Ako at ang aking anino: hinahamon ng quantum mechanics ang konsepto ng personalidad

2024 May -akda: Malcolm Clapton | [email protected]. Huling binago: 2023-12-17 04:13

Bakit ikaw? Paano mo malalaman na ikaw ay isang taong may kakaibang katangian at paraan ng pag-iisip? Pinapayuhan tayo ng quantum mechanics na huwag masyadong magtiwala. Posible na hindi lahat tayo ay magkaiba gaya ng ating iniisip.

Martin Guerr at ang ninakaw na pagkakakilanlan

Alam mo ba ang tungkol kay Martin Guerre? Ito ay isang Pranses na magsasaka na minsan ay natagpuan ang kanyang sarili sa isang kakaiba at hindi kasiya-siyang sitwasyon. Nakatira si Martin sa isang maliit na nayon. Noong 24 na taong gulang ang bata, inakusahan siya ng kanyang mga magulang na nagnakaw. Napilitang umalis si Herr sa kanyang tahanan, iwanan ang kanyang asawa at anak. Pagkalipas ng walong taon, bumalik ang lalaki sa kanyang sariling nayon, muling nakasama ang kanyang pamilya. Pagkalipas ng tatlong taon, nagkaroon ng tatlong anak ang pamilya.

Tila natuloy ang lahat gaya ng dati. Ngunit isang dayuhang sundalo ang lumitaw sa nayon, na nagpahayag na nakipag-away siya kay Martin Gerr sa hukbong Espanyol at nawalan siya ng paa sa labanan. Nagsimulang magduda ang pamilya ni Martin kung nakauwi na ba ang kanilang kamag-anak tatlong taon na ang nakakaraan. Matapos ang mahabang pagsubok, lumabas na ang pagkakakilanlan ni Guerra ay "inagaw" ng adventurer na si Arnault du Tilh. Ang tunay na Martin ay sumailalim nga sa isang amputation ng binti at hinirang sa isang sinecure sa isang monasteryo sa Espanya. Gayunpaman, ang paglilitis sa "magnanakaw ng pagkakakilanlan" ay napakatanyag na ang tunay na Herr ay bumalik sa kanyang sariling nayon. Ang kapalaran ng adventurer na si Arnaud du Thiel ay tinatakan ng isang maikling hatol na kamatayan. At si Martin mismo ay inakusahan ang kanyang asawa na tumulong sa manlilinlang, hindi naniniwala na ang isang babae ay maaaring hindi makilala ang kanyang minamahal na asawa.

Ang kwentong ito ay nagpasigla sa isipan ng mga manunulat at direktor. Batay sa kanyang mga motibo, isang pelikula ang kinunan, isang musikal ay itinanghal at kahit isang serye sa TV ay kinunan. Bukod dito, ang isa sa mga seryeng "The Simpsons" ay nakatuon sa okasyong ito. Ang ganitong kasikatan ay nauunawaan: ang ganitong pangyayari ay nasasabik sa amin, dahil masakit ito sa mabilis - ang aming mga ideya tungkol sa pagkakakilanlan at personalidad.

Paano natin matitiyak kung sino talaga ang isang tao, maging ang pinakamamahal? Ano ang ibig sabihin ng pagkakakilanlan sa mundo kung saan walang permanente?

Sinubukan ng mga unang pilosopo na sagutin ang tanong na ito. Ipinapalagay nila na tayo ay naiiba sa bawat isa sa kaluluwa, at ang ating mga katawan ay mga puppet lamang. Mukhang maganda, ngunit tinanggihan ng agham ang solusyon na ito sa problema at iminungkahi na hanapin ang ugat ng pagkakakilanlan sa pisikal na katawan. Ang mga siyentipiko ay pinangarap na makahanap ng isang bagay sa mikroskopikong antas na makikilala ang isang tao mula sa iba.

Buti na lang tumpak ang science. Samakatuwid, kapag sinabi nating "isang bagay sa antas ng mikroskopiko," siyempre, ang ibig sabihin natin ay ang pinakamaliit na mga bloke ng gusali ng ating katawan - mga molekula at atomo.

Gayunpaman, ang landas na ito ay mas madulas kaysa sa tila sa unang tingin. Isipin si Martin Guerr, halimbawa. Lapitan mo siya mentally. Mukha, balat, pores … magpatuloy tayo. Magsilapit tayo hangga't maaari, na parang mayroon tayong pinakamakapangyarihang kagamitan sa ating arsenal. Ano ang hahanapin natin? Elektron.

Elementary na butil sa isang kahon

Ang Herr ay gawa sa mga molekula, ang mga molekula ay gawa sa mga atomo, ang mga atomo ay gawa sa mga elementarya na particle. Ang huli ay ginawa "mula sa wala"; sila ang pangunahing mga bloke ng gusali ng materyal na mundo.

Ang isang electron ay isang punto na literal na hindi kumukuha ng anumang espasyo. Ang bawat elektron ay natutukoy lamang sa pamamagitan ng masa, spin (angular momentum) at singil. Ito lang ang kailangan mong malaman para ilarawan ang "pagkatao" ng isang elektron.

Ano ang ibig sabihin nito? Halimbawa, ang katotohanan na ang bawat elektron ay mukhang eksaktong katulad ng iba, nang walang kaunting pagkakaiba. Sila ay ganap na magkapareho. Hindi tulad ni Martin Guerr at ng kanyang kambal, ang mga electron ay magkatulad na sila ay ganap na mapagpapalit.

Ang katotohanang ito ay may ilang medyo kawili-wiling implikasyon. Isipin natin na mayroon tayong elementary particle A, na naiiba sa elementary particle B. Bilang karagdagan, nakuha natin ang dalawang kahon - ang una at ang pangalawa.

Alam din natin na ang bawat butil ay dapat nasa isa sa mga kahon sa anumang oras. Dahil naaalala natin na ang mga particle A at B ay naiiba sa bawat isa, lumalabas na mayroon lamang apat na pagpipilian para sa pagbuo ng mga kaganapan:

• Ang A ay nasa kahon 1, ang B ay nasa kahon 2;
• Ang A at B ay magkasama sa kahon 1;
• Ang A at B ay magkasama sa kahon 2;
• Ang A ay nasa kahon 2, ang B ay nasa kahon 1.

Lumalabas na ang posibilidad na makahanap ng dalawang particle nang sabay-sabay sa isang kahon ay 1: 4. Mahusay, inayos ito.

Ngunit paano kung ang mga particle A at B ay hindi naiiba? Ano ang posibilidad na makahanap ng dalawang particle sa parehong kahon sa kasong ito? Nakapagtataka, ang ating pag-iisip ay tiyak na tinutukoy: kung ang dalawang particle ay magkapareho, kung gayon mayroon lamang tatlong mga pagpipilian para sa pagbuo ng mga kaganapan. Pagkatapos ng lahat, walang pagkakaiba sa pagitan ng kaso kapag ang A ay nasa kahon 1, ang B ay nasa kahon 2, at ang kaso kapag ang B ay nasa kahon 1, ang A ay nasa kahon 2. Kaya ang posibilidad ay 1: 3.

Kinukumpirma ng pang-eksperimentong agham na ang microcosm ay sumusunod sa posibilidad na 1: 3. Iyon ay, kung papalitan mo ang electron A sa anumang iba pa, hindi mapapansin ng Uniberso ang pagkakaiba. At ikaw din.

Mga tusong electron

Frank Wilczek, isang theoretical physicist sa Massachusetts Institute of Technology at isang Nobel Prize laureate, ay dumating sa parehong konklusyon tulad ng ginawa namin. Isinasaalang-alang ng siyentipiko ang resulta na ito hindi lamang kawili-wili. Sinabi ni Wilczek na ang katotohanan na ang dalawang electron ay ganap na hindi nakikilala ay ang pinakamalalim at pinakamahalagang konklusyon mula sa quantum field theory.

Ang control shot ay isang interference phenomenon na "nagtaksilan" sa isang electron at nagpapakita sa atin ng lihim na buhay nito. Tingnan mo, kung uupo ka at tititigan ang isang electron, kumikilos ito na parang butil. Sa sandaling tumalikod ka, ipinapakita nito ang mga katangian ng isang alon. Kapag ang dalawang naturang alon ay nagsasapawan, sila ay nagpapalaki o nagpapahina sa isa't isa. Isaisip lamang na hindi pisikal ang ibig nating sabihin, ngunit ang konsepto ng matematika ng isang alon. Hindi sila naglilipat ng enerhiya, ngunit probabilidad - naaapektuhan nila ang mga resulta ng istatistika ng eksperimento. Sa aming kaso - sa konklusyon mula sa eksperimento na may dalawang kahon, kung saan nakakuha kami ng posibilidad na 1: 3.

Kapansin-pansin, ang phenomenon ng interference ay nangyayari lamang kapag ang mga particle ay tunay na magkapareho. Ipinakita ng mga eksperimento na ang mga electron ay eksaktong pareho: nangyayari ang interference, na nangangahulugan na ang mga particle na ito ay hindi makikilala.

Para saan ang lahat ng ito? Sinabi ni Wilczek na ang pagkakakilanlan ng mga electron ay eksakto kung bakit posible ang ating mundo. Kung wala ito, walang chemistry. Ang bagay ay hindi maaaring kopyahin.

Kung mayroong anumang pagkakaiba sa pagitan ng mga electron, ang lahat ay magiging kaguluhan nang sabay-sabay. Ang kanilang tiyak at hindi malabo na kalikasan ang tanging batayan para umiral ang mundong ito na puno ng mga kawalang-katiyakan at pagkakamali.

Mabuti. Sabihin nating ang isang elektron ay hindi maaaring makilala sa isa pa. Ngunit maaari nating ilagay ang isa sa unang kahon, ang isa sa pangalawa at sabihin: "Ang elektron na ito ay namamalagi dito, at ang isa ay naroon"?

"Hindi, hindi namin magagawa," sabi ni Propesor Wilczek.

Sa sandaling maglagay ka ng mga electron sa mga kahon at tumingin sa malayo, hindi na sila magiging mga particle at magsisimulang magpakita ng mga katangian ng alon. Nangangahulugan ito na sila ay magiging walang hanggan na pahabain. Kahit na kakaiba ito, may posibilidad na makahanap ng isang elektron sa lahat ng dako. Hindi sa kahulugan na ito ay matatagpuan sa lahat ng mga punto nang sabay-sabay, ngunit sa katotohanan na mayroon kang isang maliit na pagkakataon na mahanap ito kahit saan kung bigla kang magpasya na bumalik at magsimulang hanapin ito.

Malinaw na medyo mahirap isipin ito. Ngunit isang mas kawili-wiling tanong ang lumitaw.

Ang mga electron ba ay nakakalito o ang puwang na nasa kanila? At pagkatapos ay ano ang mangyayari sa lahat ng bagay na nasa paligid natin kapag tayo ay tumalikod?

Pinakamahirap na talata

Lumalabas na makakahanap ka pa rin ng dalawang electron. Ang tanging problema ay hindi mo masasabi: narito ang alon ng una, narito ang alon ng pangalawang elektron, at lahat tayo ay nasa tatlong-dimensional na espasyo. Hindi ito gumagana sa quantum mechanics.

Dapat mong sabihin na mayroong isang hiwalay na alon sa tatlong-dimensional na espasyo para sa unang elektron at mayroong pangalawang alon sa tatlong-dimensional na espasyo para sa pangalawa. Sa huli, lumalabas - maging malakas! ay isang anim na dimensyon na alon na nagbubuklod sa dalawang elektron. Ito ay kakila-kilabot, ngunit pagkatapos ay naiintindihan namin: ang dalawang electron na ito ay hindi na nakabitin, walang nakakaalam kung saan. Ang kanilang mga posisyon ay malinaw na tinukoy, o sa halip, na nauugnay sa anim na dimensyon na alon na ito.

Sa pangkalahatan, kung mas maaga nating naisip na mayroong espasyo at mga bagay sa loob nito, kung gayon, isinasaalang-alang ang teorya ng quantum, kakailanganin nating bahagyang baguhin ang ating representasyon. Ang espasyo dito ay isang paraan lamang upang ilarawan ang mga pagkakaugnay sa pagitan ng mga bagay, tulad ng mga electron. Samakatuwid, hindi natin mailalarawan ang istruktura ng mundo bilang mga katangian ng lahat ng mga particle na pinagsama-samang bumubuo dito. Ang lahat ay medyo mas kumplikado: kailangan nating pag-aralan ang mga koneksyon sa pagitan ng mga elementarya na particle.

Tulad ng makikita mo, dahil sa ang katunayan na ang mga electron (at iba pang elementarya na mga particle) ay ganap na magkapareho sa bawat isa, ang mismong konsepto ng pagkakakilanlan ay gumuho sa alikabok. Mali pala ang paghahati sa mundo sa mga bahagi nito.

Sinabi ni Wilczek na ang lahat ng mga electron ay magkapareho. Ang mga ito ay isang manipestasyon ng isang larangan na tumatagos sa lahat ng espasyo at oras. Iba ang iniisip ng physicist na si John Archibald Wheeler. Naniniwala siya na sa simula ay mayroong isang elektron, at ang lahat ng iba ay bakas lamang nito, na tumatagos sa oras at espasyo. “Anong kalokohan! - maaari kang sumigaw sa lugar na ito. "Inaayos ng mga siyentipiko ang mga electron!"

Ngunit may isang ngunit.

Paano kung ilusyon lang ang lahat? Ang elektron ay umiiral kahit saan at wala kahit saan. Wala siyang materyal na anyo. Anong gagawin? At ano ang isang tao na binubuo ng elementarya na mga particle?

Hindi isang patak ng pag-asa

Nais naming maniwala na ang bawat bagay ay higit pa sa kabuuan ng mga bahaging bumubuo nito. Paano kung tinanggal natin ang singil ng elektron, ang masa at pag-ikot nito at nakakuha ng isang bagay sa natitira, ang pagkakakilanlan nito, ang "pagkatao" nito. Nais naming maniwala na mayroong isang bagay na gumagawa ng isang elektron bilang isang elektron.

Kahit na hindi maihayag ng mga istatistika o eksperimento ang kakanyahan ng isang particle, gusto naming maniwala dito. Pagkatapos ng lahat, pagkatapos ay mayroong isang bagay na ginagawang kakaiba ang bawat tao.

Ipagpalagay na walang pagkakaiba sa pagitan ni Martin Gerr at ng kanyang kambal, ngunit ang isa sa kanila ay tahimik na ngumiti, alam na siya ang tunay.

Gusto kong maniwala dito. Ngunit ang quantum mechanics ay talagang walang puso at hindi hahayaang isipin natin ang lahat ng uri ng kalokohan.

Huwag magpaloko: kung ang elektron ay may sariling indibidwal na kakanyahan, ang mundo ay magiging kaguluhan.

OK. Dahil ang mga electron at iba pang elementarya ay hindi talaga umiiral, bakit tayo umiiral?

Theory one: tayo ay mga snowflake

Ang isa sa mga ideya ay mayroong maraming elementarya na mga particle sa atin. Bumubuo sila ng isang kumplikadong sistema sa bawat isa sa atin. Tila ang katotohanan na lahat tayo ay magkakaiba ay isang kinahinatnan ng kung paano binuo ang ating katawan mula sa mga elementarya na particle na ito.

Ang teorya ay kakaiba, ngunit maganda. Wala sa elementarya na mga particle ang may sariling sariling katangian. Ngunit magkasama silang bumubuo ng isang natatanging istraktura - isang tao. Kung gusto mo, para kaming mga snowflake. Malinaw na ang lahat ay tubig, ngunit ang pattern ng bawat isa ay natatangi.

Ang iyong kakanyahan ay kung paano ang mga particle ay nakaayos sa iyo, hindi kung ano ang eksaktong ikaw ay ginawa. Ang mga selula sa ating katawan ay patuloy na nagbabago, na nangangahulugan na ang tanging bagay ay ang istraktura.

Theory two: tayo ay mga modelo

May isa pang paraan para sagutin ang tanong. Iminungkahi ng pilosopong Amerikano na si Daniel Dennett na palitan ang konsepto ng "bagay" ng terminong "tunay na modelo". Ayon kay Dennett at sa kanyang mga tagasunod, ang isang bagay ay totoo kung ang teoretikal na paglalarawan nito ay maaaring ma-duplicate nang mas maikli - sa maikling salita, gamit ang isang simpleng paglalarawan. Upang ipaliwanag kung paano ito gumagana, kunin natin ang isang pusa bilang isang halimbawa.

Kaya, mayroon kaming isang pusa. Sa teknikal, maaari nating muling likhain ito sa papel (o halos) sa pamamagitan ng paglalarawan sa posisyon ng bawat particle kung saan ito binubuo, at sa gayon ay gumuhit ng diagram ng pusa. Sa kabilang banda, iba ang magagawa natin: sabihin lang ang "pusa". Sa unang kaso, kailangan namin ng malaking kapangyarihan sa pag-compute upang hindi lamang lumikha ng isang imahe ng isang pusa, ngunit din, sabihin nating, gawin itong ilipat, kung pinag-uusapan natin ang tungkol sa isang modelo ng computer. Sa pangalawa, kailangan lang nating huminga ng malalim at sabihin: "Ang pusa ay lumakad sa paligid ng silid." Ang pusa ay isang tunay na modelo.

Kumuha tayo ng isa pang halimbawa. Isipin ang isang komposisyon na kinabibilangan ng kaliwang earlobe, ang pinakamalaking elepante sa Namibia, at ang musika ni Miles Davis. Mangangailangan ng maraming oras upang likhain ang bagay na ito sa computation. Ngunit ang pandiwang paglalarawan ng kamangha-manghang halimaw na ito ay magdadala sa iyo ng parehong halaga. Ito ay hindi gagana upang paikliin, upang sabihin sa dalawang salita, masyadong, dahil tulad ng isang komposisyon ay hindi totoo, na nangangahulugan na ito ay hindi umiiral. Ito ay hindi isang tunay na modelo.

Lumalabas na tayo ay isang panandaliang estruktura na lumilitaw sa ilalim ng tingin ng tumitingin. Ang mga physicist ay nagdaragdag ng gasolina sa apoy at sinasabi na marahil sa pangwakas ay lumabas na ang mundo ay gawa sa wala. Sa ngayon, nananatili para sa atin na ituro ang isa't isa at ang mundo sa paligid natin, na naglalarawan ng lahat sa mga salita at namamahagi ng mga pangalan. Kung mas kumplikado ang modelo, mas kailangan nating i-compress ang paglalarawan nito, na ginagawa itong totoo. Kunin, halimbawa, ang utak ng tao, isa sa pinakamasalimuot na sistema sa uniberso. Subukang ilarawan ito sa maikling salita.

Subukang ilarawan ito sa isang salita. Ano ang mangyayari?