Meg og min skygge: kvantemekanikk setter spørsmålstegn ved begrepet personlighet

Martin Guerre og stjålet identitet

Visste du at Martin Guerra (Martin Guerre)? En fransk bonde som en gang kom inn i en merkelig og ubehagelig situasjon. Martin bodde i en liten landsby. Da gutten var 24 år gammel, hans egne foreldre anklaget ham for å stjele. Herr ble tvunget til å forlate sitt hjem, forlate sin kone og sønn. Åtte år senere kom mannen til hjembygda, gjenforent med sin familie. Tre år senere, familien allerede hadde tre barn.

Det virker som alt gikk som vanlig. Men i landsbyen var det en utenlandsk soldat, som har uttalt at kjempet med Martin GURR i den spanske hæren, og at han hadde mistet et ben i kamp. Martin familie begynte å tvile på om deres slektninger hjemme for tre år siden. Etter en lang rettssak, ble det funnet at personen Guerra "kidnappet" eventyrer Arnaud du Thiel (Arnault du Tilh). Dette Martin virkelig led amputasjon av bena og ble utnevnt til sinekyre ved et kloster i Spania. Men rettssaken mot "tyv person" var så godt kjent at dette Herr tilbake til hjembygda. Skjebnen til eventyreren Arnaud du Thiel ble løst en kort setning til døden. Og kona til Martin anklaget for å hjelpe forføreren tror ikke at en kvinne ikke kunne finne hennes elskede ektemann.

Denne historien begeistret hodet av forfattere og regissører. I sin forklaring ble filmet, iscenesatt en musikalsk og selv filmet showet. Videre, en av serien "The Simpsons" er dedikert til anledningen. Slik popularitet er forståelig: slik hendelse begeistrer oss, fordi kutt til rask - våre forestillinger om identitet og personlighet.

Hvordan kan vi være sikker på at det faktisk er en mann, selv om det er mor? Det betyr vanligvis identitet i en verden der ingenting er permanent?

De første filosofer har forsøkt å svare på dette spørsmålet. De antok at vi er forskjellige fra hverandre sjel og vår kropp - dette er bare en marionett. Høres bra ut, men vitenskapen har avvist denne løsningen på problemet og tilbød seg å se etter roten av identiteten til den fysiske kroppen. Forskere har drømt en drøm om å finne noe på et mikroskopisk nivå som ville skille en person fra en annen.

Vel, at vitenskapen - nøyaktige ting. Derfor, når vi sier "noe på et mikroskopisk nivå," vi selvfølgelig mener de minste byggesteinene i kroppen vår - molekyler og atomer.

Men dette sporet glattere enn det kan virke ved første øyekast. Forestill Martin Guerre, for eksempel. Mentalt nærmer det. Ansikt, hud, porer... gå videre. Så nært som mulig, hvis vi har i tjeneste er den mest kraftfulle teknikken. Hva finner vi? Electron.

Elementærpartikkel i en eske

Herr var laget av molekyler, molekyl - atomer, atomer består av elementærpartikler. Sistnevnte gjorde "fra ingenting", er de grunnleggende byggesteinene i den materielle verden.

Electron - et punkt som bokstavelig talt tar opp noe plass i det hele tatt. Hver elektron bestemmes utelukkende av vekt spin (vinkelmoment) og kostnader. Det er alt du trenger å vite for å beskrive "personlighet" av elektron.

Hva betyr det? For eksempel, det faktum at hvert elektron er nøyaktig den samme som en hvilken som helst annen, uten den minste forskjell. De er helt identiske. I motsetning til Martin Guerra og dets motstykke, at elektronene er like, slik at de er fullstendig utskiftbare.

Dette faktum har en ganske morsomme konsekvenser. Forestille seg at vi har en elementærpartikkel A som skiller seg fra elementærpartikkel B. I tillegg bummed vi to bokser - den første og andre.

Men vi vet at hver partikkel må være i noen av boksene til enhver tid. Så som vi husker at partiklene A og B er forskjellige fra hverandre, viser det seg at det bare er fire scenarier:

• A ligger i boksen 1, er B i kassen 2;
• A og B er sammen i kassen 1;
• A og B er sammen i en boks 2;
• A ligger i kassen 2, B 1 ligger i esken.

Det viser seg at sannsynligheten for å finne to partikler på en gang i en boks er lik 1: 4. Ok, med det ute.

Men hva hvis partiklene A og B skiller seg ikke? Hva er sannsynligheten for å finne to partikler i en boks i dette tilfellet? Overraskende, vår tenkning bestemmer riktig hvis to partikler er identiske, scenariene er bare tre. Tross alt er det ingen forskjell mellom de tilfelle hvor A er i esken 1, B 2 er i boksen, og det tilfellet hvor B er i esken 1, A 2, er i esken. Så, er sannsynligheten 1: 3.

Eksperimentelle studier bekrefter at mikrokosmos adlyder en sannsynlighet på 1: 3. Det vil si, hvis du erstatter den elektroniske Og på alle andre, ville universet ikke har lagt merke til forskjellen. Og du, også.

slu elektroner

Frank Wilczek (Frank Wilczek), en teoretisk fysiker ved Massachusetts Institute of Technology, nobelprisvinner, har kommet til samme konklusjon, som vi har nettopp det. Dette resultatet er ikke bare en vitenskaps funn interessant. Wilczek sier at to elektroner er helt utvisket, - dette er den mest dyptgripende og viktig konklusjon av kvantefeltteori.

Kontroll skutt - fenomenet interferens som er "forråde" elektronet, og viser oss hans hemmelige liv. Du skjønner, hvis du sitter og stirrer på elektronet, den oppfører seg som en partikkel. Når du slår bort, og det viser egenskapene til bølger. Når to slike bølger overlapper hverandre, de styrker eller svekker hverandre. Bare nødvendig å vurdere at vi ikke refererer til den fysiske og den matematiske begrepet en bølge. De bærer ingen energi, og sannsynligheten - statistikk påvirke resultatene av forsøket. I vårt tilfelle - å trekke seg fra opplevelsen av to bokser hvor vi fikk en sannsynlighet på 1: 3.

Interessant, fenomenet interferens forekommer bare når partiklene er faktisk identiske. Forsøk har vist at elektronene er nøyaktig den samme: det oppstår interferens, noe som betyr at partiklene er utvisket.

Hva er det? Wilczek sier at identiteten til elektronet - dette er det som gjør vår verden er mulig. Uten den, ville det ikke være noen kjemi. Saken ville ha vært umulig å reprodusere.

Hvis elektroner eksisterer mellom minst noen forskjell, ville alt på en gang blitt et kaos. Deres presise og entydige natur er det eneste grunnlaget for denne full av usikkerhet og feil verden eksisterte.

OK. Anta at et elektron kan ikke skilles fra hverandre. Men vi kan sette en i den første boksen, den andre - i den andre og si: "Her er elektronet er her, og det - over there"

"Nei, det kan vi ikke" - sier professor Wilczek.

Når du legger elektronene på boksene og vender seg bort, vil de slutte å være en partikkel, og vil vise bølgeegenskaper. Dette betyr at de vil være av utvidet på ubestemt tid. Så rart som det kan høres, er sannsynligheten for å finne elektronet hvor som helst. Ikke i den forstand at det er umiddelbart på alle punkter, og at du har en liten sjanse til å finne det hvor som helst, hvis du plutselig bestemmer seg for å vende tilbake og begynne å lete etter ham.

Det er klart at det er ganske vanskelig å forestille seg. Men det er en enda mer interessant spørsmål.

Det elektroner er vanskelig eller plass der de befinner seg? Og hva skjer med alt som er rundt oss, når vi snur ryggen?

Den vanskeligste delen

Det viser seg, finne to elektroner kan fortsatt være. Det eneste problemet er at du ikke kan si det er den første bølgen, den andre bølgen av elektron-tallet, og vi er alle i tredimensjonalt rom. Det fungerer ikke i kvantemekanikk.

Man har å si at det er en separat bølge i tredimensjonalt rom for den første elektron er i den andre bølgen av tre-dimensjonale rommet til det andre. Resultatet - crepe! - seks-dimensjonal bølge, som forbinder de to elektroner sammen. Det høres forferdelig, men vi forstår at disse to elektronene ikke henge ut ingen vet hvor. Deres posisjoner er klart definert, men snarere er knyttet til denne seks-dimensjonal bølge.

Generelt, hvis vi hadde tenkt at det er en plass og ting i den, så i lys av kvanteteorien er nødt til å endre litt hans syn. Plassen her - det er bare en måte å beskrive gjensidig forhold mellom objekter, for eksempel elektroner. Derfor, strukturen i den verden vi kan ikke beskrive hvor egenskaper alle sammen partikler som den består. Alle litt mer komplisert: vi må studere forholdet mellom elementærpartikler.

Som det kan ses, på grunn av det faktum at de elektroner (og andre elementærpartikler) er helt identiske med hverandre, begrepet identitet seg spaltes til støv. Det viser seg å dele verden inn i sin komponent - er galt.

Wilczek sier at alle elektronene er identiske. De er en manifestasjon av et felt som gjennomsyrer alt rom og tid. Fysikeren John Archibald Wheeler (John Archibald Wheeler) mener noe annet. Han mener det var opprinnelig ett elektron, og resten - det er bare hans sti, gjennomtrengende tid og rom. "Hva tull! - du kan gråte på dette stedet. - Forskere har også oppdaget av elektronikken "!

Men det er én ting.

Hva hvis det er en illusjon? Electron finnes overalt og ingen steder. Materiell form det har ikke. Hva gjør jeg? Hva er da den personen som er bygd opp av elementærpartikler?

Ingen håp dråper

Vi ønsker å tro at alle ting - er mer enn summen av sine bestanddeler partikler. Hva om vi fjernet tillegget av elektronet, dens masse og spinn og fikk noe i resten, sin identitet, sin "personlighet". Vi ønsker å tro at det er noe som gjør at e-tron.

Selv om statistikk eller eksperiment ikke kan avsløre innholdet av partiklene, ønsker vi å tro på det. Tross alt, hvis det er noe som gjør at hver person unik.

Antar at det ville være noen forskjell mellom Martin GURR og hans dobbel, men en av dem ville stille smilte, vel vitende om at han er reell.

Jeg vil gjerne tro det. Men kvantemekanikk er helt hjerteløs og ikke tillate oss å tenke på noe tull.

Ikke la deg lure: hvis elektronet har sin egen individuelle essens, ville verden ha slått inn i kaos.

Ok. Når elektroner og andre elementærpartikler ikke virkelig eksisterer, hvorfor vi eksisterer?

Teori One: vi snowflakes

En idé er at elementærpartikler har svært mye. De utgjør et komplekst system i oss alle. Det virker som vi er alle forskjellige - en konsekvens av hvordan det bygger opp vår kropp av disse elementærpartikler.

Teorien om merkelig, men vakker. Ingen av elementærpartikler ikke har sin individualitet. Men sammen danner de en unik struktur - menneske. Hvis du ønsker, er vi som snøflak. Det er klart at alt vannet, men hvert mønster er unik.

Din essens - dette er hvordan du organisert i partiklene, og ikke det som du er medlem av det. Cellene i kroppen vår er i stadig endring, noe som betyr at det eneste som betyr noe - det er strukturen.

Teori to: vi modell

Det er et annet svar på spørsmålet. Amerikanske filosofen Daniel Dennett (Daniel Dennett) foreslo å erstatte begrepet "ting" av "ekte modell". Ifølge Dennett og hans tilhengere, noe ekte, hvis hans teoretisk beskrivelse kan dupliseres flere kort - i et nøtteskall en enkel beskrivelse. For å forklare hvordan dette fungerer, ta for eksempel, katt.

Så har vi en katt. Teknisk sett kan vi gjenskape det på papir (eller virtuelle), som beskriver beliggenheten av hver partikkel som det er sammensatt, og dermed gjøre en katt mønster. På den annen side, kan vi gjøre noe annet: bare si "katt." I det første tilfellet, må vi stor datakraft, ikke bare for å skape et bilde av en katt, men også for eksempel gjøre det flytte, hvis vi snakker om en datamodell. I det andre, vi trenger bare å puste dypt og si, "Cat gikk på tvers av rommet." Cat - en ekte modell.

La oss ta et annet eksempel. Tenk deg en sammensetning som består av en flik av det venstre øret, den største elefanten i Namibia, og musikk av Miles Davis (Miles Davis). For å lage dette objektet beregningsmetoder krever mye tid. Men så mye du tar, og en verbal beskrivelse av den fantastiske monster. Cut ikke fungerer, sier to ord, også, fordi en slik sammensetning er ikke ekte, og derfor ikke eksisterer. Dette er ikke en ekte modell.

Det viser seg at vi bare forbigående struktur, som oppstår under øyet som ser. Fysikere legge bensin på bålet og si at kanskje i slutt viser seg at verden er vanligvis laget ut av ingenting. Selv om det gjenstår for oss å peke på hverandre og verden rundt ham, som beskriver alle ordene og gi navn. Jo mer kompleks modell, jo mer har vi å komprimere beskrivelsen, noe som gjør det ekte. Ta for eksempel, den menneskelige hjerne - en av de mest komplekse systemer i universet. Prøv å beskrive det i et nøtteskall.

Prøv å beskrive det med ett ord. Hva får du?

"Jeg er."