Квантовое бессмертие и не только

Муниципальное казенное общеобразовательное учреждение

"Архангельская средняя школа имени А. А. Кудрявцева"

Индивидуальный проект по физике

 «Квантовое бессмертие»

Выполнил ученик 10класса

Смирнов Даниил Александрович

Руководитель проекта

Минина Лариса Валерьевна,

учитель физики

с.Архангельское

2023 г.

Оглавление

1.     Введение

2.     Эксперимент с котом Шредингера

3.     Множественные миры и Принцип суперпозиции

4.     Много мировая и Копенгагенская интерпретация

5.     Квантовое бессмертие

6.     Заключение

7.     Список литературы

1.      

1.     Введение

На просторах интернета я услышал такой термин как квантовое бессмертие и мне стало интересно что это такое, ведь бессмертие, как я считал, это что-то фантастическое и невозможное.

Гипотеза: бессмертие не такое уж фантастическое понятие. И сейчас речь идет не о каких-то футуристических криокапсулах прочей фантастике, а о том, что может существовать сейчас, в нашем современном мире. Эта идея на столько обширна, что для ее объяснения нужно будет затронуть все известные нам миры и даже теорию мультивселенной.

Цель проекта: выяснить научное обоснование понятия «Квантовое бессмертие».

Задачи:

1.     Выяснить что представляет собой квантовое бессмертие с точки зрения науки.

2.     Познакомится с научными фактами и теориями, на основе которых формируется понятие «Квантовое бессмертие»

3.     Проанализировать научные аспекты квантового бессмертия, оценить реальные проявления квантового бессмертия.

Методы и методики:

1.     Анализ информации из литературы и видеоматериалов в сети Интернет,

2.     Просмотр фильмов по теме проекта,

3.     Обобщение информации из различных источников.

Срок работы над проектом 2 года

2.     Эксперимент с котом Шредингера

Чтобы понять квантовое бессмертие, нам сначала нужно разобраться с котом Шредингера. Есть такой эксперимент. Кот заперт в ящике, в котором помимо нее находится крохотное количество радиоактивного вещества и счетчик Гейгера. К этому счетчику привязан молоток, а под молотком, находится колба с опасным химическим веществом. Радиоактивный распад является случайным процессом. Его невозможно предсказать. Значит распад может произойти, а может и нет. Если он все-таки случится, это зафиксирует счетчик Гейгера. Он отпустит молоток, молоток разобьет колбу и кошки не станет. А если он не случится, то кот выживет.

Так как мы не знаем сработал счетчик Гейгера или нет, мы точно не можем знать умер кот или нет пока туда не заглянули. А пока мы туда не заглянули, мы не знаем что в коробке. Получается для нас кот одновременно жив и мертв. За него можете не переживать, так как это был мысленный эксперимент, который был придумал австрийским физиком-теоретиком Эрвином Шредингером в 1935 году.

3.     Множественные миры и Принцип суперпозиции.

У нас есть много разных миров. Микромир, макромир и мегамир. Макромир - это наш привычный мир. Это то что нас окружает. Мегамир - это планеты, солнечные системы, звезды и так далее. А вот с микромиром все сложнее. Это молекулы, атомы. Это мир невероятно маленьких объектов. В нашем макромире все можно объяснить классической механикой, у нас работают законы Ньютона, но в маленьком мире этого не происходит. Мы живем спокойно, видим, как едут машины, летят самолеты. Мы привыкли думать, что все происходит по этим же законам, а если где-то классическая физика перестает работать, то это уже мистика или за гранью понимания.

Квантовая механика как раз старается объяснить процессы, которые там происходят. А когда мы понимаем, что все происходящее там научно доказано, становится не по себе. Вот тут кроется сложность. Как сказал когда-то ученый физик Ричард Фейнман: “Это нормально не понимать квантовую механику, потому что ее никто не понимает.” Но в то время, когда он жил ее может быть действительно никто не понимал.

В квантовой механике все находится в суперпозиции. Вот книга. Вы ее видите. Вот ручка, вы ее видите. Ничего необычного. А теперь представьте, что это квантовая система и книга не лежит здесь просто так. Она находится в суперпозиции, а значит в нескольких возможных состояниях сразу. Она лежит тут, висит тут, повернулась сюда и так далее. Нам сложно представить, что какие-то вещи будут одновременно в двух разных местах, но в квантовой механике совсем другие правила. Но в микромире вместо книги служат фотоны, электроны. Нам людям не нравится, что они находятся в состоянии суперпозиции. Мы хотим выяснить их единственное положение. И в этот момент, когда мы пытаемся это выяснить, суперпозиция пропадает. И вы находите в комнате всего лишь одну книгу. Звучит глупо, но, когда мы пытаемся что-то измерить в квантовой механике, вся магия тут же пропадает. Объекты там настолько малы и чувствительны, что даже сам факт того, что мы пытаемся их измерить, нарушает их правила.

Представим, что у нас есть бильярдный стол, на нем есть бильярдные шары. Один шар бьет другой шар, и мы хотим зафиксировать траекторию. Мы берем фотоаппарат и просто фотографируем шар. Он продолжит катиться, мы ему не навредили, потому что свет и вспышка – это фотоны. Они бьются о бильярдный шар, но они безумно маленькие, поэтому шару это безразлично. А теперь представьте, что будет, если на бильярдном столе будут фотоны, которые мы хотим зарегистрировать. Мы берем тот же фотоаппарат, стреляем фотонами в фотоны. Они сталкиваются и так как они одного размера, безусловно меняют свою траекторию.

Измерить микромир невозможно без вмешательства. Это все равно, что мы захотим сфотографировать бильярдный шар, а из вспышки будет вылетать еще миллион таких же бильярдных шаров. Мы видим уже не сам по себе объект, а то, что мы с ним сделали. В научном сериале с Морганом Фриманом было сказано, что когда мы взглянем на фотон, мы тем самым поменяем его траекторию, из чего он сделал вывод, что может быть сама реальность нереальна, а изменена нами, потому что мы на нее смотрим. Он сделал такой вывод, исходя из эксперимента на 2 щелях. Если мы направляем свет через 2 щели, то фотоны ведут себя как волна. (рис.1)

                                                    Рис.1

Это называется интерференция и это совершенно нелогично на первый взгляд и как только мы начинаем регистрировать через какие щели проходят те, или иные фотоны. Интерференция пропадает и появляется совершенно логичная и ожидаемая картина. (рис.2)

                                                   Рис.2

Убираем наблюдение, опять происходит нечто странное. Он породил огромный миф. Люди, когда это услышали, сказали реальность нереальна. И главный вопрос. Почему один объект находится в нескольких состояниях сразу? Это очень важный вопрос и на него нет единого ответа. У ученых существует несколько интерпретаций квантовой механики. Вы должны понимать, что это лишь гипотезы, попытка объяснения того или иного явления.

4.     Многомировая и Копенгагенская интерпретация

Копенгагенская интерпретация квантовой механики появилась в 1927 году. Ее сформировали датский физик-теоретик Нильс Бор и немецкий физик теоретик Вернер Гейзенберг.

Нильс Бор                        Вернер Гейзенберг

Эта интерпретация гласит, что объекты в микромире возможны одновременно в двух и более состояниях. А в тот самый момент, когда мы пытаемся их измерить, мы тем самым выбираем одну из возможностей. Все остальные возможности пропадают. И у этой интерпретации есть как последователи, так и противники. Многомировая интерпретация появилась в 1957 году ее озвучил Американский физик Хью Эверет. Она о том, что, когда мы измеряем что-либо в микромире, вселенная, разделяется на две или больше и мы находимся в той, которая случайно попалась.

                                           Хью Эверет                

Весь мир раздвоился и теперь существуют ученый, который измерял прибором фотон и весь мир теперь разгребает последствия этого. В это же время существует другой этот же ученый, которому попался другой вариант фотона и последствия могут быть уже совершенно другими для всего мира. На самом деле этой интерпретации придерживаются многие ученые и там нет никакой мистики. Если мы примем на веру, что квантовая механика действительно такая всемирная общая теория всего, которая универсальна, мы также обязаны будем принять на веру и многомировую интерпретацию квантовой механики. Именно многомировая интерпретация поможет нам понять квантовое бессмертие.

5.     Квантовое бессмертие

Вспомните кошку Шредингера мы не знаем, что с ней пока не открыли коробку. Возьмем теперь человека, посадим в эту же коробку. На человека в коробке направлен пистолет, которой или выстрелит, или нет. Если копенгагенская интерпретация верна, то, когда пистолет выстрелит, человек просто умрет. А вот если верна многомировая интерпретация, то с каждым нажатием на курок, вселенная разделяется на две. В одной человек умирает, а в другой не умирает. Парадокс. Представьте, что вы тот самый человек в коробке и каждый раз, когда пистолет стреляет, вы выживаете. Все дело в том, что вы можете наблюдать эксперимент только в том мире, где вы выжили, а это значит, что вы бессмертны.

Вы никогда не умрете, умрет другой такой же человек, только вас это никак не касается. Эксперимент может считать успешным только человек в коробке. Вы постоянно выживаете, все отлично, но это только в ваших вселенных. В других же, когда ученые откроют коробку, они увидят погибшего человека. Это наводит на мысль, что вы никогда не сможете перестать существовать. Всегда произойдет то, что спасет вашу жизнь или сделает бессмертным. Но нужно понимать, что у ученых нет единого мнения, как это все работает. Но главное, что это работает.

Список литературы:

https://news.nationalgeographic.com/n...

https://plato.stanford.edu/entries/qm...

https://www.washingtonpost.com/news/s...

https://www.sciencealert.com/watch-wr...

https://22century.ru/popular-science-...

https://geektimes.ru/post/267954/

http://www2.optics.rochester.edu/work...

https://sciencedemonstrations.fas.har...

https://science.howstuffworks.com/inn...

http://elementy.ru/trefil/heisenberg_...

http://www.chemie.de/lexikon/Schr%C3%...

Скачано с www.znanio.ru