Аз и моята сянка: квантовата механика оспорва концепцията за личността

2024 Автор: Malcolm Clapton | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-17 03:47

защо си ти Как да разберете, че сте човек с уникален характер и начин на мислене? Квантовата механика ни съветва да не бъдем толкова самоуверени. Възможно е всички да не сме толкова различни, колкото си представяме.

Мартин Гер и откраднатата самоличност

Знаехте ли за Мартин Гер? Това е френски селянин, попаднал някога в странна и неприятна ситуация. Мартин живееше в малко селце. Когато момчето е на 24 години, собствените му родители го обвиниха в кражба. Хер беше принуден да напусне дома си, да напусне жена си и сина си. Осем години по-късно мъжът се върнал в родното си село, събрал се със семейството си. Три години по-късно семейството има три деца.

Всичко изглеждаше както обикновено. Но в селото се появи чужд войник, който заяви, че се е биел с Мартин Гер в испанската армия и че е загубил крака си в битка. Семейството на Мартин започна да се съмнява дали техен роднина се е върнал у дома преди три години. След дълъг процес се оказа, че самоличността на Гера е "отвлечена" от авантюриста Арно дю Тил. Истинският Мартин наистина претърпя ампутация на крака и беше назначен за синекура в манастир в Испания. Процесът срещу "крадца на самоличност" обаче беше толкова известен, че истинският хер се върна в родното си село. Съдбата на авантюриста Арно дю Тийл е подпечатана с кратка смъртна присъда. А самият Мартин обвини съпругата си, че помага на измамника, като не вярва, че една жена може да не разпознае любимия си съпруг.

Тази история развълнува умовете на писатели и режисьори. По нейни мотиви е заснет филм, поставен е мюзикъл и дори е заснет телевизионен сериал. Още повече, че един от сериалите "Семейство Симпсън" е посветен на този повод. Подобна популярност е разбираема: подобен инцидент ни вълнува, защото наранява бързите - нашите представи за идентичност и личност.

Как можем да сме сигурни кой всъщност е човек, дори и най-скъпият? Какво означава идентичност в свят, в който нищо не е постоянно?

Първите философи се опитаха да отговорят на този въпрос. Те приемаха, че ние сме различни един от друг по душа, а телата ни са просто марионетки. Звучи добре, но науката отхвърли това решение на проблема и предложи да се търси коренът на идентичността във физическото тяло. Учените мечтаеха да намерят нещо на микроскопично ниво, което да различава един човек от друг.

Хубаво е науката да е точна. Следователно, когато казваме „нещо на микроскопично ниво“, ние, разбира се, имаме предвид най-малките градивни елементи на нашето тяло - молекули и атоми.

Този път обаче е по-хлъзгав, отколкото може да изглежда на пръв поглед. Представете си Мартин Гер, например. Приближете се към него мислено. Лице, кожа, пори… да продължим. Нека се доближим възможно най-близо, сякаш имаме най-мощното оборудване в нашия арсенал. Какво ще намерим? електрон.

Елементарна частица в кутия

Хер е направен от молекули, молекулите са направени от атоми, атомите са направени от елементарни частици. Последните са направени „от нищо“; те са основните градивни елементи на материалния свят.

Електронът е точка, която буквално не заема никакво място. Всеки електрон се определя единствено от масата, спина (ъгловия импулс) и заряда. Това е всичко, което трябва да знаете, за да опишете "личността" на електрона.

Какво означава? Например фактът, че всеки електрон изглежда точно като всеки друг, без ни най-малка разлика. Те са абсолютно идентични. За разлика от Мартин Гер и неговия близнак, електроните са толкова сходни, че са напълно взаимозаменяеми.

Този факт има някои доста интересни последици. Нека си представим, че имаме елементарна частица А, която се различава от елементарна частица В. Освен това се сдобихме с две кутии - първата и втората.

Знаем също, че всяка частица трябва да бъде в една от кутиите във всеки един момент. Тъй като помним, че частиците A и B са различни една от друга, се оказва, че има само четири варианта за развитие на събитията:

• A лежи в клетка 1, B лежи в клетка 2;
• A и B лежат заедно в клетка 1;
• A и B лежат заедно в клетка 2;
• А лежи в клетка 2, Б лежи в клетка 1.

Оказва се, че вероятността да се намерят две частици наведнъж в една кутия е 1: 4. Страхотно, оправих се.

Но какво ще стане, ако частиците А и В не се различават? Каква е вероятността да се намерят две частици в една и съща кутия в този случай? Изненадващо, нашето мислене безпогрешно определя: ако две частици са идентични, тогава има само три варианта за развитие на събитията. В крайна сметка, няма разлика между случая, когато А лежи в кутия 1, B лежи в кутия 2, и случая, когато B лежи в кутия 1, A лежи в кутия 2. Така че вероятността е 1: 3.

Експерименталната наука потвърждава, че микрокосмосът се подчинява на вероятност от 1: 3. Тоест, ако замените електрон А с някой друг, Вселената няма да забележи разликата. И вие също.

Хитри електрони

Франк Уилчек, физик-теоретик от Масачузетския технологичен институт и лауреат на Нобелова награда, стигна до същото заключение, както току-що направихме. Ученият смята този резултат не само за интересен. Вилчек заяви, че фактът, че два електрона са абсолютно неразличими, е най-дълбокият и най-важен извод от квантовата теория на полето.

Контролният изстрел е интерференционно явление, което "издава" един електрон и ни показва неговия таен живот. Виждате ли, ако седнете и се взирате в електрон, той се държи като частица. Веднага щом се обърнете, той показва свойствата на вълна. Когато две такива вълни се припокриват, те се усилват или отслабват взаимно. Само имайте предвид, че имаме предвид не физическото, а математическото понятие за вълна. Те предават не енергия, а вероятност - те влияят на статистическите резултати от експеримента. В нашия случай - до извода от експеримента с две кутии, в който получихме вероятност 1: 3.

Интересното е, че явлението интерференция се появява само когато частиците са наистина идентични. Експериментите показват, че електроните са абсолютно еднакви: възниква интерференция, което означава, че тези частици са неразличими.

за какво е всичко това? Вилчек казва, че идентичността на електроните е точно това, което прави нашия свят възможен. Без това нямаше да има химия. Материята не можеше да бъде възпроизведена.

Ако имаше някаква разлика между електроните, всичко щеше да се превърне в хаос наведнъж. Тяхната точна и недвусмислена природа е единствената основа за съществуването на този свят, пълен с несигурности и грешки.

Добре. Да кажем, че един електрон не може да бъде разграничен от друг. Но можем да поставим единия в първата кутия, другия във втората и да кажем: „Този електрон лежи тук, а този е там“?

„Не, не можем“, казва професор Вилчек.

Веднага щом поставите електроните в кутии и погледнете настрани, те престават да бъдат частици и започват да проявяват вълнови свойства. Това означава, че те ще станат безкрайно разширени. Колкото и странно да звучи, има възможност да се намери електрон навсякъде. Не в смисъл, че се намира във всички точки наведнъж, а във факта, че имате малък шанс да го намерите навсякъде, ако изведнъж решите да се върнете и започнете да го търсите.

Ясно е, че е доста трудно да си представим това. Но възниква още по-интересен въпрос.

Толкова ли са трудни електроните или пространството, в което се намират? И тогава какво се случва с всичко, което е около нас, когато се обърнем?

Най-трудният параграф

Оказва се, че все още можете да намерите два електрона. Единственият проблем е, че не можете да кажете: ето вълната на първия, ето вълната на втория електрон и всички сме в триизмерно пространство. Не работи в квантовата механика.

Трябва да кажете, че има отделна вълна в триизмерното пространство за първия електрон и има втора вълна в триизмерното пространство за втория. В крайна сметка се оказва – бъди силен! е шестизмерна вълна, която свързва два електрона заедно. Звучи ужасно, но тогава разбираме: тези два електрона вече не висят, никой не знае къде. Техните позиции са ясно дефинирани или по-скоро свързани с тази шестизмерна вълна.

Като цяло, ако по-рано смятахме, че има пространство и неща в него, тогава, като вземем предвид квантовата теория, ще трябва леко да променим нашето представяне. Пространството тук е просто начин да се опишат взаимовръзките между обекти, като електроните. Следователно не можем да опишем структурата на света като свойствата на всички частици, взети заедно, които го изграждат. Всичко е малко по-сложно: трябва да проучим връзките между елементарните частици.

Както можете да видите, поради факта, че електроните (и други елементарни частици) са абсолютно идентични един с друг, самата концепция за идентичност се разпада на прах. Оказва се, че разделянето на света на неговите компоненти е погрешно.

Вилчек казва, че всички електрони са идентични. Те са проявление на едно поле, което пронизва цялото пространство и време. Физикът Джон Арчибалд Уилър мисли различно. Той смята, че първоначално е имало един електрон, а всички останали са само следи от него, проникващи във времето и пространството. "Каква безсмислица! - можете да възкликнете на това място. "Учените фиксират електрони!"

Но има едно но.

Ами ако всичко е илюзия? Електронът съществува навсякъде и никъде. Той няма материална форма. Какво да правя? И какво тогава е човек, който се състои от елементарни частици?

Нито капка надежда

Искаме да вярваме, че всяко нещо е повече от сбора на съставните му частици. Ами ако премахнем заряда на електрона, неговата маса и спин и получим нещо в остатъка, неговата идентичност, неговата „личност“. Искаме да вярваме, че има нещо, което прави електрона електрон.

Дори ако статистиката или експериментът не могат да разкрият същността на частица, ние искаме да вярваме в нея. В крайна сметка има нещо, което прави всеки човек уникален.

Да предположим, че няма да има разлика между Мартин Гер и неговия двойник, но един от тях ще се усмихне тихо, знаейки, че той е истинският.

Много ми се иска да вярвам в това. Но квантовата механика е абсолютно безсърдечна и не ни позволява да мислим за всякакви глупости.

Не се заблуждавайте: ако електронът имаше своя собствена индивидуална същност, светът щеше да се превърне в хаос.

ДОБРЕ. След като електроните и другите елементарни частици всъщност не съществуват, защо съществуваме?

Теория първа: ние сме снежинки

Една от идеите е, че в нас има много елементарни частици. Те образуват сложна система във всеки от нас. Изглежда, че фактът, че всички сме различни, е следствие от това как тялото ни е изградено от тези елементарни частици.

Теорията е странна, но красива. Нито една от елементарните частици няма своя собствена индивидуалност. Но заедно те образуват уникална структура - личност. Ако искаш, ние сме като снежинки. Ясно е, че всички те са вода, но моделът на всеки е уникален.

Вашата същност е как са организирани частиците във вас, а не от какво точно сте направени. Клетките в нашето тяло непрекъснато се променят, което означава, че единственото нещо, което има значение, е структурата.

Теория втора: ние сме модели

Има и друг начин да се отговори на въпроса. Американският философ Даниел Денет предложи да се замени понятието "нещо" с термина "реален модел". Според Денет и неговите последователи нещо е реално, ако теоретичното му описание може да бъде дублирано по-накратко – накратко, като се използва просто описание. За да обясним как работи това, нека вземем котка за пример.

И така, имаме котка. Технически можем да го пресъздадем на хартия (или виртуално), като опишем позицията на всяка частица, от която се състои, и по този начин да начертаем диаграма на котката. От друга страна, можем да направим различно: просто кажете „котка“. В първия случай се нуждаем от огромна изчислителна мощност, за да създадем не само изображение на котка, но и, да речем, да я накараме да се движи, ако говорим за компютърен модел. Във втория просто трябва да си поемем дълбоко въздух и да кажем: „Котката се разхождаше из стаята“. Котката е истински модел.

Да вземем друг пример. Представете си композиция, която включва лявата мида на ухото, най-големия слон в Намибия и музиката на Майлс Дейвис. Ще отнеме много време, за да създадете този обект изчислително. Но словесното описание на това фантастично чудовище ще ви отнеме същата сума. Няма да стане да се съкрати, да се каже и с две думи, защото такава композиция е нереална, което означава, че не съществува. Това не е истински модел.

Оказва се, че ние сме само моментна структура, която се появява под погледа на гледащия. Физиците наливат масло в огъня и казват, че може би на финала ще се окаже, че светът е направен от нищо. Засега ни остава да сочим един друг и света около нас, описвайки всичко с думи и раздавайки имена. Колкото по-сложен е моделът, толкова повече трябва да компресираме описанието му, правейки го реален. Вземете например човешкия мозък, една от най-сложните системи във Вселената. Опитайте се да го опишете накратко.

Опитайте се да го опишете с една дума. Какво става?