Eksisterer virkeligheden uden en iagttager?

Hvad er virkeligheden?Svaret på dette spørgsmål er sandsynligvis skjult i kvantemekanikken - en gren af ​​fysikken, der beskriver universet på niveau med elementarpartikler og deres interaktioner med hinanden. Kendskab til kvanteverdenen bør begynde med fundamentale masseløse partikler - fotoner, som er i stand til at opføre sig både som en partikel og som en bølge (men ikke samtidigt). Dette princip er kendt som bølge-partikel dualitet og er baseret på Isaac Newtons ideer. I det tyvende århundrede blev deres udvikling introduceret af den teoretiske fysiker Max Planck, og indsatsen fra Niels Bohr (en anden grundlægger af kvantemekanikken) førte til postuleringen af ​​komplementaritetsprincippet, ifølge hvilket observatøren er det afgørende led i det observerede billede. Hvis det måler egenskaberne af et kvanteobjekt som en partikel, så opfører lys sig som en partikel og omvendt. Men hvorfor? Og hvad siger små partiklers opførsel om vores virkelighed?

Alene observationen af ​​et fænomen ændrer det uundgåeligt.

Dualisme og observatøreffekten

Kvantemekanikkens fødselsdag er den 14. december 1900. På denne dag, på et møde i Berlin Physical Society, introducerede den kommende nobelprisvinder Max Planck konceptet kvante - en udelelig del af en vis størrelse(hovedsageligt energi). Denne grundlæggende opdagelse af termisk strålings kvanteegenskaber satte gang i adskillige diskussioner om lysets natur, som længe har været betragtet som fysikkens største mysterium.

En omfattende diskussion af lysets egenskaber til sidstførte til formuleringen af ​​princippet om bølge-partikel dualitet, samt observatøreffekten. Thomas Jung talte om sidstnævnte allerede i 1801, efter at han havde udført sit berømte eksperiment.

Youngs oplevelse – design med to smalle slidser, gennemgåendesom passerede lysstrålerne og faldt på et ark papir og dækkede det helt. De mørke og lyse striber, som Jung så som et resultat af eksperimentet, betød, at lyset havde interferens - et fænomen, hvor lysbølger overlejres på hinanden og fører til en omfordeling af lysintensiteten.

Dobbeltspalteeksperimentet viser, at lys og stof generelt kan udvise karakteristika for både klassiske bølger og partikler.

Dette er interessant: Corpuscular-wave dualisme blev bekræftet eksperimentelt. Hvad betyder det?

I løbet af sit arbejde opdagede Jung, at selv passiv observation af kvanteobjekter faktisk kan ændre resultatet af en måling. Så verden dukkede op observatør effekt, hvis årsag er elementarpartiklernes dobbelte natur, og vores forståelse af virkeligheden siden da er bogstaveligt talt sprængt i sømmene.

kvante ven

Således eksistensen af ​​forskellige objekter (ogselv universet) afhænger af iagttageren, hvilket virker skørt. Men på kvanteniveau er alt virkelig sådan – virkeligheden eksisterer ikke, hvis vi ikke ser på den. I livet er alt selvfølgelig anderledes - Månen forsvinder for eksempel ingen steder, hvis du ikke ser på den.

Partikler kan være flere steder eller tilstande på samme tid. Dette træk ved fysik kaldes kvantesuperposition.

I 1961 lavede fysiker Eugene Wigner en interessanttankeeksperiment. Han ønskede at forstå, hvad der ville ske, hvis kvantemekanik blev anvendt på en observatør, der blev observeret. Lad os forestille os, at der i et lukket laboratorium er Wigner og hans ven, der kaster en kvantemønt. Hver gang en mønt kan falde både hoveder og haler, hvilket betyder, at videnskabsmænd vil observere et bestemt resultat hver gang.

I øvrigt er Wigners paradoks et kompliceret eksperiment med Schrödingers kat.

Senere, da Wigner og hans ven sammenligner optegnelser,vennen vil insistere på, at han så visse resultater efter hvert kast. Wigner selv kan dog ikke være enig med ham, da han observerede både en ven og en mønt i superposition.

Mere om emnet: Wigners paradoks: hvad du behøver at vide om virkelighedens dualitet?

Fra dette puslespil følger det, at virkeligheden,opfattet af en ven er ikke i overensstemmelse med Wigners virkelighed. Først anså fysikeren ikke dette for et stort paradoks, idet han hævdede, at det simpelthen er absurd at beskrive observatøren som et kvanteobjekt. Og alligevel ændrede han med tiden sit synspunkt.

I øvrigt ifølge Einstein kvantetilstande har deres egen virkelighed uanset menneskelig påvirkning. Hans kollega og modstander, den fremragende fysiker Niels Bohr, mente, at det var umuligt at forudsige forløbet af yderligere begivenheder i kvantevirkeligheden.

Former iagttageren virkeligheden?

Endnu mere interessant er resultaterne af en undersøgelse offentliggjort i tidsskriftet Science Advances i 2019. I den foreslog fysikere det objektiv virkelighed eksisterer slet ikke og kom også til den konklusion, at i mikrokosmos af atomer ogpartikler, fakta kan være subjektive, og observatører kan være magtfulde. Interessant nok kan observatøreffekten ikke ignoreres, da dette kan føre til fejl i eksperimenter på makroskopisk niveau, hvor kvanteeffekter simpelthen ikke vil være mærkbare.

Interessant faktum
At beskrive vekselvirkningen mellem elementarpartiklerfysikere bruger bølgefunktionen - tilstanden af ​​et kvantemekanisk system, som giver dig mulighed for at få de mest komplette data om det. Vi talte om denne overnaturlige funktion mere detaljeret her, gå ikke glip af det.

Hvad er virkeligheden?

I dag antyder en række videnskabelige teorier, at eksistensen af ​​visse objekter og endda universet selv afhænger udelukkende af iagttageren. Denne konklusion blev for nylig nået af fysikere fra Australian National University, der præsenterede deres resultater i det videnskabelige tidsskrift Nature Physics.

Men striden slutter ikke der. Så resultaterne af et andet videnskabeligt arbejde offentliggjort i 2022 viste det virkeligheden eksisterer uden for vores bevidsthed og vi kan ikke ændre det.Samtidig foreslog fysikere ved ABC Federal University (UFABC) i Brasilien, at virkeligheden eksisterer "i beskuerens øje". Forskere kom til denne konklusion ved at udvikle en matematisk struktur, der giver os mulighed for at forstå karakteren af ​​komplementaritetsprincippet som et resultat af at studere den fysiske virkelighed.

Hvad er virkeligheden? Og afhænger svaret på dette spørgsmål af iagttageren?

Vores hovedkonklusion er, at den fysiske virkelighed i kvanteverdenen består af gensidigt udelukkende faktorer, som komplementerer hinanden, forklarer forfatterne til det videnskabelige arbejde.

I en artikel offentliggjort i tidsskriftet CommunicationsFysik, citerer forskerne også den berømte fysiker Richard Feynman: "Hvis du tror, ​​du forstår kvantemekanik, så forstår du det bestemt ikke."

Vil du altid være opmærksom på de seneste nyheder fra videnskabens og teknologiens verden? Abonner på vores kanal i Yandex.Zen - artikler, der ikke er på webstedet, offentliggøres regelmæssigt der!

Paradoksalt nok den mærkelighed, der ligger i dettegren af ​​fysik kan vise sig nyttig sammen med udviklingen af ​​kvanteteknologier såsom computere, sensorer og termiske enheder. Og når vi går ind i en ny, kvantealder, er der meget at lære om virkelighedens natur. I sidste ende er kvantemekanikken fuld af mystiske fænomener.

Kvantemekanik er en grundlæggende fysisk teori, der etablerer en måde at beskrive og bevægelseslovene for mikropartikler (molekyler, atomer, atomkerner, partikler)

Kort sagt, fremtiden venter på os interessant.Og fordi lys kan opføre sig både som en bølge og som en partikel afhængig af konteksten, er det stadig et af kvantemekanikkens mest spændende og smukke mysterier. Ak, i dag er der ikke noget entydigt svar på spørgsmålet om, hvad virkeligheden består af, og om den kan eksistere uden/med en iagttager.

Og hvis du ikke er helt forvirret, anbefaler vi, at du er opmærksom på det fænomen, hvor to eller flere objekters kvantetilstande viser sig at være indbyrdes afhængige. fascineret? Så er du her!