Unë dhe hija ime: mekanika kuantike sfidon konceptin e personalitetit

2024 Autor: Malcolm Clapton | [email protected]. E modifikuara e fundit: 2023-12-17 04:10

Pse jeni ju? Si e dini se jeni një person me karakter dhe mënyrë të menduari unik? Mekanika kuantike na këshillon të mos jemi kaq të sigurt. Është e mundur që të mos jemi të gjithë aq të ndryshëm sa e imagjinojmë.

Martin Guerr dhe identiteti i vjedhur

A dinit për Martin Guerre? Ky është një fshatar francez i cili dikur u gjend në një situatë të çuditshme dhe të pakëndshme. Martini jetonte në një fshat të vogël. Kur djali ishte 24 vjeç, prindërit e tij e akuzuan për vjedhje. Herr u detyrua të linte shtëpinë e tij, të linte gruan dhe djalin e tij. Tetë vjet më vonë, burri u kthye në fshatin e tij të lindjes, u ribashkua me familjen e tij. Tre vjet më vonë, familja kishte tre fëmijë.

Gjithçka dukej se po vazhdonte si zakonisht. Por në fshat u shfaq një ushtar i huaj, i cili deklaroi se kishte luftuar me Martin Gerr në ushtrinë spanjolle dhe se kishte humbur këmbën në betejë. Familja e Martinit filloi të dyshonte nëse i afërmi i tyre ishte kthyer në shtëpi tre vjet më parë. Pas një gjyqi të gjatë, rezultoi se identiteti i Guerra ishte “rrëmbyer” nga aventurieri Arnault du Tilh. Martini i vërtetë me të vërtetë iu nënshtrua një amputimi të këmbës dhe u emërua në një sinekurë në një manastir në Spanjë. Sidoqoftë, gjyqi i "hajdutit të identitetit" ishte aq i famshëm sa Herri i vërtetë u kthye në fshatin e tij të lindjes. Fati i aventurierit Arnaud du Thiel u vulos me një dënim të shkurtër me vdekje. Dhe vetë Martin e akuzoi gruan e tij për ndihmën e mashtruesit, duke mos besuar se një grua mund të mos e njihte burrin e saj të dashur.

Kjo histori ngacmoi mendjet e shkrimtarëve dhe regjisorëve. Bazuar në motivet e saj, u xhirua një film, u vu në skenë një muzikal dhe madje u xhirua një serial televiziv. Madje, një nga serialet “The Simpsons” i është kushtuar këtij rasti. Një popullaritet i tillë është i kuptueshëm: një incident i tillë na emocionon, sepse lëndon shpejt - idetë tona për identitetin dhe personalitetin.

Si mund të jemi të sigurt se kush është në të vërtetë një person, qoftë edhe më i dashur? Çfarë do të thotë identitet në një botë ku asgjë nuk është e përhershme?

Filozofët e parë u përpoqën t'i përgjigjen kësaj pyetjeje. Ata supozuan se ne jemi të ndryshëm nga njëri-tjetri në shpirt, dhe trupat tanë janë vetëm kukulla. Tingëllon mirë, por shkenca e ka hedhur poshtë këtë zgjidhje të problemit dhe ka sugjeruar kërkimin e rrënjës së identitetit në trupin fizik. Shkencëtarët ëndërronin të gjenin diçka në nivelin mikroskopik që do të dallonte një person nga tjetri.

Është mirë që shkenca është e saktë. Prandaj, kur themi "diçka në nivelin mikroskopik", ne, natyrisht, nënkuptojmë blloqet më të vogla të ndërtimit të trupit tonë - molekulat dhe atomet.

Megjithatë, kjo rrugë është më e rrëshqitshme sesa mund të duket në shikim të parë. Imagjinoni Martin Guerr, për shembull. Afrojuni atij mendërisht. Fytyra, lëkura, poret… le të vazhdojmë. Le të afrohemi sa më shumë, sikur të kemi pajisjet më të fuqishme në arsenalin tonë. Çfarë do të gjejmë? Elektroni.

Grimca elementare në një kuti

Herr është bërë nga molekula, molekulat janë bërë nga atome, atomet janë bërë nga grimca elementare. Këto të fundit janë bërë "nga asgjëja"; ato janë blloqet bazë të ndërtimit të botës materiale.

Një elektron është një pikë që fjalë për fjalë nuk zë fare hapësirë. Çdo elektron përcaktohet vetëm nga masa, spin (momenti këndor) dhe ngarkesa. Kjo është gjithçka që duhet të dini për të përshkruar "personalitetin" e një elektroni.

Çfarë do të thotë? Për shembull, fakti që çdo elektron duket tamam si çdo tjetër, pa dallimin më të vogël. Ato janë absolutisht identike. Ndryshe nga Martin Guerr dhe binjaku i tij, elektronet janë aq të ngjashme sa që janë plotësisht të këmbyeshëm.

Ky fakt ka disa implikime mjaft interesante. Le të imagjinojmë se kemi një grimcë elementare A, e cila ndryshon nga grimca elementare B. Përveç kësaj, ne kemi marrë dy kuti - e para dhe e dyta.

Ne gjithashtu e dimë se çdo grimcë duhet të jetë në një nga kutitë në çdo kohë të caktuar. Meqenëse kujtojmë se grimcat A dhe B janë të ndryshme nga njëra-tjetra, rezulton se ekzistojnë vetëm katër opsione për zhvillimin e ngjarjeve:

• A ndodhet në kutinë 1, B shtrihet në kutinë 2;
• A dhe B shtrihen së bashku në kutinë 1;
• A dhe B shtrihen së bashku në kutinë 2;
• A ndodhet në kutinë 2, B ndodhet në kutinë 1.

Rezulton se probabiliteti për të gjetur dy grimca njëherësh në një kuti është 1: 4. E shkëlqyeshme, e rregullova.

Por, çka nëse grimcat A dhe B nuk janë të ndryshme? Sa është probabiliteti për të gjetur dy grimca në të njëjtën kuti në këtë rast? Çuditërisht, mendimi ynë përcakton në mënyrë të pagabueshme: nëse dy grimca janë identike, atëherë ekzistojnë vetëm tre opsione për zhvillimin e ngjarjeve. Në fund të fundit, nuk ka asnjë ndryshim midis rastit kur A ndodhet në kutinë 1, B qëndron në kutinë 2, dhe rasti kur B ndodhet në kutinë 1, A qëndron në kutinë 2. Pra, probabiliteti është 1:3.

Shkenca eksperimentale konfirmon se mikrokozmosi i bindet një probabiliteti prej 1: 3. Kjo do të thotë, nëse do të zëvendësonit elektronin A me ndonjë tjetër, Universi nuk do ta vinte re ndryshimin. Dhe ju gjithashtu.

Elektrone dinake

Frank Wilczek, një fizikan teorik në Institutin e Teknologjisë në Masaçusets dhe një laureat i çmimit Nobel, doli në të njëjtin përfundim si ne. Shkencëtari e konsideron këtë rezultat jo vetëm interesant. Wilczek deklaroi se fakti që dy elektrone janë absolutisht të padallueshëm është përfundimi më i thellë dhe më i rëndësishëm nga teoria kuantike e fushës.

Një goditje kontrolli është një fenomen ndërhyrje që "tradhton" një elektron dhe na tregon jetën e tij sekrete. E shihni, nëse uleni dhe shikoni një elektron, ai sillet si një grimcë. Sapo të largoheni, tregon vetitë e një valë. Kur dy valë të tilla mbivendosen, ato përforcojnë ose dobësojnë njëra-tjetrën. Vetëm mbani në mend se nuk nënkuptojmë konceptin fizik, por matematikor të një vale. Ata nuk transferojnë energji, por probabilitet - ato ndikojnë në rezultatet statistikore të eksperimentit. Në rastin tonë - në përfundimin nga eksperimenti me dy kuti, në të cilat morëm një probabilitet prej 1: 3.

Është interesante se fenomeni i ndërhyrjes ndodh vetëm kur grimcat janë vërtet identike. Eksperimentet kanë treguar se elektronet janë saktësisht të njëjta: ndodh interferenca, që do të thotë se këto grimca janë të padallueshme.

Për çfarë është e gjithë kjo? Wilczek thotë se identiteti i elektroneve është pikërisht ajo që e bën të mundur botën tonë. Pa këtë, nuk do të kishte kimi. Materia nuk mund të riprodhohej.

Nëse do të kishte ndonjë ndryshim midis elektroneve, gjithçka do të kthehej në kaos menjëherë. Natyra e tyre e saktë dhe e paqartë është baza e vetme për të ekzistuar kjo botë plot pasiguri dhe gabime.

Mirë. Le të themi se një elektron nuk mund të dallohet nga një tjetër. Por ne mund ta vendosim njërën në kutinë e parë, tjetrën në të dytën dhe të themi: "Ky elektron shtrihet këtu, dhe ai është atje"?

"Jo, ne nuk mundemi," thotë profesor Wilczek.

Sapo vendosni elektronet në kuti dhe shikoni larg, ato pushojnë së qeni grimca dhe fillojnë të shfaqin vetitë valore. Kjo do të thotë se ato do të zgjerohen pafundësisht. Sado e çuditshme të duket, ekziston mundësia për të gjetur një elektron kudo. Jo në kuptimin që ndodhet në të gjitha pikat njëherësh, por në faktin që keni një shans të vogël për ta gjetur diku, nëse papritmas vendosni të ktheheni dhe të filloni ta kërkoni.

Është e qartë se është mjaft e vështirë të imagjinohet kjo. Por lind një pyetje edhe më interesante.

A janë elektronet kaq të ndërlikuara apo hapësira në të cilën ndodhen? Dhe pastaj çfarë ndodh me gjithçka që është rreth nesh kur ne largohemi?

Paragrafi më i vështirë

Rezulton se ju ende mund të gjeni dy elektrone. Problemi i vetëm është se nuk mund të thuash: këtu është vala e të parit, këtu është vala e elektronit të dytë, dhe të gjithë jemi në hapësirën tredimensionale. Nuk funksionon në mekanikën kuantike.

Duhet të thuash që ka një valë të veçantë në hapësirën tredimensionale për elektronin e parë dhe ka një valë të dytë në hapësirën tredimensionale për të dytin. Në fund, rezulton - jini të fortë! është një valë gjashtë-dimensionale që lidh dy elektrone së bashku. Tingëllon e tmerrshme, por më pas e kuptojmë: këto dy elektrone nuk janë më të varur, askush nuk e di se ku. Pozicionet e tyre janë të përcaktuara qartë, ose më saktë, të lidhura nga kjo valë gjashtë-dimensionale.

Në përgjithësi, nëse më parë menduam se ka hapësirë dhe gjëra në të, atëherë, duke marrë parasysh teorinë kuantike, do të duhet të ndryshojmë pak përfaqësimin tonë. Hapësira këtu është vetëm një mënyrë për të përshkruar ndërlidhjet midis objekteve, siç janë elektronet. Prandaj, ne nuk mund ta përshkruajmë strukturën e botës si vetitë e të gjitha grimcave të marra së bashku që e përbëjnë atë. Gjithçka është pak më e ndërlikuar: duhet të studiojmë lidhjet midis grimcave elementare.

Siç mund ta shihni, për shkak të faktit se elektronet (dhe grimcat e tjera elementare) janë absolutisht identike me njëri-tjetrin, vetë koncepti i identitetit shkërmoqet në pluhur. Rezulton se ndarja e botës në përbërësit e saj është e gabuar.

Wilczek thotë se të gjitha elektronet janë identike. Ato janë një manifestim i një fushe që përshkon të gjithë hapësirën dhe kohën. Fizikani John Archibald Wheeler mendon ndryshe. Ai beson se fillimisht ka pasur një elektron, dhe të gjithë të tjerët janë vetëm gjurmë të tij, që përshkojnë kohën dhe hapësirën. “Çfarë marrëzie! - mund të bërtisni në këtë vend. "Shkencëtarët po rregullojnë elektronet!"

Por ka një por.

Po sikur të jetë e gjitha një iluzion? Elektroni ekziston kudo dhe askund. Ai nuk ka formë materiale. Çfarë duhet bërë? Dhe çfarë është atëherë një person që përbëhet nga grimca elementare?

As një pikë shprese

Ne duam të besojmë se çdo gjë është më shumë se shuma e grimcave të saj përbërëse. Po sikur të hiqnim ngarkesën e elektronit, masën dhe spinin e tij dhe të merrnim diçka në pjesën e mbetur, identitetin e tij, "personalitetin e tij". Ne duam të besojmë se ka diçka që e bën një elektron elektron.

Edhe nëse statistikat ose eksperimentet nuk mund të zbulojnë thelbin e një grimce, ne duam të besojmë në të. Në fund të fundit, atëherë ka diçka që e bën çdo person unik.

Supozoni se nuk do të kishte asnjë ndryshim midis Martin Gerrit dhe dyshekut të tij, por njëri prej tyre do të buzëqeshte në heshtje, duke e ditur se ai ishte i vërteti.

Do të doja të besoja shumë në të. Por mekanika kuantike është absolutisht e pashpirt dhe nuk do të na lejojë të mendojmë për të gjitha llojet e marrëzive.

Mos u mashtroni: nëse elektroni do të kishte thelbin e tij individual, bota do të kthehej në kaos.

NE RREGULL. Meqenëse elektronet dhe grimcat e tjera elementare nuk ekzistojnë realisht, pse ekzistojmë ne?

Teoria e parë: ne jemi fjolla bore

Një nga idetë është se ka shumë grimca elementare tek ne. Ata formojnë një sistem kompleks në secilin prej nesh. Duket se fakti që të gjithë jemi të ndryshëm është pasojë e mënyrës sesi trupi ynë është ndërtuar nga këto grimca elementare.

Teoria është e çuditshme, por e bukur. Asnjë nga grimcat elementare nuk ka individualitetin e vet. Por së bashku ata formojnë një strukturë unike - një person. Nëse ju pëlqen, ne jemi si flokët e borës. Është e qartë se të gjitha janë ujë, por modeli i secilit është unik.

Thelbi juaj është se si janë organizuar grimcat në ju, jo nga çfarë saktësisht jeni bërë. Qelizat në trupin tonë ndryshojnë vazhdimisht, që do të thotë se e vetmja gjë që ka rëndësi është struktura.

Teoria e dytë: ne jemi modele

Ekziston një mënyrë tjetër për t'iu përgjigjur pyetjes. Filozofi amerikan Daniel Dennett sugjeroi zëvendësimin e konceptit të "gjësë" me termin "model real". Sipas Dennett dhe ndjekësve të tij, diçka është reale nëse përshkrimi i saj teorik mund të dyfishohet në mënyrë më të përmbledhur - me pak fjalë, duke përdorur një përshkrim të thjeshtë. Për të shpjeguar se si funksionon kjo, le të marrim një mace si shembull.

Pra, ne kemi një mace. Teknikisht, ne mund ta rikrijojmë atë në letër (ose virtualisht) duke përshkruar pozicionin e secilës grimcë nga e cila përbëhet, dhe kështu të hartojmë një diagram të maces. Nga ana tjetër, ne mund të bëjmë ndryshe: thjesht të themi "mace". Në rastin e parë, ne kemi nevojë për një fuqi të madhe kompjuterike për të krijuar jo vetëm një imazh të një mace, por edhe, le të themi, ta bëjmë atë të lëvizë, nëse po flasim për një model kompjuterik. Në të dytën, thjesht duhet të marrim frymë thellë dhe të themi: "Macja ecte nëpër dhomë". Macja është një model i vërtetë.

Le të marrim një shembull tjetër. Imagjinoni një kompozim që përfshin llapën e veshit të majtë, elefantin më të madh në Namibi dhe muzikën e Miles Davis. Do të duhet shumë kohë për të krijuar këtë objekt në mënyrë llogaritëse. Por përshkrimi verbal i këtij përbindëshi fantastik do t'ju marrë të njëjtën sasi. Nuk do të funksionojë të shkurtohet, ta them edhe me dy fjalë, sepse një përbërje e tillë është joreale, që do të thotë se nuk ekziston. Ky nuk është një model i vërtetë.

Rezulton se ne jemi vetëm një strukturë momentale që shfaqet nën vështrimin e shikuesit. Fizikantët i hedhin benzinë zjarrit dhe thonë se ndoshta në finale do të dalë se bota është bërë nga asgjëja. Tani për tani, na mbetet të drejtojmë njëri-tjetrin dhe botën përreth nesh, duke përshkruar gjithçka me fjalë dhe duke shpërndarë emra. Sa më kompleks të jetë modeli, aq më shumë duhet të kompresojmë përshkrimin e tij, duke e bërë atë real. Merrni, për shembull, trurin e njeriut, një nga sistemet më komplekse në univers. Mundohuni ta përshkruani me pak fjalë.

Mundohuni ta përshkruani me një fjalë. Cfare ndodh?