Revista Tomis

Share on facebook
Share on twitter
Share on whatsapp

Scurte considerații despre timp (X)

Pisica lui Schrödinger ne-a introdus în universul cuantic. Am înţeles ce înseamnă funcţie de undă, superpoziţie cuantică, observaţie, colaps al funcţiei de undă. Să reamintim că asupra pisicii se făceau periodic observaţii. Până să se facă observaţia, pisica era în superpoziţia vie/moartă, adică era şi vie şi moartă în acelaşi timp. Asta pentru că starea ei depindea de superpoziţia nedezintegrat/dezintegrat a izotopului radioactiv care îi controla viaţa. Să ne concentrăm pe observatorul care, din când în cănd, deschide capacul cutiei să vadă ce se întâmplă. Pentru el există o tranziţie bruscă de la superpoziţie la starea constatată. Oare nu cumva interacţiunea observatorului cu sistemul cuantic a colapsat superpoziţia la una dintre stări? Daca observatorul nu interacţiona cu sistemul cuantic ce se întâmpla?

În excepţionala carte Minunata Lume a Domnului Tompkins scrisă de George Gamow există o povestire în care domnul Tompkins vizitează împreună cu un profesor de fizică şi fiica acestuia o insulă cuantică. Profesorul le arată celor doi copacii cuantici şi le spune: „Priviţi frunzele lor care se mişcă încontinuu”. Domnul Tompkins întreabă: „Dacă nu ne-am uita la ei, frunzele s-ar mişca tot aşa?” Profesorul răspunde: „Dacă nu îi observăm, nu avem de unde să ştim.” Deci Gamow ne lasă să înţelegem că fără observaţie nu putem şti ce se întâmplă. Einstein nu a putut niciodată să accepte această idee despre realitate. Realitatea fizică este obiectivă, spunea el. Dacă nu te uiţi la Lună, inseamnă că ea nu există? Vom înţelege că realitatea cuantică este diferită de realitatea fizicii clasice, deci Einstein nu a avut dreptate. Un prim pas îl vom face înţelegând experimentul mental cunoscut sub numele Prietenul lui Wigner.

Eugene Wigner, alt laureat al premiului Nobel pentru fizică, propune un experiment care arată că pentru observatori diferiţi realitatea nu este la fel, cel puţin până când informaţia nu este aceeași pentru amândoi. Cumva, acest experiment mental ne arată şi că observatorii trebuie să fie observatori conştienţi care pot comunica. Mai mult, realitatea este produsă de şi în conştiinţa observatorilor. Iată, în continuare, experimentul despre care vorbeam.

Să presupunem că primul observator este John von Neumann, celebrul John von Neumann, prieten cu Wigner, matematician și fizician de excepţie, capabil să rezolve în minte probleme extrem de complicate. În acest experiment trebuie să ni-l închipuim într-o cameră în care se află cutia cu pisica lui Schrödinger asupra căreia John face din când în când observaţii. Eugene Wigner este în camera alăturată şi nu are acces la informaţia asupra stării pisicii decât atunci când John deschide uşa şi îi spune că pisica este vie, de exemplu.

Să înţelegem ce se întâmplă. Atât pentru John cât şi pentru Eugene, pâna când John face o observaţie, pisica este în superpoziţia vie/moartă. Ei au aceeași percepţie asupra realităţii. John efectuează observaţia şi constată că pisica este vie. Realitatea lui John acum este că pisica este vie. Până să i se comunice rezultatul observaţiei, realitatea lui Eugene este că pisica este în superpoziţia vie/moartă, iar această realitate nu se va schimba decât atunci când John va deschide uşa şi îi va spune că pisica este vie. Din acel moment John şi Eugene vor avea aceeași percepţie asupra stării pisicii. Cât de obiectiv este să spunem că pentru Eugene funcţia de undă a colapsat când i-a fost comunicat rezultatul observaţiei de către John? Se pare că trebuie să acceptăm că fiecare are propria lui realitate, deci descrierea realităţii ţine de observator. Cât despre pisică, aşa cum spuneam şi în episodul trecut, aceasta îşi continuă existența fără să conştientizeze superpoziţia vie/moartă în care se află.

Dacă nu acceptăm ipoteza colapsului funcţiei de undă şi dorim să menţinem în mecanica cuantică determinismul fizicii clasice atât de drag lui Einstein, ar trebui să acceptăm ipoteza lumilor alternative (many-worlds interpretation) a lui Hugh Everett despre care am discutat. La fiecare deschidere a cutiei, universul însuşi se despică în două universuri, unul în care pisica este moartă şi altul în care pisica este vie. John işi continuă existenţa diferit în cele două universuri: în unul îi transmite lui Eugene că pisica este vie, în altul îi transmite că pisica este moartă. Și Eugene îşi continuă existenţa diferit în cele două universuri în funcţie de informaţia pe care o are. Conştiinţa lui John din primul univers evoluează diferit de conştiinţa lui John din al doilea univers. Dar conştiinţa poate să imagineze ambele situaţii, deci nu cumva nu universul se despică în două universuri, ci conştiinţa este cea care se multiplică în ambele ei versiuni corespunzătoare cazurilor posibile? Și de fapt este conştiinţa cea care a produs colapsul funcţiei de undă identificând pentru noi ambele situaţii posibile? Aşa au crezut von Neumann şi Wigner când au elaborat în termenii de mai sus ipoteza Neumann-Wigner referitoare la tranziţia de la superpoziţie la o singură stare.

Adepţii interpretării de la Copenhaga au o obiecţie la ipoteza Neumann-Wigner, nefiind de acord că acel ceva care declanşează colapsul instantaneu al funcţiei de undă este conştiinţa. Ei ne propun urmatoarea viziune asupra a ceea ce înseamnă realitate privită prin experimente. Ce este un experiment? O interogare asupra unui posibil comportament al Naturii, interogare făcută de om. În urma acelei interogări se obţine un rezultat. Rezultatul are caracter probabilistic dacă interogarea este făcută asupra unui sistem care poate oferi mai multe răspunsuri. Interogarea face trecerea de la posibil (care în mecanica cuantică se exprimă prin superpoziţie), la efectiv (una dintre stări). Practic, susţin adepţii interpretării Copenhaga, superpoziţia este doar un artefact matematic care să exprime posibile stări; interogaţia îţi dă realitatea. Deşi acum lucrurile ar părea clare, cel puţin din perspectiva binomului superpoziţie cuantică/colaps cuantic, problema realităţilor diferite pentru observatori diferiţi rămâne. Pentru mine ar rămâne şi întrebările fireşti pe care le adaug aici: „De ce este nevoie de oameni care să facă experimente dacă nu conştiinţa este cea care valideaza rezultatul? Cred oare susţinătorii interpretării Copenhaga că înţelegerea Naturii există în afara gândirii conştiente, gândire capabilă să discearnă un rezultat şi să îl compare cu modelul matematic? Poate un şoarece să facă experimente cuantice?” Problema conştiinţei, a gândirii conştiente capabilă să înţeleagă la un anumit nivel realitatea nu poate fi eliminată complet, cred eu. Și nu poate fi eliminată complet şi datorită faptului că gândirea conştientă este cea care ne face să acceptăm că realitatea cuantică este diferită pentru observatori diferiţi, aşa cum înţelegem din experimentul Prietenul lui Wigner.

CITEȘTE ȘI

Scurte considerații despre timp (XIV)

Existența multiversului este provocarea cosmologiei actuale. De ce? Pentru că este greu de imaginat că am putea observa alte universuri când noi locuim în unul dintre ele. Este ca și cum ai sta într-un apartament dintr-un bloc și fără să ieși din apartament ar trebui să realizezi existența altor apartamente și a blocului. Dacă însă te uiți la țevile de

Citește mai mult »

Scurte considerații despre timp (XIII)

Existăm. Este un miracol de care mulți nici măcar nu sunt conștienți. Să considerăm următoarea situație în care apar personajele cu nume deja cunoscute, Alice și Bob. Ei se căsătoresc și la un moment dat Alice rămâne gravidă. Urmau să aibă un copil, dar ceva neașteptat se întâmplă. Alice pierde această primă sarcină. Pierde și următoarele două sarcini. O complicație

Citește mai mult »
Mai multe texte
RUBRICI: