Men va mening soyam: kvant mexanikasi shaxsiyat tushunchasiga qarshi

2024 Muallif: Malcolm Clapton | [email protected]. Oxirgi o'zgartirilgan: 2023-12-17 04:14

Nega sizsiz? Siz o'ziga xos fe'l-atvor va fikrlash tarziga ega shaxs ekanligingizni qayerdan bilasiz? Kvant mexanikasi bizga haddan tashqari o'ziga ishonmaslikni maslahat beradi. Ehtimol, biz hammamiz tasavvur qilganimizdek farq qilmasligimiz mumkin.

Martin Guerr va o'g'irlangan shaxs

Martin Guerre haqida bilarmidingiz? Bu bir vaqtlar g'alati va yoqimsiz vaziyatga tushib qolgan frantsuz dehqonidir. Martin kichik bir qishloqda yashagan. Bola 24 yoshga to'lganda, ota-onasi uni o'g'irlikda ayblashdi. Herr uyini tark etishga, xotini va o'g'lini tashlab ketishga majbur bo'ldi. Sakkiz yil o'tgach, u o'z qishlog'iga qaytib, oilasi bilan birlashdi. Uch yil o'tgach, oilada uch farzand ko'rdi.

Hammasi odatdagidek davom etayotgandek edi. Ammo qishloqda chet ellik bir askar paydo bo'lib, u Ispaniya armiyasida Martin Gerr bilan jang qilganini va jangda oyog'ini yo'qotganini aytdi. Martinning oilasi qarindoshining uch yil oldin uyga qaytganiga shubha qila boshladi. Uzoq davom etgan sud jarayonidan so‘ng Gerraning shaxsini sarguzashtchi Arno du Til “o‘g‘irlab ketgani” ma’lum bo‘ldi. Haqiqiy Martin haqiqatan ham oyog'i amputatsiya qilingan va Ispaniyadagi monastirga sinekuraga tayinlangan. Biroq, "shaxs o'g'ri" ning sud jarayoni shu qadar mashhur ediki, haqiqiy Herr o'z qishlog'iga qaytib keldi. Sarguzashtchi Arno du Tilning taqdiri qisqa o'lim hukmi bilan muhrlangan. Va Martinning o'zi xotinini yolg'onchiga yordam berishda aybladi, ayol sevimli erini tanimasligi mumkinligiga ishonmadi.

Bu hikoya yozuvchi va rejissyorlarning qalbini hayajonga soldi. Uning motivlari asosida film suratga olindi, musiqali sahnalashtirildi va hatto teleserial ham suratga olindi. Bundan tashqari, "Simpsonlar" seriyalaridan biri ushbu voqeaga bag'ishlangan. Bunday mashhurlik tushunarli: bunday voqea bizni hayajonga soladi, chunki bu bizning shaxsiyatimiz va shaxsiyatimiz haqidagi g'oyalarimizga zarar etkazadi.

Insonning, hatto eng aziz ham, kim ekanligiga qanday ishonch hosil qilishimiz mumkin? Hech narsa doimiy bo'lmagan dunyoda o'ziga xoslik nimani anglatadi?

Birinchi faylasuflar bu savolga javob berishga harakat qilishgan. Ular bizni ruhan bir-birimizdan farq qilamiz va tanamiz shunchaki qo'g'irchoqlar deb o'ylashdi. Yaxshi eshitiladi, ammo fan muammoning bu yechimini rad etdi va o'ziga xoslik ildizini jismoniy tanada izlashni taklif qildi. Olimlar mikroskopik darajada bir odamni boshqasidan ajratib turadigan narsani topishni orzu qilishdi.

Ilmning aniqligi yaxshi. Shuning uchun, biz "mikroskopik darajadagi narsa" deganda, biz, albatta, tanamizning eng kichik qurilish bloklarini - molekula va atomlarni nazarda tutamiz.

Biroq, bu yo'l bir qarashda ko'rinadiganidan ko'ra silliqroq. Masalan, Martin Gerrni tasavvur qiling. Unga ruhiy jihatdan yaqinlashing. Yuz, teri, teshiklar … davom etaylik. Keling, arsenalimizda eng kuchli jihozlar bordek, iloji boricha yaqinlashaylik. Biz nimani topamiz? Elektron.

Qutidagi elementar zarracha

Herr molekulalardan, molekulalar atomlardan, atomlar elementar zarralardan tashkil topgan. Ikkinchisi "yo'qdan" yaratilgan; ular moddiy dunyoning asosiy qurilish bloklari.

Elektron - bu tom ma'noda umuman bo'sh joyni egallamaydigan nuqta. Har bir elektron faqat massa, spin (burchak momenti) va zaryad bilan aniqlanadi. Bu elektronning "shaxsiyatini" tasvirlash uchun bilishingiz kerak bo'lgan yagona narsa.

Bu nimani anglatadi? Misol uchun, har bir elektronning zarracha farqisiz, boshqasiga o'xshashligi. Ular mutlaqo bir xil. Martin Gerr va uning egizaklaridan farqli o'laroq, elektronlar shu qadar o'xshashki, ular butunlay almashtiriladi.

Bu haqiqat juda qiziq ta'sirga ega. Tasavvur qilaylik, bizda elementar zarracha A bor, u B elementar zarrachadan farq qiladi. Bundan tashqari, biz ikkita qutini oldik - birinchi va ikkinchi.

Bundan tashqari, har bir zarracha istalgan vaqtda qutilarning birida bo'lishi kerakligini bilamiz. A va B zarralari bir-biridan farq qilishini eslaganimiz sababli, voqealar rivojlanishining faqat to'rtta varianti borligi ma'lum bo'ladi:

• A 1 qutida, B 2 qutida yotadi;
• 1-qutida A va B birga yotadi;
• 2-qutida A va B birga yotadi;
• A 2-qutida, B 1-qutida yotadi.

Ma'lum bo'lishicha, bitta qutida bir vaqtning o'zida ikkita zarrachani topish ehtimoli 1: 4 ga teng. Ajoyib, hal qildim.

Ammo A va B zarralari farq qilmasa-chi? Bu holda bitta qutidagi ikkita zarrachani topish ehtimoli qanday? Ajablanarlisi shundaki, bizning fikrlashimiz shubhasiz aniqlaydi: agar ikkita zarra bir xil bo'lsa, unda voqealar rivojlanishining faqat uchta varianti mavjud. Negaki, A 1-qutida, B 2-qatorda, B 1-qatorda, A 2-bandda yotsa oʻrtasida farq yoʻq. Demak, ehtimollik 1:3 ga teng.

Eksperimental fan mikrokosmosning 1: 3 ehtimoliga bo'ysunishini tasdiqlaydi. Ya'ni, agar siz A elektronini boshqasi bilan almashtirsangiz, Koinot farqni sezmaydi. Va siz ham.

Ayyor elektronlar

Massachusets texnologiya institutining nazariy fizigi va Nobel mukofoti laureati Frank Vilshek hozirgina biz qilgan xulosaga keldi. Olim bu natijani nafaqat qiziqarli deb hisoblaydi. Vilshek ikkita elektronni mutlaqo bir-biridan ajratib bo'lmasligini kvant maydon nazariyasining eng chuqur va eng muhim xulosasi ekanligini ta'kidladi.

Tekshirish zarbasi - bu elektronga "xiyonat qiladigan" va bizga uning maxfiy hayotini ko'rsatadigan interferentsiya hodisasi. Ko‘ryapsizmi, agar siz elektronga o‘tirib, tikilib qarasangiz, u o‘zini zarrachadek tutadi. Siz yuz o'girishingiz bilanoq, u to'lqinning xususiyatlarini ko'rsatadi. Ikkita shunday to'lqinlar bir-biriga yopishganda, ular bir-birini kuchaytiradi yoki zaiflashtiradi. Shuni yodda tutingki, biz to'lqinning jismoniy emas, balki matematik tushunchasini nazarda tutamiz. Ular energiyani emas, balki ehtimollikni o'tkazadilar - ular tajribaning statistik natijalariga ta'sir qiladi. Bizning holatda - ikkita quti bilan tajribadan xulosaga keldik, unda biz 1: 3 ehtimolga ega bo'ldik.

Qizig'i shundaki, interferensiya hodisasi faqat zarralar haqiqatan ham bir xil bo'lganda sodir bo'ladi. Tajribalar shuni ko'rsatdiki, elektronlar aynan bir xil: interferentsiya sodir bo'ladi, bu esa bu zarralarni ajratib bo'lmaydi.

Bularning barchasi nima uchun? Vilchekning aytishicha, elektronlarning o'ziga xosligi bizning dunyomizga imkon beradigan narsadir. Busiz kimyo bo'lmaydi. Materiyani takrorlash mumkin emas edi.

Agar elektronlar o'rtasida biron bir farq bo'lsa, hamma narsa bir vaqtning o'zida tartibsizlikka aylanadi. Ularning aniq va aniq tabiati noaniqliklar va xatolarga to'la bu dunyoning mavjudligi uchun yagona asosdir.

Yaxshi. Aytaylik, bitta elektronni boshqasidan ajratib bo'lmaydi. Ammo biz birini birinchi qutiga, ikkinchisini ikkinchi qutiga qo'yib: "Bu elektron shu erda, ikkinchisi esa u erda", deyishimiz mumkinmi?

"Yo'q, biz qila olmaymiz", deydi professor Vilchek.

Elektronlarni qutilarga solib, uzoqqa qaraganingizdan so'ng, ular zarracha bo'lishni to'xtatadi va to'lqin xususiyatlarini namoyish qila boshlaydi. Bu ularning cheksiz kengaytirilishini anglatadi. Bu qanchalik g'alati tuyulmasin, hamma joyda elektronni topish imkoniyati mavjud. U bir vaqtning o'zida barcha nuqtalarda joylashgan degan ma'noda emas, balki siz to'satdan orqaga o'girilib, uni izlashga qaror qilsangiz, uni istalgan joyda topish imkoniyatining kichikligida.

Buni tasavvur qilish juda qiyinligi aniq. Ammo bundan ham qiziqroq savol tug'iladi.

Elektronlar shunchalik qiyinmi yoki ular joylashgan bo'shliqmi? Va keyin biz yuz o'girganimizda atrofimizdagi hamma narsaga nima bo'ladi?

Eng qiyin paragraf

Ma'lum bo'lishicha, siz hali ham ikkita elektronni topishingiz mumkin. Yagona muammo shundaki, siz ayta olmaysiz: mana birinchisining to'lqini, mana ikkinchi elektronning to'lqini va biz hammamiz uch o'lchamli fazodamiz. Bu kvant mexanikasida ishlamaydi.

Aytish kerakki, birinchi elektron uchun uch o'lchovli fazoda alohida to'lqin, ikkinchisi uchun uch o'lchovli fazoda ikkinchi to'lqin mavjud. Oxir-oqibat, shunday bo'ladi - kuchli bo'ling! ikkita elektronni bir-biriga bog'laydigan olti o'lchovli to'lqin. Bu dahshatli tuyuladi, lekin keyin biz tushunamiz: bu ikki elektron endi osilgan emas, hech kim qaerdaligini bilmaydi. Ularning pozitsiyalari aniq belgilangan, aniqrog'i, bu olti o'lchovli to'lqin bilan bog'langan.

Umuman olganda, agar ilgari biz unda bo'shliq va narsalar bor deb o'ylagan bo'lsak, unda kvant nazariyasini hisobga olgan holda biz o'z tasavvurimizni biroz o'zgartirishimiz kerak bo'ladi. Bu erda fazo elektronlar kabi ob'ektlar orasidagi o'zaro bog'lanishni tasvirlashning bir usuli. Shuning uchun biz dunyoning tuzilishini uni tashkil etuvchi barcha zarralarning birgalikda olingan xususiyatlari sifatida tasvirlay olmaymiz. Hamma narsa biroz murakkabroq: biz elementar zarralar orasidagi bog'lanishlarni o'rganishimiz kerak.

Ko'rib turganingizdek, elektronlar (va boshqa elementar zarralar) bir-biriga mutlaqo o'xshash bo'lganligi sababli, o'ziga xoslik tushunchasi changga aylanadi. Ma'lum bo'lishicha, dunyoni uning tarkibiy qismlariga bo'lish noto'g'ri.

Vilchek barcha elektronlar bir xil ekanligini aytadi. Ular butun makon va vaqtni qamrab olgan yagona maydonning namoyonidir. Fizik Jon Archibald Uiler boshqacha fikrda. Uning fikricha, dastlab bitta elektron bor edi, qolganlari esa uning izlari, vaqt va makonni qamrab oladi. “Qanday bema'nilik! - bu yerda hayqirishingiz mumkin. "Olimlar elektronlarni tuzatmoqda!"

Lekin bitta bor lekin.

Agar hammasi illyuziya bo'lsa-chi? Elektron hamma joyda va hech qayerda mavjud emas. Uning moddiy shakli yo'q. Nima qilish kerak? Xo'sh, elementar zarralardan tashkil topgan odam nima?

Bir tomchi umid emas

Biz har bir narsa uni tashkil etuvchi zarrachalar yig'indisidan ko'proq ekanligiga ishonishni xohlaymiz. Agar biz elektronning zaryadini, massasini va spinini olib tashlasak va qolganida nimadir, uning o'ziga xosligi, "shaxsiyati" bo'lsa-chi. Biz elektronni elektronga aylantiradigan narsa borligiga ishonishni xohlaymiz.

Hatto statistika yoki tajriba zarrachaning mohiyatini ochib bera olmasa ham, biz bunga ishonishni xohlaymiz. Axir, har bir insonni noyob qiladigan narsa bor.

Aytaylik, Martin Gerr bilan dublining o‘rtasida hech qanday farq bo‘lmasdi, lekin ulardan biri o‘zining haqiqiy ekanligini bilib, jimgina jilmayib qo‘yardi.

Men bunga juda ishonmoqchiman. Ammo kvant mexanikasi mutlaqo yuraksiz va bizga har qanday bema'nilik haqida o'ylashga imkon bermaydi.

Aldanmang: agar elektronning o'ziga xos mohiyati bo'lsa, dunyo tartibsizlikka aylanadi.

OK. Elektronlar va boshqa elementar zarralar haqiqatda mavjud emas ekan, nega biz mavjudmiz?

Birinchi nazariya: biz qor parchalarimiz

G'oyalardan biri shundaki, bizda juda ko'p elementar zarralar mavjud. Ular har birimizda murakkab tizimni tashkil qiladi. Ko'rinib turibdiki, barchamiz bir-biridan farqli bo'lishimiz, bizning tanamiz ushbu elementar zarralardan qanday qurilganligining natijasidir.

Nazariya g'alati, ammo chiroyli. Elementar zarralarning hech biri o'ziga xos individuallikka ega emas. Ammo ular birgalikda noyob tuzilmani - shaxsni tashkil qiladi. Xohlasangiz, biz qor parchalariga o'xshaymiz. Ularning barchasi suv ekanligi aniq, lekin har birining naqshlari o'ziga xosdir.

Sizning mohiyatingiz zarralar sizda qanday tashkil etilganligidir, siz aynan nimadan yaratilganligingiz emas. Bizning tanamizdagi hujayralar doimo o'zgarib turadi, ya'ni yagona narsa tuzilishdir.

Ikkinchi nazariya: biz modelmiz

Savolga javob berishning yana bir usuli bor. Amerikalik faylasuf Daniel Dennet "narsa" tushunchasini "haqiqiy model" atamasi bilan almashtirishni taklif qildi. Dennet va uning izdoshlariga ko'ra, agar uning nazariy tavsifini qisqaroq - qisqacha aytganda, oddiy tavsif yordamida takrorlash mumkin bo'lsa, biror narsa haqiqatdir. Bu qanday ishlashini tushuntirish uchun keling, mushukni misol qilib olaylik.

Shunday qilib, bizda mushuk bor. Texnik jihatdan, biz uni har bir zarrachaning o'rnini tasvirlab, uni qog'ozda (yoki virtualda) qayta yaratishimiz mumkin va shu bilan mushukning diagrammasini tuzamiz. Boshqa tomondan, biz boshqacha qila olamiz: faqat "mushuk" deb ayting. Birinchi holda, bizga nafaqat mushuk tasvirini yaratish, balki, aytaylik, kompyuter modeli haqida gapiradigan bo'lsak, uni harakatga keltirish uchun juda katta hisoblash kuchi kerak. Ikkinchisida biz faqat chuqur nafas olishimiz va aytishimiz kerak: "Mushuk xonani aylanib chiqdi". Mushuk haqiqiy modeldir.

Yana bir misol keltiraylik. Chap quloq pardasi, Namibiyadagi eng katta fil va Miles Devis musiqasini o'z ichiga olgan kompozitsiyani tasavvur qiling. Ushbu ob'ektni hisoblash usuli bilan yaratish uchun ko'p vaqt kerak bo'ladi. Ammo bu hayoliy yirtqich hayvonning og'zaki tavsifi sizni bir xil miqdorda oladi. Qisqartirish, ikki so'z bilan aytish ham ishlamaydi, chunki bunday kompozitsiya haqiqiy emas, demak u mavjud emas. Bu haqiqiy model emas.

Ma'lum bo'lishicha, biz tomoshabinning nigohi ostida paydo bo'ladigan bir lahzalik tuzilmamiz. Fiziklar olovga yonilg'i quyishdi va ehtimol finalda dunyo hech narsadan iborat emasligini aytishadi. Hozircha biz bir-birimizga va atrofimizdagi dunyoga ishora qilish, hamma narsani so'z bilan tasvirlash va nomlarni tarqatish uchun qoladi. Model qanchalik murakkab bo'lsa, biz uning tavsifini shunchalik siqib, uni haqiqiy qilishimiz kerak. Masalan, koinotdagi eng murakkab tizimlardan biri bo'lgan inson miyasini olaylik. Buni qisqacha tasvirlashga harakat qiling.

Uni bir so'z bilan ta'riflashga harakat qiling. Nima bo'ladi?