Thread by @Mitokochan

Zdravím a vítám všechny u tradičního pátečního fyzivlákna! #fyzivlakno
Dnešní povídání navazuje na téma z předchozího týdne, na Kodaňskou interpretaci kvantové mechaniky:

https://twitter.com/Mitokochan/status/1421198808436858881

Pro připomenutí a pochopení toho, co to vlastně děláme a čím se zabýváme: kvantová mechanika je divná, nikdo neví, co si o ní má myslet a jak ji má chápat a já dávám postupně dohromady hlavní "směry" v chápání kvantovky, které dneska ve fyzice převládají.

Momentálně se bavíme o nejznámější interpretaci, která kdy spatřila světlo světa, o Kodaňské interpretaci, která vznikla ve dvacátých letech minulého století a naprosto dominovala několik desítek let až do doby, kdy vznikla mnohosvětová interpretace.

Mnohosvětová interpretace je dnes vlivem různých popkulturních referencí alá Rick a Morty nejznámější. Pokud budete chtít a bude vás to bavit, určitě se k ní dostaneme.

Vraťme se ale zpět na začátek 20. století. Světlo světa spatřují články od významných fyziků tehdejší doby, které ukazují na zvláštní a prapodivné jevy.
Jedním z těhle jevů se ukazuje být fakt, že různé kvantové objekty se v různých experimentech chovají jinak.

Jako by to byly různé objekty. Když vyšlu částici světla do interferometru, pak se chová jako vlna. Pokud ale chci, aby interagovala s atomem a vystřelila z něj elektron, pak se začne chovat jako částice.

Jak je něco takového možné? Když se nad tím zamyslíme, tak to přece zní zvláštně.
Mám tady klasickou fyziku a ta jasně odděluje realitu A, kdy je studovaný objekt vlna, a realitu B, kdy je studovaný objekt částice. Jenže tady jako kdyby reality A i B platily naráz.

Mám tady dvě reality, které se nutně vylučují. A nebo B. A přesto je tu fyzikální teorie, popisující perfektně výsledky všech experimentů, která tvrdí, že můžu mít nějakou "kvazirealitu", A i B naráz.

Tady se vracíme zpět k tomu, co často zmiňuju, a to je rozdíl mezi realistickými a instrumentalistickými teoriemi:

https://twitter.com/Mitokochan/status/1411044499699245064

Kodaňská interpretace je instrumentalistická interpretace. Její autoři jsou toho názoru, že bychom neměli mluvit o tom, co existuje nebo neexistuje a zda skutečně existuje kvantový "kvazirealistický" svět.

Měli bychom mluvit pouze o tom, že existuje kvantový "kvazirealistický" popis. Tady se například autoři zásadně neshodnou s Einsteinem, který je tvrdý realista a důsledky tohodle přístupu naprosto zásadně odmítá.

Zkusím princip toho, o čem mluvím, ukázat na konkrétním případě a to na dvouštěrbinovém experimentu.
Pokud neznáte, nebojte se, vysvětlím. Jedná se o experiment, kde mám zdroj, ze kterého umím vyslat postupně jednotlivá kvanta něčeho, třeba světla.

Těm se říká fotony. Mám tedy zdroj jednotlivých fotonů a posílám je postupně do experimentu, kde musí projít stěnou, která má jen dvě díry, resp. dvě štěrbiny, odtud ten název.
Takže fotony projdou touhle překážkou a pak dopadnou na stínítko, kde postupně utváří nějaký obrazec.

Co byste řekli, že na stínítku uvidíte? Asi byste si řekli, že uvidíte nejvíc fotonů dopadnout hned za tou dírou, je to prostě jako kdybych cvrnkala kuličky.

Někdo, kdo tenhle experiment už zná, namítne, že uvidíte interferenční obrazec. Co to je? To je jev, který nastává, když se skládají vlny, je to hodně podobné tomu, co vidíte na hladině vody, když hodíte do rybníka dva kamínky.

Čili tady kupodivu mám dvě odpovědi ale na jeden a ten samý experiment! A všichni, kdo jsme kdy dělali laborky na střední víme, že experiment dopadne prostě nějak, ne že si vybírá z různých možností.

Ke všemu to komplikuje situace, že ty dvě možnosti se vzájemně vylučují = odpovídají buď realitě A, nebo realitě B. Foton je buď částice, nebo vlna.
Ukazuje se, že to, co si experiment "vybere", závisí na jednom drobném detailu.

Když ke štěrbinám připevním detektory, které budou hlídat, zda tou štěrbinou prolétl foton, pak si experiment vybere částicovou variantu. Když nebudu hlídat, kudy fotony letí, vybere si experiment vlnovou variantu.

Tady se dostáváme k té hlavní myšlence, co se nám snaží Kodaňská interpretace předat.
ŽÁDNÁ KVANTOVÁ REALITA NEEXISTUJE.
VLASTNOSTI KVANTOVÝCH OBJEKTŮ NEEXISTUJÍ SAMY O SOBĚ. EXISTUJÍ JEN V KONTEXTU EXPERIMENTU A NAŠEHO POPISU.

Prostě to není tak, že fakt reálně existuje objekt, co se chová jako vlna i částice zároveň. Existuje jen experimentální uspořádání, kde se foton chová jako vlna, pak je to vlna, nebo jako částice, a pak je to částice.

To je ale dost nepříjemný, protože to vlastně říká, že ten objekt (foton) nemá... žádnou realitu? Neexistuje bez nás? Resp. neexistují jeho vlastnosti bez toho, abychom je určili v rámci nějakého experimentálního uspořádání?

To je ale sakra divný, protože přeci fyzikální veličiny existují nehledě na nás.
...nechám vás nad tím dumat. Jen vás chci poprosit o jednu věc.

Nesnažte se z toho hned vyvozovat, že je to důkaz toho, že žijeme v matrixu, nebo že tvoříme svět na základě naší mysli a podobné jiné mentální skoky.

Kvantová fyzika popisuje kvantový svět.
Naše mysl, chápání a realita ale nejsou kvantový svět. Nemůžeme dělat závěry o naší realitě na základě téhle teorie. Nemůžu popisovat teorií něco, co ta teorie nikdy neměla za úkol popisovat.

Kvantová teorie popisuje jen kvantové objekty. Pokud nejste kvantový objekt, pak se vás netýká. 😀
Ono to člověka svádí, ale fyzika k tomuhle neslouží.

A s tímhle morálním ponaučením se s vámi rozloučím. ❤️ Pokud se vám vlákno líbilo, dejte mi prosím RTW. A myslím, že se příště podíváme na tu mnohosvětovou interpretaci, abychom furt netvrdli u jednoho tématu.
Přeju všem krásný víkend a těším se za týden!