Shutterstock
Bayangkan membuka kertas hujung minggu dan melihat halaman teka-teki untuk Sudoku. Anda menghabiskan waktu pagi anda untuk meneliti teka-teki logik ini, hanya untuk menyedari dengan beberapa petak terakhir tidak ada cara yang konsisten untuk menyelesaikannya.
"Saya pasti membuat kesilapan," menurut anda. Oleh itu, anda mencuba lagi, kali ini bermula dari sudut anda tidak dapat menyelesaikan dan mengusahakannya dengan cara lain. Tetapi perkara yang sama berlaku lagi. Anda berada di beberapa petak terakhir dan mendapati tidak ada penyelesaian yang konsisten.
Mengusahakan sifat asas realiti menurut mekanik kuantum sedikit seperti Sudoku yang mustahil. Di mana pun kita bermula dengan teori kuantum, kita selalu berakhir dengan teka-teki yang memaksa kita untuk memikirkan kembali cara dunia pada dasarnya berfungsi. (Inilah yang menjadikan mekanik kuantum sangat menyeronokkan.)
Izinkan saya membawa anda dalam lawatan singkat, melalui pandangan seorang ahli falsafah, dunia menurut mekanik kuantum.
1. Aksi menyeramkan-pada-jarak
Sejauh yang kita ketahui, kelajuan cahaya (sekitar 300 juta meter sesaat) adalah had kelajuan utama alam semesta. Albert Einstein terkenal mengejek prospek sistem fizikal saling mempengaruhi lebih cepat daripada isyarat cahaya yang dapat bergerak di antara mereka.
Kembali pada tahun 1940-an Einstein menyebutnya "aksi seram-pada-jarak" Ketika mekanik kuantum sebelumnya muncul untuk memprediksi kejadian menakutkan seperti itu, dia berpendapat teori itu belum dapat diselesaikan, dan beberapa teori yang lebih baik akan menceritakan kisah sebenarnya.
Kita tahu hari ini sangat tidak mungkin ada teori yang lebih baik. Dan jika kita fikir dunia ini terdiri dari kepingan "barang" yang jelas dan bebas, maka dunia kita harus menjadi satu di mana aksi menyeramkan pada jarak antara barang-barang ini dibenarkan.
2. Melonggarkan cengkaman kita terhadap kenyataan
"Bagaimana jika dunia tidak terbuat dari 'barang' yang jelas dan bebas?" Saya dengar awak cakap. "Lalu, apakah kita dapat menghindari tindakan menakutkan ini?"
Ya kita boleh. Dan ramai di komuniti fizik kuantum juga berfikir seperti ini Tetapi ini tidak akan menghiburkan Einstein.
Einstein telah berdebat lama dengan rakannya Niels Bohr, seorang ahli fizik Denmark, mengenai persoalan ini. Bohr berpendapat bahawa kita semestinya melepaskan idea tentang perkara dunia yang dapat ditentukan dengan baik, sehingga kita dapat menghindari aksi menakutkan pada jarak jauh. Pada pandangan Bohr, dunia tidak mempunyai sifat pasti kecuali kita melihatnya. Ketika kita tidak melihat, fikir Bohr, dunia seperti yang kita tahu tidak ada di sana.
Tetapi Einstein menegaskan dunia harus dibuat sesuatu sama ada kita melihatnya atau tidak, jika tidak, kita tidak boleh saling bercakap mengenai dunia, dan begitu juga sains. Tetapi Einstein tidak dapat memiliki dunia bebas yang jelas, dan tidak ada aksi menyeramkan pada jarak ... atau mungkinkah dia?
3. Kembali ke masa depan
Perbahasan Bohr-Einstein adalah tarif yang cukup biasa dalam sejarah mekanik kuantum. Kurang dikenali adalah sudut kabus dari teka-teki logik kuantum ini di mana kita dapat menyelamatkan dunia bebas yang jelas dan tanpa tindakan menakutkan. Tetapi kita perlu menjadi pelik dengan cara lain.
Sekiranya melakukan eksperimen untuk mengukur sistem kuantum di makmal boleh mempengaruhi bagaimana sistem itu sebelum pengukurannya, maka Einstein boleh mengambil kuihnya dan memakannya juga. Hipotesis ini disebut "retrokesan", Kerana kesan melakukan eksperimen itu mesti berjalan mundur dalam masa.
Sekiranya anda rasa ini pelik, anda tidak bersendirian. Ini bukan pandangan yang sangat umum dalam komuniti fizik kuantum, tetapi mempunyai penyokongnya. Sekiranya anda terpaksa menerima tindakan menakutkan-pada-jarak, atau tidak ada dunia-seperti-kita-tahu-ketika kita tidak melihat, retrocausality tidak seperti pilihan yang pelik.
4. Tiada pemandangan dari Olympus
Bayangkan Zeus bertengger di atas Gunung Olympus, meninjau dunia. Bayangkan dia dapat melihat semua yang telah berlaku, dan akan berlaku, di mana sahaja dan selama-lamanya. Sebut ini "pandangan mata Tuhan" dunia. Adalah wajar untuk berfikir bahawa pasti ada cara dunia ini, walaupun hanya dapat diketahui oleh Tuhan yang maha melihat.
Penyelidikan terkini dalam mekanik kuantum menunjukkan bahawa pandangan mata Tuhan terhadap dunia adalah mustahil, bahkan secara prinsip. Dalam senario kuantum pelik tertentu, saintis yang berbeza dapat melihat dengan teliti sistem di makmal mereka dan membuat rakaman menyeluruh tentang apa yang mereka lihat - tetapi mereka akan tidak setuju tentang apa yang berlaku ketika mereka membandingkan catatan. Mungkin juga tidak ada fakta mutlak mengenai siapa yang betul - bahkan Zeus juga tidak tahu!
Oleh itu, apabila anda menemui Sudoku yang mustahil, yakinlah bahawa anda berada dalam keadaan baik. Seluruh komuniti fizik kuantum, dan mungkin juga Zeus sendiri, tahu betul bagaimana perasaan anda.
Mengenai Penulis
Peter Evans, Felo Penyelidikan Awal Penemuan ARC, Universiti Queensland
Artikel ini diterbitkan semula daripada Perbualan di bawah lesen Creative Commons. Membaca artikel asal.
books_science
