{"id":275081,"date":"2019-10-06T07:25:23","date_gmt":"2019-10-06T05:25:23","guid":{"rendered":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/?p=275081"},"modified":"2019-10-06T07:25:23","modified_gmt":"2019-10-06T05:25:23","slug":"cak-ni-fizicari-ne-razumiju-kvantnu-mehaniku","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/2019\/10\/06\/cak-ni-fizicari-ne-razumiju-kvantnu-mehaniku\/","title":{"rendered":"\u010cak ni fizi\u010dari ne razumiju kvantnu mehaniku"},"content":{"rendered":"

Autor: Sean Carroll*<\/strong><\/p>\n

\u201cSa sigurno\u0161\u0107u mogu re\u0107i da niko zaista ne razumije kvantnu mehaniku\u201d, primijetio je fizi\u010dar i nobelovac Richard Feynman. To, u su\u0161tini, nije iznena\u0111uju\u0107e. Nauka napreduje tako \u0161to nas suo\u010dava sa onim \u0161to ne razumijemo, a reputacija kvantne mehanike je da je uistinu misteriozna.<\/p>\n

Iznena\u0111uju\u0107e je da je fizi\u010darima, izgleda, OK to \u0161to ne razumiju svoju najva\u017eniju teoriju.<\/p>\n

Kvantna mehanika, koju su postepeno sastavljali brilijantni umovi tokom prvih decenija 20. vijeka, izuzetno je uspje\u0161na teorija. Potrebna nam je da objasnimo kako se atomi raspadaju, za\u0161to zvijezde sijaju, kako tranzistori i laseri rade i, u su\u0161tini, za\u0161to su stolovi i stolice \u010dvrsti umjesto da se odmah sru\u0161e na pod.<\/p>\n

Nau\u010dnici mogu sa potpunim povjerenjem koristiti kvantnu mehaniku. No ona je crna kutija. Mo\u017eemo provesti eksperiment i predvi\u0111ati ishode koji su provjereni sa izvanrednom precizno\u0161\u0107u. Ipak, ne tvrdimo da razumijemo kvantnu mehaniku. Fizi\u010dari ne razumiju svoju teoriju ni\u0161ta bolje nego \u0161to prosje\u010dna osoba razumije \u0161ta se de\u0161ava u njenom pametnom telefonu.<\/p>\n

Postoje dva problema. Prvi je taj \u0161to kvantna mehanika, kako je prikazana u ud\u017ebenicima, zahtijeva razli\u010dita pravila za pona\u0161anje kvantnih objekata zavisno od toga da li ih posmatramo ili ne. Dok ih ne gledamo, oni postoje u \u201csuperpoziciji\u201d raznih mogu\u0107nosti, naprimjer da su na bilo kojem mjestu u prostoru. Kad ih pogledamo, me\u0111utim, oni se odjednom zaustave na jednu lokaciju i upravo tu ih i vidimo. Ne mo\u017eemo ta\u010dno predvidjeti koje mjesto \u0107e to biti; najbolje \u0161to mo\u017eemo jeste da izra\u010dunamo vjerovatno\u0107u razli\u010ditih ishoda.<\/p>\n

\u010citava stvar je besmislena. Za\u0161to su opservacije posebne? \u0160ta se uop\u0161te ra\u010duna kao \u201copservacija\u201d? Kad se ta\u010dno desi? Da li je mo\u017ee napraviti samo ljudsko bi\u0107e? Da li je svijest nekako uklju\u010dena u osnovna pravila stvarnosti? Zajedno ova pitanja \u010dine \u201cproblem mjerenja\u201d kvantne fizike.<\/p>\n

Drugi problem je taj \u0161to se ne sla\u017eemo \u0161ta to ta\u010dno kvantna teorija opisuje, \u010dak i kada ne vr\u0161imo mjerenja. Kvantni objekt odre\u0111ujemo kao elektron u smislu \u201ctalasne funkcije\u201d, koji prikuplja superpozicije svih mogu\u0107ih ishoda mjerenja u jedan matemati\u010dki objekt. Kada ih ne posmatramo, talasne funkcije se razvijaju prema poznatoj jedna\u010dini koju je zapisao Erwin Schr\u00f6dinger.<\/p>\n

Ali \u0161ta je ta\u010dno talasna funkcija? Da li je to kompletna i iscrpna reprezentacija svijeta? Ili nam mo\u017eda trebaju dodatne mjerne veli\u010dine da bismo u potpunosti obuhvatili stvarnost, kao \u0161to su to Albert Einstein i drugi pretpostavljali? Ili mo\u017eda talasna funkcija nema nikakve direktne veze sa stvarno\u0161\u0107u, ve\u0107 samo ukazuje na na\u0161e nepoznavanje toga \u0161to \u0107emo na kraju mjeriti u na\u0161im eksperimentima?<\/p>\n

Dok fizi\u010dari sa sigurno\u0161\u0107u ne odgovore na ova pitanja, ne mo\u017ee se re\u0107i da zaista razumiju kvantnu mehaniku \u2014 zbog toga Feynman tuguje. \u0160to je lo\u0161e, jer je kvantna mehanika najfundamentalnija teorija koju imamo, koja stoji u centru svakog ozbiljnog poku\u0161aja da formuliramo temeljne zakone prirode. Ako niko ne razumije kvantnu mehaniku, niko ne razumije ni univerzum.<\/p>\n

Pomislili biste, naravno, da je razumijevanje kvantne mehanike apsolutno najve\u0107i prioritet fizi\u010dara \u0161irom svijeta. Istra\u017eivanje temelja kvantne teorije trebalo bi biti glamurozna specijalizacija u tom polju, koja bi privla\u010dila najbistrije umove, najve\u0107e plate i najpresti\u017enije nagrade. Pretpostavili biste da se fizi\u010dari ne bi zaustavili dok ne bi istinski razumjeli kvantnu mehaniku.<\/p>\n

Stvarnost je upravo suprotna. Svega nekoliko modernih odjela za fiziku ima istra\u017eiva\u010de koji rade na razumijevanju temelja kvantne teorije. Naprotiv, studenti koji poka\u017eu interesovanje za tu temu su polako ali sigurno \u2014 mo\u017eda ne tako polako \u2014 usmjereni drugdje, ponekad sa opomenom \u201cZa\u010depi i ra\u010dunaj!\u201d Profesori koji se zainteresuju za tu temu primijetit \u0107e da se njihovi grantovi smanjuju, dok se njihove kolege \u017eale kako su izgubili interesovanje za ozbiljna istra\u017eivanja.<\/p>\n

To je tako od 1930-ih, kada su fizi\u010dari kolektivno odlu\u010dili da je va\u017enije kori\u0161tenje nekoliko ad hoc kvantnih pravila za izradu modela \u010destica i materijala, od razumijevanja same kvantne mehanike. Prija\u0161nji poduhvat su smatrali isuvi\u0161e filozofskim i ozlogla\u0161enim. Sve to podsje\u0107a na Ezopovu lisicu koja je odlu\u010dila da je gro\u017e\u0111e koje ne mo\u017ee doku\u010diti vjerovatno kiselo i da ga ionako ne \u017eeli. Fizi\u010dari odgojeni u modernom sistemu pogledat \u0107e vas u o\u010di i objasnit \u0107e vam, sasvim iskreno, da ih zapravo ne zanima kako priroda funkcioni\u0161e, samo \u017eele uspje\u0161no predvidjeti ishode eksperimenata.<\/p>\n

Ovaj stav se mo\u017ee povezati sa za\u010de\u0107em moderne kvantne teorije. Tokom dvadesetih godina pro\u0161log vijeka odr\u017eana je serija poznatih debata izme\u0111u Einsteina i Nielsa Bohra, jednog od osniva\u010da kvantne teorije. Einstein je tvrdio da se savremene verzije kvantne teorije nisu podigle na nivo kompletne teorije fizike, te da bi trebalo jo\u0161 vi\u0161e istra\u017eivati. No Bohr se nije slo\u017eio, insistiraju\u0107i da je sve u dobrom stanju. Zbog brojnijih akademskih saradnji i retori\u010dkih sposobnosti, Bohr je odnio uvjerljivu pobjedu, barem u o\u010dima javnosti.<\/p>\n

Nisu svi bili sretni \u0161to je Bohrovo mi\u0161ljenje prevladalo, no ti ljudi su obi\u010dno bili ignorisani i otu\u0111eni od nau\u010dne zajednice. Fizi\u010dar David Bohm, na Einsteinov poticaj, predlo\u017eio je 1950-ih genijalan na\u010din nadogradnje kvantne teorije kako bi se rije\u0161io problem mjerenja. Werner Heisenberg, jedan od pionira kvantne mehanike, odgovorio je tako \u0161to je poku\u0161aj nazvao \u201csuvi\u0161nom ideolo\u0161kom nadogradnjom\u201d, a Bohmov biv\u0161i mentor Robert Oppenheimer je odbrusio: \u201cAko ne mo\u017eemo opovrgnuti Bohma, onda se moramo slo\u017eiti da ga ignori\u0161emo.\u201d<\/p>\n

U isto vrijeme, doktorant po imenu Hugh Everett osmislio je teoriju “mnogih svjetova”, jo\u0161 jedan poku\u0161aj da se rije\u0161i problem mjerenja, na \u0161to su ga ismijali oni koji su podr\u017eavali Bohra. Everett nije ni poku\u0161ao ostati u akademskoj zajednici, te se okrenuo odbrambenoj analizi nakon \u0161to je doktorirao.<\/p>\n

Skorije rje\u0161enje problema mjerenja, koje su predlo\u017eili fizi\u010dari Giancarlo Ghirardi, Alberto Rimini i Tulio Weber, nepoznato je ve\u0107ini fizi\u010dara.<\/p>\n

Te ideje nisu samo iracionalna \u201ctuma\u010denja\u201d kvantne mehanike. One su istinski druga\u010dije teorije fizike koje potencijalno nose nove eksperimentalne posljedice. No ve\u0107ina nau\u010dnika ih je zanemarila. Vode\u0107i magazin o fizici godinama je imao pravilo koje izri\u010dito nala\u017ee da se radovi o osnovama kvantne mehanike trebaju unaprijed odbiti.<\/p>\n

Naravno da postoji beskona\u010dan broj pitanja zbog kojih bi se nau\u010dnici mogli brinuti, no prioriteti se moraju nekako odrediti. Tokom 20. vijeka, fizi\u010dari su odlu\u010dili da je va\u017enije koristiti kvantnu mehaniku, nego shvatiti kako ona funkcioni\u0161e. Da budemo po\u0161teni, jedno od obrazlo\u017eenja bilo je to \u0161to se nije vidio na\u010din za napredak. Koji eksperimenti bi se mogli uraditi da se rasvijetli problem mjerenja?<\/p>\n

Mogu\u0107e je da se situacija mijenja, dodu\u0161e, postepeno. Trenutna generacija filozofa fizike kvantnu mehaniku shvata veoma ozbiljno i zaslu\u017eni su za doprinos konceptualnoj jasno\u0107i polja, koja je od klju\u010dne va\u017enosti. Fizi\u010dari skloniji empirijskim dokazima shvatili su da se fenomen mjerenja mo\u017ee direktno ispitati dovoljno detaljnim eksperimentima. Napredak tehnologije je stavio pitanja kvantnih kompjutera i kvantne informacije u prvi plan. Zajedno bi ovi trendovi mogli u\u010diniti respektabilnim razmi\u0161ljanje o temeljima kvantne teorije, kao \u0161to je to nakratko bilo za vrijeme Einsteina i Bohra.<\/p>\n

U me\u0111uvremenu, ispostavilo se da bi razumijevanje na\u010dina funkcioniranja stvarnosti moglo biti va\u017eno. Na\u0161i najbolji poku\u0161aji da razumijemo temelje fizike su na mrtvoj ta\u010dki, ometeni nedostatkom novih iznena\u0111uju\u0107ih rezultata eksperimenata. Nau\u010dnici su otkrili Higgsov bozon 2012. godine, ali njegovo postojanje je predvi\u0111eno 1964. godine. Gravitacijski valovi su trijumfalno uo\u010deni 2015. godine, no predvi\u0111eni su stotinu godina ranije. Te\u0161ko je napraviti iskorak kada dobiveni podaci samo potvr\u0111uju teorije koje ve\u0107 imamo, umjesto da nas upu\u0107uju na nove.<\/p>\n

Problem je taj \u0161to, iako na\u0161e trenutne teorije odgovaraju podacima, one ne mogu biti kona\u010dni odgovor jer su me\u0111usobno nedosljedne. Gravitacija se posebno ne uklapa u okosnicu kvantne mehanike, kao \u0161to je to slu\u010daj sa drugim teorijama. Mogu\u0107e je \u2014 ako ne \u010dak i razumno \u2014 da se trebamo zapitati da li nam nemogu\u0107nost da razumijemo kvantnu mehaniku stoji na putu.<\/p>\n

Nakon skoro jednog vijeka pretvaranja da razumijevanje kvantne mehanike nije klju\u010dni zadatak fizi\u010dara, moramo ozbiljno shvatiti ovaj izazov.<\/p>\n

*Autor je teorijski fizi\u010dar, stru\u010dnjak za kvantnu fiziku, gravitaciju i kozmologiju<\/p>\n

Prometej<\/a>\/NYT<\/a><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Nakon skoro jednog vijeka pretvaranja da razumijevanje kvantne mehanike nije klju\u010dni zadatak fizi\u010dara, moramo ozbiljno shvatiti ovaj izazov.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":275082,"comment_status":"open","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"_seopress_robots_primary_cat":"","_seopress_titles_title":"","_seopress_titles_desc":"","_seopress_robots_index":"","_et_pb_use_builder":"","_et_pb_old_content":"","_et_gb_content_width":"","inline_featured_image":false,"footnotes":""},"categories":[5,12],"tags":[],"class_list":["post-275081","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-drugi-pisu","category-prica-dana"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/275081","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=275081"}],"version-history":[{"count":0,"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/275081\/revisions"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media\/275082"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=275081"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=275081"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/www.pcnen.com\/portal\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=275081"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}