สิ่งกีดขวาง: ความลึกลับที่ยิ่งใหญ่ที่สุดในวิชาฟิสิกส์
Amir Aczel
Four Walls Eight Windows/John Wiley: 2002 320 หน้า $25/£16.99
การเผยเว็บสล็อตแพร่ฟิสิกส์ไม่ใช่เรื่องง่าย กฎพื้นฐานของกลศาสตร์ควอนตัมโดยเฉพาะอย่างยิ่งมีคุณสมบัติต่อต้านสัญชาตญาณหลายอย่างที่ผู้อ่านทั่วไปอาจเข้าใจยาก ดังนั้น ในการถ่ายทอดข้อความ มักจะมีแนวโน้มที่จะทำให้ข้อเท็จจริงง่ายเกินไปจนทำให้ไม่ถูกต้อง น่าเสียดายที่สิ่งนี้ทำให้ฟิสิกส์ควอนตัมลึกลับกว่าที่เป็นจริง
Amir Aczel ตกเป็นเหยื่อของสิ่งนี้เมื่ออธิบายถึงสิ่งกีดขวางซึ่งเป็นคุณลักษณะสำคัญของกลศาสตร์ควอนตัมในหนังสือเล่มใหม่ของเขา ตามที่ผู้เขียนคนอื่นๆ หลายคนทำ เขาเน้นว่าเมื่อระบบควอนตัมสองระบบพันกัน จากนั้นเราวัดหนึ่งในระบบ เราจะทราบ (หรือส่งผลกระทบ) สถานะของอีกระบบทันที ไม่ว่าระบบจะห่างกันแค่ไหน เราถูกชักนำให้เชื่อว่านี่เป็นเรื่องแปลก
อย่างไรก็ตาม ในโลกแบบวันต่อวันที่ฟิสิกส์แบบคลาสสิกของนิวตันอธิบายไว้เป็นอย่างดี เรามักพบกับความสัมพันธ์ ตัวอย่างเช่น ลองนึกภาพว่าคุณกำลังสังเกตการปล้นธนาคาร โจรกำลังเล็งปืนไปที่พนักงานธนาคารที่หวาดกลัว เมื่อมองไปที่เสมียนคุณสามารถบอกได้ว่าปืนหายไปหรือไม่ ถ้าเสมียนยังมีชีวิตอยู่และไม่ได้รับอันตราย คุณก็รู้ว่าปืนไม่ได้ยิง ถ้าเสมียนนอนตาย คุณก็รู้ว่าปืนยิงไปแล้ว ดังนั้นจึงมีความสัมพันธ์โดยตรงระหว่างสถานะของปืนกับสถานะของเสมียน ‘ปืนยิง’ หมายถึง ‘เสมียนตาย’ และ ‘ปืนไม่ยิง’ หมายถึง ‘เสมียนยังมีชีวิตอยู่’ แน่นอนว่าเราคิดว่าโจรยิงเพื่อฆ่าและไม่พลาด
ข้อสังเกตสำคัญ (และน่าประหลาดใจ) คือระบบกลไกควอนตัมอาจมีความสัมพันธ์กันมากขึ้น โดยที่ปืนอยู่ในตำแหน่งที่ ‘ถูกยิงและไม่ถูกยิง’ จากนั้นเสมียนก็อยู่ในสถานะ ‘ตายและมีชีวิตอยู่’ ในเวลาเดียวกัน! ตามกลไกของควอนตัม ผลที่ตามมาของการซ้อนทับนี้มีความสัมพันธ์กันระหว่างอะตอมหรือโฟตอนมากกว่าที่เราคาดไว้แบบคลาสสิก ‘supercorrelation’ ของควอนตัมประเภทนี้ ซึ่งเป็นครั้งแรกที่ John Bell หาปริมาณอย่างแม่นยำในปี 1964 คือสิ่งที่เราเรียกว่า ‘entanglement’
ในช่วงแรก ๆ ของกลศาสตร์ควอนตัม มีความพยายามที่จะใช้การพัวพันเพื่อค้นหาความขัดแย้งในรากฐานของฟิสิกส์ควอนตัมหลายครั้ง อย่างไรก็ตาม ด้วยการหาปริมาณความสัมพันธ์เหล่านี้ Bell ได้นำพวกเขาออกจากขอบเขตปรัชญาของ Einstein และ Niels Bohr และแสดงให้เห็นว่าการพัวพันและความสมบูรณ์ของกลศาสตร์ควอนตัมสามารถอยู่ร่วมกันได้อย่างไร ความสัมพันธ์พิเศษเหล่านี้เป็น ‘ของจริง’ โดยได้รับการยืนยันจากการทดลอง และที่สำคัญกว่านั้น ได้ถูกนำไปใช้กับการเคลื่อนย้ายควอนตัม (ซึ่งคงเป็นไปไม่ได้) และการเข้ารหัสควอนตัมเรียบร้อยแล้ว
แม้ว่าการพัวพันที่เข้าใจง่ายเกินไปก็ตาม
ฉันพบว่า Aczel ได้อธิบายประวัติศาสตร์ที่มีสีสันของมันได้ดีพอๆ กับการพัฒนาสมัยใหม่ เช่น การเทเลพอร์ต แต่สิ่งที่เขาทำได้ดีที่สุดคือการให้ความกระจ่างแก่เราด้วยตัวอย่างบางส่วนเกี่ยวกับนักฟิสิกส์คนสำคัญที่เกี่ยวข้อง ตัวอย่างเช่น ฉันพบเกร็ดเล็กเกร็ดน้อยที่น่าสนใจและตลกขบขันมากมายเกี่ยวกับชีวิตรักของเออร์วิน ชโรดิงเงอร์ เกี่ยวกับจอห์น ฟอน นอยมันน์ที่สาธารณชนชาวอเมริกันมองว่าเป็นมนุษย์ต่างดาว และเกี่ยวกับมิตรภาพระหว่างไฮเซนเบิร์กและบอร์ อย่างไรก็ตาม มีแนวโน้มที่อันตรายในวิทยาศาสตร์ที่เป็นที่นิยมในการยกย่องนักวิทยาศาสตร์ที่เกินกว่าเหตุ ทำให้พวกเขาดูพิเศษกว่าที่เป็นจริง หนังสือเล่มนี้เป็นเส้นแบ่งระหว่างความถูกต้องทางประวัติศาสตร์และความหลงใหลในจินตนาการ
ฉันรู้สึกยินดีเป็นอย่างยิ่งที่ในที่สุดก็มีหนังสือเกี่ยวกับการพัวพันเกือบ 70 ปีหลังจากการค้นพบ และแนะนำให้ผู้ที่สนใจในภูมิหลังทางประวัติศาสตร์และผลเชิงปฏิบัติของกลศาสตร์ควอนตัม อย่างไรก็ตาม ฉันเกรงว่าผู้ที่สนใจในการทำความเข้าใจกลศาสตร์ควอนตัมและวิธีที่นักวิทยาศาสตร์คิดเกี่ยวกับเรื่องนี้ จะดีกว่าการอ่านเรื่องราวยอดนิยมของ Richard Feynman เช่นQED: The Strange Theory of Light and Matter (มหาวิทยาลัยพรินซ์ตัน) กด, 1985).เว็บสล็อต
