Ek en my skaduwee: kwantummeganika daag die konsep van persoonlikheid uit

2024 Outeur: Malcolm Clapton | [email protected]. Laas verander: 2023-12-17 03:44

Hoekom is jy jy? Hoe weet jy dat jy 'n persoon is met 'n unieke karakter en manier van dink? Kwantummeganika raai ons aan om nie so selfversekerd te wees nie. Dit is moontlik dat ons nie almal so verskillend is as wat ons ons voorstel nie.

Martin Guerr en die gesteelde identiteit

Het jy geweet van Martin Guerre? Dit is 'n Franse boer wat hom eens in 'n vreemde en onaangename situasie bevind het. Martin het in 'n klein dorpie gewoon. Toe die seun 24 jaar oud was, het sy eie ouers hom daarvan beskuldig dat hy gesteel het. Herr was gedwing om sy huis te verlaat, sy vrou en seun te verlaat. Agt jaar later het die man na sy geboortedorp teruggekeer, met sy gesin herenig. Drie jaar later het die gesin drie kinders gehad.

Dit het gelyk of alles soos gewoonlik aangaan. Maar 'n buitelandse soldaat het in die dorp verskyn, wat verklaar het dat hy met Martin Gerr in die Spaanse weermag geveg het en dat hy sy been in die geveg verloor het. Martin se familie het begin twyfel of hul familielid drie jaar gelede teruggekeer het huis toe. Ná’n lang verhoor het dit geblyk dat die identiteit van Guerra deur die avonturier Arnault du Tilh “ontvoer” is. Die ware Martin het inderdaad 'n beenamputasie ondergaan en is aangestel vir 'n sinecure by 'n klooster in Spanje. Die verhoor van die "identiteitsdief" was egter so beroemd dat die ware Herr na sy geboortedorp teruggekeer het. Die lot van die avonturier Arnaud du Thiel is met 'n kort doodsvonnis verseël. En Martin self het sy vrou daarvan beskuldig dat sy die bedrieër gehelp het, omdat hy nie glo dat 'n vrou dalk nie haar geliefde man herken nie.

Hierdie verhaal het die gedagtes van skrywers en regisseurs opgewonde gemaak. Op grond van haar motiewe is 'n rolprent geskiet, 'n musiekblyspel opgevoer en selfs 'n TV-reeks is geskiet. Boonop word een van die reekse "The Simpsons" aan hierdie geleentheid opgedra. Sulke gewildheid is te verstane: so 'n insident maak ons opgewonde, want dit maak tot die vinnige seer – ons idees oor identiteit en persoonlikheid.

Hoe kan ons seker wees wie 'n persoon werklik is, selfs die mees dierbare een? Wat beteken identiteit in 'n wêreld waar niks permanent is nie?

Die eerste filosowe het probeer om hierdie vraag te beantwoord. Hulle het aangeneem dat ons in siel verskil van mekaar, en ons liggame is net marionette. Klink goed, maar die wetenskap het hierdie oplossing vir die probleem verwerp en voorgestel om na die wortel van identiteit in die fisiese liggaam te soek. Wetenskaplikes het daarvan gedroom om iets op mikroskopiese vlak te vind wat een persoon van 'n ander sou onderskei.

Dit is goed dat die wetenskap akkuraat is. Daarom, wanneer ons sê "iets op die mikroskopiese vlak", bedoel ons natuurlik die kleinste boublokke van ons liggaam - molekules en atome.

Hierdie paadjie is egter gladder as wat dit met die eerste oogopslag mag lyk. Stel jou byvoorbeeld Martin Guerr voor. Benader hom geestelik. Gesig, vel, porieë … kom ons gaan aan. Kom ons kom so naby as moontlik, asof ons die kragtigste toerusting in ons arsenaal het. Wat sal ons vind? Elektron.

Elementêre deeltjie in 'n boks

Herr is gemaak van molekules, molekules is gemaak van atome, atome is gemaak van elementêre deeltjies. Laasgenoemde word "uit niks" gemaak; hulle is die basiese boustene van die materiële wêreld.

'n Elektron is 'n punt wat letterlik glad nie spasie opneem nie. Elke elektron word uitsluitlik bepaal deur massa, spin (hoekmomentum) en lading. Dit is al wat jy moet weet om die "persoonlikheid" van 'n elektron te beskryf.

Wat beteken dit? Byvoorbeeld, die feit dat elke elektron presies soos enige ander lyk, sonder die minste verskil. Hulle is absoluut identies. Anders as Martin Guerr en sy tweeling is elektrone so eenders dat hulle heeltemal uitruilbaar is.

Hierdie feit het nogal interessante implikasies. Kom ons stel ons voor dat ons 'n elementêre deeltjie A het, wat verskil van elementêre deeltjie B. Daarbenewens het ons twee bokse in die hande gekry - die eerste en die tweede.

Ons weet ook dat elke deeltjie op enige gegewe tydstip in een van die bokse moet wees. Aangesien ons onthou dat deeltjies A en B van mekaar verskil, blyk dit dat daar net vier opsies is vir die ontwikkeling van gebeurtenisse:

• A lê in boks 1, B lê in boks 2;
• A en B lê saam in boks 1;
• A en B lê saam in boks 2;
• A lê in boks 2, B lê in boks 1.

Dit blyk dat die waarskynlikheid om twee deeltjies gelyktydig in een boks te vind 1: 4 is. Groot, het dit uitgesorteer.

Maar wat as deeltjies A en B nie verskil nie? Wat is die waarskynlikheid om twee deeltjies in dieselfde boks te vind in hierdie geval? Verbasend genoeg bepaal ons denke onmiskenbaar: as twee deeltjies identies is, dan is daar net drie opsies vir die ontwikkeling van gebeure. Daar is immers geen verskil tussen die geval wanneer A in blokkie 1 lê, B in blokkie 2 lê, en die geval wanneer B in blokkie 1 lê, A in blokkie 2 lê nie. Die waarskynlikheid is dus 1:3.

Eksperimentele wetenskap bevestig dat die mikrokosmos 'n waarskynlikheid van 1:3 gehoorsaam. Dit wil sê, as jy elektron A met enige ander vervang het, sal die Heelal nie die verskil agterkom nie. En jy ook.

Slim elektrone

Frank Wilczek, 'n teoretiese fisikus by die Massachusetts Institute of Technology en 'n Nobelpryswenner, het tot dieselfde gevolgtrekking gekom as wat ons pas gedoen het. Die wetenskaplike beskou hierdie resultaat nie net interessant nie. Wilczek het gesê dat die feit dat twee elektrone absoluut ononderskeibaar is, die diepste en belangrikste gevolgtrekking uit die kwantumveldteorie is.

'n Beheerskoot is 'n interferensie-verskynsel wat 'n elektron "verraai" en ons sy geheime lewe wys. Jy sien, as jy na 'n elektron sit en staar, gedra dit soos 'n deeltjie. Sodra jy wegdraai, wys dit die eienskappe van 'n golf. Wanneer twee sulke golwe oorvleuel, versterk of verswak hulle mekaar. Hou net in gedagte dat ons nie die fisiese nie, maar die wiskundige konsep van 'n golf bedoel. Hulle dra nie energie oor nie, maar waarskynlikheid - dit beïnvloed die statistiese resultate van die eksperiment. In ons geval - tot die gevolgtrekking van die eksperiment met twee bokse, waarin ons 'n waarskynlikheid van 1: 3 gekry het.

Interessant genoeg vind die verskynsel van interferensie slegs plaas wanneer die deeltjies werklik identies is. Eksperimente het getoon dat elektrone presies dieselfde is: interferensie vind plaas, wat beteken dat hierdie deeltjies nie onderskeibaar is nie.

Waarvoor is dit alles? Wilczek sê die identiteit van elektrone is presies wat ons wêreld moontlik maak. Daarsonder sou daar geen chemie wees nie. Materie kon nie weergegee word nie.

As daar enige verskil tussen die elektrone was, sou alles op een slag in chaos verander. Hulle presiese en ondubbelsinnige aard is die enigste basis vir hierdie wêreld vol onsekerhede en foute om te bestaan.

Goed. Kom ons sê een elektron kan nie van 'n ander onderskei word nie. Maar ons kan een in die eerste boks plaas, die ander in die tweede en sê: "Hierdie elektron lê hier, en daardie een is daar"?

“Nee, ons kan nie,” sê professor Wilczek.

Sodra jy elektrone in bokse sit en wegkyk, hou hulle op om deeltjies te wees en begin hulle golf eienskappe vertoon. Dit beteken dat hulle oneindig verleng sal word. Hoe vreemd dit ook al mag klink, daar is 'n moontlikheid om oral 'n elektron te vind. Nie in die sin dat dit op alle punte gelyktydig geleë is nie, maar in die feit dat jy 'n klein kans het om dit enige plek te kry as jy skielik besluit om terug te draai en daarna te begin soek.

Dit is duidelik dat dit nogal moeilik is om dit voor te stel. Maar 'n selfs meer interessante vraag ontstaan.

Is elektrone so moeilik of die spasie waarin hulle is? En wat gebeur dan met alles wat om ons is as ons wegdraai?

Moeilikste paragraaf

Dit blyk dat jy nog twee elektrone kan vind. Die enigste probleem is dat jy nie kan sê nie: hier is die golf van die eerste, hier is die golf van die tweede elektron, en ons is almal in driedimensionele ruimte. Dit werk nie in kwantummeganika nie.

Jy moet sê daar is 'n aparte golf in driedimensionele ruimte vir die eerste elektron en daar is 'n tweede golf in driedimensionele ruimte vir die tweede. Op die ou end blyk dit - wees sterk! is 'n sesdimensionele golf wat twee elektrone saambind. Dit klink aaklig, maar dan verstaan ons: hierdie twee elektrone hang nie meer nie, niemand weet waar nie. Hulle posisies is duidelik gedefinieer, of liewer, verbind deur hierdie sesdimensionele golf.

Oor die algemeen, as ons vroeër gedink het dat daar ruimte en dinge daarin is, sal ons, met inagneming van die kwantumteorie, ons voorstelling effens moet verander. Ruimte hier is net 'n manier om die onderlinge verbindings tussen voorwerpe, soos elektrone, te beskryf. Daarom kan ons nie die struktuur van die wêreld beskryf as die eienskappe van al die deeltjies saam waaruit dit bestaan nie. Alles is 'n bietjie meer ingewikkeld: ons moet die verbande tussen elementêre deeltjies bestudeer.

Soos jy kan sien, as gevolg van die feit dat elektrone (en ander elementêre deeltjies) absoluut identies aan mekaar is, verkrummel die konsep van identiteit tot stof. Dit blyk dat dit verkeerd is om die wêreld in sy komponente te verdeel.

Wilczek sê dat alle elektrone identies is. Hulle is 'n manifestasie van een veld wat alle ruimte en tyd deurdring. Fisikus John Archibald Wheeler dink anders. Hy glo dat daar aanvanklik een elektron was, en al die ander is net spore daarvan, wat tyd en ruimte deurdring. “Watter nonsens! - jy kan by hierdie plek uitroep. "Wetenskaplikes maak elektrone reg!"

Maar daar is een maar.

Wat as dit alles 'n illusie is? Die elektron bestaan oral en nêrens nie. Hy het geen materiële vorm nie. Wat om te doen? En wat is dan 'n persoon wat uit elementêre deeltjies bestaan?

Nie 'n druppel hoop nie

Ons wil glo dat elke ding meer is as die som van sy samestellende deeltjies. Wat as ons die elektron se lading, sy massa en spin verwyder en iets in die res kry, sy identiteit, sy "persoonlikheid". Ons wil glo dat daar iets is wat 'n elektron 'n elektron maak.

Selfs al kan statistieke of eksperiment nie die essensie van 'n deeltjie openbaar nie, wil ons daarin glo. Daar is immers iets wat elke mens uniek maak.

Gestel daar sal geen verskil tussen Martin Gerr en sy dubbelganger wees nie, maar een van hulle sal stil glimlag, wetende dat hy die regte een is.

Ek wil baie graag daarin glo. Maar kwantummeganika is absoluut harteloos en laat ons nie aan allerhande nonsens dink nie.

Moenie geflous word nie: as die elektron sy eie individuele essensie gehad het, sou die wêreld in chaos verander.

OK. Aangesien elektrone en ander elementêre deeltjies nie werklik bestaan nie, hoekom bestaan ons?

Teorie een: ons is sneeuvlokkies

Een van die idees is dat daar baie elementêre deeltjies in ons is. Hulle vorm 'n komplekse sisteem in elkeen van ons. Dit blyk dat die feit dat ons almal anders is 'n gevolg is van hoe ons liggaam uit hierdie elementêre deeltjies gebou is.

Die teorie is vreemd, maar pragtig. Nie een van die elementêre deeltjies het sy eie individualiteit nie. Maar saam vorm hulle 'n unieke struktuur - 'n persoon. As jy wil, is ons soos sneeuvlokkies. Dit is duidelik dat hulle almal water is, maar die patroon van elkeen is uniek.

Jou essensie is hoe die deeltjies in jou georganiseer is, nie waaruit jy presies gemaak is nie. Die selle in ons liggaam verander voortdurend, wat beteken dat die enigste ding wat saak maak struktuur is.

Teorie twee: ons is modelle

Daar is 'n ander manier om die vraag te beantwoord. Die Amerikaanse filosoof Daniel Dennett het voorgestel dat die konsep van "ding" met die term "regte model" vervang word. Volgens Dennett en sy volgelinge is iets werklik as die teoretiese beskrywing daarvan meer bondig gedupliseer kan word - in 'n neutedop, deur 'n eenvoudige beskrywing te gebruik. Om te verduidelik hoe dit werk, kom ons neem 'n kat as 'n voorbeeld.

So, ons het 'n kat. Tegnies kan ons dit op papier (of feitlik) herskep deur die posisie van elke deeltjie waaruit dit saamgestel is te beskryf en so 'n diagram van die kat op te stel. Aan die ander kant kan ons anders doen: sê net "kat". In die eerste geval het ons groot rekenaarkrag nodig om nie net 'n beeld van 'n kat te skep nie, maar ook, sê, dit te laat beweeg, as ons van 'n rekenaarmodel praat. In die tweede moet ons net diep asemhaal en sê: "Die kat het in die kamer rondgeloop." Die kat is 'n regte model.

Kom ons neem nog 'n voorbeeld. Stel jou 'n komposisie voor wat die linkeroorlel, die grootste olifant in Namibië, en die musiek van Miles Davis insluit. Dit sal baie tyd neem om hierdie voorwerp rekenaarmatig te skep. Maar die verbale beskrywing van hierdie fantastiese monster sal jou ewe veel neem. Dit sal nie werk om te verkort, om ook in twee woorde te sê nie, want so 'n komposisie is onwerklik, wat beteken dit bestaan nie. Dit is nie 'n regte model nie.

Dit blyk dat ons net 'n kortstondige struktuur is wat onder die blik van die kyker verskyn. Fisici gooi olie op die vuur en sê miskien sal dit in die eindstryd blyk dat die wêreld van niks gemaak is nie. Vir eers bly dit vir ons om na mekaar en die wêreld om ons te wys, alles in woorde te beskryf en name te versprei. Hoe meer kompleks die model is, hoe meer moet ons die beskrywing daarvan saamdruk, wat dit werklik maak. Neem byvoorbeeld die menslike brein, een van die mees komplekse stelsels in die heelal. Probeer dit in 'n neutedop beskryf.

Probeer om dit in een woord te beskryf. Wat gebeur?