Как квантовая механика изменила представление человека о реальности
Квантовая механика является одним из настоящих прорывов в науке, который позволил ученым объяснить различные явления на уровне атомных и субатомных частиц.
По мере развития квантовой теории, с ее помощью начали доказывать столько разных «тайн», что Эйнштейн как-то заявил: «чем успешнее квантовая теория, тем глупее она выглядит». Поэтому не удивительно, что квантовая механика оказала огромное влияние на то, как люди воспринимают Вселенную.
1. Вселенная - голограмма
Квантовая механика: вселенная может быть голограммой.
Одной из интерпретаций мира, к которой привела квантовая механика, является идея, что трехмерная вселенная является лишь голограммой. Согласно сообщениям из германо-британской обсерватории, якобы была обнаружена небольшая рябь в пространстве-времени, что может быть доказательством квантовой пикселизации.
2. Быстрые технологии - неточные инновации
Квантовая механика: чем быстрее меняются технологии, тем более неточными становятся инновации.
По мере развития технологий, неудивительно, что возрастает потребность в точности. Неточность или погрешность различных приборов, таких как часы и термометры, можно было бы отнести к явлению квантового шума. Этот шум препятствует идеально точным измерениям. Таким образом, за счет устранения этого шума, такие приборы, как атомные часы или квантовые термометры, обеспечивают идеальную точность.
3. Свет можно контролировать и концентрировать
Квантовая механика: свет можно контролировать и концентрировать для выполнения различных функций.
Оказывается, когда-то считалось, что у лазеров, которые стали возможными благодаря квантовой механике, нет никакого практического применения. Тем не менее, инновации позволили лазерам применяться в различных изобретениях: от проигрывателей компакт-дисков до систем противоракетной обороны.
4. Случайность можно рассчитать
Квантовая механика: случайность можно рассчитать и спрогнозировать.
По мнению ученых, с точки зрения квантовой механики ничто не может по-настоящему случайным. К примеру, если иметь достаточно информации о броске костей, то можно построить его математическую модель-имитацию и заранее предсказать результат. Тем не менее, за счет создания квантового шума и измерения его уровня, можно создавать действительно случайные числа, которые могут быть использованы для шифрования данных.
5. Измерение объектов
Квантовая механика: объекты ведут себя по-разному при их измерении.
Одной из самых ранних интерпретаций квантовой механики является Копенгагенская интерпретация, которая предполагает, что во время акта измерения частицы меняют свое поведение. Согласно копенгагенской интерпретации, частицы существуют в разных состояниях, но в момент измерения фиксируется только одно состояние. Это может казаться странным, но подобное действительно подтверждается концепцией коллапса волновой функции в области математики.
6. Существует более одной вселенной
Как уже стало понятно, благодаря квантовой механике происходят настоящие научные прорывы. Даже само понятие Мультивселенной или существования всех возможных реальностей также является продуктом различных интерпретаций квантовой физики. Подтверждения этого можно найти в данных орбитальных обсерваторий, которые следуют остатки Большого взрыва, а также различных математических моделях циклической вселенной.
7. Минимум 11 измерений
Квантовая механика: существует более одного измерения.
Квантовая механика породила теория струн, а теория струн привела к появлению теории нескольких измерений. По мнению исследователей, Вселенная состоит из, по меньшей мере, 11 измерений.
8. Свет может потребляться и распадаться
Квантовая механика: свет является объектом, который может потребляться и распадаться.
На основе теории поля, квантовой физики и общей теории относительности было выведено, что черная дыра представляет собой область пространства-времени, из которой сила тяжести предотвращает испускание наружу чего-либо, в том числе света. Дыра названа черной, поскольку она способна поглощать весь свет вокруг себя. Что довольно страшно, общепринятое предположение гласит, что гигантские черные дыры существуют в центре большинства галактик.
9. Электромагнитным полем можно управлять
Квантовая механика: управляемое электромагнитное поле.
Сверхпроводимость является квантово-механическим явлением, при котором электрическое сопротивление равно нулю, а также происходит выталкивание магнитного поля из объема сверхпроводника при охлаждении ниже определенной температуры. Сверхпроводящие магниты являются очень мощными электромагнитами, которые используются в аппаратах магнитно-резонансной томографии и масс-спектрометрах. В будущем они также могут быть использованы в высокопроизводительной передаче энергии, накоплении энергии и магнитном охлаждении.
10. Свет может быть транспортом
Квантовая механика: свет может быть использован в качестве транспорта.
Это больше не научная фантастика: материю можно «разобрать» на частицы, транспортировать со скоростью света и повторно собрать в другом месте. Это стало возможным с передачей данных и крупных молекул, но сделать подобное с людьми вряд ли можно будет сделать в ближайшем будущем. Также нужно учитывать то, что согласно квантовой физике, если разобрать человеческий организм на молекулы и собрать его в другом месте, объект изменится, поскольку нельзя сделать точную копию.
11. Полупроводниковые кристаллы в медицине
Квантовая механика: полупроводниковые кристаллы в медицине.
Недавно ученые обнаружили крошечные полупроводниковые кристаллы, которые могут очень быстро привести к настоящему прорыву в области медицины. Эти квантовые точки якобы светятся при воздействии ультрафиолетового излучения. То есть их можно использовать для локализации раковых клеток.
12. Бозон Хиггса
Квантовая механика: существует частица, которая придает массу даже мельчайшим формам материи.
Квантовая механика также породила экзистенциальные проблемы. Бозон Хиггса в народе больше называют частицей Бога за то, что он, как полагают, придает массу некоторым из наиболее фундаментальных частиц, таким как электроны и глюоны. Найдя и выделив бозон Хиггса, ученые смогли бы понять, каким образом материя может быть сбалансирована с антиматерией и что на самом деле случилось со Вселенной после Большого взрыва.
13. Квантовые компьютеры
Квантовая механика: квантовые компьютеры могут работать быстрее, чем цифровые аналоги.
Квантовые компьютеры являются одной из областей применения квантовой механики, которая может революционизировать технологию вычислительных машин. По сравнению с цифровыми компьютерами, которые кодируют данные в двоичной системе, квантовые компьютеры используют квантовые свойства для хранения данных и выполнения операций, которые позволили бы производить вычисления и алгоритмы намного быстрее, чем сейчас.
14. Квантовое туннелирование
Квантовая механика: туннелирование может быть применено к современным гаджетам.
Явление квантового туннелирования возникло из квантово-механического термина, при котором частица преодолевает потенциальный барьер в случае, когда ее полная энергия меньше высоты барьера. Квантовое туннелирование играет важную роль в работе многочисленных устройств, таких как выключатель света, микросхема флэш-памяти и USB-накопитель.
15. Путешествия во времени
Квантовая механика: люди могут путешествовать во времени.
Исследования в квантовой механике предоставили возможность экспериментов относительно возможности путешествия из нашего мира в альтернативные мир и время. В ходе эксперимента в 2010 году ученые смогли точно определить, как изолированный кусок металла может двигаться и стоять на месте в одно и то же время. Это происходит из-за способности квантовых частиц двигаться назад и вперед через временной континуум. Эта способность может привести к возможному появлению путешествий во времени в ближайшем будущем.