Modalni realizam i Everettovi svjetovi

Život je čudna stvar. Kroz život se susretnemo sa raznim situacijama; sa onim radi kojih želimo živjeti vječno, kao i sa onim zbog kojih poželimo da smo mrtvi. I radimo prave stvari. Radimo i greške. Učimo kako živjeti. I na kraju nam, ako smo sretni i ako je vjerovati svim tim biografijama u kojima se opisuju zadnji trenutci, ostaju sjećanja, spomenik našem životu čiju ljepotu procjenjujemo kada se život lagano približava svome kraju. Svatko ima svoju prošlost na koju ne može utjecati. Može je zaboraviti, može se pretvarati da nije tu, ali svatko je ima. No, život postaje još čudnija stvar kada u sve to uključimo Davida Lewisa i Hugh Everetta III, jer tada ne postoji samo jedna prošlost, nego njih beskonačno. Kao i sadašnjosti. Kao i budućnosti. I svaka je stvarna i svaku smo proživjeli, proživljavamo ili ćemo je proživjeti. O tome ćemo govoriti u ovom tekstu.

Koliko ideja toliko svjetova

Vjerujem, kao i Vi, da su se stvari mogle dogoditi na bezbroj različitih načina. No, što to znači? Normalni jezik dopušta parafrazu: stvari su se mogle odigrati na mnoge način osim onog na koji su se odigrale … vjerujem  u postojanje entiteta koje bi se mogli zvati ‘načini na koje su se stvari mogle odigrati’. Nazovimo ih ‘mogući svjetovi’.



Ovo je poznati pasus Davida Lewisa, američkog filozofa, kojim je udario temelje modalnog realizma. Modalni realizam je pogled u kojem su svi mogući svjetovi („mogući svjetovi“ je pojam koji se koristi u logici i koji ima apstraktno značenje kod razmatranja vjerojatnosti) postoje i jednako su stvarni  kao i ovaj svijet u kojem živimo. To je jedan od šest aksioma na kojem se temelji modalni realizam; ostali se svoda na to da su mogući svjetovi slični našima, ne mogu se reducirati na nešto elementarnije, da pod definicijom „stvaran svijet“ mislimo zapravo na ovaj u kojem jesmo ali to ne znači da su ovi ostali manje stvarni, te da su svi ti mogući svjetovi prostornovremenski izolirani jedni od drugih (jer da nisu, onda bi mogli reći da pripadaju istom svijetu) itd. Dakle, po Lewisu, kada kažemo „x je moguć“ to znači da postoje mogući svjetovi u kojem je x istinit. Ako kažemo „x je nužan“ to znači da je u svim mogućim svjetovima x istinit. Mala digresija, primijetimo kako su i najjednostavniji matematički aparati kao ovaj „x“ vrlo korisni; da sam umjesto iksa stavljao nekakav primjer iz stvarnoga života, sigurno bi mi bio potreban dodatni pasus da ukažem na bit; isto tako bismo mogli svaki matematički rad pretvoriti u stotine stranica teksta, sasvim bespotrebno. Lewis tvrdi da je taj mogući svijet realan jer je logika koja je tvori konzistentna i, uostalom, kako bismo uopće mogli razgovarati da se nešto moglo dogoditi ako taj mogući događaj nije jednako stvaran kao i ovaj što se dogodio.



Katkada žalimo za nekim stvarima koje smo trebali učiniti u prošlosti, ali po Lewisu ne treba žaliti, jer smo samom pomisli na to što smo mogli napraviti stvorili svijet u kojem smo to napravili. Možda su nam neki planovi propali, ali sami planovi su kreirali mnoštvo mogućih svjetova u kojem su oni stvarni.  Cijeli modalni realizam mogli bismo skratiti sa ovim opisom: postoji sve što zamislite; recimo da ste zamislili svijet u kojem ste poznata rock zvijezda (premda ne znam tko bi to želio; previše buke i napornih ljudi koji vas opsjedaju) – voila, on postoji! Logički je konzistentan, pa zašto onda ne bi postojao.

Nakon što pročitate pasus o modalnom realizmu, možete slobodno ispustiti onaj čuveni samoglasnik sa impliciranim upitnikom na kraju: i? I što sada? Pa ovo je samo jedan od bezbroj pogleda na svijet. I uistinu modalni realizam sam po sebi ne bi bio ništa poseban, bar ne ljudima koji se bave fundamentalnim znanostima kao što je fizike, da se zapravo poprilično dobro ne slaže sa nečim što u fizici nazivamo „interpretacija više svjetova“ (eng. many-worlds interpretation ili skraćeno MWI).  Da bismo uopće mogli govoriti o tome što nam ta interpretacija govori, moramo se upoznati malo bliže sa kvantnom mehanikom.

Uspon Kopenhagena

Na pitanje kada je kvantna mehanika nastala teško je odgovoriti; premda većina autora predlaže da je riječ o 12. prosinca 1900. g. kada je Max Plack predstavio rješenje ultraljubičaste katastrofe na način da je kvantizirao oscilatore. No, pošto je sam tvrdio da je to tek matematički trik, pošto je bio neprijatelj ideje da kvantizira elektromagnetske valove, pošto u to vrijeme nisu još bili poznati fundamentalni koncepti kvantne mehanike itd. – upitno je koliko se to može uzeti za rođenje kvantne mehanike. Bilo kako bilo, negdje dvadesetih godina prošloga stoljeća ofromirana je tzv. ortodoksna kvantna mehanika, koja je kasnije (negdje pedesetih) nazvana „Kopenhagenška kvantna mehanika“ i to je bio naziv kojeg su uglavnom rabili protivnici ortodoksne kvantne mehanike. Jedna vrsta ruganja, kao što je i pojam Big Bang bio skovan tako od protivnika same teorije u smislu ismijavanja iste. Cijela ta priča je vrlo čudna. Albert Einstein, koji je dao doprinos kvantnoj na način da je kvantizirao elektromagnetske valove (sjetimo se da Einstein nije dobio Nobelovu nagradu za specijalnu ili opću teoriju relativnosti, po kojoj je poznat, nego upravo za objašnjenje fotoelektričnog učinka u kojem je predstavio kvant elektromagnetskog vala – foton), postao je glavni neprijatelj kvantne nakon što ju je Kopenhagen interpretirao na svoj način. Erwin Schrodinger, koji je zaslužan za osnovnu jednadžbu u kvantnoj mehanici, koja se njemu u čast naziva Schrodingerova valna jednadžba, rekao je, nakon što mu je Kopenhagen interpretirao jednadžbu na način koji je bio drugačiji od njegove interpretacije, da ne želi imati više nikakve veze sa kvantnom mehanikom i ostatak života je proveo u Dublinu, baveći se biofizikom i držeći seminare u kojima je, ukratko, objašnjavao zašto je Kopenhagenška interpretacija pogrešna. Louis de Broglie, koji je zaslužan za valnočestični opis prirode, jedno vrijeme je prihvatio Kopenhagen, ali ubrzo je postao protivnik istoga zagovarajući svoju val-pilot interpretaciju. Ako primijetimo da su se i pripadnici Kopenhagena znali sukobljavati oko fundamentalnih principa (npr. Heisenberg i Bohr oko tumačenja neodređenosti), možemo zaključiti da stanje oko interpretacije kvantne mehanike već tada, na samome začetku, nije bilo čisto.


Bohr, Heisenberg i Pauli

Bilo kako bilo, standardna verzija kvantne mehanike je bila utemeljena, a ti temelji shvaćanja Kopenhageške interpretacije mogli bi se zapisati u nekoliko glavnih točaka:

   * Sistem je, od strane promatrača, u potpunosti opisan valnom funkcijom \psi .
   * Prilikom opservacije (mjerenja) dolazi do kolapsa valne funkcije; odnosno, sistem iz stanja superpozicije svih mogućih stanja, nakon mjerenja izbaci samo jedno i valna funkcija prestaje postojati.
   * Priroda je, po Bornovom pravilu, probabilistična, a ne deterministička.
   * Pošto se mogu izvesti iz kvantne mehanike, Heisenbergove relacije neodređenosti su bit prirode.
   * Ne postoji kauzalnost.
   * Kako su uređaji klasični, tako i spadaju pod zakone klasične fizike; dakle, postoje dva svijeta – svijet klasične fizike koja opisuje ovaj naš normalan svijet i svijet kvantne mehanike koja opisuje mikrosvijet.
   * Kvantna mehanika je konačna (potpuna) teorija; ne postoje skrivene varijable.

Svaka od ovih točaka je od fundamentalne važnosti za shvaćanje svemira u kojem živimo i mogao bi se napisati po jedan članak o svakoj. Neke od ovih točaka su promijenjen u kasnijim verzijama Kopenhagenške interpretacije (tipa šesta!) itd. Nakon što se interpretacija formirala, krenule su primjene kvantne u raznim proračunima i svijet je napredovao koristeći jak matematički aparat kvantne, ne mareći previše za samu suštinu teorije. I sve bi to bilo idilično i krasno da se nije pojavila osoba koju su izrazito frustrirali temelji Kopenhageške kvantne mehanike.

Hugh Everett III

I don’t leave the house much
I don’t like being around people
Makes me nervous and weird
I don’t like going to shows either
It’s better for me to stay home
Some might think it means i hate people
But that’s not quite right

Ovim stihovima Mark Everett, sin od Hugh Everetta III, opisao je svoga oca u pjesmi „Things the grandchildren should know“. Čovjeka koji je samo tri godine svoga života posvetio kvantnoj mehanici i u te tri napravio revoluciju. No, pošto ga nitko nije razumio čovjek je odustao od svega i otišao raditi za vojsku; oženio se, imao dvoje djece, živio tihim životom (Mark piše da gotovo nikada nije pričao sa njim, osim kada Hughu nešto ne bi bilo jasno pa bi postavio pitanje), i umro u 51. godini od srčanog udara. Kao zakleti ateist, ima je želju da ga se spali i baci u smeće. Par godina nakon njegove smrti, želja mu je ispunjena.  Poslije njegove smrti, kći mu se ubila sa porukom kako ide ocu u paralelni svemir, a žena mu je umrla od tumora. Mark je ostao sam, formirao grupu Eels i postao rock zvijezda.



Dok je bio doktorant na Princetonu, nakon što je završio kemijski inženjering i magistrirao na teoriji igara, mučila ga je upravo ova odijeljenost klasičnog i kvantnog svijeta (točka 6.), a još i više ga je mučio kolaps valne funkcije (2.). Da bi smo mogli raspravljati o tome, moramo malo bolje razumjeti sam princip mjerenja u kvantnoj mehanici; stoga ćemo uvesti misaoni eksperiment u kojem ćemo mjeriti projekciju spina elektrona na os z. Spin je intristično svojstvo koje je toliko neobično da ne odgovara ni Bohrovom principu korenspodencije, tj. ne možemo ga povezati (makar i metaforički) sa ničim što smo vidjeli u klasičnoj fizici (s ničim iz našega iskustva). Iz teorije znamo da stanje spina elektrona, u ovom slučaju, mora biti ili +1/2 (gore) ili -1/2 (dolje). Trećeg rješenja nema. Prije nego izvršimo mjerenje, ovaj sistem opisujemo valnom funkcijom (1):



Ako se sjetimo da je u kvantnoj vjerojatnost zapravo kvadrat valne funkcije, vidimo da je korijen iz dva tu u svrhu osiguravanja da ukupna vjerojatnost nalaženja spina u stanju gore ili dolje iznosi jedan (tj. sigurno ćemo naći spin ili u stanju gore ili u stanju dolje). Dakle, stanje elektrona je u superpoziciji „gore“ i „dolje“, ali ni „gore“ ni „dolje“ – riječ je o apstraktnom stanju. Nakon što izvršimo mjerenje, dobit ćemo jedno rješenje (ili „gore“ ili „dolje“) i tada kažemo da dolazi do kolapsa valne funkcije iz svih mogućih stanja u samo jedno koje dobivamo kao eksperimentalni rezultat. Ono što je šokirajuće u ovom svemu jeste da je elektron prije mjerenja bio u superpoziciji dva stanja; to je toliko frustriralo Erwina Schrodingera (jednog od začetnika kvantne mehanike) da je sve to opisao paradoksom u kojem je mačka u izoliranoj kutiji pod prijetnjom otrova koji će biti pušten iz boce u slučaju raspada određene nuklearne jezgre. Kada promatrač otvori kutiju, znati će je li mačka živa ili mrtva. No, prije nego je otvori (vrši mjerenje) i prije nego valna funkcija kolapsira u jedno stanje (živa ili mrtva) mačka će, po jednadžbi, biti u superpoziciji ta dva stanja, odnosno i živa i mrtva. Taj eksperiment poznat je i kao Schrodingerova mačka, a za Schrodingera je predstavljao ozbiljan paradoks koji implicira Kopenhagenška škola kvantne mehanike, jer nije vjerovao da bi mačka uistinu mogla biti u stanju koje je sablasno (živo i mrtvo).


Schrodingerova mačka

Nešto je trulo u državi Danskoj

Everett se pita zašto se sistem ‘uređaj’, po Kopenhagenu, opisuje klasičnom fizikom, ako se isti sastoji od podsistema (atomi) koje, Kopenhagen, opisuje kvantnom mehanikom, nije li to kontradiktorno? Također, obazirući se na kolaps valne funkcije, upućuje kritiku kako je moguće da se sistem (npr. elektron) ponaša deterministički po Schrodingerovoj jednadžbi gdje je u superpoziciji svih stanja, ali onda odjednom, činom mjerenja, jedno od tih stanja dobiva mistično svojstvo realnoga i jedno od tih stanja se sada uzima kao stvarno, dok su ostali bili matematička apstrakcija.  Ako pogledamo Schrodingerovu jedadžbu, ona je reverzibilna i cijeli taj proces u kojem je elektron u superpoziciji jeste reverzibilan, ali kada dođe do mjerenja, dolazi do ireverzibilnog procesa, što je također nerviralo Everetta jer kako može cijeli proces biti reverzibilan i onda se opet nešto mistično dogodi i dođe do ireverzibilnosti.

Ako uzmemo da je Kopenhagenška interpretacija točna, to bi značilo da kvantna mehanika ne može opisati cijeli svemir! Naime, ako  uzememo u obzir da se sve u svemiru sastoji od promatrača i promatranog, a kvantna mehanika može opisati samo ono što se promatra (a ne i promatrača jer je to van domene valne funkcije), znači da kvantna mehanika ne može opisati cijeli svemir i s tim se Everett nikako nije mogao složiti.


Naslovnica magazina Nature na pedeseti rođendan MWI

Sve su to problemi koje je Everett pod vodstvom mentora Johna Wheelera, pokušavao riješiti. Tri godine intenzivnog rada urodilo je doktorskom disertacijom „Teorija univerzalne valne funkcije“, sa ukupno 137 stranica teksta (inače, jako važan broj u fizici – ako ne znate zašto, goglajte „1/137“!). Glavni cilj disertacije mu je bio da promatrača razriješi svete dužnosti odlučivanja što je stvarno, a što ne, i kvantnu mehaniku poopći na cijeli svemir, a ne samo na promatrano. Everett u jednom misaonom eksperimentu dočarava apsurdnost Kopenhagenške interpretacije kvantne mehanike:

Uzimo osobu u nekom laboratoriju koji je izoliran od vanjskog utjecaja, negdje u dubokom svemiru. Unutar njega osoba A se sprema da izvrši kvantnomehaničko mjerenje (recimo spin elektrona). Prije nego izvrši mjerenje, spin elektrona je u superpoziciji dva stanja opisanih valnom funkcijom, kao što smo dali u prethodnom primjeru. Osoba A ima tjedan dana da izvrši eksperiment i sve dok ga ne izvrši, sistem koji promatra će biti u superpoziciji. Zamislimo sada da osoba B promatra izolirani laboratorij izvana. Osoba B sada opisuje taj izolirani sustav drugom valnom funkcijom. Osobu B također zanima u kojoj je poziciji spin elektrona (kojeg i A mjeri) i čekat će sedam dana dok ne izvrši mjerenje, jer zna da osoba A mora u roku od sedam dana izvršiti mjerenje. Njegova valna funkcija nudi superpoziciju raznih rješenja u smislu rješenja koje će osoba A zapisati u bilježnicu nakon mjerenja. Osoba A treći dan odluči mjeriti i vidi da je spin elektrona +1/2 i zapiše to u bilježnicu. Sedmi dan osoba B vrši mjerenje i vidi da u bilježnici osobe A piše da je spin elektrona +1/2 i tvrdi sljedeće: osoba A i sistem su bili u superpoziciji moje valne funkcije i tek kada sam izvršio mjerenje u bilježnici se pojavio ovaj rezultat. To dovodi do apsurda. Također, vidimo da ovaj način gledanja vodi do solipsizma, odnosno ideje da u ovom svemiru samo jedna osoba zapravo postoji. Jer, uistinu, upitno je kako osoba A može reći za sebe da je stvarna kada nije niti postojala dok je osoba B nije opservirala. No, to bismo mogli proširiti uvođenjem osobe C koja promatra sistem osobe B, a zatim osobe D koja promatra sistem osobe C i tako sve dok na kraju ne bismo došli do jedne osobe X koja sve to promatra i koja je zapravo apsolutni promatrač i o njoj ovisi što je stvarno, a što ne. I tu nam dolazi solipsizam.

God acts in mysterious ways, quantum mechanics in even more mysterious

Everett tvrdi da se valnom funkcjiom mogu opisati sistem i promatrač, te da ovaj primjer gore pokazuje do kakvih apsurda može dovesti razdavanje klasičnog i kvantnog svijeta. Nadalje Everett uvodi relativnu formulaciju kvantne mehanike u smislu da mi nakon što vršimo mjerenje uistinu dobivamo samo jedan rezultat, ali to je samo subjektivni doživljaj i nije stvarnost. Stvarnost je da nakon mjerenja smo u kvantnoj sprezi sa elementima superpozicije valne funkcije, ali da se nakon mjerenja ne dogodi kolaps valne funkcije nego spregq između dvije valne funkcije – valne funkcije sistema i valne funkcije promatrača.

U konkretnom slučaju našeg elektrona, postojati će dva rješenja: jedno u kojem je promatrač spregnut sa stanjem elektrona +1/2 i drugo u kojem je spregnut sa stanjem -1/2. Ali što nam to govori? Mi znamo da smo, nakon mjerenja dobili, recimo, stanje spina +1/2. Ne vidimo nikakvu superpoziciju stanja, nego konkretno rješenje. Everett kaže da je to istina, ali problem je što mi nismo svjesni kompletnog rješenja, U ovom dijelu uskače Bryce DeWitt koji objašnjava da su se u trenutku sprega valnih funkcija, u slučaju našeg elektrona, stvorila dva svemira – u jednom imamo promatrača koji vidi rješenje spina +1/2 nakon mjerenja, a u drugom koji vidi rješenje -1/2.  Međutim, kod valne funkcije se ništa posebno nije dogodilo, ona se nije promijenila i dalje je ostala kontinuirana i determinirana. S time je maknut iz kvantne fizike kolaps valne funkcije, podjela na klasičnu i kvantnu fiziku i poseban utjecaj promatrača u cijeloj priči, što je po Occamovoj oštrici prednost svakoj teoriji.

Smrt je mrtva!

Kakvi su to svemiri? Riječ je o svemirima koji imaju zajedničku prošlost, ali različitu budućnost. Dakle, ako smo imali svemir A koji se u trenutku sprege rascijepio na svemir B i svemir C, svemiri B i C imati će prošlost kao svemir A, a budućnost im ovisi o daljnjim događajima – svaki se sada razvija zasebno, nezavisno jedan od drugoga. Što se točno dogodilo s nama? Pa isto kao i sa svemirima, cijepamo se u dvije osobe, dva naša klona koja imaju ista sjećanja kao mi i nezavisno započinju novu budućnost. Iz toga je proizašao i princip kvantnog samoubojstva, kojeg su krajem osamdesetih formulirali Hans Moravec i Bruno Marchal. Princip je vrlo jednostavan: igrajte na ruskog ruleta i ne bojte se. Svaki put kada potegnete okidač, stvoriti će se dva svemira (ovo je pojednostavljeno jer će ih se stvoriti puno više); u jednom ćete biti živi, a u drugom mrtvi. Svaki put kada ponovite igru, stvorit će se nova dva svemira i tako dalje. Ponavljajte igru sve dok ne skupite dovoljno novaca za vašu definiciju hedonističkog nastavka života. Takav pogled povlači i nešto što se zove kvantna besmrtnost, tj. da zapravo nikada ne možemo umrijeti jer uvijek postoji bezbroj načina na koji možemo izbjeći smrt (uz onu minimalnu vjerojatnost). Međutim, taj princip je u zadnje vrijeme doveden u pitanje i u okviru same teorije.


Kvantno samoubojstvo

Kvantni zaključak

Na kraju krajeva sve ovo nekako podsjeća na znanstvenu fantastiku, a ne na fiziku; nekakve besmrtnosti, mačke koje šeću paralelnim svemirima, ruski rulet u kojem svatko dobiva itd. Međutim, u suštini je ovo vrlo elegantno rješenje koje spašava Kopenhagenšku interpretaciju kvantne mehanike od brojnih nekonzistentnosti i ad hoc rješenja, a što je još zanimljivije – MWI je jedna od najprihvaćenijih interpretacija kvantne mehanike među vodećim teorijskim fizičarima! Naime, politički znanstvenik David Raub napravio je istraživanje među sedamdesetdvojicom (72) vodećih stručnjaka u kvantnoj kozmologiji i ostalim granama vezanim za kvantnu mehaniku, a rezultati su bili sljedeći:

(1) Da, mislim da je MWI točna – 58%

(2) Ne, ne prihvaćam MWI – 18%

(3) Možda je točna, ali nisam uvjeren – 13%

(4) Nemam mišljenje – 11 %

Između ostalih, Stephen Hawking je bio među tih 58% koji su uvjereni da je MWI točna, kao i Richard Feynman i Murray Gell – Mann, dok je Roger Penrose bio izrazito protiv interpretacije. Dovoljno dobro za njih.  Na kraju, slagali se vi sa ovom interpretacijom ili ne – u jednom od svemira se sigurno slažete (dok u niti jednom od svemira dr. Sheldon Cooper sigurno ne pleše!), tako da pobornici MWI uvijek pobjeđuju, dok pobornici ostalih interpretacija imaju elegantno rješenje kako da se riješe „paralelaca“: neka igraju ruski rulet, ionako će svi pobijediti u jednom od svojih svemira – a mi ćemo ih se riješiti u ovom našem i imati interpretaciju manje!

Preuzeto sa ...

Kvantno samoubojstvo kao dokaz paralelnih svemira

Not funny. Not funny at all. No samoubojstvo kao argument za paralelne svemire nije samo mamac da pročitate ovaj tekst, nego je riječ o eksperimentu predloženom od strane fizičara. Jedina je razlika što nije riječ o klasičnom, već kvantnom samoubojstvu – tako ćemo u ovom tekstu pokazati na koji su način fizičari spremni riskirati život za svoje ideje!

Uvod

Već sam na ovom portalu pisao o tome kako je iz kvantne mehanike došlo do ideje paralelnih svemira u okviru Everettove interpretacije (Modalni realizam i Everettovi svjetovi: prvo dio, drugi dio) te vam preporučam da isti pročitate kako bi vam ovaj tekst bio razumljiviji. U kvantnoj mehanici postoji mnogo interpretacija, od kojih niti jedna nema neku veliku prednost pošto ne daju nove mjerljive predikcije u odnosu na ostale, a najpoznatija intepretacija od svih je da dobro naučiš matematički aparat i zatim ga primjenjuješ. I autor ovog teksta se slaže s tim, kvantnu mehaniku ni ne može čovjek razumjeti (koliko toliko) ukoliko ne zna izvrsno baratati sa formalizmom iste. Autoru ovog teksta također je bila puna kapa da se stalno mačka stavlja u kutiju, pa se gleda je li živa ili mrtva, pa je odlučio pištolj prisloniti onome tko je tu mačku stavio u kutiju!



A s obzirom da Češirska mačka sa slike ima sposobnost nestajanja i nastajanja, bar u Alisinim avanturama u zemlji čudesa, kao što se konstantno događa sa česticama na kvantnom nivou i s obzirom da je Schrödingerova mačka glavna junakinja u kvantnoj mehanici, možda bi trebali poslušati mačku sa slike i zaključiti kako smo svi ovdje ludi, ili bar u jednom od paralelnih svemira, te u takvoj ludnici prisloniti pištolj nekome na glavu može biti i konstruktivna ideja, kao što ćemo vidjeti.

Kvantni pištolj

Eksperiment kvantnog samoubojstva predložen je od švedsko – američkog fizičara Maxa Tegmarka kao eksperiment koji bi možda išao u prilog Everettovoj interpretaciji više svjetova (ili popularnije: paralelnih svemira). U središtu igre je kvantni pištolj – uređaj koji, nakon što pritisnete okidač, mjeri projekciju spina elektrona na z – os i ukoliko pokaže spin dolje, pištolj će opaliti i fizičar će biti mrtav. Spin je intristično svojstvo čestice i kod elektrona njegova projekcija na z-os može imati samo dvije vrijednosti koje ćemo u ovom tekstu označavati sa „gore“ i „dolje“. Prije samoga čina mjerenja mi ne znamo da li je spin gore ili dolje, pa ćemo takvo stanje označiti sa:



Neka vas puno ne zamara ovaj zapis, on govori da postoji jednaka šansa (50%) da će spin elektrona na z-osi naći prema gore, odnosno dolje. Ono što bi vas trebalo zamarati je činjenica da ovo nije tek fancy matematički zapis koji nam kaže da ne znamo u kojem je stanju elektron, već zapis koji nam kaže da elektron nije u nijednom od ovih stanja! Elektron prije mjerenja nije bio u jednom od ovih stanja (gore ili dolje) već je bio u superpoziciji ta dva stanja, odnosno nekakvom sablasnom stanju u kojem je i gore i dolje (sjetite se Schrödingerove mačke koja je živa i mrtva istovremeno). Činom mjerenja elektron će skočiti u  jedno od stanja (gore ili dolje) i to ćemo mjeriti. Mnogi fizičari su smatrali, uključujući i Alberta Einsteina, da je takva slika glupost te da elektron mora biti u jednom od stanja (gore ili dolje) prije samoga mjerenja, no takav stav se pokazao pogrešnim – a o tome ću možda u sljedećom članku.

Kvantno samoubojstvo

Vratimo se sada na eksperiment. Naš fizičar, koji je uvjeren da je interpretacija više svjetova valjana teorija, odlazi negdje na istok gdje se još prakticira ruski rulet i stavlja sve svoje bogatstvo u igru (bogatstvo u ovom slučaju uzimajte sa rezervom jer je riječ o teorijskom fizičaru, a u tom sektoru i nisu neke astronomske plaće). Uzima kvantni pištolj i prislanja ga na glavu. Kada potegne okidač, iz okvira standardne kvantne mehanike ništa posebno se neće dogoditi – ili će preživjeti ili će umrijeti, kao što bi i očekivali. Vjerojatnost da preživi mu je 50%. Kada opet povuče okidač, pošto se vjerojatnost nezavisnih događaja množi, vjerojatnost da opet preživi je 25%. Zatim 12.5%, pa  6.25%.. i ako preživi devet pokušaja, vjerojatnost da preživi deseti biti će otprilike 0.1% – čovjek bi uistinu trebao imati mnogo sreće da dođe živ do desetog pokušaja. Međutim, u okviru više svjetova slika je malo šira. U trenutku kada naš fizičar stavlja pištolj na glavu sistem „fizičar“ i sistem „pištolj“ stupaju u kvantnu spregu (odnosno njihove valne funkcije se povezuju):



Gdje emoticon sa naočalama predstavlja valnu funkciju našeg fizičara prije mjerenja.  Nakon mjerenja, odnosno nakon što fizičar stisne okidač, čestica neće izabrati samo jedno od stanja gore ili dolje, već će se naći u oba stanja – samo u različitim stvarnostima. U jednoj će biti u stanju gore, dok će u drugoj biti u stanju dolje, sa fizičarom koji će u jednoj stvarnosti biti sretan što je živ, a u drugoj će biti mrtav:



Kada fizičar ponovno pritisne okidač, ponovit će se ista stvar – u jednoj stvarnosti će biti živ, u drugoj mrtav. U onoj u kojoj je mrtav, to će biti kraj priče, ali u onom u kojoj je živ, ponovit će eksperiment i dogodit će se opet ista stvar. Fizičar će primijetiti da je besmrtan.  Međutim, nakon deset pucnjeva, u 99.9% svemira on će biti mrtav, a u onom u kojem je živ, biti će bogat i pokazati će da ima nešto u Everettovoj interpretaciji više svjetova (ukoliko mu uopće bude stalo za fizikom nakon što zaradi tolike novce). To će biti jasan pokazatelj da je Everettova interpretacija točna, pošto je šansa preživljavanja od 0.1% uistinu jako malena da bude ostvarena; no i dalje postoji pa bi tvrdoglavi pobornici standardne kvantne mehanike mogli kazati kako se nije dogodilo ništa što nije u teoriji dopušteno. Max Tegmark, koji je predložio eksperiment, rekao je da će jednom možda i napraviti eksperiment kada bude star i lud, ali kako sada ne može jer bi mu se žena ljutila.



Kvantna besmrtnost

Zanimljivo je da je Elizabeth Everett, kćer od Hugha Everetta, koji je sve ovo i zakuhao, oduzela život te u oproštajnom pismu napisala kako ide do svoga oca (koji je tada već bio pokojni) u paralelni svemir. Točnije, poželjela je da se njeno tijelo spali i baci u smeće, što je i Hugh želio da mu naprave poslije smrti, kako bi joj se povećale šanse da se nađe u onom paralelnom svemiru gdje je njen otac živ. No možda i nije imala dobro znanje o tome što joj je otac govorio, s obzirom da, iz njene perspektive, nije nikako mogla završiti u svemiru u kojoj joj je otac živ, već tek u svemiru u kojem nikako ne uspijeva da se ubije. Što nas vodi na pojam kvantne besmrtnosti u koju je, prema riječima Keith Lyncha sam Hugh Everett vjerovao. Kvantna besmrtnost bi značila da čovjek zapravo nikad ne može umrijeti. Svakog trenutka stvara se enorman broj paralelnih svemira u promatrana osoba u nekim umire, u nekima živi. Kako je novi svemir kopija staroga, tako je i promatrana osoba kopija stare, sa svim njegovim sjećanjima (klon) – stoga, iz perspektive osobe, nikada neće doživjeti smrt. Max Tegmark ipak upozorava da umiranje nije čisto binarni proces (živ/mrtav) već mnogo kompleksniji proces koji nužno ne mora voditi besmrtnosti u okviru Everettove interpretacije, dok je Jacques Mallah prigovorio da bi takva slika mogla voditi u novi religijski fundamentalizam koji na svoj način objašnjava besmrtnost.

Kvantna pristojnost

Zanimljivo je primijetiti da su se zbog ovakvih prijedloga sa ruskim ruletima i njima sličnim, pojavile  tvrdnje  kako će se pobornici teorije više svjetova ponašati iracionalno kada je riječ o kvantnim eksperimentima – odnosno kladiti se na stvari u kojima bi po standardnoj interpretaciji kvantne mehanike imali male šanse. Tako će fizičari masovno igrati ruski rulet i ubijati kopije sebe u ostalim svemirima, dok će u jednom biti bogataši. Iz tog razloga uveden je Princip ponašanja koji kaže da nije pristojno ubijati svoje kopije kako bi u jednom od svemira bogato živjeli, odnosno da čovjek treba paziti na samoga sebe u svim mogućim svemirima.

Zaključak

Moderna fizika je puna nejasnoća i puna problema, upravo zato predstavlja pravi izazov. Premda vam neke stvari mogu zvučati poprilično apsurdne, njihovo pravo razumijevanje tek ćete shvatiti ukoliko se uhvatite stručne literature. I tada će vam stvari izgledati apsurdne, ali na drugačijem nivou. Everettova interpretacija je samo jedna od mogućih slika kvantne mehanike i možda vam može izgledati šašavo da postoje ozbiljni fizičari koji vjeruju u beskonačne kopije sebe u beskonačno paralelnih svemira, štoviše, da predlažu eksperimente kao kvantno samoubojstvo kako bi se provjerile njihove tvrdnje, ali iza same teorije postoje puno dublji razlozi o kojima je teško, ali ipak moguće do neke mjere, govoriti na popularnoj razini i koji su natjerali najveće umove u svijetu današnje fizike da prihvate ovakav pogled stvarnost. Na kraju, interpretacija ima mnogo, a uvjeti u kojima se postiže kvantno samoubojstvo su malko kompliciraniji nego što je izneseno u tekstu, stoga, što god da radili – ipak nemojte ovo pokušati napraviti kod kuće ili u laboratoriju najbližeg Zavoda za fiziku. Ne bi bilo pristojno prema ostalim verzijama vas u ostalim svemirima.

Preuzeto sa ...

Dokumentarac "Postoje li paralelni Univerzumi?"
Narator: Morgan Freeman

Interesantna tema, citao sam malo po netu o ovome, i odgledao ovu epizodu..

I ako mozda postoje, tesko ce biti to dokazati...

Ipak tu postoji jedna osnovna kontradikcija: posto "univerum" bukvalno znaci "sve sto postoji", onda ako postoji vise univerzuma to onda nikako ne mogu biti univerzumi vec jedino, ajde da ih tako nazovem, njegovi paralelni naizgled identicni slojevi, ali ne poput slojeva neke glavice luka, vec slojeva koji zauzimaju isto mesto i "smenjuju" se toliko brzo da u stvari paralelno postoje.  Takodje teorija da su crne rupe kontakti izmedju dva univerzuma koji u stvari stvaraju jedan drugoga - ok, ali to sve je onda opet jedan univerzum, koji se sastoji iz dve (ili cak vise?) medjusobno interaktivne komponente.

Meni se cini da bi bolje bilo umesto paralelnih univerzuma primeniti termin "paralelni vremensko-prostorno-energetski kontinuumi" ili pojednostavljeno "kontinuumi" ili pak "stvarnosti".

Jer, "sve sto postoji" je samo jedno, cim ima jos nesto onda to nije sve. Dakle "universum" je uvek samo jedan, sem ako smo pogresno protumacili znacenje ove reci, jer ona bi mogla i da znaci " jedna verzija".

Nisam strucnjak, ali dve godine ucih latinski, no ako neko tacno zna, skromno molim neka me ispravi.  

p.s: a sto bih bio toliko lenj?! evo sta je na vikipediji:
"The word universe ("total" of Latin Universus, from unus and versus "turned into one") is commonly used in the German language as a term for all that exists".
Vikipedija kaze da reci unus (jedno, jedan) i versus (protiv, okrentu se prema, okrenut; a u daljoj vezi i versio: verzija) spojene zajedno u "universum" znace "sve"!
Na kraju ipak zakljucujem da universum moze da se tumaci i kao "turned into one" tj. "okrenuto, preokrenuto,spojeno u jedno" ili "sve sto postoji" ili "jedinstvo suprotnosti" mozda, ili pak "jedna verzija"; sto opet na kraju ne daje nikakakvo cvrsto znacenje. Ipak u reci je sadrzana pored te jdnine i neka dvojnost ili visestrukost, sto opet sasvim ocigledno i potkrepljuje sustinu samog univerzuma - on je jedan ali visestruk (viseslojan). Ima tu jos mnogo da se istrazuje.
 Mozda bi trebalo pretresti i druge nazive - grcki kosmos, a mozda bi najinteresantnije bilo sa sanskrit-om odnosno prakrt-om obzirom da stare Vede i Indijci uopste imaju interesantne treorije iz ove oblasti.

Pa i atom je dobio takvo ime kako sad ima. kasnije su saznali da atom ipak nije to što definicija govori, ali je bilo kasno za menjanje imena. Tako da je ime "nedeljiv" ostalo.

Isto se može reći i za struju, oznaka + je ustveri mesto gde negativno naelekrisanje, a - pozitivno. Ali opet oznaka je ostala, jer su se ljudi navikli na to.

EDIT: ovo gore je upisano pre  Papalu-oove izmene.

Naravno, znanje se uvek siri, sve se vise saznaje, stara saznanja se dopunjuju, menjaju. Atom i jeste nedeljiv u "normalnim" uslovima negde oko 500 g. pre nove ere kada je Demokrit (Demokritos) dosao do tih zakljucaka - cistim razmisljanjem i posmatranjem prirode Ipak on tada nije mogao pretpostaviti sve sto se do danas saznalo. Ali, mozemo da kazemo da ako se pronadje highsov bozon i danasnja teorija materije (i energije) time zaokruzi, da je onda bozon ta dalje nedeljiva cestica. Ili mozda nije, ha?

No, sa pojmom "universum" tj "sve" je ipak druga stvar - taj pojam je eksplicitno jasan i on ce uvek ispravno ostati kao takav, ali ce ono sto njegovo znacenej obuhvata stalno da se obogacuje; tj. ne moze biti vise univerzuna nego jedan - cim ih je vise, to nisu univerzumi, vec njegovi delovi. No, posto smi ljudi uglavnom tupavi, onda ce se verovatno izmisliti neki naziv u stilu "superuniverzum", "naduniverzum" itd, itd.

Da, menjao sam tekst, ali zato sto sam video da nisam zavrsio recenicu, tj. menjao sam ga tako sto sam dopunio, a ne izmenio znacenje. Desava se, i to ne tako retko - demencija se priblizava

Verovatno je sam rec neodgovarajuca...paralelni...nije bas prikladna...

‘Our Mathematical Universe’: A Case for Alternate Realities

http://www.nytimes.com/2014/04/22/science/our-mathematical-universe-a-case-for-alternate-realities.html

...

A i ovo, iako nema previse veze sa temom..

First realistic virtual universe created

http://economictimes.indiatimes.com/industry/et-cetera/first-realistic-virtual-universe-created/articleshow/34823648.cms

Eto cak i oni ne kazu paralelni nego alternativni...