لئونارد ساسکیند در نامه‌ای سرگشاده به محققان علم اطلاعات کوانتومی با جسارت ادعا کرد: «GR=QM». کاملا درک شده است همانطور که شان کارول اشاره کرده است، “شاید کوانتیزه کردن گرانش اشتباه بوده است، و فضا-زمان همیشه در مکانیک کوانتومی کمین کرده است.” برای آینده، «به جای کمی کردن گرانش، شاید باید سعی کنیم مکانیک کوانتومی را گرانش کنیم. کارول در وبلاگ خود پیشنهاد می‌کند، به‌طور دقیق‌تر، اما به‌طور کمتر خاطره‌انگیز، «گرانش را در مکانیک کوانتومی بیابید». در واقع، به نظر می رسد که اگر مکانیک کوانتومی از ابتدا جدی گرفته می شد، اگر آن را به عنوان نظریه ای که در مکان و زمان اتفاق نمی افتد، بلکه در یک واقعیت پروژکتوری بنیادی تر درک می شد، بسیاری از بن بست ها در کاوش می شد از گرانش کوانتومی جلوگیری کرد. اگر مفاهیم مونیستیک مکانیک کوانتومی – میراث یک فلسفه سه هزار ساله که در دوران باستان مورد استقبال قرار گرفت، در قرون وسطی مورد آزار و اذیت قرار گرفت، در رنسانس احیا شد، و در رمانتیسیسم در آن دستکاری شد- را در اوایل اورت تایید می کردیم. و زه به آنها اشاره کرده بود، به‌جای پایبندی به تفسیر عمل‌گرایانه پیشگام کوانتومی تأثیرگذار نیلز بور که مکانیک کوانتومی را به یک ابزار تقلیل می‌داد، ما بیشتر در مسیر ابهام‌زدایی از پایه‌های واقعیت خواهیم بود.
با حسن نیت از گروه کتاب Hachette
یک دریای کاملا آرام و شیشه ای را در یک روز بدون باد تصور کنید. حال از خود بپرسید چگونه می توان چنین صفحه ای را با همپوشانی دو الگوی موج مجزا تولید کرد؟ یک احتمال این است که قرار دادن دو سطح کاملاً مسطح دوباره منجر به یک نتیجه کاملاً صاف شود. اما احتمال دیگری که ممکن است سطح صافی ایجاد کند این است که دو الگوی موج یکسان که نیمی از سیکل نوسانی جابه‌جا شده‌اند، روی هم قرار گیرند، به‌طوری‌که تاج‌های موجی یک الگو، فرورفتگی‌های موج دیگری را از بین ببرند و بالعکس. اگر ما فقط اقیانوس شیشه‌ای را مشاهده می‌کردیم، آن را نتیجه ترکیب دو تورم در نظر می‌گرفتیم، هیچ راهی برای ما وجود نداشت که در مورد الگوهای متورم‌های فردی پی ببریم. وقتی در مورد امواج صحبت می کنیم، چیزی که کاملاً عادی به نظر می رسد، وقتی در واقعیت های رقیب اعمال شود، عجیب ترین عواقب را دارد. اگر همسایه شما به شما بگوید که دو گربه دارد، یکی گربه زنده و دیگری مرده، این بدان معناست که یا گربه اول یا دوم مرده است و گربه باقی مانده به ترتیب زنده است – عجیب و بیمارگونه است. روشی برای توصیف حیوانات خانگی خود، و ممکن است ندانید که کدام یک از آنها خوش شانس است، اما دریفت همسایه را دریافت خواهید کرد. در دنیای کوانتومی اینطور نیست. در مکانیک کوانتومی، همین عبارت نشان می‌دهد که دو گربه در برهم‌نهی مواردی با هم ادغام می‌شوند، از جمله گربه اول زنده و دوم مرده و گربه اول مرده در حالی که گربه دوم زندگی می‌کند، اما همچنین احتمالاتی که در آن هر دو گربه وجود دارد. نیمه زنده و نیمه مرده هستند، یا گربه اول یک سوم زنده است، در حالی که گربه دوم دو سوم از دست رفته را به زندگی اضافه می کند. در یک جفت کوانتومی گربه، سرنوشت و شرایط تک تک حیوانات به طور کامل در حالت کل حل می شود. به همین ترتیب، در یک جهان کوانتومی، هیچ جسم منفردی وجود ندارد. تمام آنچه وجود دارد در یک “یک” ادغام می شود.
بزرگترین اسکوپ ها و رسوایی های Daily Beast را مستقیماً در صندوق ورودی خود دریافت کنید. ثبت نام کن.
در دسامبر گذشته، جایزه نوبل فیزیک برای تایید تجربی یک پدیده کوانتومی شناخته شده برای بیش از 80 سال: درهم تنیدگی اعطا شد. همانطور که آلبرت انیشتین و همکارانش در سال 1935 تصور کردند، اجرام کوانتومی می توانند به طور مرموزی با هم مرتبط شوند، حتی اگر با فواصل زیاد از هم جدا شوند. اما به همان اندازه که این پدیده عجیب به نظر می رسد، چرا چنین ایده قدیمی هنوز ارزش معتبرترین جایزه در فیزیک را دارد؟
بیشتر در The Daily Beast بخوانید.
خواه فضا با درهم تنیدگی به هم پیوند خورده باشد، فیزیک توسط اشیاء انتزاعی فراتر از فضا و زمان یا فضای احتمالاتی که توسط تابع موج جهانی اورت نشان داده شده است، توصیف می شود، یا همه چیز در جهان به یک شی کوانتومی منفرد ردیابی می شود – همه این ایده ها دارای یک اشتراک متمایز هستند. طعم مونیستیک در حال حاضر قضاوت سخت است که کدام یک از این ایده ها آینده فیزیک را مشخص می کند و کدامیک در نهایت ناپدید می شوند. جالب اینجاست که اگرچه در ابتدا ایده‌ها اغلب در زمینه نظریه ریسمان توسعه می‌یابند، به نظر می‌رسد که از نظریه ریسمان پیشی گرفته‌اند، و ریسمان‌ها دیگر نقشی در تحقیقات اخیر ندارند. اکنون به نظر می رسد یک موضوع مشترک این است که مکان و زمان دیگر اساسی در نظر گرفته نمی شوند. فیزیک معاصر با مکان و زمان شروع نمی شود تا با چیزهایی که در این پس زمینه از قبل موجود قرار گرفته اند ادامه یابد. درعوض، فضا و زمان خود محصول واقعیت پروژکتوری اساسی‌تر در نظر گرفته می‌شوند. ناتان سیبرگ، نظریه پرداز برجسته ریسمان در موسسه مطالعات پیشرفته در پرینستون، در احساس خود تنها نیست وقتی می گوید: «تقریباً مطمئن هستم که فضا و زمان توهم هستند. اینها مفاهیم ابتدایی هستند که با چیزی پیچیده تر جایگزین می شوند. علاوه بر این، در اکثر سناریوهایی که فضا-زمان‌های ظهوری را پیشنهاد می‌کنند، درهم تنیدگی نقش اساسی را ایفا می‌کند. همانطور که راسموس جاکسلند فیلسوف علم اشاره می کند، این در نهایت به این معناست که دیگر هیچ شیء منفردی در جهان وجود ندارد. که همه چیز با هر چیز دیگری مرتبط است: «پذیرفتن درهم تنیدگی به عنوان رابطه جهان ساز به قیمت دست کشیدن از تفکیک پذیری است. اما کسانی که آماده برداشتن این گام هستند، شاید باید به دنبال درهم تنیدگی برای ایجاد رابطه اساسی با آن این جهان (و شاید همه موارد ممکن دیگر) باشند.» بنابراین، هنگامی که مکان و زمان ناپدید می شوند، یک واحد پدید می آید.
درهم تنیدگی بسیار بیشتر از یک پدیده کوانتومی عجیب دیگر است. اینکه چرا مکانیک کوانتومی جهان را در یک جهان ادغام می کند و اینکه چرا ما این وحدت اساسی را به عنوان بسیاری از اجسام مجزا تجربه می کنیم، اصل عمل است. در عین حال، درهم تنیدگی دلیلی است که به نظر می رسد ما در یک واقعیت کلاسیک زندگی می کنیم. این – به معنای واقعی کلمه – چسب و خالق جهان ها است. درهم تنیدگی در مورد اجسام متشکل از دو یا چند جزء اعمال می‌شود و توضیح می‌دهد که وقتی این اصل کوانتومی که «هر چیزی که می‌تواند اتفاق بیفتد واقعاً اتفاق بیفتد» چه اتفاقی می‌افتد برای چنین اجسام ترکیبی اعمال می‌شود. بر این اساس، یک حالت درهم تنیده، برهم نهی همه ترکیبات ممکن است که اجزای یک شیء مرکب می توانند در آن باشند تا نتیجه کلی یکسانی را ایجاد کنند. باز هم ماهیت موجی حوزه کوانتومی است که می تواند به نشان دادن نحوه عمل درهم تنیدگی کمک کند.
برعکس، از منظر مونیسم کوانتومی، چنین پیامدهای گیج کننده گرانش کوانتومی دور از دسترس نیست. قبلاً در نظریه نسبیت عام اینشتین، فضا دیگر مرحله ایستا نیست. بلکه از جرم و انرژی ماده منشأ می گیرد. درست مانند دیدگاه گوتفرید دبلیو. لایب نیتس، فیلسوف آلمانی، نظم نسبی اشیا را توصیف می کند. اگر اکنون، بر اساس مونیسم کوانتومی، تنها یک چیز باقی مانده است، چیزی برای نظم و ترتیب و در نهایت دیگر نیازی به مفهوم فضا در این اساسی ترین سطح توصیف نیست. این “یک” است، یک جهان کوانتومی واحد که فضا، زمان و ماده را به وجود می آورد.
مطلع باشید و دسترسی نامحدودی به گزارش های بی بدیل Daily Beast داشته باشید. اکنون مشترک شوید.
اما چرا درهم تنیدگی با مکان و زمان مرتبط است؟ و چگونه می تواند برای پیشرفت های فیزیک آینده مهم باشد؟ اگر به درستی درک شود، درهم تنیدگی دلالت بر این دارد که جهان “مونیستی” است، همانطور که فیلسوفان آن را می نامند، که در اساسی ترین سطح، همه چیز در جهان بخشی از یک کل واحد و یکپارچه است. این یک ویژگی تعیین کننده مکانیک کوانتومی است که واقعیت زیربنایی آن بر حسب امواج توصیف می شود، و یک جهان مونیستیک به یک تابع جهانی نیاز دارد. ده‌ها سال پیش، محققانی مانند هیو اورت و دیتر زه نشان دادند که چگونه واقعیت زندگی روزمره ما می‌تواند از چنین توصیف مکانیکی کوانتومی جهانی بیرون بیاید. اما تنها اکنون محققانی مانند لئونارد ساسکیند یا شان کارول در حال توسعه ایده‌هایی در مورد چگونگی توضیح این واقعیت کوانتومی پنهان نه تنها ماده، بلکه ساختار فضا و زمان هستند.
به طور تصادفی، تنها چند هفته قبل از تجلیل از برندگان جدید جایزه نوبل در استکهلم، تیم دیگری از دانشمندان برجسته از هاروارد، MIT، Caltech، Fermilab و Google گزارش دادند که فرآیندی را در رایانه کوانتومی گوگل اجرا کرده اند که می تواند به عنوان کرم چاله تعبیر شود. . کرم‌چاله‌ها تونل‌هایی در جهان هستند که می‌توانند مانند یک میانبر در فضا و زمان کار کنند و مورد علاقه طرفداران داستان‌های علمی تخیلی هستند، و اگرچه تونلی که در این آزمایش اخیر کشف شد تنها در یک جهان اسباب‌بازی دو بعدی وجود دارد، اما می‌تواند پیشرفتی برای آینده باشد. تحقیق در خط مقدم فیزیک
تصویرسازی عکس توسط ارین اوفلین/The Daily Beast/Getty Images
یک منظومه سه ستاره یا سیاره ای را پنهان می کند یا قوانین فیزیک را زیر پا می گذارد
درهم تنیدگی کوانتومی یک قلمرو وسیع و کاملاً جدید را برای ما آشکار می کند. پایه جدیدی از علم را تعریف می‌کند و تلاش ما را برای نظریه‌ای درباره همه چیز وارونه می‌کند – به جای اینکه بر پایه فیزیک ذرات یا نظریه ریسمان بنا شود، بر کیهان‌شناسی کوانتومی بنا شود. اما پیگیری چنین رویکردی برای فیزیکدانان چقدر واقع بینانه است؟ با کمال تعجب، این فقط واقع بینانه نیست – آنها در واقع در حال انجام آن هستند. محققان در خط مقدم گرانش کوانتومی شروع به بازاندیشی در فضا-زمان به عنوان پیامد درهم تنیدگی کرده‌اند. تعداد فزاینده ای از دانشمندان آمده اند تا تحقیقات خود را بر عدم تفکیک جهان استوار کنند. امیدها زیاد است که با پیروی از این رویکرد، سرانجام به درک مکان و زمان، در اعماق پایه، برسند.
