Reaktor

A kvantumdarwinizmusról

Elég régóta nem értem a kvantumfizikát. Sőt, bátran mondhatjuk azt, hogy egyetlen olyan momentumot sem tudok felmutatni az életemből, amely során valamely hozzáértő egyén egy pillanatra is világot tudott volna gyújtani az elmémben a téma kapcsán. Ennek ellenére lelkesedéssel ötvözött rajongásom a kettőnk megismerkedése óta töretlen.

Ezen lelkesedéstől űzve kutatom az információkat folyvást, naivan reménykedve abban, hogy egy szép napon mégiscsak a téma laikus szakértőjévé avanzsálódhatok. Így bukkantam ama lenyűgöző jelenségre is, melyet az alább következő sorokban részleteznék.quantum_darwinism_2880x1620_lede.jpg

A prominens hozzáértők berkeiben évek óta kering egy bizonyos fogalom, amelynek neve: kvantumdarwinizmus. Ezen figyelemreméltó elmélet legalapvetőbb, rendkívül leegyszerűsített tézise a következő:

az általunk érzékelt objektív valóság valójában nem más, csak az Isten által hajigált dobókockáknak az univerzum szövetén keletkeztetett lenyomata. Izgalmas, ugye?

De haladjunk szépen sorjában, a magát kockavetéssel szórakoztató Teremtő a gondolatfolyam végső állomásán található csak, előtte még sok mindent meg kell értenünk.

Tehát, mint az talán sokak számára ismeretes lehet, a világ s annak szabályszerűségei nem egy és ugyanazon modell segítségével írhatók le.

A szabad szemmel látható vagy úgynevezett „nagy tárgyak” különböző attribútumainak vagy szabályszerűségeinek megállapításához a fizika törvényei szükségeltetnek, ilyen valaminek az egyértelmű sebessége vagy tömege.

A világunk szabad szemmel nem látható, a valóság eleddig ismert legapróbb alkotóelemeit jelentő síkon pedig a kvantumfizika szabályszerűségei érvényesülnek.

Ezen kvantumelmélet gyakorlatilag összeegyeztethetetlen a hagyományosként aposztrofált fizikai modellekkel, ez az összeegyeztetés pedig a modern fizika szemüveges, tyúkmellű fegyverhordozóinak leghőbb vágya. Ennek a kérdésnek a helyes megválaszolása valóban a tudományos világ Kylie Jenner-jévé emelné a válaszadót, azonban hiába minden igyekezet, kerek száz esztendeje bíbelődünk a kérdéssel válaszok nélkül.

A kvantummechanika ugyebár elméleti valószínűségekkel foglalkozik, az általunk ismert és használt fizikai rendszerekben szereplő objektumoknak pedig állandó, s állandóságuknak köszönhetően könnyedén kiszámítható tulajdonságaik vannak. Ezek egyszerű, lineáris, sőt, majdhogynem newtoni-ként definiálható rendszerek, a kvantumvilágban azonban teljesen mások a játékszabályok. Most kezdődik az igazán izgalmas rész.

Tehát, eme sokat emlegetett bizonyos világban a részecskéknek egy időben több állapotuk is lehetséges, amelyek már a mérés következtében megváltozhatnak vagy összeomolhatnak. Ezt hívjuk szuperpozíciónak, no nem az összeomlást, hanem a kvantumrendszerek azon ritka és szokatlan képességét, hogy a részecskéi egyszerre több állapotban is tartózkodhatnak. Eme bizonyos szuperpozíció következtében fonódnak össze a kvantumállapotok.

Ezeknek az állapotoknak a felbomlása az úgynevezett dekoherenciához vezet, amikor is a résztvevő részecskék kibillennek az addigi kvantumállapotból, és átlépnek a klasszikus fizika különböző dimenzióiba. Ez mit is jelent?
Ha hajlandóak vagyunk elfogadni a kvantumelméletet, akkor az azt jelenti, hogy az általunk ismert és tapasztalt világ egyszerűen nem létezik.

A kvantumvilág puszta létezése már a természetéből fakadóan nem megismerhető és nem bizonyítható. Az 1901-ben napvilágot látott Werner Heisenberg által felfedezett határozatlansági reláció azon szabályszerűségre mutat rá, miszerint egy adott részecske tulajdonságai egyszerűen nem állapíthatók meg pontosan, mert eme tulajdonságokra már maga a mérés is jelentős befolyással bír.

Tévedés ne essék, a kvantummechanika koppenhágai interpretációjának egyik szülőatyja nem magát a módszertant, de még csak nem is a méréseket kritizálta, egyszerűen csak rámutatott arra, hogy a rejtett változók ismerete nélkül képtelenek vagyunk megjósolni, hogy mi fog történni, viszont, eme rejtett változók már a megfigyelés hatására megváltoznak, vagy pedig a könnyedén monitorozható fizikai valóság részévé válnak. Ez mit is jelent?

Akármilyen emészthetetlennek tűnik is, ez bizony arra enged következtetni, hogy

a kvantumvilágot pusztán annak megfigyelése teszi a fizikai világ részévé.

Mielőtt azonban végleg meggyőznék minden érdeklődőt arról, hogy Rick és Morty kalandjai valójában dokumentarista jelleggel bírnak, gyorsan leszögezném, hogy a megoldás nem ilyen egyszerű. Az észveszejtő dilemmára adható egyik lehetséges válasz pedig a részemről újonnan megismert kvantumdarwinizmusban rejlik.

Éldegél a földön egy lengyel elméleti fizikus, név szerint Wojciech H. Zurek, aki egy új narratívát vezett be a kvantumelmélet problematikáiról szóló diskurzusba.

A vörös göndör fürtök borította kivételes koponyából olyan gondolatok láttak napvilágot, amelyek egészen más megvilágításba helyezik ezt a kérdést, és talán sikeresen összekapcsolják az eladdig összeegyeztethetetlennek tűnő két világot. Eme kivételes férfiú a témáról szóló tanulmányában a dekoherencia vizsgálatát vette górcső alá, vagyis azt a bizonyos folyamatot, amikor a kvantumrendszerek hétköznapi fizikai rendszerekké alakulnak át.

E vizsgálat szerint a folyamat lezajlása közben a részecskék lenyomatokat, úgynevezett imprinteket hagynak a környezetükben, és

az általunk, emberek által megfigyelt és érzékelhető valóság valójában ezeknek a bizonyos lenyomatoknak a másolata.

Az eddigi ismereteink alapján a kvantumelméletből és a Heisenberg-féle határozatlansági relációból egyértelműen arra következtethettünk, hogy a kvantum-összefonódás a mi megfigyelésünk hatására vált alakzatot, vagy szűnik meg létezni és torkollik dekoherenciába, a kvantumdarwinizmus válasza azonban az, hogy eme dekoherencia nagyját nem maga a megfigyelés, hanem a környezeti változók okozzák.

Elméletének napvilágra kerülése után Zurek azzal érvelt, hogy bizonyos adott attribútumok megfigyelésének képessége nemcsak azon múlik, hogy mutatóállapotként van-e kiválasztva, hanem azon is, hogy mennyire szignifikáns imprintet hagy a környezetében. Mérést pedig csak a környezeti reprodukciók leghatékonyabb létrehozását produkáló állapotokon lehet végezni. És itt jön a képbe a darwinizmus elmélete.

Charles Darwin ugyebár azt mondotta volt, hogy csakis a legéletrevalóbb példányok képesek túlélni az evolúciós versenyt, ezen gondolattal kooperálva pedig az elmélet szerint a kvantumállapotok közül is csak a legéletképesebbek tudják eredményesen visszaverni a dekoherencia vehemens támadásait.

Ez, tehát a legéletrevalóbb állapot az, amit aztán az emberek is észlelnek, miután rányomta a másolatát a környezetére.

A kvantumdarwinizmus elmélete szerint tehát a legéletképesebb állapot manifesztálódik valóságként, merthogy ez hagyja a legtöbb imprintet a környezete szövetén, vagyis ez minősül a legtermékenyebbnek.

Kedves feleim, ezennel pedig el is érkeztünk az univerzum közepén kockázó Isten jelenségéhez.

Tehát, Zurek elmélete szerint maga az adott kvantumrendszer nem a mérés, hanem a rendszer és a környezet közötti kapcsolat hatására változtat az állapotán. Eszerint ennek köszönhetően nem láthatunk makroobjektumokat kvantumállapotban, mert bizonyos környezeti tényezők mindig befolyásolják őket. De mi is ez a környezeti hatás?

Zurek mutatóállapotként definiálta a jelenséget, amely azt állapítja meg, hogy a kvantumrendszereknek elkerülhetetlenül vannak olyan állapotai, amelyek elég robosztusak ahhoz, hogy zavart okozzanak a környezetükben. Azért nevezi mutatóállapotnak, mert bizonyos mérőműszerek segítségével dekódolhatjuk és definiálhatjuk ezeket az állapotokat. Zurek elmélete szerint ezen klasszikus fizikai jellemzők, mint a tömeg vagy a sebesség, akkor érzékelhetők, ha és amennyiben a kvantumállapot objektumai is hasonló állapotban vannak.

A mutatóállapot matematikai aspektusból vizsgált különleges tulajdonsága az, hogy a dekoherenciát előidéző interakciók nem zavarják össze őket, vagy teljes mértékben megőrzik az eredeti állapotukat, vagy csak kis mértékben változtatnak azon. Ebből levonható az a következtetés, hogy

a környezeti hatások valószínűleg nem a céltalan rombolás mámorától hajtva rongálják a kvantumvilágot, hanem egyes állapotokat kiválasztanak, másokat pedig tönkretesznek.

Zurek tizennyolc esztendővel ezelőtt prezentálta az elméletét először, a kvantumdarwinizmus azonban 2019-ben került igazán reflektorfénybe, amikor is három, egymástól teljesen eltérő kísérletsorozat igazolta Zurek elméletének helyességét. Olasz, kínai és német kutatók is kimutatták, hogy a kvantumrendszerek bizony csakugyan lenyomatokat hagynak maguk után a környezetükben.

Reaktor

Facebook

Friss topikok

süti beállítások módosítása