Un físic teòric italià creu que la nostra realitat és un "joc de miralls quàntics"

Taula de continguts:

Un físic teòric italià creu que la nostra realitat és un "joc de miralls quàntics"
Un físic teòric italià creu que la nostra realitat és un "joc de miralls quàntics"
Anonim

El físic teòric italià, fundador de la teoria de la gravetat quàntica en bucle, Carlo Rovelli, en el seu llibre anomenat "Helgoland", intenta explicar la teoria de la mecànica quàntica increïblement complexa, considerant el món dels fotons, electrons, àtoms i molècules, que obeeix a les regles. que van en contra de la nostra realitat física quotidiana. Recordem que la teoria quàntica va sorgir a partir de les observacions de la teoria de la relativitat de Heisenberg i Einstein. Abans d'Einstein, els científics creien en un univers determinista i previsible governat per un mecanisme de rellotge. Així, a la idea newtoniana del "temps veritable" absolut, que marxa inexorablement a l'Univers, es va oposar la teoria d'Einstein que no existeix un "ara" únic, més aviat, hi ha una multitud de "ara". Heisenberg i els seus seguidors creien que no podem conèixer l'estat actual del món amb tots els detalls. Tot el que se’ns permet és explorar el món mitjançant models d’incertesa i probabilitat.

"El misteri de la teoria quàntica pot estar en última instància més enllà de la nostra aproximació a la Terra. Però la mecànica newtoniana, encara que sigui lluny d'estar obsoleta, ja no pot explicar tots els aspectes del món en què vivim", escriu Rovelli.

Realitat quàntica

La teoria quàntica ens convida a veure el món com un gat gegant bressol de relacions, on els objectes només existeixen en termes de com interactuen entre ells. Rovelli creu que la teoria de Heisenberg és una teoria de com les coses "afecten" les unes a les altres. Forma l’eix vertebrador de totes les tecnologies modernes, des d’ordinadors fins a energia nuclear, làsers, transistors i escàners de ressonància magnètica.

En els seus invents, el físic italià aplica la teoria quàntica a diverses filosofies. Les persones existeixen a causa de la seva interacció contínua entre elles; passa el mateix amb els àtoms i els electrons.

Image
Image

Carlo Rovelli en una conferència a Roma / © Marco Tambara / Wikipedia

Per tant, prenem un electró que s’emet al punt A i que es troba al punt B. Es podria suposar que l’electró segueix una trajectòria (com un cotxe del punt A al punt B), però per explicar les observacions experimentals, Heisenberg va rebutjar el concepte de trajectòria d’un electró. I la teoria quàntica resultant tracta de les probabilitats i permet calcular la probabilitat de trobar un electró en el punt B.

Al mateix temps, no sabem res sobre el camí pel qual es mou l’electró. En la seva forma més estricta, la teoria quàntica nega completament qualsevol realitat de l'electró fins que es descobreix (portant alguns a argumentar que un observador conscient crea d'alguna manera la realitat).

La realitat oculta

Des de la dècada de 1950, els científics han intentat alinear la teoria quàntica amb els requisits de la física clàssica, inclosa la defensa d'una realitat "oculta" en què un electró té una trajectòria, o suposant que un electró recorre tots els camins possibles, però aquests camins apareixen en diferents mons … Però Rovelli rebutja aquests intents.

En el seu nou llibre (Helgoland), el físic explica la interpretació "relacional", en què un electró, per exemple, té propietats només quan interactua amb una altra cosa. Quan un electró no interactua, no té propietats físiques: ni posició, ni velocitat, ni trajectòria.

Encara més radical és l'afirmació de Rovelli segons la qual les propietats d'un electró són reals només per a l'objecte amb què interactua i no per a altres objectes. "El món es divideix en molts punts de vista que no permeten una visió global inequívoca", escriu Rovelli.

Image
Image

Com escriu el Financial Times, la física quàntica no es pot deixar perfectament clara, però Rovelli és excel·lent en proporcionar la màxima claredat possible.

L’expectativa que els objectes tindran la seva pròpia existència independent –independent de nosaltres i de qualsevol altre objecte– és, de fet, una suposició arrelada que fem sobre el món. Aquesta suposició té els seus orígens en la revolució científica del segle XVII i forma part del que anomenem la visió del món mecanicista. Segons aquest punt de vista, el món és com un rellotge gegant, parts del qual es regeixen per les lleis del moviment establertes: Carlo Rovelli, Helgoland.

Interaccions d'objectes i espai-temps

Per tant, si considerem l’espai i el temps com la suma de distàncies i durades entre tots els objectes i esdeveniments del món i eliminem el contingut de l’Univers de l’equació, automàticament “eliminarem” tant l’espai com el temps. Es tracta d’una visió “relacional” de l’espai-temps: només són relacions espacials i temporals entre objectes i esdeveniments. La visió relacional de l’espai i el temps va ser una font d’inspiració clau per a Einstein quan va desenvolupar la relativitat general.

Image
Image

La nostra comprensió de l’espai-temps difícilment es pot anomenar completa.

Rovelli utilitza aquesta idea per entendre la mecànica quàntica. Argumenta que els objectes de la teoria quàntica, com ara un fotó, un electró o una altra partícula fonamental, no són res més que les propietats que presenten quan interactuen amb altres objectes, en relació amb ells. Aquestes propietats d’un objecte quàntic es determinen per experiment i inclouen coses com la posició, el moment i l’energia de l’objecte. Junts conformen l'estat de l'objecte.

Segons la interpretació relacional de Rovelli, aquestes propietats són tot el que té un objecte, el que significa que no hi ha cap substància individual subjacent que “tingui” propietats.

Com s’entén la teoria quàntica?

En el seu article per a The Conversation, Rovelli ofereix una mirada al conegut trencaclosques quàntic del gat de Schrödinger. Posem el gat en una caixa amb alguna substància letal (per exemple, una ampolla de gas verinós), desencadenada per un procés quàntic (per exemple, la desintegració d’un àtom radioactiu) i tanquem la tapa.

Un procés quàntic és un esdeveniment aleatori. És impossible predir-ho, però podem descriure el que va passar de manera que es determinessin les diferents possibilitats que un àtom decau o la seva absència en un període de temps determinat. Des de l'obertura de la caixa deixarem anar el gas de l'ampolla, per tant, la mort del gat i la seva vida també són un esdeveniment purament aleatori.

Image
Image

Segons la teoria quàntica, un gat no està mort ni viu fins que obrim la caixa i observem el sistema. Segueix sent un misteri com se sentiria el gat si no estigués viu ni mort.

Però segons la interpretació relacional, l'estat de qualsevol sistema sempre està en relació amb algun altre sistema. Per tant, un procés quàntic en una caixa pot tenir un resultat indefinit en relació amb nosaltres, però un resultat definit per a un gat.

Per tant, és força raonable que un gat no sigui ni viu ni mort per a nosaltres, però al mateix temps pot estar viu i mort. Per a nosaltres en tota aquesta història, un fet és real i un fet és real per a un gat. Quan obrim la caixa, l’estat del gat es fa cert per a nosaltres, però el gat mai no ha estat en un estat incert per si mateix. En la interpretació relacional de la visió global, "divina" de la realitat, existeix. Però, què ens diu, doncs, sobre la naturalesa de la realitat?

Image
Image

El més probable és que mai no sabrem la resposta a la pregunta de què és la realitat quàntica. Però val la pena provar-ho.

Rovelli argumenta que, atès que el nostre món és en última instància quàntic, val la pena parar atenció a la seva percepció similar. En particular, objectes com, per exemple, un llibre preferit, només poden tenir les seves propietats en relació amb altres objectes, inclòs vosaltres. Afortunadament, també inclou tots els altres articles, com ara un telèfon intel·ligent o un armari de cuina. Però, malgrat la seva aparent simplicitat, aquesta visió del món és un replantejament dramàtic de la naturalesa de la realitat.

Des d’aquest punt de vista, el món és una complexa xarxa d’interconnexions, de manera que els objectes ja no tenen la seva pròpia existència individual, independent d’altres objectes, com l’infinit joc de miralls quàntics. A més, és molt possible que al centre d'aquesta xarxa no hi hagi cap substància "metafísica" independent que constitueixi la nostra realitat, escriu Rovelli.

Per tant, és possible (com va dir el mateix Rovelli) que la realitat circumdant, inclosos nosaltres mateixos, no fos res més que un vel prim i fràgil, darrere del qual … no hi ha res. I si a això hi afegim l’enigma de la naturalesa de la consciència, tot es complica encara més.

Recomanat: