Od czasu do czasu pojawiają się w przestrzeni publicznej hasła wiążące pewne zagadnienia ezoteryczne z nowoczesną nauką. Niestety najczęściej te powiązania oznaczają jedynie podobieństwo pewnego zjawiska do popularnego opisu jakiegoś skomplikowanego zagadnienia. Umiejętność dostrzegania analogii to bardzo cenna rzec, ale niestety taka “analogia” jest prezentowana jako wyjaśnienie danego zjawiska, co wzbudza mój protest. Analogia nie jest wyjaśnieniem…
Czym jest mechanika kwantowa?
Mechanika kwantowa odnosi się do ruchu obiektów materialnych (I DO NICZEGO WIĘCEJ!!!), którego nie potrafi wystarczająco precyzyjnie wyjaśnić mechanika klasyczna. A więc: jeśli mamy jakiś obiekt i on się rusza, a jego ruch nie jest zgodny z przewidywaniami mechaniki klasycznej, to możemy spróbować rozwiązać zagadnienie jego ruchu za pomocą wzorów mechaniki kwantowej.
Tak więc mechanika kwantowa nie opisuje psychiki, nie zajmuje się duszą, nie bada świata duchów – opisuje tylko ruch obiektów materialnych…
Na szczęście dla nas to jeszcze nie znaczy, że nie jest to temat ciekawy – nawet dla ezoteryka…
Interferencja elektronów na dwóch szczelinach.
W Internecie można znaleźć opis zjawiska interferencji – zazwyczaj mowa o interferencji fotonów, ale w szczególności chodzi nam o interferencję elektronów na dwóch szczelinach. Zjawiska tego nie wyjaśnia mechanika klasyczna.
Dla mechaniki klasycznej elektron przechodzi przez szczelinę w przeszkodzie i na kliszy wypala plamę. Gdy są dwie szczeliny to oczekujemy, że na kliszy pojawiają się dwie plamy – co sugeruje mechanika klasyczna opisująca ruch cząstek, ale w rzeczywistości pojawiają się prążki interferencyjne: tak, jak w przypadku fal elektromagnetycznych. Pojedynczy elektron przechodząc przez przeszkodę z dwoma szczelinami zachowuje się tak, jakby był falą i przechodził przez obie szczeliny jednocześnie, i interferował sam ze sobą…
Jest to sprzeczne z naszą intuicją (i mechaniką klasyczną), która mówi, że elektron przechodzi przez jedną lub drugą szczelinę. To jednak nie koniec – zastrzegam jednak, że nie udało mi się niestety znaleźć w Internecie opisu bardziej zaawansowanej wersji dokładnie tego eksperymentu, którą poniżej podaję, a którą zapamiętałem ze studiów.
Skomplikujmy nieco sprawę…
Otóż z wzorów mechaniki kwantowej wynika, że gdybyśmy WIEDZIELI którędy przeszedł elektron, to… interferencja nie nastąpi. Czyli na ekranie za otworami nie będzie prążków interferencyjnych a dwie rozłączne wypalone przez elektrony plamy. To tak, jakbyśmy chcieli przesypywać piasek przez dwie dziurki – za dziurkami usypią się dwie kupki, dokładnie tak, jak chce tego mechanika klasyczna.
Oczywiście postanowiono to sprawdzić. Eksperyment postanowiono zmodyfikować tak, że na jednej z dziurek zamontowano czujnik, który wskazywał czy elektron przeszedł przez dany otwór. I w tym eksperymencie wykazano, że faktycznie tak jest, jak przewiduje mechanika kwantowa. Tylko, gdy czujnik nie działał była interferencja. Natomiast gdy go uruchamiano, i możliwa była identyfikacja otworu, przez jaki przeleciał elektron, eksperyment już nie dawał interferencji.
Eksperyment ten wskazuje, że elektron niejako WIE (jest świadomy), czy my wiemy, którędy przeszedł. I jeśli my mogliśmy to zweryfikować, to już nie interferował.
Idźmy krok dalej…
To bardzo ciekawy wynik, ale najciekawsze jeszcze przed nami. Otóż te same wzory mechaniki kwantowej mówią, że gdy użyjemy dwóch niezależnych czujników, to… interferencja znowu się pojawi… Czyli jeśli będziemy mieli dwóch niezależnych obserwatorów, to świat zacznie się zachowywać tak, jakby nie było żadnego.
Fizyka to nauka eksperymentalna, więc sprawdzono to, i faktycznie tak było – nie miało tu znaczenia, gdzie był umieszczony drugi czujnik – czy na drugim otworze, czy też na tym samym, co pierwszy otwór. Aktywacja drugiego czujnika powodowała, że interferencja ponownie się pojawiała, nawet dla pojedynczego elektronu.
I jeszcze krok dalej…
Krytyka tego eksperymentu jest jednak dość szeroka a jego rezultaty podważane – co może być przyczyną, że nie ma jego opisów w Internecie, choć przyznam, że nie szukałem zbyt długo.
Zaprojektowano jednak jeszcze bardziej skomplikowane eksperymenty. Np. w jednym z eksperymentów przeprowadzonych w 2012 roku potwierdzono, że (zgodnie z przewidywaniami mechaniki kwantowej) ignorowana jest nie tylko nasza intuicja, ale nawet i czas.
Z wyników tego eksperymentu wynika, że pomiar dokonany długo po tym, jak zaszły zjawiska kwantowe, pozwala ustalić faktyczny przebieg tego zjawiska w przeszłości, choć ono już zaszło. Sam eksperyment o jakim wspominam dotyczył nieco innych zjawisk, ale gdybyśmy chcieli powtórzyć go dla przypadku przejścia elektronu przez dwie szczeliny, to wyglądałby tak, że detektor należałoby ustawić w pewnej odległości od szczeliny – na tyle daleko od niej, żeby można było go włączyć dopiero wtedy, gdy elektron minie już przeszkodę. Dla przypomnienia – obserwacja którędy przechodzi elektron powoduje, że zachowuje się on jak fala, lub jak cząstka – czyli tu już mamy sytuację, że elektron przeszedł przez szczelinę, takie zdarzenie już należy do przeszłości.
Okazało się, że włączenie detektora po tym, jak minął już przeszkodę (czyli elektron musiał zdecydować, czy jest falą, czy też cząstką) nadal spowoduje zanik prążków i niejako włączenie detektora determinuje, jak zachowywał się elektron na przeszkodzie, czyli dużo wcześniej niż uruchomiony został detektor…
Zamiast podsumowania.
Oczywiście dyskusja nad sensem i znaczeniem tych obserwacji nie ustaje – to nie jest tak, że wiemy dlaczego się to dzieje. Mechanika kwantowa tego również nie wyjaśnia – po prostu daje narzędzia, umożliwiające przewidzenie rezultatów takich zjawisk.
Widzimy więc, że mechanika kwantowa niczego nie “wyjaśnia” – nawet w fizyce, której dotyczy.
Nie wyjaśnia również zjawiska świadomości, choć w jakiś sposób go dotyka, więc jak mogłaby “wyjaśnić” zachowanie się wahadeł, dwupunkt, czy też istnienie duchów?
