Всі ми знаємо, чим зараз займаються виробники комп'ютерів - вони пріляпивают мультитач дисплеї до всього на світі. Всі ми знаємо, що роблять світові автоконцерни - вони починають освоювати ринок електромобілів.
Медики і біологи шукають ліки від СНІДу; шукають ген стресу, щоб його видалити. Математики доводять гіпотези, які все можуть прочитати, а деякі можуть навіть зрозуміти. Хіміки завжди займаються одним і тим же, але як тільки у них виходить, добре стає і медикам і біологам і математикам. Всі разом вони по п'ятницях труять байки про нанотехнології, а коли ображаються, говорять: «Ти кого нанотехнологій назвав?».
- Великий адронний коллайдер і Чоловічок А. Зображення коллайдера з журналу «Популярна механіка»
Нанопубліка хоче зрозуміти, хто мав рацію - Альберт Ейнштейн (і його теорія відносності) або Нільс Бор (і його дослідження квантової фізики). Тому що обидва вони праві бути не можуть. Принаймні всім так здається.
Всім нам подобається Ейнштейн. Він показував язика, відпускав жарти і катався на модних велосипедах. Ну і взагалі, теорія відносності не так сильно підриває мозок, як квантова фізика.
Але саме про квантову фізику я і хочу розповісти пару цікавих фактів, адже нею прямо зараз займаються вчені, а ми нічого про це не знаємо, все наше увагу звернуто на мультитач-дисплеї.
Чи не напружуйтеся, це буде швидко.
Знову про ці Струни?
Коли мені говорять про теорію струн, я відчуваю, що мене тримають за дурня.
Тому немає, ні слова про струни.
прекрасна фізика
До цього моменту багато хто вже закрили статтю, тому дозвольте я перейду до хардкору.
У школі ми вчили прекрасну фізику, її називають класичною. Я називаю її прекрасною, тому що з нею все в порядку.
У прекрасній фізики, коли яблуко летить з гілки на голову Ньютону, все зрозуміло. У кожен момент часу ми можемо відстежити місце розташування яблука, виміряти його швидкість. Можна навіть порахувати, яку енергію передасть яблуко голові Ньютона і як вона нагріється внаслідок експерименту. Кожен раз, коли ми вирішували такі завдання, нам приходили в голову різні єретичні думки. Найсміливіші запитували у вчителя:
- А що якщо подує вітер? (І Ньютон простудиться?)
- А чи може в яблуці сидіти черв'як, який почне гризти його під час польоту з такою силою, що воно відхилиться і не потрапить на голову?
- А у Ньютона була зачіска як у Путіна або як у Пугачової? Тому що від цього залежить, чи буде удар гаситися волоссям.
- Вибачте, я не знайшов коефіцієнт Гука для голови Ньютона в таблицях в кінці підручника.
Всі ці несмішні жарти викликали сміх в аудиторії, але викладачі були непохитні - в прекрасній фізики немає ні розладів шлунка, ні опору повітря, ні зачіски. А голову Ньютона можна зобразити у вигляді квадрата.
Але черв'яки і зачіски ніяк не йшли з голови у деяких учнів, і тоді вони вирішили придумати свою фізику з черв'яками і вітром - квантову.
Квантова фізика
Квантова фізика - як кокетлива дівчина. Ніщо про неї наперед невідомо, а якщо щось відомо, то це тільки здається. І ще через неї мужики сваряться. Так, дуже точне порівняння.
У квантовій фізиці все влаштовано так, що ніколи не можна точно дізнатися, чи потрапить яблуко на голову Ньютону. Там розраховуються ймовірності подій і імовірнісні величини. Тобто, наприклад, яблуко потрапить в голову Ньютона з імовірністю 95%, і передасть йому 10 джоулів енергії з імовірністю 80%. Не дуже-то і цікаво, так?
Квантова фізика влаштована так, що перетворюється в класичну, коли ви на 100% в чомусь впевнені. Але в реальному світі ні в чому не можна бути впевненим (особливо в його реальності, якщо існує квантова фізика).
Однак, квантова фізика рідко вивчає яблука. Найбільше їй подобаються всякі фотони, електрони, кварки та інші слова з серіалу «Теорія Великого вибуху». І є у них одна цікава особливість.
А чи існує ваш потилицю, коли ніхто на нього не дивиться?
У дитинстві мені іноді здавалося, що речі у мене за спиною перестають існувати, тому що ніхто їх не бачить, а значить їм існувати нема чого. Зізнайтеся, це приходило в голову і вам. Як би швидко я не обертався, я все одно не міг помітити процесу їх відтворення. Але і довести, що вони існують, поки я їх не бачу, я не міг.
У квантової фізики ті ж проблеми.
Тому, наприклад, у квантової фізики є така проблема. У сейф поміщають кота і балончик з отруйним газом, який випускає з себе газ протягом години з імовірністю 50%. По закінченню години є два взаємовиключних результату - кіт задихнувся (бо балончик відкрився) або кіт живий (балончик не дався). Третього не дано.
Але не для квантової фізики.
Для неї по закінченню години є тільки один стан - кіт і живий і мертвий одночасно. Однак, коли експериментатор відкриває сейф, система переходить в одне з двох «нормальних» станів - ви бачите або живого, чи мертвого кота.
Є ще більш фантастична теорія про те, що відбувається з котом. У той момент, коли ми закриваємо сейф, всесвіт розщеплюється надвоє. В одній всесвіту кіт точно помре, в інший всесвіту кіт точно залишиться живий. І проблема тільки в тому, в який всесвіту виявиться спостерігач, відкриваючи сейф. Цій теорії заздрить сам Крістофер Нолан.
Цього кота придумав вчений Ервін Шредінгер, тому кота називають котом Шредінгера. Це єдиний відомий кіт, який і живий і мертвий одночасно.
Якщо в компанії освічених людей ви ненароком згадаєте кота Шредінгера, коли мова зайде про подвійність чого-небудь, вам зарахують 100 очок і дадуть левел-ап.
квантові комп'ютери
Квантова фізика може знайти практичне застосування в нашому житті, якщо хтось зможе її зрозуміти. Наприклад, квантові комп'ютери будуть такими швидкими, що ви навіть не уявляєте. Все тому, що у них буде квантовий процесор і квантова пам'ять (слова «квантовий (а)» в цьому випадку грають роль приставки «супер-»).
А ще, коли квантові комп'ютери будуть шифрувати інформацію, Зловмисники не зможуть підглянути за процесом (адже спостерігач змінює процес шифрування або расшіровиванія, що робить і те й інше безглуздим).
Ну, і ще квантові комп'ютери будуть дивними. Один з перших розташовувався в пробірці з органічної рідиною, наступні взагалі важко підлягають поданням.
Легке чарівність нецілісність теорії
У квантової фізики багато критиків. Вони кажуть: «Якщо ви все вважаєте можливостями і не можете передбачити, як поведуть себе частинки, значить ви просто не знаєте всіх законів, за якими живе світ на мікрорівні». Вони мають рацію, ніхто не знає. Але це не означає, що їх не потрібно шукати.
Адже краще займатися помилковою теорією і зрозуміти, що вона є хибною, ніж критикувати і нічого не зрозуміти.
* - на зображенні до посту скульптура, яка зображує Альберта Ейнштейна і Нільса Бора. Ці хлопці буцалися через науки. А тепер сидять, курять, посміхаються. Москва, парк мистецтв «Музеон».