Biblioteka
  Wiw.pl   Na bieżąco:  Informacje   Co nowego   Matematyka i przyroda:  Astronomia   Biologia   Fizyka   Matematyka   Modelowanie rzeczywistości   Humanistyka:  Filozofia   Historia   Kultura antyczna   Literatura   Sztuka   Czytaj:  Biblioteka   Delta   Wielcy i więksi   Przydatne:  Słowniki   Co i gdzie studiować   Wszechświat w obrazkach    
  Jesteś tutaj:   Wirtualny Wszechświat > Biblioteka > Fizyka > ALICJA W KRAINIE KWANTÓW  



[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]  [10]  [11] 
- W takim razie co się dzieje z tymi pozostałymi rzeczami, które robił? - zapytała Alicja. - Czy one po prostu znikają?

- No cóż, jest więcej rzeczy, które układ mógłby robić, niż te, które robił, ale odpowiedź jest twierdząca - odpowiedział Nauczyciel, uśmiechając się promiennie. - Masz zupełną rację. Wszystkie pozostałe stany po prostu znikają. Kraina może być staje się Krainy nigdy nie było. W tym momencie wszystkie pozostałe stany przestają być w jakimkolwiek sensie realne. Albo, jeśli wolisz, są tylko snami lub wyobrażeniami, a stan obserwowany jest jedynym rzeczywistym stanem. Nazywa się to redukcją stanów kwantowych. Szybko się do tego przyzwyczaisz.

Ortodoksyjny obraz mechaniki kwantowej to tzw. interpretacja kopenhaska (nazwana tak na cześć duńskiego fizyka Nielsa Bohra, a nie Hansa Christiana Andersena). Tam, gdzie z układem fizycznym mogą dziać się różne rzeczy, występować będzie amplituda dla każdej z nich i całkowity stan układu dany będzie przez sumę - lub raczej superpozycję - wszystkich tych amplitud. Podczas aktu obserwacji zarejestrowana zostanie wartość odpowiadająca jednej z tych amplitud; pozostałe amplitudy znikną. Proces ten nazywany jest redukcją amplitud.

- Czy to oznacza, że kiedy się na coś patrzy, można sobie wybrać, co się zobaczy? - zapytała Alicja z nutą niedowierzania w głosie.

- O nie, w tym względzie nie masz żadnego wyboru. To, co najprawdopodobniej zobaczysz, określone jest przez prawdopodobieństwa rozmaitych stanów kwantowych. To, co faktycznie zobaczysz, jest kwestią zupełnego przypadku. Nie masz możliwości wyboru tego, co się stanie; kwantowe amplitudy dają jedynie prawdopodobieństwa różnych wyników, ale nie określają, co się rzeczywiście wydarzy. To czysty przypadek, który zostaje określony dopiero wtedy, gdy dokonujesz obserwacji - Nauczyciel powiedział to z dużym przejęciem, choć tak cicho, że Alicja musiała dobrze nadstawić ucha, aby wszystko usłyszeć.

- Dokonywanie obserwacji wydaje się w takim razie bardzo ważne - powiedziała w zamyśleniu, na wpół do siebie, Alicja. - Ale kto zatem zasługuje na to, by przeprowadzać obserwacje? Oczywiste jest, że elektrony nie mogą obserwować samych siebie, kiedy w doświadczeniu interferencyjnym przechodzą przez szczeliny, ponieważ wędrują przez każdą z nich. A może raczej powinnam powiedzieć, że występują amplitudy dla obu szczelin? - poprawiła się, naśladując ten sposób formułowania myśli, którego tyle się niedawno nasłuchała. - Najwyraźniej nie obserwowałam się wystarczająco uważnie, kiedy ostatnio byłam w superpozycji stanów. W rzeczywistości - powiedziała nagle Alicja, gdyż przyszła jej do głowy niespodziewana myśl - jeśli mechanika kwantowa mówi, że musisz robić wszystko, co możesz robić, to z całą pewnością musisz też zaobserwować wszystkie dopuszczalne wyniki każdego pomiaru, jaki przeprowadzisz. Jeśli twoja kwantowa zasada superpozycji ma zastosowanie wszędzie, to dokonywanie pomiarów jest po prostu niemożliwe! Dowolny pomiar, który spróbujesz przeprowadzić, przyniesie kilka możliwych wyników. Będziesz mógł zarejestrować każdy z tych wyników i - zgodnie z zasadami - jeśli możesz otrzymać każdy z nich, to musisz zaobserwować je wszystkie. Według tej nowej wersji zasady superpozycji stanów, o której mówisz, pojawiłyby się wszystkie wyniki twojego pomiaru. Nie mógłbyś nigdy niczego tak naprawdę zaobserwować albo raczej nie byłoby nigdy niczego, czego byś nie zaobserwował.

Alicja przerwała dla nabrania oddechu, podniecona tym nowym odkryciem, i zauważyła, że wszyscy obecni w sali przyglądają się jej z uwagą. Kiedy przestała mówić, wszyscy dali wyraz pewnemu zażenowaniu.

- Zwróciłaś, oczywiście, uwagę na bardzo ważną kwestię - powiedział uprzejmie Nauczyciel. - Znana jest ona jako problem pomiaru i właśnie tym zagadnieniem się zajmowaliśmy, zanim przyszłaś. (Zajrzyj do przypisu 1 na końcu rozdziału).

- Ważne jest, aby pamiętać, że mamy do czynienia z prawdziwym problemem - mówił dalej Nauczyciel. - Dla układów złożonych z jednego lub dwóch elektronów, jak w oglądanym przez ciebie doświadczeniu interferencyjnym z dwiema szczelinami, muszą istnieć kombinacje amplitud opisywanego przez nas typu, ponieważ amplitudy interferują ze sobą. Nie chodzi tu o powiedzenie w inny sposób, że elektrony mogą być w jakimś określonym stanie, tylko że ty, niestety, nie wiesz, w jakim. Taka sytuacja nie dałaby żadnej interferencji, jesteśmy więc zmuszeni zaakceptować fakt, że w pewnym sensie każdy elektron jest we wszystkich stanach. Uważam, że pytanie, co tak naprawdę dzieje się z elektronem, jest źle postawione, ponieważ nie ma żadnego sposobu, abyś to mogła kiedykolwiek sprawdzić. Jeśli spróbujesz to uczynić, to wpłyniesz na układ, a wtedy zaczniesz badać już coś innego. Jak zauważyłaś, rysuje się tu pewien problem. Atomy i układy zawierające niewielką liczbę cząstek zawsze robią wszystko, co jest możliwe do zrobienia, i nigdy nie podejmują żadnych decyzji. Natomiast my zawsze robimy taką lub inną rzecz i w danej sytuacji nie obserwujemy więcej niż jednego wyniku. Każdy z uczniów przygotował krótki referat na temat problemu pomiaru. Mieli się zastanowić nad tym, w którym momencie - jeśli to w ogóle możliwe - przestaje obowiązywać zachowanie kwantowe, dopuszczające występowanie wszystkich stanów równocześnie, i można dokonać jednoznacznych obserwacji. Jeśli masz ochotę, to siądź, proszę, i wysłuchaj ich.

Alicji wydało się, że jest to dobra okazja, usiadła więc przy jednym ze stolików i w napięciu czekała na to, co usłyszy.

- Pierwszy wywód - Nauczyciel cichym głosem skutecznie stłumił niecierpliwy szmer uczniowskich komentarzy - przedstawi Cesarz.

Korpulentny mężczyzna w gustownej purpurowej bieliźnie, którego Alicja zauważyła zaraz po wejściu do sali, podniósł się i wyszedł na środek. (Zajrzyj do przypisu 2 na końcu rozdziału).

[1]  [2]  [3]  [4]  [5]  [6]  [7]  [8]  [9]  [10]  [11] 
[  góra strony  ]

Wiw.pl  |  Na bieżąco  |  Informacje  |  Co nowego  |  Matematyka i przyroda  |  Astronomia  |  Biologia  |  Fizyka  |  Matematyka  |  Modelowanie rzeczywistości  |  Humanistyka  |  Filozofia  |  Historia  |  Kultura antyczna  |  Literatura  |  Sztuka  |  Czytaj  |  Biblioteka  |  Delta  |  Wielcy i więksi  |  Przydatne  |  Słowniki  |  Co i gdzie studiować  |  Wszechświat w obrazkach