ทุกการตัดสินใจของมนุษย์สร้างโลกคู่ขนาน: ลิขสิทธิ์ควอนตัมทำงานอย่างไร

ในการตีความกลศาสตร์ควอนตัมหลายประการ เช่น ของเอเวอเรตต์ สามารถอธิบายเอกภพได้

สมการหนึ่ง - ฟังก์ชันคลื่นควอนตัม ทุกครั้งที่มีกระบวนการควอนตัม (หรือซับอะตอม) เกิดขึ้น กระบวนการนี้จะแบ่งออกเป็นสองส่วน กล่าวคือ โลกคู่ขนานจะถูกสร้างขึ้นอย่างต่อเนื่อง

อย่างไรก็ตาม นักวิทยาศาสตร์ยังไม่ได้พิสูจน์ว่าการตีความเหล่านี้ถูกต้อง พวกเขายังมีข้อบกพร่องร้ายแรงเนื่องจากไม่ได้รับการยอมรับโดยทั่วไป

ปัญหาควอนตัม

กลศาสตร์ควอนตัมอธิบายพฤติกรรมของจิ๋วอนุภาค ประเด็นหลักคือไม่มีความแน่นอนว่าผลลัพธ์ใดที่จะได้รับจากการสังเกต ตัวอย่างเช่น ตามการตีความของทฤษฎี อิเล็กตรอนมีอยู่พร้อมกันในหลายสถานะ จากนั้น เมื่อมีคนทำการวัด อิเล็กตรอนจะ "เลือก" หนึ่งในสถานะเหล่านี้

นั่นคือปัญหา:“ประเด็นของฟิสิกส์” คือการทำนายว่าวัตถุในจักรวาลจะมีพฤติกรรมอย่างไร หากบุคคลขว้างลูกบอลให้คนอื่น คุณสามารถใช้ความรู้ด้านฟิสิกส์ (เช่น กฎคลาสสิกของนิวตัน) เพื่อคาดเดาว่าลูกบอลจะไปที่ไหน แต่ถ้าคุณ "ปล่อย" อิเล็กตรอน คุณจะไม่สามารถระบุได้อย่างแน่ชัดว่าอิเล็กตรอนจะไปสิ้นสุดที่ใด

แนวคิดของลิขสิทธิ์ รูปถ่าย: en.freepik.com

อย่างไรก็ตาม กลศาสตร์ควอนตัมมีเครื่องมือเดียวสำหรับการทำนาย: สมการชโรดิงเงอร์ โดยจะกำหนดฟังก์ชันคลื่นให้กับแต่ละอนุภาคและอธิบายว่ามันเปลี่ยนแปลงไปอย่างไรเมื่อเวลาผ่านไป ในภาพมาตรฐานของกลศาสตร์ควอนตัม ภาพนี้แสดงถึงกลุ่มเมฆแห่งความน่าจะเป็น ในทางกลับกัน จะอธิบายตำแหน่งที่สามารถสังเกตอนุภาคได้ ในกรณีที่ฟังก์ชันคลื่นมีค่าสูง ก็มีความน่าจะเป็นสูง และในกรณีที่ฟังก์ชันคลื่นมีค่าต่ำ ก็มีความน่าจะเป็นเล็กน้อย

อธิบายฟังก์ชันคลื่น (หรือเวกเตอร์สถานะ)สถานะของระบบกลไกควอนตัม หากคุณรู้ คุณจะได้รับข้อมูลที่สมบูรณ์ที่สุดเกี่ยวกับระบบ ซึ่งสามารถทำได้โดยพื้นฐานในระดับพิภพเล็ก ๆ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้ในการคำนวณคุณลักษณะทางกายภาพที่วัดได้ทั้งหมดของระบบ ความน่าจะเป็นที่ระบบจะอยู่ในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งในอวกาศ และวิวัฒนาการเมื่อเวลาผ่านไป ฟังก์ชันคลื่นสามารถพบได้โดยการแก้สมการคลื่นชโรดิงเงอร์

อย่างไรก็ตาม ภาพมาตรฐานนี้ขัดแย้งกันกับปัญหาเมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำการวัดจริงๆ เมื่อไม่ได้มอง ฟังก์ชันคลื่นจะวิวัฒนาการไปเองตามสมการชโรดิงเงอร์ แต่เมื่อนักวิทยาศาสตร์ทำการวัด อนุภาคนี้จะ "ยุบ" และหายไป และอนุภาคนั้นจะปรากฏขึ้นในตำแหน่งใดตำแหน่งหนึ่งที่เป็นไปได้

การตีความควอนตัม

มีสองสิ่งที่มีอยู่ในโลกควอนตัมได้อย่างไร?ชุดกฎที่แตกต่างกันโดยสิ้นเชิงสำหรับพฤติกรรมของฟังก์ชันคลื่นคืออะไร? ในภาพมาตรฐาน ฟังก์ชันคลื่นจะเป็นไปตามสมการชโรดิงเงอร์เมื่อไม่ได้สังเกตและจะยุบลงทันที เรื่องนี้แปลกแต่เป็นเรื่องปกติสำหรับฟิสิกส์ควอนตัม

แนวคิดของลิขสิทธิ์ รูปถ่าย: maxpixel.net

ตรงกันข้ามกับการตีความควอนตัมบางอย่างกลศาสตร์ "แปลง" ฟังก์ชันคลื่นจากเครื่องมือทางคณิตศาสตร์ธรรมดาให้เป็นวัตถุที่มีอยู่จริง ตัวอย่างเช่น การตีความหลายโลก (หรือที่เรียกว่าการตีความเอเวอเรตต์) และทฤษฎีคลื่นนำร่อง

มันทำงานยังไง?

การตีความของเอเวอเรตต์หรือที่เรียกว่าการตีความหลายโลก(MMI) ถือว่าการดำรงอยู่ไม่ทางใดก็ทางหนึ่งนึกถึง “จักรวาลคู่ขนาน” ในแต่ละกฎเหล่านี้มีกฎธรรมชาติเดียวกันทำงานและมีลักษณะเฉพาะโดยค่าคงที่ของโลกเดียวกัน อย่างไรก็ตาม พวกเขาอยู่ในรัฐที่แตกต่างกัน

ตามที่นักฟิสิกส์ มิคาอิล โคร็อบโก กล่าว นี่คือสิ่งที่เป็นอยู่ทำงาน หากระบบควอนตัมเข้าไปพัวพันกับโลกทั้งโลกที่อยู่รอบๆ ระบบ ส่วนต่างๆ ของฟังก์ชันคลื่นจะถูกแยกออกจากกันโดยสิ้นเชิง โดยไม่มี "การล่มสลาย" ราวกับว่าพวกเขาอยู่ในโลกที่แตกต่างกัน นี่คือแนวคิดหลักของการตีความหลายโลกตามที่อธิบายจักรวาลทั้งหมดด้วยฟังก์ชันคลื่นลูกเดียว

ในขณะเดียวกัน ก็มี “โลก” ที่แตกต่างกันเกิดขึ้นในแต่ละแห่งเวลาที่ "ล่มสลาย" เกิดขึ้น—ปฏิสัมพันธ์ของระบบกับสภาพแวดล้อม ในกรณีนี้ โลกหนึ่งถูกแบ่งออกเป็นหลายโลก ตามกิ่งก้านของฟังก์ชันคลื่น และโลกเหล่านั้นจะไม่โต้ตอบกันอีกต่อไป

แนวคิดของลิขสิทธิ์ รูปถ่าย: maxpixel.net

ในการตีความนี้ไม่มีสิ่งที่เรียกว่าการวัด ไม่มีกระบวนการพิเศษหรือ "เคล็ดลับ" ที่จะทำให้ฟังก์ชันคลื่นหายไป แต่อนุภาคแต่ละอนุภาคในจักรวาลถูกกำหนดฟังก์ชันคลื่นของตัวเอง และอนุภาคแต่ละตัวก็วิวัฒนาการต่อไปอย่างไม่มีกำหนดตามสมการชโรดิงเงอร์

เมื่ออนุภาคมีปฏิกิริยาโต้ตอบ รูปคลื่นของพวกมันฟังก์ชั่น "ทับซ้อนกัน" ในช่วงเวลาสั้น ๆ ในกลศาสตร์ควอนตัม เมื่อสิ่งนี้เกิดขึ้น อนุภาคจะเชื่อมโยงกันตลอดไป ฟังก์ชันคลื่นหนึ่งอธิบายอนุภาคทั้งสองพร้อมกันในกระบวนการพัวพันกับควอนตัม โดยทั่วไปแล้ว อนุภาคทุกอนุภาคในจักรวาลจะพันกัน ส่งผลให้เกิดฟังก์ชันคลื่นสากลเพียงเส้นเดียวที่อธิบายจักรวาลทั้งหมดได้ "ในการถลาลงเพียงครั้งเดียว"

ลิขสิทธิ์ควอนตัมทำงานอย่างไร

แต่ถึงแม้จะมีคลื่นสากลก็ตามฟังก์ชั่น ความสุ่มยังคงเป็นกุญแจสำคัญในกลศาสตร์ควอนตัม Paul Sutter ศาสตราจารย์วิจัยด้านฟิสิกส์ดาราศาสตร์ที่ SUNY Stony Brook University อธิบายกับ WordsSideKick.com เพื่ออธิบายสิ่งนี้ ตามการตีความทั้งสอง ฟังก์ชันคลื่นจะแยกทุกครั้งที่มีปฏิกิริยาควอนตัมเกิดขึ้น และในจักรวาลที่ซ้ำกันแต่ละอัน อิเล็กตรอนจะมีพฤติกรรมแตกต่างกัน กระบวนการนี้สร้างลิขสิทธิ์ควอนตัม

แนวคิดของลิขสิทธิ์ รูปถ่าย: en.freepik.com

โดยพื้นฐานแล้ว ทุกปฏิสัมพันธ์จะอยู่ในระดับหนึ่งคือควอนตัม มีจักรวาลคู่ขนาน แต่ละแห่งมีผลที่ตามมาของทางเลือกอื่นที่เป็นไปได้ที่บุคคลอาจเลือกได้ตลอดชีวิต โดยพื้นฐานแล้ว บุคคลหนึ่งถูก "แยกออก" อย่างต่อเนื่องในขณะนี้ โดยแบ่งออกเป็นหลายชุดในทุกตัวเลือก ทุกการเคลื่อนไหว และทุกการกระทำ

"แยก" ของบุคคล

ความซับซ้อนของลิขสิทธิ์ควอนตัมก็คือมันใหญ่โตเกินจินตนาการ ท้ายที่สุดแล้ว ไม่เพียงแต่การตัดสินใจอย่างมีสติเท่านั้นที่นำไปสู่การ "แตกแยก" แต่ยังรวมถึงปฏิกิริยาทางควอนตัมทุกครั้งด้วย แม้แต่การอ่านบทความนี้ คุณกำลังกระตุ้นให้เกิด “การแตกกระจาย” ของจักรวาลจำนวนนับไม่ถ้วนที่เหมือนกันทุกประการ ยกเว้นรายละเอียดควอนตัมเล็กๆ น้อยๆ ที่ไม่มีนัยสำคัญที่เกิดขึ้นในสมาร์ทโฟนหรือแล็ปท็อป นั่นเป็นจำนวนมาก

คำถามหลักของลิขสิทธิ์ควอนตัม

ปัญหาคือคนรับรู้จิตสำนึกโดยรวม และสมองต้องใช้เวลาในการบูรณาการข้อมูลทางประสาทสัมผัสทั้งหมดเข้ากับการรับรู้อย่างมีสติของโลก แต่ถ้าบุคคลหนึ่งถูก "แตกแยก" อยู่ตลอดเวลา เราจะรักษาประวัติศาสตร์อัตลักษณ์ของเราให้สม่ำเสมอได้อย่างไร?

ยิ่งกว่านั้นไม่มีทฤษฎีกายภาพเหล่านี้เลยไม่ได้อธิบายว่าการแยกจักรวาลเกิดขึ้นได้อย่างไร ไม่มีใครรู้ว่าสิ่งนี้เกิดขึ้นเร็วแค่ไหนและเหตุใดผู้คนจึงไม่สามารถสังเกตได้ ยังคงมีคำถามเปิดอยู่ว่าผู้คนสร้างความน่าจะเป็นของกลศาสตร์ควอนตัมขึ้นใหม่ด้วยจักรวาลที่แยกออกจากกันเหล่านี้ได้อย่างไร กล่าวคือ จักรวาลจะ "รู้" ได้อย่างไรว่าจักรวาลใดที่แยกตัวออกมาเพื่อก่อให้เกิดปฏิสัมพันธ์ของควอนตัมแต่ละครั้ง ในอนาคต บางทีนักวิทยาศาสตร์อาจจะสามารถตอบคำถามนี้และคำถามอื่นๆ ได้

อ่านเพิ่มเติม:

ชมการปะทุของภูเขาไฟที่ทรงพลังที่สุดบนดวงจันทร์ของดาวพฤหัสบดี

มีการค้นพบสิ่งพัวพันทางควอนตัมชนิดใหม่: โฟตอน "จำ" โครงสร้างของอะตอม

ความเป็นโลหะของดวงอาทิตย์นั้นสูงกว่าที่คิด: สิ่งที่นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์ได้เรียนรู้

บนหน้าปก: แนวคิดของลิขสิทธิ์ ภาพถ่าย: maxpixel.net