל. פופולריות כזו היא מובנת: שמרגש תקרית כזו אותנו, בגלל קיצוצים המהירים - תפיסותינו זהות ואישיות.

איך אנחנו יכולים להיות בטוחים כי מה הוא בעצם אדם, גם אם הוא אמא? זה בדרך כלל אומר זהות בעולם שבו שום דבר אינו קבוע?

הפילוסופים הראשונים ניסו לענות על השאלה הזאת. הם הניחו כי אנחנו שונים מכל הנשמה אחרת, והגוף שלנו - זה הוא רק בובה. נשמע טוב, אבל המדע דחה את הפתרון הזה לבעיה והציע לחפש את השורש של הזהות של הגוף הפיסי. מדענים חלם חלום למצוא משהו ברמה המיקרוסקופית שתבדיל אדם אחד למשנהו.

ובכן, כי מדע - דבר מדויק. לכן, כאשר אנו אומרים "משהו ברמה מיקרוסקופית," אנחנו כמובן מתכוונים אבני הבניין הקטנים של הגוף שלנו - מולקולות ואטומות.

עם זאת, המסלול הזה הוא חלקלק יותר ממה שהוא אולי נראה במבט ראשון. דמיינו מרטין גר, למשל. נפש שמתקרב לזה. Face, עור, נקבובי... להמשיך הלאה. הכי קרוב שאפשר, אם יש לנו בשירות הוא הטכניקה החזקה ביותר. מה אנחנו מוצאים? אלקטרונים.

חלקיק יסודי בקופסא

ההר נעשה של מולקולות, מולקולה - של אטומים, האטומים מורכבים מחלקיקים יסודיים. האחרון הפך "יש מאין", הם אבני הבניין הבסיסיים של עולם החומר.

אלקטרונים - נקודה ממש לא תתפוס שטח בכלל. אלקטרון כל נקבע באופן בלעדי על ידי ספין משקל (תנע זוויתי) ולחייב. זה כל מה שאתה צריך לדעת כדי לתאר את "האישיות" של האלקטרון.

מה זה אומר? לדוגמה, העובדה שכל אלקטרון הוא בדיוק כמו כל האחרים, ללא השפעה כלשהי. הם זהים לחלוטין. בניגוד למרטין גוארה ולמקבילתה, האלקטרונים דומים כל כך כי הם לחלוטין להחלפה.

לעובדה זו השלכות די משעשעות. תארו לעצמכם שיש לנו חלקיק יסודי, השונה B. החלקיקים היסודיים בנוסף, אנו ששנוררנו שתי תיבות - ראשונות ושניות.

עם זאת, אנו יודעים כי כל חלקיקים חייבים להיות בכל אחת מהתיבות בכל זמן נתון. אז כפי שאנו זוכרים כי החלקיקים A ו- B הוא שונים זה מזה, מתברר כי ישנם רק ארבעה תרחישים:

• שקרים בתיבה 1, B הוא בתיבה 2;
• A ו- B הם ביחד תיבת 1;
• A ו- B הם ביחד בתוך קופסה 2;
• שקרים בתיבה 2, B 1 שקרים בתיבה.

מתברר כי ההסתברות למציאת שני חלקיקים בבת אחת בתיבה אחת שווה 1: 4. אוקי, עם זאת.

אבל מה אם החלקיקים A ו- B אינם שונים? מהי ההסתברות למציאת שני חלקיקים בתיבה אחת במקרה הזה? באופן מפתיע, החשיבה שלנו קובעת בצורה נכונה אם שני חלקיקים זהים, התרחישים הם רק שלושה. אחרי הכל, אין הבדל בין המקרה שבו נמצא תיבת 1, B 2 הוא בתיבה, וכן במקרה שבו B הוא בתיבה 1, A 2 הוא בתיבה. אז, ההסתברות היא 1: 3.

מאשרת מחקר ניסיוני כי מיקרוקוסמוס מציית הסתברות של 1: 3. כלומר, אם אתה מחליף את האלקטרונית ועל כל האחרים, היקום לא היה שם לב להבדל. ואתה, מדי.

אלקטרונים ערמומיים

פרנק Wilczek (פרנק Wilczek), פיזיקאי תיאורטי במכון הטכנולוגי של מסצ'וסטס, חתן פרס נובל, הגיע לאותה מסקנה, כמו שיש לנו בדיוק את זה. תוצאה זו אינה רק מעניינת ממצאי מדען. Wilczek אמר לעובדה שני אלקטרונים אינם נבדלים לחלוטין, - זוהי המסקנה העמוקה והחשובה ביותר של תורת השדות הקוונטית.

בקרת ירה - תופעת ההתאבכות כי הוא "בוגד" האלקטרון, ומראה לנו את החיים הסודיים שלו. אתה רואה, אם אתה יושב ומסתכל האלקטרון, הוא מתנהג כמו חלקיק. ברגע שאתה פונה משם, וזה מציג את המאפיינים של גלי. כאשר שני גלים כאלה חופפים, הם מחזקים או מחלישים אחד את השני. רק צורך לשקול כי אנחנו לא מתייחסים פיסיים המושג המתמטי של גל. הם אינם מציעים שום אנרגיה, ואת ההסתברות - סטטיסטיקה להשפיע על תוצאות הניסוי. במקרה שלנו - לסגת מהניסיון של שתי תיבות שבהן קיבלנו הסתברות של 1: 3.

מעניין, את תופעת ההתאבכות מתרחשת רק כאשר החלקיקים הם אכן זהים. ניסויים הראו כי אלקטרונים הם בדיוק אותו הדבר: את ההפרעה מתרחשת, כלומר החלקיקים הם נבדלים.

מה זה? Wilczek אומר כי זהותו של האלקטרון - זה מה שעושה את עולמנו אפשרי. בלי זה, לא יהיה שום כימיה. העניין היה בלתי אפשרי לשחזר.

אם אלקטרונים קיימים בין לפחות הבדל כלשהו, ​​הכל היה בבת אחת הפך לכאוס. טיבה המדויק וחד משמעי שלהם הוא הבסיס היחיד מלא זה של עולם אי ודאויות טעויות קיימים.

בסדר. נניח שאלקטרון לא ניתן להבחין בין אחרת. אבל אנחנו יכולים לשים אחד בתיבה הראשונה, והשני - ב השני ואומרים: "? הנה האלקטרון הוא כאן, וזה - שם"

"לא, אנחנו לא יכולים" - אומר פרופ Wilczek.

ברגע שאתה להניח את האלקטרונים על הארגזים ועל להרחיק, הם יפסיקו להיות חלקיק ו יפגינו תכונות גל. אמצעי זה כי הם יהיו של הוארך ללא הגבלת זמן. מוזר ככל שזה נשמע, יש הסתברות של מציאת מקום האלקטרון. לא במובן שהיא תימצא בכל נקודות, וכי יש לך סיכוי קטן למצוא אותו בכל מקום, אם אתה פתאום מחליט לחזור ולהתחיל לחפש אותו.

ברור שזה די קשה לדמיין. אבל יש שאלה אפילו יותר מעניין.

זה אלקטרונים מסובכים או מרחב שבו הם נמצאים? ואז מה קורה לכל כי היא סביבנו, כאשר אנחנו מפנים את הגב?

החלק הכי קשה

מתברר, מציאת שני אלקטרונים יכולים עדיין להיות. הבעיה היחידה היא שאתה לא יכול להגיד שהוא הגל הראשון, הגל השני של האלקטרון, וכולנו במרחב תלת-ממדי. זה לא עובד ב מכניקת הקוונטים.

אתה צריך לומר כי ישנו גל נפרד בחלל תלת ממדי עבור האלקטרון הראשון של הגל השני של מרחב תלת ממדי עבור השני. התוצאה - קרפ! - גל שישה-ממדי, אשר מקשר בין שני האלקטרונים יחד. זה נשמע נורא, אבל אנחנו מבינים כי שני אלקטרונים אלה אינם להסתובב אף אחד לא יודע לאן. עמדות אלה מוגדרים בבירור, אלא קשורים גל שש-מימדית זו.

באופן כללי, אם שחשבנו שיש מרחב הדברים בו, אז לאור תורת הקוונטים יצטרך לשנות את דעתו מעט. החלל כאן - זה רק דרך לתאר את היחסים ההדדיים בין אובייקטים, כגון אלקטרונים. לכן, את המבנה של העולם שאנחנו לא יכולים לתאר תכונות איך כל החלקיקים יחד המרכיבים אותו. כל קצת יותר מסובך: עלינו ללמוד את הקשר בין חלקיקים יסודיים.

כפי שניתן לראות, בשל העובדה כי האלקטרונים (וחלקיקים יסודיים אחרים) הם זהים לחלוטין זה לזה, המושג של זהות עצמו מתפורר לאבק. מסתבר לחלק את העולם לתוך הרכיב שלה - הוא טועה.

Wilczek אומר שכל האלקטרונים זהים. הם ביטוי של שדה שחדרה לכל המרחב והזמן. הפיזיקאי ג'ון ארצ'יבלד ווילר (ג'ון ארצ'יבלד ווילר) שחושב אחרת. הוא מאמין כי היה במקור אלקטרון אחד, וכל השאר - זה רק בעקבותיו, חודר זמן ומרחב. "איזה שטויות! - אתה יכול לבכות במקום הזה. - מדענים גם זוהו על ידי האלקטרוניקה "!

אבל יש דבר אחד.

מה אם כל זה אשליה? אלקטרונים קיימים בכל מקום ובשום מקום. טופס חומר זה אין. מה לעשות? אז מה הוא האדם מורכב מחלקיקים יסודיים?

אין טיפות תקווה

אנו רוצים להאמין כי כל דבר - הוא יותר מסך כל החלקיקים המרכיבים אותה. מה אם הסרנו את מטען האלקטרון, המסה שלו ואת הספין ומשהו נכנס שאריות, הזהות שלו, שלה "אישיות". אנחנו רוצים להאמין שיש משהו שעושה את e-tron.

גם אם סטטיסטיקה או ניסוי לא יכולה לחשוף את אופיו של החלקיקים, אנחנו רוצים להאמין בו. אחרי הכל, אם יש משהו שגורם לכל אדם ייחודי.

תניח שלא יהיה הבדל בין מרטין Gurr הכפולה שלו, אבל אחד מהם היה חייך בשקט, בידיעה כי הוא אמיתי.

הייתי רוצה להאמין בו. אבל המכניקה הקוונטית היא בהחלט חסרת לב ואינו מאפשרת לנו לחשוב על כל שטות.

אל תתפתה: אם האלקטרון יש מהות ייחודית משלו, העולם היה הופך לתוהו ובוהו.

אוקיי. לאחר האלקטרונים וחלקיקים יסודיים אחרים לא באמת קיימים, למה אנחנו קיימים?

תיאוריה אחת: אנחנו פתיתי שלג

רעיון אחד הוא שיש חלקיקים יסודיים מאוד. הם מהווים מערכת מורכבת של כולנו. נראה כי כולנו שונים - תוצאה של איך זה בונה את הגוף שלנו של חלקיקים יסודיים אלה.

התיאוריה של מוזר, אבל יפה. אף אחד החלקיקים היסודיים אין האינדיבידואליות שלהם. אבל יחד הם יוצרים מבנה ייחודי - אדם. אם אתה רוצה, אנחנו כמו פתיתי שלג. ברור שכל המים, אבל כל תבנית היא ייחודית.

המהות שלך - זה איך שאתה מאורגן החלקיקים, ולא של אשר אתה חבר של זה. התאים בגוף שלנו כל הזמן משתנה, כלומר הדבר היחיד שחשוב - זה המבנה.

תורת השנייה: מודל אנחנו

יש תשובה אחרת לשאלה. הפילוסוף האמריקאי דניאל דנט (דניאל דנט) הציע להחליף את המונח "דבר" על ידי "מודל אמיתי". לדברי דנט וחסידיו, משהו אמיתי, אם התיאור התיאורטי שלו יכול להיות מועתק בקצרה יותר - על קצה המזלג תיאור פשוט. כדי להסביר איך זה פועל, לקחת למשל, חתול.

אז, יש לנו חתול. מבחינה טכנית, אנו יכולים ליצור אותה מחדש על נייר (או וירטואליים), המתאר את המיקום של כל חלקיק שממנו הוא מורכב, ובכך להפוך את דפוס חתול. מצד השני, אנחנו יכולים לעשות אחרים: פשוט לומר את המילה "חתול". במקרה הראשון, אנחנו צריכים כוח מחשוב עצום, לא רק כדי ליצור דימוי של חתול, אלא גם, למשל, להניע אותו, אם אנחנו מדברים על מודל ממוחשב. במקרה השני, אנחנו רק צריכים לנשום עמוק ולומר, "חתול חצה את האולם." חתול - דוגמנית אמיתית.

הבה ניקח דוגמה נוספת. תארו לעצמכם קומפוזיציה מורכבת של תנוך האוזן השמאלית, הפיל הגדול ביותר נמיביה, ואת המוסיקה של מיילס דייוויס (מיילס דייויס). כדי ליצור אובייקט זה שיטות חישוביות דורשות הרבה זמן. אבל באותה מידה אתה לוקח, וכן תיאור מילולי של המפלצת הפנטסטית. Cut לא עובד, אומר שתי מילים, גם בגלל הרכב כזה הוא לא אמיתי, ולכן לא קיים. זהו לא מודל אמיתי.

מתברר שאנחנו מבנה רגעית בלבד, אשר מתעוררת תחת עינו של המתבונן. פיסיקאים להוסיף שמן למדורה ואומרים שאולי בפניות הסופיות החוצה שהעולם נעשה מתוך כלל של דבר. בעוד שנשאר לנו עד לנקודה זו לזו ואת העולם סביבו, המתארים את כל מילות ולתת שמות. ככל מורכבות המודל, ככל שאנו צריכים לדחוס התיאור שלה, מה שהופך את זה אמיתי. קחו, למשל, המוח האנושי - אחת המערכות המורכבות ביותר ביקום. נסו לתאר את זה על קצה המזלג.

נסה לתאר אותו במילה אחת. מה מקבלים?

"אני."