ჰიუ ევერეტი, რა თქმა უნდა, ცდილობდა განეხილა თავისი „ბევრი სამყაროს“ თეორია სხვა ფიზიკოსებთან, მაგრამ პასუხად მხოლოდ გაკვირვება ან გულგრილობა მიიღო. ერთი ფიზიკოსი, ბრაის დევიტი ტეხასის უნივერსიტეტიდან, ევერეტის თეორიის წინააღმდეგაც კი გამოვიდა და თქვა: „უბრალოდ ვერ ვგრძნობ განხეთქილებას“. მაგრამ ამ რეაქციამ ევერეტს შეახსენა გალილეოს კრიტიკოსების რეაქცია, რომლებიც ამბობდნენ, რომ ისინი არ გრძნობდნენ დედამიწის მოძრაობას. (დროთა განმავლობაში, დევიტი გადავიდა ევერეტის მხარეზე და გახდა ამ თეორიის ერთ-ერთი წამყვანი მომხრე.)

რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში, მრავალი სამყაროს თეორია ბუნდოვანებაში იყო. ის უბრალოდ ზედმეტად ფანტასტიკური ჩანდა, რომ სიმართლე ყოფილიყო. ჯონ უილერმა, ევერეტის პრინსტონის კონსულტანტმა, საბოლოოდ დაასკვნა, რომ კონცეფცია ძალიან დიდ "ჭარბ ბარგს" ატარებდა. მაგრამ რაღაც მომენტში, ევერეტის თეორია მოულოდნელად გახდა მოდური და ახლა ის სერიოზულ ინტერესს იძენს ფიზიკის სამყაროში. ფაქტია, რომ ფიზიკოსები ამჟამად ცდილობენ გამოიყენონ კვანტური თეორია ბოლო არეალზე, რომელიც აქამდე „არაკვანტიზირებული“ იყო: თავად სამყარო. და გაურკვევლობის პრინციპის გამოყენების მცდელობა მთელ სამყაროზე, როგორც მთლიანობაში, ბუნებრივად აცოცხლებს მრავალ სამყაროს კონცეფციას.

"კვანტური კოსმოლოგიის" კონცეფცია ერთი შეხედვით, როგორც ჩანს, ტერმინოლოგიურად წინააღმდეგობრივია: ბოლოს და ბოლოს, კვანტური თეორია ეხება ატომების პატარა სამყაროს, ხოლო კოსმოლოგია მთლიან სამყაროს. მაგრამ გაითვალისწინეთ ეს: დიდი აფეთქების დროს სამყარო ელექტრონზე გაცილებით პატარა იყო. ნებისმიერი ფიზიკოსი დამეთანხმება, რომ ელექტრონი უნდა განიხილებოდეს კვანტური თეორიის თვალსაზრისით; ეს ნიშნავს, რომ ელექტრონი აღწერილია ალბათური ტალღის განტოლებით (დირაკის განტოლება) და შეიძლება არსებობდეს რამდენიმე პარალელურ მდგომარეობაში. მაგრამ თუ ელექტრონი უნდა იყოს კვანტური და სამყარო ოდესღაც ელექტრონზე პატარა იყო, მაშინ სამყაროც უნდა იყოს კვანტური და არსებობდეს პარალელურ მდგომარეობებში. აქედან გამომდინარე, ამ თეორიას ბუნებრივად მივყავართ სამყაროების სიმრავლის იდეამდე.

თუმცა, ნილს ბორის კოპენჰაგენური ინტერპრეტაცია, რომელიც გამოიყენება მთელ სამყაროზე, სერიოზული სირთულეების წინაშე დგას. ზოგადად, კოპენჰაგენის ინტერპრეტაცია, მიუხედავად იმისა, რომ ისწავლება კვანტური მექანიკის ყველა სამაგისტრო კურსზე, სჭირდება „დამკვირვებელი“, რომლის დაკვირვებები რეალურად იწვევს ტალღის ფუნქციის კოლაფსს. გამოდის, რომ მაკროსამყაროს გარკვეულ მდგომარეობაში დასაფიქსირებლად, დაკვირვების პროცესი აბსოლუტურად აუცილებელია. მაგრამ როგორ შეიძლება ადამიანი იყოს სამყაროს "გარეთ" და სამყაროს გარედან დაკვირვება? თუ სამყარო აღწერილია გარკვეული ტალღის ფუნქციით, მაშინ როგორ შეუძლია "გარე" დამკვირვებელმა განსაზღვროს სამყაროს კონკრეტული მდგომარეობა და აიძულოს ეს ფუნქცია დაიშალოს? უფრო მეტიც, ზოგიერთი მეცნიერი სამყაროს „გარედან“ დაკვირვების შეუძლებლობას თვლის კოპენჰაგენის ინტერპრეტაციის კრიტიკულ, თუნდაც ფატალურ ნაკლოვანებად.

"მრავალჯერადი სამყაროს" კონცეფციაში ეს პრობლემა მოგვარებულია ძალიან მარტივად: სამყარო უბრალოდ არსებობს ერთდროულად ბევრ პარალელურ მდგომარეობაში, რომლებიც განისაზღვრება მთავარი ტალღის ფუნქციით, რომელიც ცნობილია როგორც სამყაროს ტალღური ფუნქცია. კვანტური კოსმოლოგიის მიხედვით, სამყარო წარმოიშვა ვაკუუმის კვანტური რყევის სახით, ე.ი. სივრცე-დროის ქაფის პაწაწინა ბუშტივით. ახალშობილთა უმეტესობა სივრცე-დროის ქაფიანი სამყარო განიცდის დიდ აფეთქებას და მაშინვე დიდ კრუნჩხვას. ეს ნიშნავს, რომ „სიცარიელეში“ უწყვეტი აქტივობის დუღილის დროსაც კი, პაწაწინა სამყაროები ჩნდებიან და მაშინვე ქრება, მაგრამ ამ მოვლენების მასშტაბები ძალიან მცირეა ჩვენი უხეში ინსტრუმენტებისთვის. ერთ დღეს, რატომღაც, ერთ-ერთი სივრცე-დროის ქაფის ბუშტი არ ჩამოინგრა და გაქრა საკუთარ დიდ შეკუმშვაში, მაგრამ განაგრძო გაფართოება. ეს იყო ჩვენი სამყარო. თუ ალან გუტს მოუსმენთ, აღმოჩნდება, რომ მთელი ჩვენი სამყარო ერთი დიდი უფასოა.

კვანტურ კოსმოლოგიაში ფიზიკოსები იწყებენ შრედინგერის განტოლების ანალოგით, რომელიც აღწერს ელექტრონების და ატომების ტალღურ ფუნქციებს. ისინი ასევე იყენებენ DeWitt-Wheeler-ის განტოლებას, რომელიც მოქმედებს „სამყაროს ტალღურ ფუნქციაზე“. ჩვეულებრივ, შრედინგერის ტალღის ფუნქცია განისაზღვრება სივრცისა და დროის ყველა წერტილში, ასე რომ, ჩვენ შეგვიძლია გამოვთვალოთ ელექტრონის პოვნის ალბათობა სივრცისა და დროის ნებისმიერ მოცემულ წერტილში. მაგრამ "სამყაროს ტალღური ფუნქცია" განისაზღვრება ყველა შესაძლო სამყაროს სიმრავლეზე. თუ აღმოჩნდება, რომ ეს ტალღური ფუნქცია კონკრეტული სამყაროსთვის დიდია, ეს ნიშნავს, რომ მოცემული სამყარო დიდი ალბათობით ამ მდგომარეობაშია.

ჰოკინგი ზუსტად ამ თვალსაზრისს უჭერს მხარს. ის ამტკიცებს, რომ ჩვენი სამყარო განსაკუთრებულია, ის უნიკალურია და განსხვავდება ყველა სხვა სამყაროსგან. თუ ჩვენი სამყაროს ტალღური ფუნქცია დიდია, მაშინ დანარჩენების უმეტესობისთვის ის თითქმის ნულის ტოლია. გამოდის, რომ არსებობს არანულოვანი, მაგრამ ძალიან მცირე ალბათობა იმისა, რომ ჩვენი გარდა სხვა სამყაროები შეიძლება არსებობდნენ მრავალ სამყაროში, მაგრამ ჩვენი სამყარო არსებობს მაქსიმალური ალბათობით. ზოგადად, ჰოკინგი ცდილობს ლოგიკურად ამ გზით დაასაბუთოს ინფლაციის ფენომენი. სამყაროს ამ სურათზე, სამყარო, რომელშიც ინფლაციის პროცესი იწყება, უბრალოდ უფრო სავარაუდოა, ვიდრე სამყარო, სადაც მსგავსი არაფერი ხდება, ამიტომ ჩვენს სამყაროში ასეთი პროცესი მოხდა.

თეორია ჩვენი სამყაროს წარმოშობის შესახებ სივრცე-დროის ქაფის „სიცარიელედან“ ერთი შეხედვით სრულიად დაუზუსტებელი ჩანს; მიუხედავად ამისა, იგი ეთანხმება რამდენიმე მარტივ დაკვირვებას. პირველ რიგში, ბევრმა ფიზიკოსმა მიუთითა გასაოცარ ფაქტზე, რომ ჩვენს სამყაროში დადებითი და უარყოფითი ელექტრული მუხტის ჯამი ნულის ტოლია - ყოველ შემთხვევაში ექსპერიმენტული შეცდომის ფარგლებში. ბუნებრივად გვეჩვენება, რომ გრავიტაცია არის დომინანტური ძალა სივრცეში, მაგრამ ეს მხოლოდ იმიტომ ხდება, რომ უარყოფითი და დადებითი მუხტები ზუსტად ანადგურებენ ერთმანეთს. დედამიწაზე დადებით და უარყოფით მუხტებს შორის ოდნავი დისბალანსიც რომ არსებობდეს, ელექტრული ძალები, შესაძლოა, გადალახონ გრავიტაციული მიზიდულობის ძალები, რომლებიც აკავშირებენ დედამიწას და უბრალოდ ანადგურებენ ჩვენს პლანეტას. ზუსტი ბალანსი მთლიან დადებით და უარყოფით მუხტებს შორის მარტივად შეიძლება აიხსნას, კერძოდ, იმით, რომ სამყარო წარმოიშვა "არაფრისგან" და "არაფერს" აქვს ნულოვანი ელექტრული მუხტი.

მეორეც, ჩვენს სამყაროს აქვს ნულოვანი ბრუნი. კურტ გოდელი მრავალი წლის განმავლობაში ცდილობდა დაემტკიცებინა, რომ ჩვენი სამყარო ტრიალებს სხვადასხვა გალაქტიკების ბრუნვის ანალიზითა და შეჯამებით, მაგრამ დღეს ასტრონომები დარწმუნებულნი არიან, რომ ჩვენი სამყაროს მთლიანი ბრუნი ნულის ტოლია. ისევ და ისევ, ეს ფაქტი მარტივად შეიძლება აიხსნას იმით, რომ სამყარო წარმოიშვა "არაფრისგან", ხოლო "არაფერს" აქვს ნულოვანი სპინი. მესამე, სამყაროს არაფრისგან გაჩენა დაგვეხმარება იმის ახსნაში, თუ რატომ არის მასში ენერგეტიკული მატერიის მთლიანი შემცველობა ასე მცირე და შესაძლოა ნულის ტოლიც კი. თუ დაუმატებთ მატერიის დადებით ენერგიას და გრავიტაციასთან დაკავშირებულ უარყოფით ენერგიას, მაშინ, როგორც ჩანს, ისინი ზუსტად ანადგურებენ ერთმანეთს. ფარდობითობის ზოგადი თეორიის მიხედვით, თუ სამყარო დახურულია და სასრულია, მაშინ მასში მატერია-ენერგიის ჯამური რაოდენობა ზუსტად ნული უნდა იყოს. (თუ სამყარო ღია და უსასრულოა, ეს სულაც არ არის სიმართლე, მაგრამ ინფლაციური თეორია მაინც მიუთითებს, რომ ჩვენს სამყაროში მატერია-ენერგიის ჯამური რაოდენობა უკიდურესად მცირეა.)

ეს ყველაფერი ერთ საინტერესო კითხვას ტოვებს. თუ ფიზიკოსები ვერ გამორიცხავენ რამდენიმე ტიპის პარალელური სამყაროს არსებობის შესაძლებლობას, მაშინ შესაძლებელია თუ არა მათთან კონტაქტი? ეწვიოთ მათ? ან იქნებ არსებები სხვა სამყაროებიდან უკვე იყვნენ ჩვენს სამყაროში?

სხვა კვანტურ სამყაროებთან კონტაქტი, რომლებიც ჩვენს სამყაროსთან არ არის სინქრონული, ნაკლებად სავარაუდოა. მიზეზი იმისა, რომ ჩვენმა სამყარომ დაკარგა სინქრონიულობა სხვა სამყაროებთან არის ის, რომ ჩვენი ატომები მუდმივად ეჯახებიან მიმდებარე სამყაროს სხვა ატომებს. ყოველ ჯერზე, როცა ატომის ტალღური ფუნქცია ეჯახება, ის ოდნავ იკუმშება; რაც ნიშნავს, რომ პარალელური სამყაროების რაოდენობა მცირდება. ყოველი შეჯახება ამცირებს შესაძლო ვარიანტების რაოდენობას. ტრილიონობით ასეთი ატომური „მინი-კოლაფსი“ ქმნის ილუზიას, რომ ჩვენს ორგანიზმში არსებული ყველა ატომი მთლიანად დაიშალა და გაიყინა გარკვეულ მდგომარეობაში. აინშტაინის „ობიექტური რეალობა“ მხოლოდ ილუზიაა იმის გამო, რომ ჩვენს სხეულში ატომების დიდი რაოდენობა მუდმივად ეჯახება ერთმანეთს; და ყოველი ასეთი შეჯახებისას, შესაძლო სამყაროების რაოდენობა მცირდება.

ეს სიტუაცია შეიძლება შევადაროთ კამერის ობიექტივში დეფოკუსირებულ სურათს. ანალოგიურად, მიკროსამყაროში ყველაფერი ცვალებადი და გაურკვეველი ჩანს. მაგრამ როგორც კი ოდნავ გაასწორებთ კამერის ფოკუსს, სურათზე ახალი დეტალები გამოჩნდება; ყოველი კორექტირებით, სურათი მთლიანობაში უფრო მკვეთრი და მკვეთრი ხდება. ასე რომ, ატომების ტრილიონობით პატარა შეჯახება მეზობელ ატომებთან, ისევ და ისევ, ამცირებს შესაძლო სამყაროების რაოდენობას. ამრიგად, ჩვენ შეუფერხებლად გადავდივართ ცვალებადი მიკროსამყაროდან სტაბილურ მაკროკოსმოსში.

ამრიგად, სხვა, ჩვენი მსგავსი, კვანტური სამყაროს ურთიერთქმედების ალბათობა, თუ ნულის ტოლი არ არის, მაშინ სწრაფად ეცემა თქვენს სხეულში ატომების რაოდენობის ზრდასთან ერთად. მაგრამ თითოეულ ჩვენგანში ტრილიონობით და ტრილიონობით ატომია, ამიტომ დინოზავრებით ან უცხოპლანეტელებით დასახლებულ სხვა სამყაროსთან კავშირის დამყარების შანსი უსასრულოდ მცირეა. შეიძლება გამოითვალოს, რომ ამ მოვლენის მოლოდინს გაცილებით მეტი დრო დასჭირდება, ვიდრე სამყარო იარსებებს.

ასე რომ, ჩვენ ბოლომდე ვერ გამოვრიცხავთ კონტაქტს პარალელურ კვანტურ სამყაროებთან, მაგრამ აშკარაა, რომ ეს მოვლენა უკიდურესად იშვიათი იქნება - ბოლოს და ბოლოს, ჩვენმა სამყარომ დაკარგა თანმიმდევრულობა მათთან. მაგრამ კოსმოლოგიაში ჩვენ ასევე ვხვდებით პარალელური სამყაროს სხვა ტიპს: მულტივერსიას, რომელიც შედგება სამყაროებისგან, რომლებიც თანაარსებობენ ერთმანეთთან, როგორც საპნის ბუშტები ბუშტუკების აბაზანაში. მულტივერსიის ფარგლებში სხვა სამყაროსთან კონტაქტი სრულიად განსხვავებული ამბავია. ეს რა თქმა უნდა რთული პრობლემაა, მაგრამ შესაძლებელია ცივილიზაციამ შეძლოს მისი გადაჭრა.

როგორც უკვე განვიხილეთ, სივრცეში ხვრელის გასახსნელად ან სივრცე-დროის ქაფის გასაზრდელად, საჭიროა ენერგია, რომელიც სიდიდის მიხედვით შედარებულია პლანკის ენერგიასთან, რომლის დროსაც ყველა ცნობილი ფიზიკური კანონი იშლება ზოგადად. სივრცე და დრო ამ ენერგიაზე არასტაბილურია, რაც ხსნის ჩვენი სამყაროს დატოვების შესაძლებლობას (რა თქმა უნდა, თუ ვივარაუდებთ, რომ სხვა სამყაროები არსებობს და ჩვენ არ მოვკვდებით გარდამავალი პროცესის დროს).

ამ კითხვას, ზოგადად, არ შეიძლება ეწოდოს წმინდა აკადემიური, რადგან ოდესმე სამყაროში ინტელექტუალური ცხოვრება აუცილებლად შეექმნება სამყაროს სიკვდილის პრობლემას. საბოლოო ჯამში, მულტივერსიის თეორია შეიძლება აღმოჩნდეს გადამრჩენი ყველა ინტელექტუალური სიცოცხლისთვის ჩვენს სამყაროში. ახლახან მიღებული მონაცემები WMAP თანამგზავრიდან ადასტურებს იმ ფაქტს, რომ სამყარო ფართოვდება აჩქარებით და შესაძლებელია, რომ ოდესმე ჩვენ ყველანი გავხდეთ. ემუქრება სიკვდილით ე.წ. დიდი ყინვის სახით. დროთა განმავლობაში მთელი სამყარო გაშავდება; ცაში ყველა ვარსკვლავი გაქრება და სამყაროში მხოლოდ მკვდარი ვარსკვლავები, ნეიტრონული ვარსკვლავები და შავი ხვრელები დარჩებიან. ჩვენი სხეულის ატომებმაც კი შეიძლება დაიწყოს გახრწნა. ტემპერატურა აბსოლუტურ ნულამდე დაეცემა და სიცოცხლე შეუძლებელი გახდება.

როდესაც სამყარო უახლოვდება ამ წერტილს, განვითარებულმა ცივილიზაციამ, რომელიც თავისი სამყაროს საბოლოო სიკვდილის წინაშე დგას, შეიძლება იფიქროს სხვა სამყაროში გადასვლაზე. ამ არსებებს მცირე არჩევანი ექნებათ - გაიყინონ სიკვდილამდე ან დატოვონ ეს სამყარო. ფიზიკის კანონები იქნება სასიკვდილო განაჩენი ნებისმიერი ინტელექტუალური ცხოვრებისთვის - მაგრამ იმავე კანონებმა შესაძლოა გონიერ არსებებს ვიწრო ხვრელიც მისცეს.

ასეთ ცივილიზაციას მოუწევს გამოიყენოს გიგანტური ამაჩქარებლებისა და ლაზერული სხივების ენერგია, რომელიც სიმძლავრით ტოლია მთელ მზის სისტემას ან თუნდაც ვარსკვლავურ გროვას, და კონცენტრირება მოახდინოს ერთ წერტილში, რათა მიიღოს ლეგენდარული პლანკის ენერგია. ალბათ ეს საკმარისი იქნება ჭიის ხვრელის ან სხვა სამყაროსკენ მიმავალი ბილიკის გასახსნელად. შესაძლებელია, რომ ცივილიზაცია იყენებს მასზე დაქვემდებარებულ კოლოსალურ ენერგიას ჭიის ხვრელის შესაქმნელად და მისი გავლით სხვა სამყაროში გადასასვლელად, ტოვებს საკუთარ სამყაროს სიკვდილს და იწყებს ახალ ცხოვრებას ახალ სახლში.

ადამიანის თვალსაზრისიდან გამომდინარე, კვანტური თეორია ან მეცნიერების უზარმაზარი მიღწევების დასტურია, ან ადამიანის ინტუიციის შეზღუდვის სიმბოლო, რომელიც იძულებულია შეებრძოლოს სუბატომური სფეროს უცნაურობას. ფიზიკოსისთვის კვანტური მექანიკა არის ერთ-ერთი იმ სამი დიდი საყრდენიდან, რომელზედაც დაფუძნებულია ბუნების გაგება (აინშტაინის ფარდობითობის ზოგად და სპეციალურ თეორიებთან ერთად). მათთვის, ვისაც ყოველთვის სურდა რაღაცის გაგება მაინც სამყაროს სტრუქტურის ფუნდამენტურ მოდელში, მეცნიერები ბრაიან კოქსი და ჯეფ ფორშოუ განმარტავენ თავიანთ წიგნში "კვანტური სამყარო", რომელიც გამოქვეყნდა MIF-ის მიერ. T&P აქვეყნებს მოკლე პასაჟს კვანტის არსისა და თეორიის წარმოშობის შესახებ.

აინშტაინის თეორიები ეხება სივრცისა და დროის ბუნებას და მიზიდულობის ძალას. კვანტური მექანიკა ყველაფერზე ზრუნავს და შეიძლება ითქვას, რომ რაც არ უნდა იყოს ემოციურად მიმზიდველი, დამაბნეველი ან მომხიბვლელი, ეს მხოლოდ ფიზიკური თეორიაა, რომელიც აღწერს, თუ როგორ იქცევა ბუნება რეალურად. მაგრამ ამ პრაგმატული კრიტერიუმითაც რომ გავზომოთ, ის გასაოცარია თავისი სიზუსტითა და ახსნა-განმარტებით. არსებობს ერთი ექსპერიმენტი კვანტური ელექტროდინამიკის სფეროდან, ყველაზე ძველი და ყველაზე კარგად გაგებული თანამედროვე კვანტურ თეორიებში. ის ზომავს, თუ როგორ იქცევა ელექტრონი მაგნიტის მახლობლად. თეორიული ფიზიკოსები წლების განმავლობაში ბევრს მუშაობდნენ კალმით და ქაღალდით, შემდეგ კი კომპიუტერებით, რათა წინასწარ განსაზღვრონ, თუ რას გამოავლენს ასეთი კვლევები. პრაქტიკოსებმა გამოიგონეს და მოაწყვეს ექსპერიმენტები ბუნებისგან მეტი დეტალების გასარკვევად. ორივე ბანაკი, ერთმანეთისგან დამოუკიდებლად, აძლევდა შედეგებს ისეთი სიზუსტით, როგორიც მანჩესტერსა და ნიუ-იორკს შორის მანძილის გაზომვა რამდენიმე სანტიმეტრის შეცდომით. აღსანიშნავია, რომ ექსპერიმენტატორების მიერ მიღებული მაჩვენებლები სრულად შეესაბამებოდა თეორეტიკოსთა გამოთვლების შედეგებს; გაზომვები და გამოთვლები სრულ თანხმობაში იყო.

კვანტური თეორია, ალბათ, საუკეთესო მაგალითია იმისა, თუ როგორ ხდება უსასრულოდ ძნელი გასაგები ადამიანების უმეტესობისთვის ძალიან სასარგებლო. ძნელი გასაგებია, რადგან ის აღწერს სამყაროს, რომელშიც ნაწილაკი რეალურად შეიძლება იყოს რამდენიმე ადგილას ერთდროულად და გადავიდეს ერთი ადგილიდან მეორეზე, რითაც გამოიკვლიოს მთელი სამყარო. ეს სასარგებლოა, რადგან სამყაროს უმცირესი სამშენებლო ბლოკების ქცევის გაგება აძლიერებს ყველაფრის გაგებას. ეს ჩვენს ამპარტავნებას საზღვარს აყენებს, რადგან სამყარო გაცილებით რთული და მრავალფეროვანია, ვიდრე ჩანდა. მიუხედავად ამ სირთულისა, ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ყველაფერი შედგება მრავალი პაწაწინა ნაწილაკებისგან, რომლებიც მოძრაობენ კვანტური თეორიის კანონების შესაბამისად. ეს კანონები იმდენად მარტივია, რომ მათი დაწერა შესაძლებელია კონვერტის უკანა მხარეს. და ის ფაქტი, რომ მთელ ბიბლიოთეკას არ მოეთხოვება საგნების ღრმა ბუნების ახსნა, თავისთავად არის მსოფლიოს ერთ-ერთი უდიდესი საიდუმლო.

წარმოიდგინეთ სამყარო ჩვენს ირგვლივ. ვთქვათ, ხელში გიჭირავთ ქაღალდისგან დამზადებული წიგნი - დაფქული ხის რბილობი. ხეები არის მანქანები, რომლებსაც შეუძლიათ მიიღონ ატომები და მოლეკულები, დაარღვიონ ისინი და გადააკეთონ ისინი მილიარდობით ცალკეული ნაწილის კოლონიებად. ისინი ამას აკეთებენ ქლოროფილის სახელით ცნობილი მოლეკულის წყალობით, რომელიც შედგება ასზე მეტი ნახშირბადის, წყალბადის და ჟანგბადის ატომისგან, რომლებიც მრუდია სპეციალური გზით და უკავშირდება კიდევ რამდენიმე მაგნიუმის და წყალბადის ატომს. ნაწილაკების ასეთ კომბინაციას შეუძლია დაიჭიროს შუქი, რომელიც გაფრინდა 150 000 000 კმ ჩვენი ვარსკვლავიდან - ბირთვული კამერა, რომლის მოცულობაც მილიონი პლანეტაა, როგორც დედამიწა - და გადაიტანოს ეს ენერგია უჯრედებში, სადაც ის ქმნის ახალ მოლეკულებს ნახშირორჟანგისგან. და წყალი და ათავისუფლებს ჩვენი სიცოცხლის მომცემი არის ჟანგბადი.

სწორედ ეს მოლეკულური ჯაჭვები ქმნიან ზედა სტრუქტურას, რომელიც აერთიანებს ხეებს, ამ წიგნის ქაღალდს და მთელ სიცოცხლეს. თქვენ შეგიძლიათ წაიკითხოთ წიგნი და გაიგოთ სიტყვები, რადგან თქვენ გაქვთ თვალები და მათ შეუძლიათ გადააქციონ გაფანტული შუქი გვერდებიდან ელექტრულ იმპულსებად, რომელთა ინტერპრეტაცია შესაძლებელია ტვინით, სამყაროს ყველაზე რთული სტრუქტურით, რომლის შესახებაც კი ვიცით. ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ სამყაროში ყველაფერი სხვა არაფერია, თუ არა ატომების ერთობლიობა და ატომების ყველაზე ფართო არჩევანი მხოლოდ სამი ნაწილაკისგან შედგება - ელექტრონები, პროტონები და ნეიტრონები. ჩვენ ასევე ვიცით, რომ თავად პროტონები და ნეიტრონები შედგებიან უფრო მცირე ერთეულებისგან, რომლებსაც კვარკები ჰქვია და ისინი ყველაფრის დასასრულია - ყოველ შემთხვევაში, ასე ვფიქრობთ ახლა. ეს ყველაფერი კვანტურ თეორიას ეფუძნება.

ამრიგად, თანამედროვე ფიზიკა ასახავს სამყაროს სურათს, რომელშიც ჩვენ ვცხოვრობთ განსაკუთრებული სიმარტივით; ელეგანტური ფენომენები ხდება სადღაც, სადაც მათი დანახვა შეუძლებელია, რაც იწვევს მაკროკოსმოსის მრავალფეროვნებას. შესაძლოა, ეს არის თანამედროვე მეცნიერების ყველაზე თვალსაჩინო მიღწევა - სამყაროს წარმოუდგენელი სირთულის შემცირება, მათ შორის თავად ადამიანები, მცირე ზომის სუბატომური ნაწილაკებისა და მათ შორის მოქმედი ოთხი ძალის ქცევის აღწერამდე. ამ ოთხი ძალიდან სამის საუკეთესო აღწერა - ძლიერი და სუსტი ბირთვული ძალები, რომლებიც არსებობენ ატომის ბირთვში და ელექტრომაგნიტური ძალა, რომელიც ატომებსა და მოლეკულებს ერთმანეთთან აკავებს - მოცემულია კვანტური თეორიით. მხოლოდ გრავიტაციის ძალას - ყველაზე სუსტ, მაგრამ ალბათ ყველაზე ნაცნობ ძალას - ამჟამად არ აქვს დამაკმაყოფილებელი კვანტური აღწერა.

უნდა ვაღიაროთ, რომ კვანტურ თეორიას ცოტა უცნაური რეპუტაცია აქვს და მის სახელს ბევრი რეალური სისულელე ფარავს. კატები შეიძლება იყვნენ ერთდროულად ცოცხალიც და მკვდარიც; ნაწილაკები ერთდროულად ორ ადგილას არიან; ჰაიზენბერგი ამბობს, რომ ყველაფერი გაურკვეველია. ეს ყველაფერი მართლაც ასეა, მაგრამ დასკვნები, რომლებიც ხშირად აქედან გამომდინარეობს - ერთხელ რაღაც უცნაური ხდება მიკროსამყაროში, შემდეგ ჩვენ ნისლის ბურუსში ვართ გახვეული - ნამდვილად არასწორია. ექსტრასენსორული აღქმა, მისტიკური განკურნება, ვიბრაციული სამაჯურები, რომლებიც იცავს რადიაციისგან და ვინ იცის, კიდევ რა რეგულარულად იპარება შესაძლებლის პანთეონში სიტყვა „კვანტურის“ საფარქვეშ. ეს სისულელე გამოწვეულია მკაფიოდ აზროვნების უუნარობით, თავის მოტყუებით, ჭეშმარიტი ან მოჩვენებითი გაუგებრობით ან ყოველივე ზემოთქმულის განსაკუთრებით სამწუხარო კომბინაციით. კვანტური თეორია ზუსტად აღწერს სამყაროს მათემატიკური კანონებით ისეთივე სპეციფიკური, როგორც ნიუტონის ან გალილეოს მიერ გამოყენებული. სწორედ ამიტომ შეგვიძლია წარმოუდგენელი სიზუსტით გამოვთვალოთ ელექტრონის მაგნიტური ველი. კვანტური თეორია გვთავაზობს ბუნების აღწერას, რომელსაც, როგორც გავიგებთ, აქვს უზარმაზარი პროგნოზირებადი და ახსნის ძალა და ვრცელდება ყველაფერზე, სილიკონის ჩიპებიდან ვარსკვლავებამდე.

როგორც ხშირად ხდება, კვანტური თეორიის გაჩენამ გამოიწვია ბუნებრივი ფენომენების აღმოჩენა, რომელთა აღწერა არ შეიძლებოდა იმდროინდელი სამეცნიერო პარადიგმებით. კვანტური თეორიისთვის ბევრი ასეთი აღმოჩენა იყო, უფრო მეტიც, მრავალფეროვანი ხასიათისა. აუხსნელი შედეგების სერიამ გამოიწვია მღელვარება და დაბნეულობა და საბოლოოდ გამოიწვია ექსპერიმენტული და თეორიული ინოვაციების პერიოდი, რომელიც ნამდვილად იმსახურებს პოპულარულ ტერმინს „ოქროს ხანა“. მთავარი გმირების სახელები სამუდამოდ არის ფესვგადგმული ნებისმიერი ფიზიკოსის გონებაში და დღემდე უფრო ხშირად მოიხსენიება, ვიდრე სხვები უნივერსიტეტის კურსებზე: რეზერფორდი, ბორი, პლანკი, აინშტაინი, პაული, ჰაიზენბერგი, შრედინგერი, დირაკი. შესაძლოა, ისტორიაში აღარასოდეს დადგეს პერიოდი, როდესაც ამდენი სახელი ასოცირდება მეცნიერების სიდიადესთან ერთი მიზნისკენ სვლისას - ატომებისა და ძალების ახალი თეორიის შექმნა, რომლებიც მართავენ ფიზიკურ სამყაროს. 1924 წელს, კვანტური თეორიის წინა ათწლეულების გადახედვისას, ერნესტ რეზერფორდმა, ახალზელანდიელმა ფიზიკოსმა, რომელმაც აღმოაჩინა ატომის ბირთვი, დაწერა: „1896 წ. ფიზიკის ისტორიაში არასდროს ყოფილა ასეთი ციებ-ცხელების პერიოდი, რომლის დროსაც ზოგიერთი ფუნდამენტურად მნიშვნელოვანი აღმოჩენები სხვებით შეიცვალა საშინელი სისწრაფით.

მხოლოდ 30 ივნისამდე T&P-ის მკითხველს აქვს ფასდაკლება წიგნის ქაღალდზე და ელექტრონულ ვერსიებზე. ფასდაკლებები აქტიურდება ბმულებზე დაწკაპუნებისას.

ტერმინი „კვანტი“ ფიზიკაში 1900 წელს მაქს პლანკის ნაშრომის წყალობით გამოჩნდა. ის ცდილობდა თეორიულად აღეწერა გახურებული სხეულების მიერ გამოსხივებული გამოსხივება – ე.წ. „სრულიად შავი სხეულის გამოსხივება“. სხვათა შორის, მეცნიერი ამ მიზნით დაიქირავა ელექტრო განათებით დაკავებულმა კომპანიამ: ასე იხსნება ხოლმე სამყაროს კარები ყველაზე პროზაული მიზეზების გამო. პლანკმა აღმოაჩინა, რომ შავი სხეულის გამოსხივების თვისებები შეიძლება აიხსნას მხოლოდ იმ დაშვებით, რომ სინათლე გამოიყოფა ენერგიის მცირე ნაწილით, რომელსაც მან კვანტები უწოდა. თავად სიტყვა ნიშნავს "პაკეტებს", ან "დისკრეტულ". თავდაპირველად მას ეგონა, რომ ეს მხოლოდ მათემატიკური ხრიკი იყო, მაგრამ ალბერტ აინშტაინის 1905 წელს ნამუშევარი ფოტოელექტრული ეფექტის შესახებ კვანტურ ჰიპოთეზას უჭერდა მხარს. შედეგები დამაჯერებელი იყო, რადგან ენერგიის მცირე რაოდენობა შეიძლება იყოს ნაწილაკების სინონიმი.

იდეას, რომ სინათლე შედგება პატარა ტყვიების ნაკადისგან, აქვს გრძელი და თვალსაჩინო ისტორია, რომელიც თარიღდება ისააკ ნიუტონით და თანამედროვე ფიზიკის დაბადებიდან. თუმცა, 1864 წელს შოტლანდიელმა ფიზიკოსმა ჯეიმს კლარკ მაქსველმა, როგორც ჩანს, საბოლოოდ გააქარწყლა ყველა არსებული ეჭვი ნაშრომების სერიაში, რომლებიც მოგვიანებით ალბერტ აინშტაინმა აღწერა, როგორც "ყველაზე ღრმა და ნაყოფიერი, რაც ფიზიკას იცოდა ნიუტონის შემდეგ". მაქსველმა აჩვენა, რომ სინათლე არის ელექტრომაგნიტური ტალღა, რომელიც ვრცელდება სივრცეში, ამიტომ სინათლის, როგორც ტალღის იდეას ჰქონდა უსაყვედურო და ერთი შეხედვით უდაო წარმოშობა. თუმცა, ექსპერიმენტების სერიაში, რომელიც არტურ კომპტონმა და მისმა კოლეგებმა ჩაატარეს ვაშინგტონის უნივერსიტეტში, სენტ-ლუისში, მათ მოახერხეს სინათლის კვანტების ელექტრონების გამოყოფა. ორივე უფრო ბილიარდის ბურთებივით იქცეოდა, რაც აშკარად ადასტურებდა, რომ პლანკის თეორიულ ვარაუდებს მყარი საფუძველი ჰქონდა რეალურ სამყაროში. 1926 წელს სინათლის კვანტებს ეწოდა ფოტონები. მტკიცებულება უტყუარი იყო: სინათლე იქცევა როგორც ტალღა და როგორც ნაწილაკი. ეს ნიშნავდა კლასიკური ფიზიკის დასასრულს - და კვანტური თეორიის ფორმირების პერიოდის დასასრულს.

უკვე სამი წლის ასაკში მაიკლ ტალბოტმა გააკვირვა მშობლები. მან ვრცლად ისაუბრა და უარი თქვა მისტერ და ქალბატონი ტალბოტების მამასა და დედასთან დარეკვაზე. მშვენიერი ბავშვი არ ანიჭებდა უპირატესობას წვენებს; სოდა ან რძე და ... ძლიერი შავი ჩაი. იატაკზე ლოტოსის პოზაში იჯდა და თასიდან ჩაის სვამდა.

მაიკლმა ნათელმხილველობაში „ჩაიბურტყუნა“, სხეულიდან იმოგზაურა, დაუკავშირდა უცხოპლანეტელებს. ის იხსენებს: „კოლეჯში სწავლის დროს, ერთ დღეს მანქანას ვატარებდი და მფრინავი თეფში დავინახე. გავჩერდი, გზაზე გავედი და უცხოპლანეტელების გემს დაახლოებით ხუთი წუთის განმავლობაში ვუყურებდი. მერე გავაგრძელე. ჩვეულებრივ გზას იმ ადგილიდან, სადაც უცხოპლანეტელები დავინახე სახლამდე, ნახევარ საათს გრძელდებოდა. წარმოიდგინე, როგორ გამიკვირდა, როცა ოჯახი თავს დაესხა: „სად წახვედი?!“. აღმოჩნდა, რომ თითქმის მთელი დღე გავიდა!

იმ პარანორმალური ფენომენების რაციონალური ახსნის იმედით, რომელიც მას აწუხებდა, ის მიმართა მეცნიერებას. მაიკლი არაჩვეულებრივად ეძებდა პასუხებს: „საღი აზრის ნაცვლად, უფრო ღრმა ინტუიციური შესაძლებლობები გამოვიყენე. ერთი შეხედვით ბიბლიოთეკის თაროების გვერდით უაზროდ დავხეტიალობდი. სწორ წიგნს ველოდი, რომ „დამიძახებდა“. და მე ნამდვილად ვიგრძენი შეჩერების სურვილი. ხელი ავწიე, თაროდან წიგნი ამოვიღე და სადღაც შუაში გავხსენი. მხოლოდ ამის შემდეგ გადავხედე სათაურს - ეს იყო ჟურნალის Physics Today-ის ფაილი, 1970 წლის სექტემბრის ნომერი, ფიზიკოს ბრიუს დე ვიტის სტატიით "კვანტური მექანიკა და რეალობა".

სტატიაში დადასტურდა ცნობილი თეზისი: სამყარო ჩვენს ირგვლივ არის ჩვენი მატერიალიზებული, ჩვენ ვხედავთ მხოლოდ იმას, რაზეც ვფიქრობთ, რისი ნახვაც გვინდა. დე ვიტი წერდა, რომ კვანტურმა ფიზიკამ აღმოაჩინა რეალობის დამოკიდებულება ადამიანის გონებაზე. გამოცემამ ტალბოტი გააოცა და ის გახდა კვანტური ფიზიკის ნამდვილი გულშემატკივარი, რომელიც სწავლობს სუბატომურ ნაწილაკებს - კვანტებს. ეს იგივე კვანტები საოცრად ურთიერთობენ ერთმანეთთან, როგორც ტყუპები, რომლებიც გრძნობენ ერთმანეთს დიდ მანძილზე, ინფორმაცია კვანტურიდან კვანტურში მყისიერად გადაეცემა! როდესაც ეს ფენომენი დადასტურდა, ფიზიკოსებმა კინაღამ ჩამოაგდეს თავიანთი კერპი, აინშტაინი, კვარცხლბეკიდან, რადგან ფარდობითობის თეორიის თანახმად, მსოფლიოში არაფერია ისეთი, რაც სინათლის სიჩქარეზე სწრაფად მოძრაობს, მაგრამ „მყისიერად“ მხოლოდ ნიშნავს „ უფრო სწრაფი ვიდრე სინათლის სიჩქარე”!

წინააღმდეგობა გადაჭრა ფიზიკოსმა დევიდ ბომმა. მან დაამტკიცა, რომ კვანტები არ გადასცემენ ინფორმაციას დროსა და სივრცეში, ისინი უბრალოდ ცხოვრობენ განზომილებაში, სადაც ინფორმაცია არსებობს ყველგან და ერთდროულად, ანუ ინფორმაცია არ არის ლოკალური, არამედ, პირიქით, არის ტოტალური, ყოვლისმომცველი. ბომმა გააკეთა სენსაციური ვარაუდი, რომ კვანტების ქცევა რაღაც საიდუმლოებით არის დაკავშირებული ... მეცნიერთა აზროვნებასთან და მათ, ვინც მათ აკვირდება. კვანტები მოწესრიგებულად, „წესიერად“ იქცევიან იმ მომენტში, როდესაც მათ აკვირდებიან, მაგრამ როგორც კი მკვლევარი ერთი წუთით განადგურდება, პირველყოფილი ქაოსი უბრუნდება სუბატომური ნაწილაკების სამყაროს! რეალური კვანტების დანახვა, დევიდ ბომის აზრით, ისეთივე შეუძლებელია, როგორც სარკეში ნამდვილი მე-ს დანახვა. ყოველივე ამის შემდეგ, სარკესთან მიახლოებისას, ადამიანი ქვეცნობიერად ემზადება თავის ანარეკლთან შესახვედრად და, შედეგად, აისახება ისე, როგორც ელის საკუთარი თავის დანახვას.

მაგრამ როგორ ახერხებენ კვანტები ექსპერიმენტატორების წინასწარმეტყველებას? ამაზე ბომი ასე პასუხობს: მეცნიერთა და ყველა სხვა ადამიანის ტვინი (ისევე როგორც სამყაროში ყველაფერი ზოგადად) ასევე შედგება სუბატომური ნაწილაკებისგან. კვანტები ცხოვრობენ ტოტალური ინფორმაციის სამყაროში, ამიტომ მათ, ვისაც უყურებენ, არაფერი ღირს იმის გარკვევა, თუ რა სურთ მათგან კვანტებს, რომლებიც ქმნიან დამკვირვებლის ტვინს :)

სუბატომურმა ნაწილაკებმა ფიზიკოსებს კიდევ ერთი სიურპრიზი მოუტანა. აღმოჩნდა, რომ დიდი რაოდენობით დაჯგუფებული, ისინი წყვეტენ ინდივიდუალურად ქცევას და აჩვენებენ რეალურ კოლექტიური ცნობიერებას.

ბომი მივიდა იმ დასკვნამდე, რომ ყველა კვანტურში ერთი და იგივე ინფორმაციაა დაშიფრული და ეს საკმარისია მთელი სამყაროს რეპროდუცირებისთვის! სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, სამყარო, როგორც მთლიანობა, დაკეცილი სახით შეიცავს მის თითოეულ მიკროსკოპულად მცირე ნაწილს (მათ შორის თითოეული ადამიანის დნმ-ს). მსგავსი რამ თქვა ბუდამ და ლირიკული ფორმით გამოხატა მე-18 საუკუნის რომანტიკოსმა პოეტმა უილიამ ბლეიკმა:

ერთ წამში - მარადისობის სანახავად,

უზარმაზარი სამყარო ქვიშის მარცვალშია,

ერთ მუჭაში - უსასრულობა

და ცა ყვავილის თასშია..

კვანტური თეორია აღწერს სამყაროს, რომელშიც ნაწილაკი შეიძლება იყოს რამდენიმე ადგილას ერთდროულად და მყისიერად გადავიდეს ერთი ადგილიდან მეორეზე. ეს კონცეფცია ზღუდავს ჩვენს ამპარტავნებას, რადგან სამყარო გაცილებით რთული და მრავალფეროვანია, ვიდრე ჩანდა. თუმცა, კვანტური თეორიის კანონები იმდენად მარტივია, რომ მათი დაწერა შესაძლებელია კონვერტის უკანა მხარეს.

როგორ მუშაობს აუდიო შეკუმშვა

ტალღის დაშლა მის შემადგენელ სინუსურ ტალღებად არის აუდიო შეკუმშვის ტექნოლოგიის საფუძველი. წარმოიდგინეთ ხმის ტალღები, რომლებიც ქმნიან თქვენს საყვარელ მელოდიას. ეს რთული ტალღა შეიძლება დაიყოს მის კომპონენტებად. ორიგინალური ხმის აბსოლუტურად ზუსტი რეპროდუცირება მოითხოვს ბევრ ინდივიდუალურ სინუსურ ტალღას, მაგრამ ბევრი მათგანის მიტოვება შესაძლებელია, რაც საერთოდ არ იმოქმედებს აუდიოჩანაწერის ხარისხის აღქმაზე.

"ცარიელი" ატომები

შიგნიდან ატომი რაღაც უცნაურია. თუ პროტონზე დადგები და იქიდან ატომურ სივრცეში გაიხედო, მხოლოდ სიცარიელეს დაინახავ. ელექტრონები ზედმეტად მცირე იქნება დანახვა, თუნდაც ისინი მკლავის სიგრძეზე იყვნენ, მაგრამ ეს ასევე ნაკლებად სავარაუდოა. თუ ინგლისის სანაპიროზე "პროტონზე" დგახართ, მაშინ ატომის ბუნდოვანი საზღვრები სადღაც ჩრდილოეთ საფრანგეთის ფერმებში იქნება განთავსებული.

გრეიფრუტის ზომის სამყარო

მატერიის ელემენტარულ ფრაგმენტებთან მუშაობის სასიამოვნო ბონუსი, რომლებსაც არანაირი ზომა არ აქვთ, არის ის, რომ ჩვენ შეგვიძლია ადვილად წარმოვიდგინოთ, რომ მთელი ხილული სამყარო ოდესღაც შეკუმშული იყო გრეიფრუტის ან თუნდაც ქინძისთავის ზომის ობიექტად. რაც არ უნდა თავბრუდამხვევი იყოს ასეთი აზრები, არ არსებობს მიზეზი, რომ ასეთი შეკუმშვა შეუძლებლად გამოვაცხადოთ.

Კვანტური ნახტომი

წარმოიდგინეთ, რომ 1-ელ ატომში ელექტრონი 1 ჩავსვით და მე-2 ატომში ელექტრონი 2. ცოტა ხნის შემდეგ დებულებას „ელექტრონი 1 ჯერ კიდევ ატომ 1-შია“ აზრი არ ექნება. ის ასევე შეიძლება იყოს მე-2 ატომში, რადგან ყოველთვის არის შესაძლებლობა, რომ ელექტრონმა კვანტური ნახტომი მოახდინოს. ყველაფერი, რაც შეიძლება მოხდეს, ხდება და ელექტრონებს შეუძლიათ მთელი სამყაროს ირგვლივ მყისიერად იფრინონ.

ჰიგსის ბოზონები

პიტერ ჰიგსმა თქვა, რომ ცარიელი სივრცე სავსეა ნაწილაკებით. ისინი მუდმივად, მოსვენების გარეშე, ურთიერთქმედებენ სამყაროს ყველა მასიურ ნაწილაკთან, შერჩევით ანელებენ მათ მოძრაობას და ქმნიან მასას. ჩვეულებრივი მატერიისა და ჰიგსის ნაწილაკებით სავსე ვაკუუმს შორის ურთიერთქმედების შედეგია ის, რომ უფორმო სამყარო ხდება მრავალფეროვანი, დასახლებული ვარსკვლავებით, გალაქტიკებითა და ადამიანებით.

ორი ინგლისელი ფიზიკოსი, რომელთაგან ერთი ელემენტარულ ნაწილაკებს სწავლობს (ბრაიან კოქსი), მეორე კი მანჩესტერის უნივერსიტეტის თეორიული ფიზიკის კათედრის პროფესორი (ჯეფ ფორშოუ), გვაცნობს მსოფლიოს ფუნდამენტურ მოდელს.

ხელმისაწვდომი ენის, მრავალი ნახატისა და კარგი ანალოგიების გამოყენებით ავტორებმა შეძლეს აეხსნათ კვანტური ფიზიკის ძნელად გასაგები ცნებები.

ბრაიან კოქსი, ჯეფ ფორშოუ:

ამ წიგნის მიზანია კვანტური თეორიის დემისტიფიკაცია, თეორიული კონსტრუქცია, რომელმაც ძალიან ბევრი დააბნია, მათ შორის, ინდუსტრიის პიონერებიც კი. ჩვენ განზრახული გვაქვს გამოვიყენოთ თანამედროვე პერსპექტივა, გამოვიყენოთ საუკუნეების მანძილზე მიმოხილვისა და თეორიის განვითარების გაკვეთილები. თუმცა, მოგზაურობის დაწყებისას, ჩვენ ვისწრაფვით მე-20 საუკუნის დასაწყისამდე და გამოვიკვლევთ ზოგიერთ პრობლემას, რამაც ფიზიკოსები აიძულა რადიკალურად გადაეხვიათ იქიდან, რაც ადრე მეცნიერების მთავარ ნაკადად ითვლებოდა.

1. რაღაც უცნაური მოდის

კვანტური თეორია ალბათ საუკეთესო მაგალითია იმისა, თუ როგორ ხდება უსასრულოდ ძნელი გასაგები ადამიანების უმეტესობისთვის უკიდურესად სასარგებლო. ძნელი გასაგებია, რადგან ის აღწერს სამყაროს, რომელშიც ნაწილაკი რეალურად შეიძლება იყოს რამდენიმე ადგილას ერთდროულად და გადავიდეს ერთი ადგილიდან მეორეზე, რითაც გამოიკვლიოს მთელი სამყარო. ჩვენ აღმოვაჩინეთ, რომ ყველაფერი შედგება მრავალი პაწაწინა ნაწილაკებისგან, რომლებიც მოძრაობენ კვანტური თეორიის კანონების მიხედვით. ეს კანონები იმდენად მარტივია, რომ მათი დაწერა შესაძლებელია კონვერტის უკანა მხარეს. და ის ფაქტი, რომ მთელ ბიბლიოთეკას არ მოეთხოვება საგნების ღრმა ბუნების ახსნა, თავისთავად არის მსოფლიოს ერთ-ერთი უდიდესი საიდუმლო.

2. ორ ადგილას ერთდროულად

კვანტური თეორიის ყველაზე უჩვეულო პროგნოზები ჩვეულებრივ ვლინდება მცირე ობიექტების ქცევაში. მაგრამ იმის გამო, რომ დიდი ობიექტები შედგება პატარებისგან, გარკვეულ პირობებში საჭიროა კვანტური ფიზიკა სამყაროს ერთ-ერთი უდიდესი ობიექტის, ვარსკვლავების თვისებების ასახსნელად.

3. რა არის ნაწილაკი?

მას შემდეგ, რაც დავადგინეთ, რომ ელექტრონის აღწერა მრავალი თვალსაზრისით მიბაძავს ტალღების ქცევას, ჩვენ უნდა განვავითაროთ უფრო ზუსტი ცნებები თავად ტალღების შესახებ. დავიწყოთ იმით, თუ რა ხდება წყლის ავზში, როდესაც ორი ტალღა ერთმანეთს ხვდება, ერევა და ერევა. მოდით წარმოვადგინოთ ტალღების სიმაღლეები, როგორც საათი 12 საათის ისრით და დაბალი, როგორც საათი 6 საათის ისრით. ასევე შეგვიძლია წარმოვადგინოთ ტალღების პოზიციები მინიმალურ და მაქსიმუმს შორის შუალედური დროებით საათების დახატვით, როგორც ამ შემთხვევაში. ფაზები ახალ და სავსე მთვარეს შორის.

4. ყველაფერი, რაც შეიძლება მოხდეს, ნამდვილად ხდება

ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპი

თავის თავდაპირველ ნაშრომში ჰაიზენბერგმა შეძლო შეეფასებინა ურთიერთობა ნაწილაკების პოზიციისა და იმპულსის გაზომვის სიზუსტეს შორის. ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპი არის კვანტური თეორიის ერთ-ერთი ყველაზე გაუგებარი ნაწილი, გზა, რომლისკენაც ყველანაირი შარლატანი და სისულელეების გამყიდველი უბიძგებს მათ ფილოსოფიურ სისულელეს.

ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპის წარმოშობა საათის სახეების თეორიიდან

სამი აკრიფეთ, რომელიც აჩვენებს ერთსა და იმავე დროს და მდებარეობს იმავე ხაზზე, აღწერს ნაწილაკს, რომელიც საწყის მომენტში არის სადღაც ამ ციფერბლატის მიდამოში. ჩვენ გვაინტერესებს, რა არის შანსები X წერტილში ნაწილაკის პოვნის შემდეგ დროში.

პლანკის მუდმივის მოკლე ისტორია

პლანკმა გაანადგურა მაქსველის სინათლის კონცეფციის საფუძველში არსებული პირველი ქვები, რაც აჩვენა, რომ გახურებული სხეულის მიერ გამოსხივებული სინათლის ენერგია შეიძლება აღწერილი იყოს მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ის გამოიყოფა კვანტებში.

დაუბრუნდით ჰაიზენბერგის გაურკვევლობის პრინციპს

კვანტური მექანიკის თეორია, რომელიც ჩვენ შევიმუშავეთ, ვარაუდობს, რომ თუ ქვიშის მარცვალს მოათავსებთ რაღაც მომენტში, ის მოგვიანებით შეიძლება დასრულდეს სამყაროს სხვაგან. მაგრამ აშკარაა, რომ ეს არ ხდება ქვიშის ნამდვილ მარცვლებთან. პირველ კითხვაზე პასუხი უნდა გასცეთ: რამდენჯერ შემობრუნდება საათის ისრები, თუ ქვიშის მარცვლის მასის მქონე ნაწილაკს გადავაადგილებთ, ვთქვათ, 0,001 მმ მანძილზე ერთ წამში?

5. მოძრაობა, როგორც ილუზია

საწყისი ჯგუფის დაყენების შემდეგ, საათების დახმარებით, რომლებიც აჩვენებენ განსხვავებულ და არა ერთსა და იმავე დროს, მივედით მოძრავი ნაწილაკების აღწერამდე. საინტერესოა, რომ ჩვენ შეგვიძლია ძალიან მნიშვნელოვანი კავშირი დავამყაროთ გადაადგილებულ საათებსა და ტალღის ქცევას შორის.

ტალღის პაკეტები

ცნობილი იმპულსის მქონე ნაწილაკი აღწერილია ციფერბლატების დიდი ჯგუფით. უფრო ზუსტად, ზუსტად ცნობილი იმპულსის მქონე ნაწილაკი აღწერილი იქნება საათების უსასრულოდ გრძელი ჯგუფის მიერ, რაც ნიშნავს უსასრულოდ გრძელი ტალღის პაკეტს.

6. ატომების მუსიკა

ახლა ჩვენ შეგვიძლია გამოვიყენოთ ჩვენი დაგროვილი ცოდნა იმ კითხვის გადასაჭრელად, რომელიც აწუხებდა რეზერფორდს, ბორს და სხვა მეცნიერებს მე-20 საუკუნის პირველ ათწლეულებში: კონკრეტულად რა ხდება ატომის შიგნით? ...აქ ჩვენ პირველად შევეცდებით ჩვენი თეორიის დახმარებით ავხსნათ რეალური სამყაროს ფენომენები.

ატომური ყუთი

როგორც ჩანს, ჩვენ შევიმუშავეთ ატომების სწორი შეხედულება. მაგრამ მაინც, რაღაც არ არის კარგად. დაკარგულია თავსატეხის ბოლო ნაწილი, რომლის გარეშეც შეუძლებელია წყალბადზე მძიმე ატომების სტრუქტურის ახსნა. უფრო პროზაულად, ჩვენ ასევე ვერ ავხსნით, თუ რატომ არ ვვარდებით მიწაში, რაც პრობლემებს უქმნის ბუნების ჩვენს მშვენიერ თეორიას.

7. სამყარო ქინძისთავის თავზე (და რატომ არ ვვარდებით მიწაში)

მატერია შეიძლება იყოს სტაბილური მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ ელექტრონები დაემორჩილებიან ეგრეთ წოდებულ პაულის პრინციპს, ერთ-ერთ ყველაზე გასაოცარ ფენომენს ჩვენს კვანტურ სამყაროში.

8. ურთიერთდამოკიდებულება

აქამდე ჩვენ დიდ ყურადღებას ვაქცევდით იზოლირებული ნაწილაკების და ატომების კვანტურ ფიზიკას. თუმცა, ჩვენი ფიზიკური გამოცდილება დაკავშირებულია ერთად დაჯგუფებული მრავალი ატომის აღქმასთან და, შესაბამისად, დროა დავიწყოთ იმის გაგება, თუ რა ხდება ატომების გაერთიანებისას.

9. თანამედროვე სამყარო

ტრანზისტორი არის ყველაზე მნიშვნელოვანი გამოგონება ბოლო 100 წლის განმავლობაში: თანამედროვე სამყარო აგებულია და ყალიბდება ნახევარგამტარულ ტექნოლოგიაზე.

10. ურთიერთქმედება

დავიწყოთ პირველი ღია კვანტური ველის თეორიის - კვანტური ელექტროდინამიკის კანონების ფორმულირებით, შემოკლებით QED. ამ თეორიის წარმოშობა თარიღდება 1920-იანი წლებით, როდესაც დირაკმა განსაკუთრებით წარმატებული იყო მაქსველის ელექტრომაგნიტური თეორიის კვანტურ ბაზაზე დაყენება.

გაზომვის პრობლემა კვანტურ თეორიაში

ჩვენ შეგვიძლია წინსვლა მივიჩნიოთ იმის დაჯერებით, რომ სამყარო შეუქცევად შეიცვალა გაზომვის შედეგად, მიუხედავად იმისა, რომ მსგავსი არაფერი მომხდარა. მაგრამ ეს ყველაფერი არც ისე მნიშვნელოვანია, როდესაც საქმე ეხება ექსპერიმენტის დაყენებისას რაიმეს ალბათობის გაანგარიშების სერიოზულ ამოცანას.

ანტიმატერია

დროში უკან მოძრავი ელექტრონები "დადებითი მუხტის მქონე ელექტრონებს" ჰგავს. ასეთი ნაწილაკები ნამდვილად არსებობს და მათ "პოზიტრონებს" უწოდებენ.

11. ცარიელი ადგილი არც ისე ცარიელია.

ვაკუუმი ძალიან საინტერესო ადგილია, სავსეა შესაძლებლობებითა და დაბრკოლებებით ნაწილაკების გზაზე.

ნაწილაკების ფიზიკის სტანდარტული მოდელი

სტანდარტული მოდელი შეიცავს დიდი ალბათობით დაავადების განკურნებას და ეს განკურნება ცნობილია როგორც ჰიგსის მექანიზმი. თუ ეს მართალია, მაშინ დიდმა ადრონულმა კოლაიდერმა უნდა აღმოაჩინოს კიდევ ერთი ბუნებრივი ნაწილაკი - ჰიგსის ბოზონი, რის შემდეგაც ჩვენი შეხედულებები ცარიელი სივრცის შემცველობაზე მკვეთრად უნდა შეიცვალოს.

მასის წარმოშობა

მასის წარმოშობის საკითხი განსაკუთრებით საყურადღებოა იმით, რომ მასზე პასუხი ღირებულია ჩვენი აშკარა სურვილის მიღმა ვიცოდეთ რა არის მასა. შევეცადოთ უფრო დეტალურად ავხსნათ ეს საკმაოდ იდუმალი და უცნაურად აგებული წინადადება.

ეპილოგი: ვარსკვლავების სიკვდილი

როდესაც ისინი იღუპებიან, ბევრი ვარსკვლავი მთავრდება, როგორც ბირთვული მატერიის სუპერმკვრივი ბურთები, რომლებიც გადახლართულია მრავალ ელექტრონთან. ეს არის ეგრეთ წოდებული თეთრი ჯუჯები. ეს იქნება ჩვენი მზის ბედი, როდესაც მას ბირთვული საწვავი ამოიწურება დაახლოებით 5 მილიარდ წელიწადში.

შემდგომი კითხვისთვის

ამ წიგნის მომზადებისას სხვა მრავალი ნაშრომი გამოვიყენეთ და ზოგიერთი მათგანი განსაკუთრებულ აღნიშვნასა და რეკომენდაციას იმსახურებს.

Cox B., Forshaw D. კვანტური სამყარო.
როგორ არის ის, რასაც ვერ ვხედავთ. M.: MIF. 2016 წელი.