Aaron O'Connell: darant matomą kvantinį objektą prasmingu

Tai Jūsų smegenų reprezentacija. Ir Jūsų smegenis galima išskirti į dvi dalis. Kairiąją pusę, kuri yra logiškoji, ir dešiniąją pusę, kuri yra intuityvioji. Jei mes turėtume skalę, kuria galėtume išmatuoti kiekvienos hemosferos tinkamumą, galėtume sudarytį savo smegenų planą. Pavyzdžiui, tai būtų kažkieno, kas yra visiškai logiškas. Tai - to, kas visiškai intuityvus. Taigi, kurioje skalės vietoje būtų Jūsų smegenys? Kai kurie iš mūsų galėjo pasirinkti vieną iš šių kraštutinių atvejų, tačiau aš manau, jog daugumos žmonių šioje auditorijoje smegenys yra kažkas tokio -- su aukštu abiejų hemisferų tinkamumu vienu metu. Tai nėra taip, kad jos vienu metu nesuderinamos. Jūs galite būti logiškas ir intuityvus.

Save aš laikau vienu iš tokių žmonių, kartu su dauguma kitų eksperimentinės kvantikos fizikų, kuriems reikia daug logikos, norint surišti šias sudėtingas idėjas. Tačiau tuo pat metu, mums reikia ir daug intuicijos, kad eksperimentai pavyktų. Kaip mes išvystome šią intuiciją? Na, mums patinka žaisti su šiuo dalyku. Galime su juo žaisti ir žiūrėti, kaip jis elgsis. Ir taip mes išvystome intuiciją. Ir jūs, tiesą sakant, darote tą patį.

Dalis intuicijos, kurią Jūs išvystėte per nugyventus metus, tai, kad vienas dalykas yra vienoje vietoje vienu metu. Turiu omeny, gali skambėti kiek keistai galvoti apie vieną dalyką, kuris būtų dviejose vietose vienu metu, tačiau Jūs negimėte su šia mintimi, Jūs ją išvystėte. Aš pamenu vaiką, žaidžiantį ant "gulinčio policininko". Jis buvo pradedantis vaikščioti kūdikis ir jam nelabai kaip sekėsi, jis vis griūvinėjo. Tačiau galiu lažintis, jog šis žaidimas jį išmokė vertingos pamokos, kad dideli daiktai neleidžia pereiti per juos ir, kad jie lieka vienoje vietoje.

Taigi tai yra nuostabus koncepcinis pasaulio modelis, išskyrus jei tu esi dalelių fizikas. Tai būtų siaubingas modelis dalelių fizikui, nes jie nežaidžia su "gulinčiais policininkais", jie žaidžia su tomis mažomis keistomis dalelėmis. Ir kai jie žaidžia su savo dalelėmis, jie supranta, jog jos daro visokiausius keistus dalykus -- jos gali pereiti kiaurai sienas, arba gali būti dviejose vietose tuo pat metu. Taigi jie surašė visus šiuos pastebėjimus ir visa tai pavadino kvantinės mechanikos teorija.

Fizikų požiūris prieš keletą metų buvo toks: kvantinės mechanikos reikia norint aprašyti mažytes daleles. Tačiau jos nereikia norint aprašyti didelius, kasdienius mus supančius objektus. Tačiau tai nesutapo su mano intuicija, galbūt todėl, kad aš nežaidžiu su dalelėmis labai dažnai. Na, aš žaidžiu su jomis kartais, tačiau nedažnai. Ir aš niekada jų nemačiau. Turiu omeny, niekas niekada nėra matęs dalelės. Tačiau tai nesutapo ir su mano logine puse. Jeigu viskas susidaro iš mažų dalelių ir jos visos seka kvantinės mechanikos taisykles, ar tuomet neturėtų viskas paklūsti kvantinei mechanikai? Nematau nė vienos priežasties, kodėl neturėtų. Ir aš jausčiausi žymiai geriau, jei mes kažkokiu būdu galėtume parodyti, kad bet koks kasdienis objektas taip pat paklūsta kvantinei mechanikai. Prieš keletą metų aš tą pradėjau daryti.

Aš pagaminau vieną objektą. Tai yra pirmasis objektas, kurį galite matyti ir kuris yra kvantinės mechanikos superpozicijoje. Mes žiūrime į mažytę kompiuterio mikroschemą. Ir Jūs galima sakyti matote žalią tašką per vidurį. Ir apie šį metalo gabalėlį aš ir kalbėsiu. Tai yra objekto fotografija. Čia aš šiek tiek priartinsiu. Žiūrime į centrą. Ir čia labai labai stipriai priartintas šis metalo gabalėlis. Mes žiūrime i didelį gabalą metalo, kuris atrodo kaip šuolių i vandenį tramplinas ir jis kyšo per kraštą. Taigi aš pagaminau šį daiktą beveik tokiu pat būdu, kaip gaminamos kompiuterių mikroschemos. Nuėjau į švarų kambarį su šviežia silicio lipde ir tuomet aš maždaug šimtą valandų gaminau visas tas dideles mašinas. Paskutiniausiai, turėjau pagaminti savo mašiną -- kad padaryčiau šią baseino formos skylę prietaiso apačioje. Šis prietaisas gali būti kvantinėje superpozicijoje, tačiau jam reikia šiek tiek pagalbos.

Leiskite Jums pateikti analogiją. Žinote, kaip nemalonu būti prigrūstame lifte? Turiu omeny, kai esu lifte vienas, darau visokius keistus dalykus, tačiau, kai kiti žmonės įlipa, aš nustoju juos daryti, nes nenoriu jiems trukdyti, arba, atvirai kalbant, gąsdinti juos. Taigi kvatinė mechanika teigia, kad negyvi objektai jaučia lygiai taip pat. Pakeleiviai kompanionai negyviems objektams yra ne tik žmonės, tačiau ir šviečianti šviesa ir pučiantis vėjas ir kambario karštis. Ir mes žinojome, jog jei norime pamatyti kaip šis metalo gabalas elgiasi pagal kvatinę mechaniką, mes turėjome išspirti visus kitus pakeleivius.

Tą ir padarėme. Išjungėme šviesas, įdėjome jį į vakumą, išsiurbėme visą orą ir tada jį atšaldėme iki temperatūros, siekiančios vos vos virš absoliutaus nulio. Dabar, būdamas vienas lifte, mažytis metalo gabalas galėjo elgtis kaip tik jis panorėjo. Ir mes pamatavome jo judesius. Sužinojome, jog jis juda labai keistai. Vietoje to, kad ramiai sėdėtų, jis vibravo. Ir vibravo jis maždaug taip -- kaip besiplėsdamos ir susitraukdamos dumplės. Ir švelniai jį stuktelėdami, mes galėjome priversti jį ir vibruoti, ir nevibruoti tuo pat metu-- taip, kaip leidžiama tik kvatinėje mechanikoje.

Tai, ką aš Jums dabar pasakoju, yra tikrai fantastiška. Ką reiškia vienu metu ir vibruoti, ir nevibruoti? Pagalvokime apie atomus. Vienu atveju: visi trilijonai atomų, kurie sudaro metalo gabalą sėdi ramiai ir tuo pat metu jie juda aukštyn žemyn. Tai tik precizijos dėka jie kartais sutampa. Kitu metu jie delokalizuoti. Tai reiškia, jog kiekvienas atomas yra dviejose skirtingose vietose tuo pat metu, o tai reiškia, jog visas metalo gabalas yra dviejose skirtingose vietose. Aš manau, jog tai labai kieta. (Juokas) Tikrai.

(Plojimai)

Buvo verta užsidaryti visiems tiems metams švariame kambaryje ir tai padaryti . Nes, pažiūrėkite, skirtumas skalėje tarp pavienio atomo ir metalo gabalo yra maždaug toks pat, kaip tarp to gabalo ir Jūsų. Taigi, jei pavienis atomas gali būti dviejose vietose vienu metu, tas metalo gabalas gali, kodėl gi negalite Jūs? Turiu omeny, tai mano logiškoji pusė kalba. Įsivaizduokite, jei būtumėte keliose vietose vienu metu, kaip tai atrodytų? Kaip Jūsų sąmonė susidorotų su Jūsų kūno delokalizavimu?

Yra dar viena istorijos dalis. Kai mes jį sušildėme ir įjungėme šviesas ir pažiūrėjome į dėžutę, pamatėme, jog metalo gabalas ramiai buvo vientisas savo vietoje. Taigi turėjau išvystyti šią naują intuiciją, jog visi objektai lifte iš tiesų yra kvantiniai objektai, tiesiog sugrūsti į mažytę erdvę.

Jūs girdite daug kalbų apie tai, kaip kvantinė mechanika teigia, jos viskas yra susijungę. Na, tai nėra visiška tiesa; tai daugiau nei tai, tai giliau. Tai tos jungtys, Jūsų jungtys su visais Jus supančiai daiktais, tiesiogine to žodžio prasme apibrėžia, kas Jūs esate. Ir tai ir yra išmintingas kvantinės mechanikos keistumas.

Ačiū.

(Plojimai)