РАСТКО ВУКОВИЋ: Празан простор је „пун као брод“

0
118
rastko

Може ли теорија информације рећи нешто о фамозном експерименту „двоструки отвор“ квантне механике, пита ме пријатељ и тражи да ствар мало прилагодим нематематичарима. Наравно, одговарам и настављам: ако вакуум посматраш као један велики стари океан неизвесности, а неизвесност врстом информације, тада прича тече сама.

Пре свега, познаницима мораш појаснити да је „двоструки отвор“ Јангов експеримент из 1801. године којим је доказивао интерференцију светлости и тиме да светлост није корпускуларна како ју је Њутн описивао у својој „Оптици“ (1704). Тек је квантна механика након хипотезе Луја де Броја (1924) о таласној природе све материје показала да су обојица били у праву. Дависон и Гемер (1927) утврдили су сличну честично-таласну дуалност код електрона, а затим је та дуалност потврђивана и код атома и молекула.

Уређај се састоји од извора снопа честица-таласа који наилазе окомито на две паралелне равне препреке, прве са два блиска и уска вертикална прореза (отвора), а друга је детектор, екран за мерење укупног дотока енергије снопа. Када су два прореза отворена, сноп пролази кроз оба, интерферира и на екрану се појављују тамне и светле пруге са више и мање пристигле енергије, карактеристичне за дифракцију таласа. Када је један отвор затворен, нема интерференције између плоча и нема дифракције на крају. Показује се слика погодака као у случају дела млаза лоптица које би прошле кроз отвор.

Та дуална честично-таласна природа материје већ је сама по себи загонетна, али са овим експериментом има у њој нешто још чудније. Када се честице снопа пуштају са извора једна по једна, временски одвајане у дужим или краћим интервалима на случајан или други начин, слика на екрану се понавља: пролазећи кроз само један прорез честице немају дифракцију, када иду кроз оба имају.

Математика је ту јасна (познаваоцима). Сабирамо векторе апстрактног Хилбертовог простора који сада репрезентују квантна стања проласка кроз прорезе и према Боровом закону интерпретирамо вероватноће. Један део честица (снопа) одбија се од прве препреке, други део пролази и стиже до друге препреке (детектора), израчунамо густину вероватноћа и утврдимо да мерење потврђује управо оно што је израчунато. Квантна механика је у том смислу невероватно тачна теорија, а опет је непојмљиво интуитивно необјашњива.

Међутим, вероватноћа и информација иду руку под руку. Честица која путује вакуумом (нпр. фотон) расла би са информацијама које купи успут (њена прошлост) када не би комуницирала са „празнином“. Можемо рећи да је празан простор „пун ко брод“ неизвесности, односно потенцијалне комуникације. Нејасно је шта је вакуум, а шта честица и то утолико више што је честица елементарнија, јер вероватноћама влада и закон великих бројева.

Са друге стране, закон одржање количине ограничава обим података датог система, не и њихове унутрашње промене. Када су оба прореза отворена путања честице није добро дефинисана, постоји избор и честицом доминира таласање вакуума, циклично размењивање неизвесности. Када је један прорез затворен утолико нема неизвесности и честица и њена путања су изјашњени. Информација је тада формирана и нема места за виртуелни утицај вакуума. Рачун и слика на екрану показују корпускуларно понашање емисије.

Ово објашњење би требало бити довољно, али имам и додатак. Као код бацања коцке (шест бројева) неизвесност је увек ограничена опцијама које се једине могу реализовати у информације. Вакуум комуницира са свиме што њиме пролази и, према томе, располаже огромним потенцијалом информација. Он је зато историја пролазака, резервоар могућности који стално расте, јер увек добија новости од својих путника. Виртуелни таласи вакуума су интерференције тих прошлости, попут таласа на површини океана испод којих се налази много воде. Као геолошке наслаге или ми сами уосталом који смо и оно што смо доживели, што смо наследили.

Због ван временске природе математике, ово друго објашњење експеримента „двоструки отвор“ такође је актуелно, тако рећи неизбежно. Оно је и врста генерализације „Маховог принципа“ који јесвојевремено заговарао Ајнштајн покушавајући помирити релативност кретања и просипање воде из лавора док се посуда и текућина окрећу. Сва материја васионе ствара једно гравитационо поље унутар којег тела могу ротирати, а сада само додајемо да то поље садржи и историју васионе.

Такво објашњење је могуће због природе интерференције таласа чији назив је, приметићу, у нескладу са појмом независности случајних догађаја теорије вероватноће. У корену речи „интерферирати“ је деловање на нешто, зависност, док интерференција таласа заправо значи њихову независност. Зависне су честице које би се привлачиле или одбијале, а не рецимо боје светлости које увек можемо саставити у белу, а њу опет (Њутновом призмом) разложити на неоштећене састојке. Зависна је бела боја од својих компоненти, али нису њене компоненте међусобно.

Ако су два случајна догађаја независна, онда се они не искључују, а ако се искључују, онда су они зависни. То је теорема теорије вероватноће (в. доказ у мојој књизи „Квантна механика“), која због форме квантних стања имплицира горње објашњење. Међутим, оно је тек почетак једне дуже још интересантније приче о информацији у физици.

ПОСТАВИ ОДГОВОР

Унесите коментар
Унесите име