ΚΒΑΝΤΙΚΗ_ΦΥΣΙΚΗ, ΚΒΑΝΤΑ
Κβαντική φυσική και κβαντική ομηρική σε κβαντικά άλματα σκέψης
Οδυσσέας και Πηνελόπη, η κβαντική συνάντηση και το αρχετυπικό ζευγάρι των Ομηρικών Επών
Αν υπάρχει ένα Α, πρέπει άραγε να υπάρχει κάπου και ένα αντί-Α;
Η ερώτηση ξεκίνησε από την κβαντική φυσική και, όπως συμβαίνει συνήθως όταν ο Όμηρος παραφυλάει στη γωνία, κατέληξε στην Ιθάκη.
Ας το ξεκαθαρίσουμε από την αρχή: όσα ακολουθούν δεν αποτελούν θεωρία κβαντικής φυσικής ούτε ισχυρισμό ότι ο Όμηρος «γνώριζε κβαντομηχανική». Είναι ένα παιχνίδι φιλοσοφικής σκέψης, ένα κβαντικό άλμα από τις έννοιες της σύγχρονης φυσικής προς τις σχέσεις των ομηρικών προσώπων.
Η επιστήμη μένει επιστήμη και η μεταφορά δηλώνεται ως μεταφορά.
Και τώρα μπορούμε να κάνουμε την ομηρική μας κβάντωση
Στη φυσική, πολλά σωματίδια έχουν τα αντισωματίδιά τους. Το ηλεκτρόνιο έχει το ποζιτρόνιο, το πρωτόνιο το αντιπρωτόνιο. Αυτό όμως δεν σημαίνει ότι για κάθε σωματίδιο που υπάρχει εδώ πρέπει υποχρεωτικά να υπάρχει κάπου αλλού ένα συγκεκριμένο αντισωματίδιό του.
Η φύση δεν φαίνεται να υπακούει σε έναν απλό μεταφυσικό κανόνα «για κάθε Α υπάρχει ένα αντί-Α».
Μας μιλά περισσότερο για συμμετρίες και ασυμμετρίες, αλληλεπιδράσεις, πεδία, σχέσεις και νόμους διατήρησης.
Και εδώ η σκέψη μας συναντά τον μαγνήτη.
Το ομηρικό δίπολο
Ένας συνηθισμένος μαγνήτης είναι μαγνητικό δίπολο. Έχει βόρειο και νότιο πόλο.
Δεν μπορούμε να πάρουμε έναν μαγνήτη, να τον κόψουμε στη μέση και να κρατήσουμε στο ένα χέρι μόνο τον Βορρά και στο άλλο μόνο τον Νότο.
Αν τον κόψουμε, προκύπτουν δύο μικρότεροι μαγνήτες, καθένας με τον δικό του βόρειο και νότιο πόλο.
Ν — S → Ν — S + Ν — S
Μέχρι σήμερα δεν έχει παρατηρηθεί πειραματικά ελεύθερο στοιχειώδες μαγνητικό μονόπολο, παρότι η ύπαρξη μαγνητικών μονοπόλων έχει προταθεί θεωρητικά.
Ο Βορράς και ο Νότος, λοιπόν, στον συνηθισμένο μαγνήτη δεν είναι δύο εχθροί που προσπαθούν να εξαφανίσουν ο ένας τον άλλο.
Είναι οι δύο πόλοι ενός συστήματος.
Και εδώ εμφανίζονται ο Οδυσσέας και η Πηνελόπη.
Δεν χρειάζεται πλέον να πούμε:
Οδυσσέας Α — Πηνελόπη αντι-Α.
Μπορούμε να κάνουμε ένα καλύτερο άλμα:
ΟΔΥΣΣΕΑΣ — ΠΗΝΕΛΟΠΗ = δύο πόλοι ενός ομηρικού διπόλου.
Ο ένας δεν αναιρεί τον άλλο.
Ο ένας προσδιορίζει τον άλλο μέσα στη σχέση.
Ο Οδυσσέας είναι κίνηση.
Η Πηνελόπη είναι σταθερότητα.
Ο Οδυσσέας είναι έξοδος.
Η Πηνελόπη είναι οίκος.
Ο Οδυσσέας είναι περιπλάνηση.
Η Πηνελόπη είναι διατήρηση.
Ο Οδυσσέας κινείται στον χώρο.
Η Πηνελόπη αντέχει μέσα στον χρόνο.
Και ανάμεσά τους υπάρχει το πεδίο της σχέσης τους.
Η απόσταση δεν το εξαφανίζει.
Ο Οδυσσέας μπορεί να βρίσκεται στην Τροία, στη θάλασσα, στην Κίρκη, στην Καλυψώ. Η Πηνελόπη μπορεί να βρίσκεται στην Ιθάκη, περικυκλωμένη από τους μνηστήρες.
Κι όμως ο ένας εξακολουθεί να προσδιορίζεται αφηγηματικά σε σχέση με τον άλλο.
Εκείνος είναι αυτός που πρέπει να επιστρέψει.
Εκείνη είναι αυτή που πρέπει να διατηρήσει εκείνο στο οποίο μπορεί να επιστρέψει.
Χωρίς τον Οδυσσέα δεν υπάρχει ταξίδι.
Χωρίς την Πηνελόπη δεν υπάρχει επιστροφή.
Και χωρίς τη σχέση τους δεν υπάρχει Νόστος.
Ύλη και αντιύλη — το πρώτο μας κβαντικό άλμα
Μπορούμε τώρα να επιστρέψουμε στην πρώτη, πιο άτακτη σκέψη μας.
Στη φυσική, όταν ένα σωματίδιο συναντήσει το αντισωματίδιό του, μπορεί να συμβεί εξαΰλωση και η ενέργειά τους να μετατραπεί σε άλλα σωματίδια, συχνά φωτόνια.
Και εμείς, παίζοντας φιλοσοφικά, είπαμε:
ΟΔΥΣΣΕΑΣ + ΠΗΝΕΛΟΠΗ → ΦΩΣ
Αλλά η αναλογία του μαγνητικού διπόλου είναι βαθύτερη.
Γιατί όταν συναντώνται ο Οδυσσέας και η Πηνελόπη δεν εξαϋλώνονται.
Δεν χάνεται ο Οδυσσέας μέσα στην Πηνελόπη.
Δεν χάνεται η Πηνελόπη μέσα στον Οδυσσέα.
Παραμένουν δύο αυτοτελή πρόσωπα.
Αυτό που εξαφανίζεται είναι η απόσταση.
Η εικοσαετής απουσία.
Η αβεβαιότητα.
Η μεταμφίεση.
Η κατάσταση του ξένου.
Και αυτό που αποκαθίσταται είναι η σχέση.
Και στο κέντρο βρίσκεται μια ελιά
Εδώ ο Όμηρος κάνει κάτι εκπληκτικό.
Η τελική αναγνώριση ανάμεσα στους δύο συνδέεται με το συζυγικό τους κρεβάτι, κατασκευασμένο γύρω από τον κορμό μιας ριζωμένης ελιάς.
Ο άνθρωπος της μεγαλύτερης περιπλάνησης επιστρέφει σε κάτι που δεν μπορεί να μετακινηθεί.
Κίνηση και ακινησία.
Περιπλάνηση και ρίζα.
Θάλασσα και γη.
Χώρος και χρόνος.
Οδυσσέας και Πηνελόπη.
Δύο πόλοι και ανάμεσά τους μια σχέση που άντεξε την απόσταση.
Ίσως λοιπόν η ενδιαφέρουσα ερώτηση δεν είναι:
«Ποιο είναι το αντίθετο του Α;»
Αλλά:
«Με τι σχετίζεται το Α ώστε να αποκτά τη συγκεκριμένη του σημασία;»
Εδώ αλλάζει ολόκληρη η εικόνα.
Από τα πράγματα περνάμε στις σχέσεις.
Από το Α και το αντί-Α περνάμε στο Α και στο Β που συγκροτούν ένα σύστημα.
Και από τον Οδυσσέα και την Πηνελόπη ως δύο χωριστά πρόσωπα περνάμε στον Νόστο ως σχέση.
Δεν είναι ο Οδυσσέας το αντίθετο της Πηνελόπης.
Δεν είναι η Πηνελόπη το αντίθετο του Οδυσσέα.
Είναι δύο πόλοι μιας σχέσης· και ο Νόστος είναι η αποκατάσταση του πεδίου ανάμεσά τους.
Αυτό δεν είναι κβαντική φυσική, είναι κβαντική ομηρική
στη ρίζα ενός δένδρου
Χώρος και χρόνος.
Και στο κέντρο, βαθιά ριζωμένη στη γη, μια ελιά.
Εγένετο Νόστος.
Ομηρική κβάντωση — με τα κβάντα και τους μαγνήτες υπό επιστημονική επιτήρηση.
Όταν ο κβαντικός Οδυσσέας συναντά την κβαντική Πηνελόπη στην συνάντηση των ομηρικών κβάντων
έχουμε την ανατροπή της σκέψης στο ασύλληπτο.....
Και γένετο κατανόηση του ομηρικού διπόλου στο πεδίο της ύλης
Σύγχρονα Ομηρικά Έπη
Αστραία
1. Οι βασικές αρχές της κβαντικής φυσικής.
ΑπάντησηΔιαγραφή1. Κβάντωση — η ενέργεια έρχεται σε «πακέτα»
Σε πολλά κβαντικά συστήματα ορισμένα φυσικά μεγέθη δεν μπορούν να πάρουν οποιαδήποτε τιμή. Για παράδειγμα, ένα ηλεκτρόνιο δεσμευμένο σε ένα άτομο έχει συγκεκριμένες επιτρεπτές ενεργειακές στάθμες.
Από εδώ προέρχεται και η λέξη quantum = κβάντο, δηλαδή διακριτή ποσότητα.
2. Κυματοσωματιδιακός δυϊσμός
Το φως και η ύλη εμφανίζουν τόσο κυματικές όσο και σωματιδιακές ιδιότητες, ανάλογα με το πείραμα.
Το ηλεκτρόνιο, για παράδειγμα, ανιχνεύεται ως ένα συγκεκριμένο γεγονός σε έναν ανιχνευτή, αλλά μπορεί να παρουσιάσει συμβολή, χαρακτηριστικό των κυμάτων. Το περίφημο πείραμα των δύο σχισμών είναι η κλασική επίδειξη αυτού του φαινομένου.
3. Η κυματοσυνάρτηση
Η κατάσταση ενός κβαντικού συστήματος περιγράφεται μαθηματικά από μια κυματοσυνάρτηση, συνήθως με το σύμβολο ψ.
Η ψ δεν μας λέει απλώς «πού βρίσκεται το ηλεκτρόνιο». Από αυτήν υπολογίζουμε τις πιθανότητες των δυνατών αποτελεσμάτων μιας μέτρησης. Εδώ βρίσκεται μία από τις μεγάλες τομές με την κλασική φυσική.
4. Αρχή της υπέρθεσης
Ένα κβαντικό σύστημα μπορεί να βρίσκεται σε υπέρθεση διαφορετικών καταστάσεων.
Σχηματικά:
ψ = αψ₁ + βψ₂
Δεν σημαίνει απλώς ότι «δεν ξέρουμε ποια από τις δύο έχει». Η υπέρθεση έχει πραγματικές, μετρήσιμες συνέπειες — για παράδειγμα, τα φαινόμενα συμβολής.
Και εδώ εμφανίζεται η διάσημη γάτα του Schrödinger, που δημιουργήθηκε ακριβώς για να αναδείξει πόσο παράξενη γίνεται αυτή η ιδέα όταν τη μεταφέρουμε από τον μικρόκοσμο στην καθημερινή κλίμακα.
5. Αρχή της αβεβαιότητας του Heisenberg
Δεν μπορούμε να έχουμε ταυτόχρονα αυθαίρετα ακριβή γνώση ορισμένων ζευγών φυσικών μεγεθών, όπως θέση και ορμή:
Δx · Δp ≥ ħ/2
Αυτό δεν σημαίνει απλώς ότι τα όργανά μας είναι ανεπαρκή. Είναι θεμελιώδης ιδιότητα της κβαντικής περιγραφής.
6. Η μέτρηση
Εδώ αρχίζουν τα βαθιά νερά.
Πριν από μια μέτρηση, η θεωρία μπορεί να περιγράφει μια υπέρθεση δυνατών αποτελεσμάτων. Όταν πραγματοποιείται μέτρηση, παίρνουμε ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα.
Το τι ακριβώς σημαίνει αυτό για τη φυσική πραγματικότητα αποτελεί το περίφημο πρόβλημα της μέτρησης. Υπάρχουν διαφορετικές ερμηνείες της κβαντομηχανικής.
Πολύ σημαντική διευκρίνιση: ο «παρατηρητής» στη φυσική δεν χρειάζεται να είναι ανθρώπινη συνείδηση. Η μέτρηση αφορά φυσική αλληλεπίδραση με ένα σύστημα/συσκευή/περιβάλλον.
7. Πιθανότητα — όχι κλασική βεβαιότητα
Η κβαντομηχανική συνήθως δεν προβλέπει ποιο συγκεκριμένο αποτέλεσμα θα πάρουμε σε μία μεμονωμένη μέτρηση. Προβλέπει με εξαιρετική ακρίβεια τις πιθανότητες των αποτελεσμάτων.
Με τον κανόνα του Born, πολύ απλουστευμένα:
P ∝ |ψ|²
Και εδώ βρίσκεται το περίφημο πρόβλημα που ενοχλούσε τον Einstein — εξ ου και η γνωστή συζήτηση για το αν ο Θεός «παίζει ζάρια».
8. Κβαντική διεμπλοκή
Δύο ή περισσότερα κβαντικά συστήματα μπορούν να αποκτήσουν μια κοινή κβαντική κατάσταση, ώστε οι μετρήσεις τους να παρουσιάζουν συσχετίσεις που δεν εξηγούνται από μια τοπική θεωρία κρυμμένων μεταβλητών του είδους που εξέταζε ο Bell.
Αυτό έχει επιβεβαιωθεί πειραματικά εντυπωσιακά.
Αλλά δεν σημαίνει ότι μπορούμε να στείλουμε πληροφορία ταχύτερα από το φως. Αυτή είναι άλλη συχνή παρανόηση.
9. Κβαντική σήραγγα
Ένα σωματίδιο μπορεί να έχει μη μηδενική πιθανότητα να βρεθεί στην άλλη πλευρά ενός ενεργειακού φράγματος το οποίο, σύμφωνα με την κλασική φυσική, δεν θα μπορούσε να περάσει.
Δεν είναι θεωρητική περιέργεια. Η κβαντική σήραγγα βρίσκεται πίσω από πραγματικά φυσικά και τεχνολογικά φαινόμενα.
10. Αρχή του Pauli
Δύο όμοια φερμιόνια —όπως τα ηλεκτρόνια— δεν μπορούν να καταλαμβάνουν την ίδια κβαντική κατάσταση ταυτόχρονα.
Αυτή η φαινομενικά μικρή αρχή έχει τεράστιες συνέπειες: σχετίζεται με τη δομή των ηλεκτρονιακών στιβάδων, την περιοδικότητα των χημικών στοιχείων και, τελικά, με τη δομή της συνηθισμένης ύλης.
2. Τι είναι τα κβάντα
ΑπάντησηΔιαγραφήΤα κάντα (ή κβάντα, πληθυντικός του ουδετέρου κβάντο, από τη λατινική λέξη quantum που σημαίνει «πόσο» ή «ποσότητα») είναι οι ελάχιστες, αδιαίρετες μονάδες ενέργειας ή άλλων φυσικών μεγεθών που μπορούν να εκπερθούν, να απορροφηθούν ή να μεταφερθούν από φυσικά συστήματα.Αποτελούν τη θεμελιώδη βάση της Κβαντικής Μηχανικής, της κλάσης της φυσικής που μελετά τη συμπεριφορά της ύλης και της ακτινοβολίας σε ατομικό και υποατομικό επίπεδο.
Τι είναι τα κβάντα και πώς λειτουργούν:
1. Η κβάντωση (Ασυνέχεια)Στον κλασικό κόσμο (τον μακρόκοσμο), τα μεγέθη όπως η ενέργεια, η ταχύτητα ή το φως φαίνονται συνεχόμενα. Για παράδειγμα, μια ράμπα σάς επιτρέπει να βρίσκεστε σε οποιοδήποτε ύψος.
Στον κβαντικό κόσμο, τα πράγματα είναι ασυνεχή (κβαντισμένα). Χρησιμοποιώντας το παράδειγμα της σκάλας, μπορείτε να σταθείτε στο πρώτο, στο δεύτερο ή στο τρίτο σκαλοπάτι, αλλά όχι στον ενδιάμεσο αέρα. Η ενέργεια και άλλα φυσικά μεγέθη υπάρχουν μόνο σε συγκεκριμένα, διακριτά επίπεδα.
2. Παραδείγματα κβάντωνΦωτόνιο: Το κβάντο του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου (δηλαδή του φωτός). Το φως δεν ταξιδεύει μόνο ως κύμα, αλλά και ως «πακέτα» ενέργειας που ονομάζονται φωτόνια.Φωνόνιο: Το κβάντο της δονητικής ενέργειας ή του ήχου μέσα σε ένα κρυσταλλικό πλέγμα.Ηλεκτρόνια στα άτομα: Τα ηλεκτρόνια γύρω από τον πυρήνα ενός ατόμου βρίσκονται σε συγκεκριμένες τροχιές (ενεργειακές στάθμες). Μπορούν να «πηδήξουν» από τη μία τροχιά στην άλλη απορροφώντας ή εκπέμποντας ένα ακριβές κβάντο ενέργειας.
3. Σημαντικές έννοιεςΣταθερά του Πλανκ (h): Είναι η θεμελιώδης σταθερά της φύσης που καθορίζει το μέγεθος ενός κβάντου. Η ενέργεια ενός κβάντου φωτός (φωτονίου) δίνεται από τη σχέση E = hf, όπου f είναι η συχνότητα της ακτινοβολίας.Δυϊσμός κύματος-σωματιδίου: Τα κβαντικά αντικείμενα (όπως τα ηλεκτρόνια και τα φωτόνια) συμπεριφορούνται άλλοτε σαν σωματίδια (εντοπισμένες οντότητες) και άλλοτε σαν κύματα, ανάλογα με τον τρόπο που τα παρατηρούμε.
3. Κλασική φυσική: «Το αντικείμενο έχει αυτές τις ιδιότητες και ακολουθεί αυτή την τροχιά.»
ΑπάντησηΔιαγραφήΚβαντική φυσική: «Η κατάσταση περιγράφεται από ένα σύνολο δυνατοτήτων και η θεωρία δίνει τους κανόνες με τους οποίους υπολογίζουμε τις πιθανότητες των αποτελεσμάτων των μετρήσεων.»
4. Πώς από μια κβαντική κατάσταση που επιτρέπει υπέρθεση δυνατών αποτελεσμάτων καταλήγουμε στην εμπειρία ενός συγκεκριμένου αποτελέσματος;
ΑπάντησηΔιαγραφήΕδώ η φυσική είναι πανίσχυρη στους υπολογισμούς και στις προβλέψεις, αλλά η ερμηνεία του τι ακριβώς συμβαίνει έχει περισσότερες από μία σχολές.
Και εδώ πρέπει να ξεχωρίσουμε τρία επίπεδα:
1. Πείραμα:
Μετράμε συγκεκριμένα αποτελέσματα και οι στατιστικές τους συμφωνούν εκπληκτικά με την κβαντική θεωρία.
2. Φυσική θεωρία:
Η κυματοσυνάρτηση εξελίσσεται σύμφωνα με συγκεκριμένους μαθηματικούς νόμους και μας επιτρέπει να υπολογίζουμε πιθανότητες.
3. Φιλοσοφική ερμηνεία:
Τι είναι όμως η κυματοσυνάρτηση; Είναι πραγματικό φυσικό αντικείμενο; Είναι πληροφορία; Υπάρχει κατάρρευση; Υπάρχουν διακλαδώσεις; Τι ακριβώς αποτελεί «μέτρηση»;
Εδώ αρχίζουν οι μεγάλες ερμηνείες: Κοπεγχάγη, Many-Worlds, Bohm, αντικειμενικές θεωρίες κατάρρευσης και άλλες.
Και υπάρχει ένα ακόμη εκπληκτικό πράγμα: διαφορετικές ερμηνείες μπορούν, σε πολλές περιπτώσεις, να δίνουν τις ίδιες πειραματικές προβλέψεις. Άρα το πείραμα δεν έχει πάντοτε αποφασίσει ανάμεσά τους.
Και πού μπαίνει η συνείδηση;
Εδώ θέλει προσοχή.
Υπήρξαν ιστορικά σοβαρές συζητήσεις για τη θέση του παρατηρητή και ακόμη προτάσεις που έδιναν ιδιαίτερο ρόλο στη συνείδηση. Αυτό όμως απέχει πολύ από τον ισχυρισμό:
«Η κβαντική φυσική απέδειξε ότι οι σκέψεις μας αλλάζουν εξωτερικά γεγονότα.»
Δεν το απέδειξε.
Και ακόμη περισσότερο απέχει από:
«Σκέψου θετικά → άλλαξε τις κβαντικές πιθανότητες → θεράπευσε το σώμα → προσέλκυσε χρήματα.»
Εκεί έχουμε κάνει άλμα από τη φυσική → στη φιλοσοφία → στη μεταφυσική → και τελικά στο μάρκετινγκ, πληθώρας διαφημίσεων απατεώνων : πως να γίνετε πλούσιοι κλπ