Ben ve gölgem: kuantum mekaniği kişilik kavramına meydan okuyor

2024 Yazar: Malcolm Clapton | [email protected]. Son düzenleme: 2023-12-17 04:13

neden sen misin Eşsiz bir karaktere ve düşünce tarzına sahip bir insan olduğunuzu nasıl anlarsınız? Kuantum mekaniği bize bu kadar fazla güvenmememizi tavsiye ediyor. Hepimizin hayal ettiğimiz kadar farklı olmamamız mümkündür.

Martin Guerr ve çalınan kimlik

Martin Guerre'yi biliyor muydunuz? Bu, bir zamanlar kendini garip ve tatsız bir durumda bulan bir Fransız köylüsü. Martin küçük bir köyde yaşıyordu. Çocuk 24 yaşındayken, kendi ailesi onu hırsızlıkla suçladı. Herr evini terk etmek zorunda kaldı, karısını ve oğlunu terk etti. Sekiz yıl sonra, adam doğduğu köye döndü ve ailesiyle yeniden bir araya geldi. Üç yıl sonra ailenin üç çocuğu oldu.

Her şey her zamanki gibi devam ediyor gibiydi. Ancak köyde, İspanyol ordusunda Martin Gerr ile savaştığını ve bacağını savaşta kaybettiğini açıklayan yabancı bir asker ortaya çıktı. Martin'in ailesi, akrabalarının üç yıl önce eve dönüp dönmediğinden şüphe etmeye başladı. Uzun bir denemeden sonra, Guerra'nın kimliğinin maceracı Arnault du Tilh tarafından "kaçırıldığı" ortaya çıktı. Gerçek Martin gerçekten de bir bacak ampütasyon geçirdi ve İspanya'daki bir manastırda bir sinecure olarak atandı. Ancak, "kimlik hırsızı" davası o kadar ünlüydü ki, gerçek Herr doğduğu köye geri döndü. Maceracı Arnaud du Thiel'in kaderi kısa bir ölüm cezasıyla mühürlendi. Ve Martin, karısını, bir kadının sevgili kocasını tanıyamayacağına inanmayarak, aldatıcıya yardım etmekle suçladı.

Bu hikaye yazarların ve yönetmenlerin zihinlerini heyecanlandırdı. Onun güdülerine göre bir film çekildi, bir müzikal sahnelendi ve hatta bir dizi bile çekildi. Ayrıca, "The Simpsons" dizilerinden biri bu duruma adanmıştır. Böyle bir popülerlik anlaşılabilir: böyle bir olay bizi heyecanlandırıyor, çünkü hızlı bir şekilde acıtıyor - kimlik ve kişilik hakkındaki fikirlerimiz.

Bir kişinin gerçekten kim olduğundan nasıl emin olabiliriz, hatta en sevdiğimiz kişi bile? Hiçbir şeyin kalıcı olmadığı bir dünyada kimlik ne anlama gelir?

İlk filozoflar bu soruyu cevaplamaya çalıştılar. Ruh olarak birbirimizden farklı olduğumuzu ve bedenlerimizin sadece kukla olduğunu varsaydılar. Kulağa hoş geliyor ama bilim, sorunun bu çözümünü reddetti ve kimliğin kökenini fiziksel bedende aramayı önerdi. Bilim adamları, bir kişiyi diğerinden ayırt edecek mikroskobik düzeyde bir şey bulmayı hayal ettiler.

Bilimin doğru olması güzel. Bu nedenle, “mikroskobik düzeyde bir şey” dediğimizde, elbette vücudumuzun en küçük yapı taşlarını - molekülleri ve atomları kastediyoruz.

Ancak bu yol ilk bakışta göründüğünden daha kaygandır. Örneğin Martin Guerr'ı hayal edin. Ona zihinsel olarak yaklaşın. Yüz, cilt, gözenekler … hadi devam edelim. Cephaneliğimizdeki en güçlü donanıma sahipmişiz gibi mümkün olduğunca yaklaşalım. Ne bulacağız? Elektron.

Bir kutudaki temel parçacık

Herr moleküllerden yapılmıştır, moleküller atomlardan yapılmıştır, atomlar temel parçacıklardan yapılmıştır. İkincisi "hiçten" yapılmıştır; onlar maddi dünyanın temel yapı taşlarıdır.

Elektron, kelimenin tam anlamıyla hiç yer kaplamayan bir noktadır. Her elektron yalnızca kütle, dönüş (açısal momentum) ve yük ile belirlenir. Bir elektronun "kişiliğini" tanımlamak için bilmeniz gereken tek şey bu.

Bunun anlamı ne? Örneğin, her elektronun en ufak bir fark olmaksızın tıpatıp diğerine benzediği gerçeği. Onlar kesinlikle aynıdır. Martin Guerr ve ikizinin aksine, elektronlar o kadar benzer ki, tamamen değiştirilebilirler.

Bu gerçeğin oldukça ilginç sonuçları var. Temel parçacık B'den farklı olan bir temel A parçacığımız olduğunu düşünelim. Ek olarak, iki kutumuz var - birinci ve ikinci.

Ayrıca her parçacığın herhangi bir zamanda kutulardan birinde olması gerektiğini de biliyoruz. A ve B parçacıklarının birbirinden farklı olduğunu hatırladığımız için, olayların gelişimi için sadece dört seçeneğin olduğu ortaya çıkıyor:

• A 1. kutuda, B 2. kutuda;
• A ve B kutu 1'de yan yanadır;
• A ve B kutu 2'de yan yana duruyor;
• A 2. kutuda, B 1. kutuda.

Bir kutuda aynı anda iki parçacık bulma olasılığının 1: 4 olduğu ortaya çıktı. Harika, hallettim.

Peki ya A ve B parçacıkları farklı değilse? Bu durumda aynı kutuda iki tanecik bulunma olasılığı nedir? Şaşırtıcı bir şekilde, düşüncemiz hatasız bir şekilde belirler: eğer iki parçacık özdeşse, o zaman olayların gelişimi için sadece üç seçenek vardır. Sonuçta, A'nın 1. kutuda, B'nin 2. kutuda olduğu durum ile B'nin 1. kutuda olduğu, A'nın 2. kutuda olduğu durum arasında hiçbir fark yoktur. Yani olasılık 1: 3'tür.

Deneysel bilim, mikro kozmosun 1: 3 olasılığına uyduğunu onaylar. Yani, A elektronunu bir başkasıyla değiştirirseniz, Evren farkı fark etmeyecektir. Ve sen de.

sinsi elektronlar

Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde teorik fizikçi ve Nobel Ödülü sahibi Frank Wilczek, az önce yaptığımız gibi aynı sonuca vardı. Bilim adamı bu sonucu sadece ilginç değil. Wilczek, iki elektronun kesinlikle ayırt edilemez olduğunun kuantum alan teorisinin en derin ve en önemli sonucu olduğunu belirtti.

Kontrol atışı, bir elektrona "ihanet eden" ve bize onun gizli yaşamını gösteren bir girişim olgusudur. Oturup bir elektrona bakarsanız, bir parçacık gibi davranır. Arkanızı döndüğünüz anda dalga özelliği gösterir. Bu tür iki dalga örtüştüğünde, birbirlerini güçlendirir veya zayıflatırlar. Bir dalganın fiziksel değil, matematiksel kavramını kastettiğimizi unutmayın. Enerjiyi değil, olasılığı aktarırlar - deneyin istatistiksel sonuçlarını etkilerler. Bizim durumumuzda - 1: 3 olasılığına sahip olduğumuz iki kutulu deneyden elde edilen sonuca.

İlginç bir şekilde, girişim fenomeni, yalnızca parçacıklar gerçekten aynı olduğunda ortaya çıkar. Deneyler elektronların tamamen aynı olduğunu göstermiştir: girişim meydana gelir, bu da bu parçacıkların ayırt edilemez olduğu anlamına gelir.

Bütün bunlar ne için? Wilczek, elektronların özdeşliğinin tam olarak dünyamızı mümkün kılan şey olduğunu söylüyor. Bu olmadan, kimya olmazdı. Madde çoğaltılamadı.

Elektronlar arasında herhangi bir fark olsaydı, her şey bir anda kaosa dönüşürdü. Onların kesin ve kesin doğası, belirsizlikler ve hatalarla dolu bu dünyanın var olmasının tek temelidir.

İyi. Diyelim ki bir elektron diğerinden ayırt edilemez. Ama birini birinci kutuya, diğerini ikinci kutuya koyabilir ve "Bu elektron burada, şu şurada" diyebilir miyiz?

Profesör Wilczek, “Hayır, yapamayız” diyor.

Elektronları kutulara koyup başka yöne baktığınız anda parçacık olmaktan çıkarlar ve dalga özellikleri sergilemeye başlarlar. Bu, sonsuza kadar uzayacakları anlamına gelir. Kulağa ne kadar garip gelse de, her yerde bir elektron bulma olasılığı vardır. Aynı anda her noktada bulunması anlamında değil, aniden geri dönmeye karar verir ve aramaya başlarsanız, onu herhangi bir yerde bulma şansınızın küçük olduğu gerçeğinde.

Bunu hayal etmenin oldukça zor olduğu açıktır. Ancak daha da ilginç bir soru ortaya çıkıyor.

Elektronlar çok mu zor yoksa içinde bulundukları boşluk mu? Peki arkamızı döndüğümüzde etrafımızdaki her şeye ne oluyor?

En zor paragraf

Görünüşe göre hala iki elektron bulabilirsiniz. Tek sorun şu ki: işte birincinin dalgası, işte ikinci elektronun dalgası ve hepimiz üç boyutlu uzaydayız. Kuantum mekaniğinde çalışmaz.

Birinci elektron için üç boyutlu uzayda ayrı bir dalga olduğunu ve ikinci elektron için üç boyutlu uzayda ikinci bir dalga olduğunu söylemelisiniz. Sonunda ortaya çıkıyor - güçlü ol! iki elektronu birbirine bağlayan altı boyutlu bir dalgadır. Kulağa korkunç geliyor ama sonra anlıyoruz: bu iki elektron artık sallanmıyor, kimse nerede olduğunu bilmiyor. Konumları açıkça tanımlanmıştır veya daha doğrusu bu altı boyutlu dalga ile bağlantılıdır.

Genel olarak, daha önce içinde boşluk ve şeyler olduğunu düşündüysek, kuantum teorisini dikkate alarak temsilimizi biraz değiştirmemiz gerekecek. Buradaki boşluk, elektronlar gibi nesneler arasındaki bağlantıları tanımlamanın bir yoludur. Bu nedenle, dünyanın yapısını, onu oluşturan tüm parçacıkların özellikleri olarak tanımlayamayız. Her şey biraz daha karmaşık: temel parçacıklar arasındaki bağlantıları incelememiz gerekiyor.

Görebildiğiniz gibi, elektronların (ve diğer temel parçacıkların) birbiriyle kesinlikle özdeş olması nedeniyle, özdeşlik kavramının kendisi toza dönüşür. Dünyayı bileşenlerine ayırmanın yanlış olduğu ortaya çıktı.

Wilczek bütün elektronların aynı olduğunu söylüyor. Onlar tüm uzaya ve zamana nüfuz eden tek bir alanın tezahürüdür. Fizikçi John Archibald Wheeler farklı düşünüyor. Başlangıçta bir elektron olduğuna ve diğerlerinin sadece onun izleri olduğuna, zaman ve uzaya nüfuz ettiğine inanıyor. "Ne saçma! - bu yerde haykırabilirsin. "Bilim adamları elektronları sabitliyor!"

Ama bir tane var ama.

Ya hepsi bir illüzyonsa? Elektron her yerdedir ve hiçbir yerde yoktur. Maddi bir formu yoktur. Ne yapalım? Peki temel parçacıklardan oluşan bir insan nedir?

Bir damla umut değil

Her şeyin kendisini oluşturan parçacıkların toplamından daha fazlası olduğuna inanmak istiyoruz. Ya elektronun yükünü, kütlesini ve dönüşünü kaldırırsak ve geri kalanında bir şey, kimliği, "kişiliği" elde edersek? Elektronu elektron yapan bir şey olduğuna inanmak istiyoruz.

İstatistikler veya deneyler bir parçacığın özünü ortaya çıkaramasa bile ona inanmak isteriz. Sonuçta, her insanı benzersiz kılan bir şey var.

Diyelim ki Martin Gerr ile dublörü arasında hiçbir fark olmayacak, ama içlerinden biri, kendisinin gerçek olduğunu bilerek sessizce gülümseyecekti.

Buna çok inanmak istiyorum. Ancak kuantum mekaniği kesinlikle kalpsizdir ve her türlü saçmalığı düşünmemize izin vermez.

Aldanmayın: Elektronun kendi bireysel özü olsaydı, dünya kaosa dönüşürdü.

TAMAM. Elektronlar ve diğer temel parçacıklar gerçekten var olmadığına göre, neden varız?

Birinci teori: biz kar taneleriyiz

Fikirlerden biri, içimizde birçok temel parçacık olduğudur. Her birimizde karmaşık bir sistem oluştururlar. Görünüşe göre hepimizin farklı olduğu gerçeği, vücudumuzun bu temel parçacıklardan nasıl oluştuğunun bir sonucu.

Teori garip ama güzel. Temel parçacıkların hiçbirinin kendi bireyselliği yoktur. Ancak birlikte benzersiz bir yapı oluştururlar - bir kişi. İstersen kar taneleri gibiyiz. Hepsinin su olduğu açıktır, ancak her birinin deseni benzersizdir.

Özünüz, tam olarak neyden yapılmış olduğunuz değil, parçacıkların içinizde nasıl düzenlendiğidir. Vücudumuzdaki hücreler sürekli değişiyor, yani önemli olan tek şey yapı.

İkinci teori: biz modeliz

Soruyu cevaplamanın başka bir yolu var. Amerikalı filozof Daniel Dennett, "şey" kavramının "gerçek model" terimiyle değiştirilmesini önerdi. Dennett ve takipçilerine göre, eğer teorik açıklaması daha kısa ve öz bir şekilde tekrarlanabiliyorsa, kısacası basit bir tanımlama kullanılarak bir şey gerçektir. Bunun nasıl çalıştığını açıklamak için örnek olarak bir kediyi ele alalım.

Yani bir kedimiz var. Teknik olarak, oluşturduğu her parçacığın konumunu tanımlayarak onu kağıt üzerinde (veya sanal olarak) yeniden oluşturabilir ve böylece kedinin bir diyagramını çizebiliriz. Öte yandan, farklı şekilde yapabiliriz: sadece "kedi" deyin. İlk durumda, yalnızca bir kedinin görüntüsünü oluşturmak için değil, aynı zamanda, bir bilgisayar modelinden bahsediyorsak, onu hareket ettirmek için de büyük bir hesaplama gücüne ihtiyacımız var. İkincisinde, sadece derin bir nefes almamız ve "Kedi odanın içinde dolaştı" dememiz gerekiyor. Kedi gerçek bir modeldir.

Başka bir örnek alalım. Sol kulak memesini, Namibya'nın en büyük filini ve Miles Davis'in müziğini içeren bir beste düşünün. Bu nesneyi hesaplamalı olarak oluşturmak çok zaman alacaktır. Ama bu fantastik canavarın sözlü açıklaması sizi aynı miktarda alacaktır. Kısaltmak da işe yaramaz, iki kelimeyle de söylemek gerekirse, çünkü böyle bir kompozisyon gerçek değildir, yani yoktur. Bu gerçek bir model değil.

Görünen o ki, bakanın bakışları altında beliren anlık bir yapıyız. Fizikçiler ateşe yakıt ekliyorlar ve belki de sonunda dünyanın hiçten yapılmadığı ortaya çıkacak diyorlar. Şimdilik, birbirimize ve etrafımızdaki dünyaya işaret etmek, her şeyi kelimelerle açıklamak ve isimleri dağıtmak bize kaldı. Model ne kadar karmaşıksa, açıklamasını o kadar sıkıştırmak zorunda kalırız, bu da onu gerçek kılar. Örneğin, evrendeki en karmaşık sistemlerden biri olan insan beynini ele alalım. Bunu kısaca açıklamaya çalışın.

Tek kelimeyle anlatmaya çalışın. Ne oluyor?