spregnutost? (ulomak iz David Bohm, Wholeness and Implicate Order)

Kvantna teorija ima jednu temeljno novu vrstu nelokalne veze, koju bi se moglo opisati kao neuzročnu povezanost sastavnih dijelova udaljenih jedan od drugog, što se pokazuje u pokusu Einsteina, Podolskog i Rosena.

Ovdje ćemo dati pojednostavljen oblik toga pokusa. Razmotrite jednu molekulu čiji je ukupni spin jednak nuli, a sastoji se od dvaju atoma sa [međusobno suprotnim] spinom. Neka se ta molekula raspadne nekom metodom koja ne utječe na spin bilo kojega od atoma. Ukupni spin tada ostaje nula, čak i kad se atomi rastave i prestanu značajno međudjelovati. Izmjerimo li sad bilo koju komponentu spina jednoga od atoma (recimo A), tada, stoga što je ukupan spin jednak nuli, možemo neposredno zaključiti da je ista komponenta spina drugoga atoma (B) upravo suprotna. Tako mjerenjem bilo koje komponente spina atoma A možemo dobiti vrijednost te komponente spina atoma B, bez da međudjelujemo s atomom B na bilo kakav način.

Da je to neki klasičan sustav, ne bi se pojavljivale nikakve teškoće pri tumačenju, jer bi svaka komponenta spina svakog pojedinog atoma uvijek bila oštro definirana i uvijek ostajala suprotne vrijednosti u odnosu na istu komponentu spina kod drugog atoma. Tu su dva spina u međuodnosu i to nam omogućava znati spin atoma B mjerenjem spina atoma A.

No, u kvantnoj teoriji imamo dodatnu činjenicu da samo jedna komponenta spina može biti oštro definirana u nekom trenutku, dok su druge dvije predmet slučajnih kolebanja. Ako bismo htjeli tumačiti kolebanja kao ništa drugo do posljedicu smetnji nastalih zbog mjernih uređaja, to možemo učiniti sa atomom A koga se izravno promatra. Ali kako atom B, koji ni na koji način ne međudjeluje bilo s atomom A, bilo s promatračkim uređajem, ”zna” u kojem smjeru treba dopustiti svom spinu da slučajno koleba? Problem se dodatno otežava razmotrimo li da smo slobodni proizvoljno preusmjeriti promatrački uređaj, dok se atomi još uvijek rastavljaju, i tako mjeriti spin atoma A u nekom drugom smjeru. Nekako se ta promjena neposredno prenese do atoma B, koji suglasno tome odgovara. Time smo navedeni proturječiti jednom od osnovnih načela teorije relativnosti, koje kaže da se nikakav fizikalni utjecaj ne može prenositi brže od svjetlosti.

Za naše svrhe nije nužno ići u stručne potankosti glede tih nelokalnih veza. Ovdje nam je važno da se izučavanjem posljedica kvantne teorije nalazi da se na korjenito nov način slama raščlamba nekog cjelokupnog sustava na skup neovisno postojećih, međudjelujućih čestica. Umjesto toga se, i iz razmatranja značenja matematičkih jednadžbi i iz ishoda samih zbiljskih pokusa, otkriva da razne čestice valja uzeti doslovno za projekcije višedimenzionalne zbilje koju se ne da obračunati pomoću bilo kakve sile koja djeluje među njima.

Razmatranje sljedećega uređaja može pomoći stjecanju nekog intuitivnog osjećaja o tome što se ovdje misli pojmom projekcije. Započinjemo pravokutnim spremnikom punim vode, s prozirnim zidovima (vidi gornju sliku). Pretpostavimo dalje da su dvije televizijske kamere, A i B, upravljene na ono što se zbiva u vodi (npr. ribu koja pliva unaokolo), kako se to vidi kroz dva međusobno okomita zida. Neka su sad na ekranima A i B u nekoj drugoj prostoriji vidljive odgovarajuće televizijske slike. Vidi se da među slikama što se pojavljuju na dvama ekranima postoji stanovita veza. Na primjer, na ekranu A vidimo sliku ribe, i na ekranu B drugu takvu sliku. U bilo kojem trenutku svaka će slika općenito izgledati različito od druge. No, te će razlike će biti povezane, u smislu da kad se vidi kako jedna slika vrši stanovita gibanja, vidjet će se kako se i druga slika odgovarajuće giba. Osim toga, sadržaj koji je uglavnom na jednom ekranu prelazit će na drugi, i obratno (npr. kad se riba u početku licem okrenuta kameri A zakrene za pravi kut, slika koja i bila na A sad će se naći na B). Tako će u svakom trenutku sadržaji slika na pojedinim ekranima biti povezani i međusobno se odražavati.

Dakako, mi znamo da se dvije slike ne odnose na neovisno postojeće stvari koje međudjeluju (pri čemu bi se primjerice moglo reći da jedna slika “uzrokuje” odgovarajuće promjene druge). Prije se odnose na jednu stvar, koja je zajednički temelj obiju (a to objašnjava povezanost slika bez pretpostavke da jedna na drugu djeluju uzročno). Ta je stvar više dimenzije nego odvojene slike na ekranu; ili, da to drugačije iskažemo, slike na ekranu su dvodimenzionalne projekcije (ili facete) trodimenzionalne stvarnosti. U nekom smislu ta trodimenzionalna stvarnost u sebi sadrži one dvodimenzionalne projekcije. Ipak, budući da te projekcije postoje samo kao apstrakcije, trodimenzionalna stvarnost nije niti jedna od njih, nego nešto drugo, nešto čija narav nadilazi oboje.

Predlažemo da bi se kvantno svojstvo nelokalne, neuzročne veze udaljenih sastavnih dijelova moglo razumjeti proširenjem gore opisane predodžbe. To znači, svaku od “čestica” koje sačinjavaju jedan sustav mogli bismo radije smatrati projekcijom “višedimenzionalne” stvarnosti nego li odvojenom česticom koja postoji, zajedno sa svim drugima, u zajedničkom trodimenzionalnom prostoru. Primjerice u pokusu Einsteina, Podolskog i Rosena kojega smo ranije spomenuli, svakog od dvaju atoma koji na početku oblikuju jedinstvenu molekulu valja smatrati trodimenzionalnom projekcijom šestodimenzionalne stvarnosti. To bi se moglo pokazati pokusom, prouzročimo li raspad molekule i potom motrimo dva atoma kad su razdvojeni i dovoljno udaljeni jedan od drugog tako da ne međudjeluju, pa stoga nemaju uzročnih veza. Zapravo se nalazi da je ponašanje dvaju atoma povezano na način koji je prilično sličan ranije opisanom ponašanju dviju televizijskih slika ribe. Dakle, svaki se elektron (što se doista i pokazuje pažljivijim razmatranjem matematičkog oblika ovdje uključenih kvantnih zakonitosti) ponaša kao da je projekcija višedimenzionalne stvarnosti.

Pod određenim bi uvjetima takve dvije trodimenzionalne projekcije, koje odgovaraju dvama atomima, mogle imati razmjernu neovisnost ponašanja. Zadovolje li se ti uvjeti, tad je dobra približnost postupati s oba atoma kao s razmjerno neovisnim međudjelujućim česticama u istome trodimenzionalnom prostoru. No općenitije, dva će atoma pokazivati tipičnu nelokalnu povezanost ponašanja što povlači da su, promatrano dublje, samo trodimenzionalne projekcije gore opisane vrste.

Tad je sustav načinjen od N “čestica” 3N-dimenzionalna zbilja, a svaka je “čestica” njena trodimenzionalna projekcija. Pod uobičajenim okolnostima našeg iskustva, te su projekcije dovoljno blizu neovisnosti, pa je dobra približnost baviti se njima onako kako to obično činimo, kao sa skupom odvojeno postojećih čestica u istome trodimenzionalnom prostoru. Pod drugim okolnostima ta približnost neće biti prikladna. Na primjer, na niskim temperaturama skupina elektrona pokazuje novo svojstvo supravodljivosti, pri čemu električni otpor nestaje pa električna struje može teći neodređeno dugo. To se objašnjava tako što je pokazano da elektroni ulaze u drugu vrstu stanja u kojem više nisu razmjerno neovisni. Svaki se pojedini elektron ponaša prije poput jedne projekcije neke jedinstvene stvarnosti više dimenzije, i sve te projekcije dijele nelokalnu neuzročnu povezanost koja je takva da elektroni prepreke zaobilaze “surađujući”, bez da su skrenuti ili raspršeni, i stoga bez otpora. (To bi se dalo usporediti s baletom, dok bi uobičajeno ponašanje elektrona bilo usporedivo s uznemirenom gomilom ljudi koji se gibaju na zbrkan način.)

Iz svega toga slijedi jest da bi implicitni red u osnovi trebalo smatrati procesom uvijanja i odvijanja u prostoru više dimenzije. To se samo pod određenim uvjetima može pojednostavniti na proces uvijanja i odvijanja u tri dimenzije; ali, posve općenito, implicitni red mora biti proširen na višedimenzionalnu stvarnost. Načelno, ta je stvarnost jedna nepodijeljena cjelina, koja uključuje cijeli svemir sa svim njegovim “poljima” i “česticama”. Ipak, kako smo već vidjeli, općenito se može izdvojiti razmjerno neovisne podcjeline, i smatrati ih približno samostalnima. Dakle, načelo razmjerne samostalnosti podcjelina, sada se proširuje na višedimenzionalni red stvarnosti, čija je dimenzionalnost zapravo beskonačna.

ulomak iz David Bohm, Wholeness and Implicate Order, London 1980., str. 71.-73., 186.-189., preveo: ja

(najprije objavljeno na prvom izdanju bloga: čestice?)

Oglasi

Jedna misao o “spregnutost? (ulomak iz David Bohm, Wholeness and Implicate Order)

  1. Za razumijevanje onoga što je bitno u gornjem opisu EPR pokusa i njegovih posljedica prethodno je potrebno razumjeti nekoliko stvari.

    1.) Postoji svojstvo mikroskopskih čestica koje se naziva spin; ono je usmjereno, pa dva jednaka spina suprotnih smjerova daju ukupni spin koji je jednak nula. U načelu spin ima tri komponente koje odgovaraju trima dimenzijama prostora.

    2.) Jedna od glavnih značajki kvantne mehanike jest da točno mjerenje jedne fizikalne veličine neizbježno vodi neodređenosti neke druge fizikalne veličine koja je s njom povezana. U ovom slučaju, mjerenje jedne od triju komponenti spina vodi neodređenosti (kolebanju) ostalih dviju.

    3.) Jedna od glavnih značajki teorije relativnosti je to da se nikakvo djelovanje ne može prenositi prostorom brže od brzine svjetlosti. Dakle, nema trenutnog prijenosa međudjelovanja.

    Pokus EPR dovodi u pitanje neke od tih pretpostavki, ali i, puno dublje (i zanimljivije), niz ”zdravorazumskih” pretpostavki o tome kakva vrsta međudjelovanja je uopće moguća.

    Sviđa mi se

Komentiraj

Popunite niže tražene podatke ili kliknite na neku od ikona za prijavu:

WordPress.com Logo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš WordPress.com račun. Odjava / Izmijeni )

Twitter picture

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Twitter račun. Odjava / Izmijeni )

Facebook slika

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Facebook račun. Odjava / Izmijeni )

Google+ photo

Ovaj komentar pišete koristeći vaš Google+ račun. Odjava / Izmijeni )

Spajanje na %s