Странные законы физики: Различия «большой» и «малой» реальности

0
21

Наблюдая за окружающим миром, мы интуитивно понимаем, что между действием и результатом существует причинно-следственная связь . Поэтому можем предвидеть развитие дальнейших событий. Например, если кто-то замахивается на меня кулаком (действие), я могу предсказать, что сейчас отхвачу по лицу (исход), и попробовать увернуться.

Странные законы физики: Различия «большой» и «малой» реальности

Точно так же, когда баскетболисты бросают мяч в кольцо, они знают с какой силой и в каком направлении необходимо сделать бросок, чтобы забить. Можно даже смастерить машину, которая постоянно была бы нацелена на кольцо и выстреливала мячом так, что всякий раз тот оказывался в корзине.

Говоря научным языком, знание начальных условий (скорость и направление в момент броска, а также условия окружающей среды) позволяют точно предсказать, где приземлится мяч. Это называется и предполагает, что прошлое определяет будущее.

Все это справедливо в отношении вещей, которые мы видим и воспринимаем нашими чувствами. Но что происходит, если смотреть на гораздо меньшие объекты?

Первое, что можно извлечь из Человека-муравья и Осы, заключается в том, что в очень малых масштабах законы реальности меняются. Пока Человек-муравей действует в масштабе, который мы еще видим и воспринимаем (например, в размерах муравья) привычные физические законы еще работают. Даже при таком масштабе можно предугадать (интуитивно), куда попадет нож, который в него бросили с определенной скоростью и направлением, и, таким образом, избежать попадания. Однако, когда Человек-муравей сжимается еще больше, до размеров элементарных частиц, в фильме наглядно демонстрируется, что законы природы значительно меняются.

Странные законы физики: Различия «большой» и «малой» реальности

Атомы, строительные кирпичики материи, имеют размер 10^-8 см. Это в миллион раз меньше размера, который можно увидеть невооруженным глазом. Законы, применимые к этим крошечным частицам, сильно отличаются от тех, которые применяются в привычном нам мире. Система правил, описывающая небольшие объекты, называется квантовой механика.

Даже если мы знаем начальные условия движения конкретного атома, то в отличие от баскетбола, все равно не сможем точно предсказать, где частица окажется в будущем. Можно лишь утверждать, что есть одна вероятность того, что атом будет в точке А, и другая вероятность его нахождения в точке Б.

Это существенное и глубокое различие между квантовой физикой и классической физикой. Квантовая теория описывает, как вычислить вероятность того, что атом попадет в любую заданную точку, но не может определить, каков будет фактический результат.

Странные законы физики: Различия «большой» и «малой» реальности

Ситуация становится еще чуднее — мы не только не знаем наверняка, где будет атом до тех пор, пока это не проверим. Пока мы не сделаем измерения его состояния атом будет находиться во всех возможных местах сразу. Звучит странно, правда? Тем не менее, это подтвердили экспериментами.

Еще одно квантовое явление, которое создателям фильма удалось более или менее точно изобразить — это связь между Человеком-муравьем и Джанет (матерью Осы), которая застряла в квантовом мире. Связь устроена так, что в тот момент, когда с Джанет что-то случалось, это также затрагивало Человека-муравья. Это художественная демонстрация концепции под названием «квантовая запутанность», которая проявилась во многих экспериментах с элементарными частицами, к которым применима квантовая теория.

Квантовая запутанность — это явление, когда два крохотных объекта, например, атомы связаны друг с другом таким образом, что, если мы знаем состояние одного, то сразу же узнаем состояние другого.

Странные законы физики: Различия «большой» и «малой» реальности

В квантовом мире два объекта могут быть связаны друг с другом так, что знание информации об одном сразу же приведет и другой объект в такое же состояние. Из-за этого измерение одной запутанной частицы может немедленно повлиять на ее двойника. Даже если двойник находится на другом конце Вселенной, это произойдет мгновенно и без передачи межу ними какой-либо информации.

Такое поведение частиц казалось настолько абсурдным, что в знаменитой статье 1935 года Альберта Эйнштейна, Бориса Подольского и Натана Розена авторы утверждали, что квантовая теория должна быть обновлена, чтобы такие явления не допускались! На практике в конечном итоге произошло не обновление теории, а то, как мы понимаем реальность.

Один из самых любопытных вопросов физики, на который учёные до сих пор не знают ответ — когда и как происходит переход между квантовым и привычным миром? Квантовая физика описывает только элементарные частицы, но ведь все большие объекты состоят из атомов и молекул.

Самый вероятный ответ: «большая» реальность — это усредненный результат всех крошечных квантовых явлений.

ОСТАВЬТЕ ОТВЕТ

Пожалуйста, введите ваш комментарий!
пожалуйста, введите ваше имя здесь