Zašto kvantna mehanika prkosi fizici

Zašto kvantna mehanika prkosi fizici

Puna, čudna priča o kvantnom svetu je prevelika za jedan članak, ali period od 1905. godine, kada je Ajnštajn prvi put objavio svoje rešenje fotoelektrične slagalice, do 1960-ih, kada je kompletan, dobro testiran, rigorozan i suludo komplikovana kvantna teorija subatomskog sveta konačno se pojavila, to je prava priča.

Ova kvantna teorija bi na svoj način obezbedila svoju potpunu i potpunu reviziju našeg razumevanja svetlosti. U kvantnoj slici subatomskog sveta, ono što nazivamo elektromagnetnom silom je zaista proizvod bezbrojnih mikroskopskih interakcija, delo nedeljivih fotona, koji međusobno deluju na misteriozne načine. Kao, bukvalno misteriozan. Kvantni okvir ne pruža sliku o tome kako se subatomske interakcije zapravo odvijaju. Umesto toga, to nam samo daje matematički skup alata za izračunavanje predviđanja. I tako, iako možemo da odgovorimo na pitanje kako fotoni zapravo funkcionišu sa opkoljenim sleganjem ramenima, bar smo opremljeni nekom prediktivnom moći, koja pomaže da se ublaži bol kvantne nerazumljivosti.

Baviti se fizikom – to jest, korišćenjem matematičkih modela za pravljenje predviđanja za validaciju eksperimenta – prilično je teško u kvantnoj mehanici. I to zbog jednostavne činjenice da kvantna pravila nisu normalna pravila, i da su u subatomskom carstvu sve opklade isključene.

Interakcijama i procesima na subatomskom nivou ne vlada predvidljivost i pouzdanost makroskopskih procesa. U makroskopskom svetu, sve ima smisla (uglavnom zato što smo evoluirali da bismo razumeli svet u kome živimo). Mogu detetu da bacim loptu dovoljno puta da njihov mozak može brzo da shvati na osnovu pouzdanog uzorka: lopta napušta moju ruku, lopta prati lukovitu putanju, lopta se kreće napred i na kraju pada na zemlju. Naravno, postoje varijacije na osnovu brzine i ugla i vetra, ali osnovna suština bačene lopte je ista, svaki put.

Nije tako u kvantnom svetu, gde je savršeno predviđanje nemoguće, a pouzdane izjave nedostaju. Na subatomskim skalama, verovatnoće vladaju danom – nemoguće je tačno reći šta će bilo koja čestica uraditi u bilo kom trenutku. I ovo odsustvo predvidivosti i pouzdanosti u početku je uznemirilo, a zatim i zgrozilo Ajnštajna, koji bi na kraju ostavio kvantni svet iza sebe samo sa žaljenjem glavom zbog pogrešnog rada svojih kolega. I tako je nastavio svoje radove, pokušavajući da pronađe jedinstven pristup spajanju dve poznate sile prirode, elektromagnetizma i gravitacije, sa naglašeno ne kvantnim okvirom.

Kada su 1930-ih prvi put predložene dve nove sile da objasne duboki rad atomskih jezgara – jake i slabe nuklearne sile, to nije odvratilo Ajnštajna. Jednom kada se elektromagnetizam i gravitacija uspešno ujedine, neće biti potrebno mnogo dodatnih napora da se radi u novim silama prirode. U međuvremenu, njegovi kvantistički nastrojeni savremenici su sa guštom prihvatili nove sile, na kraju ih savijajući u kvantni pogled na svet i okvir.

Do kraja Ajnštajnovog života, kvantna mehanika je mogla da opiše tri sile prirode, dok je gravitacija stajala sama, njegova opšta teorija relativnosti spomenik njegovom intelektu i kreativnosti.