Новая идея от Нила Турока из Института теоретической физики в Ватерлоо (Канада) и Стеффена Гилена из Имперского колледжа Лондона также дает нам толчок. Они используют принцип физики элементарных частиц: на очень высоких энергиях вещество ведет себя как свет. В частности, оно перестает зависеть от масштабов – уравнения, описывающие его поведение, те же самые, независимо от энергии света или размера Вселенной, его содержащей. Согласно Туроку, это означает, что Вселенная может сжаться до нуля и появиться снова, а свет при этом ничего не узнает.
Применяя этот принцип к полностью гладкой и одинаковой во всех направлениях Вселенной, они предсказывают космос, отскакивающий через сингулярность посредством процесса, подобного квантовому туннелированию, позволяющему электронам проходить сквозь стены или другие барьеры. Следующий шаг – отбросить некоторые из тех предположений и попытаться сделать Вселенную с квантовыми флуктуациями, приводящими к возникновению крупномасштабных структур, например галактик.
Заключение
Из математического маневра Макса Планка, совершенного в далеком 1900 году, вырос совершенно новый взгляд на мир, где наша надежная старая добрая реальность заменена на неопределенности, «раздвоенные личности» и жуткие связи, которые могут протягиваться через космос.
Вот уже более века квантовая механика правит микромиром частиц, но сейчас, благодаря новому расцвету квантовых технологий, дело идет к ее проникновению еще дальше в макромир: в форме повседневных потребительских устройств, сообщающих, где мы и сколько времени, обнаруживающих закопанные сокровища, заглядывающих за угол и с легкостью проводящих вычисления, которые когда-то были неосуществимы.
Даже сейчас, когда мы учимся использовать всю таинственность квантовой механики, среди нас нет общего согласия насчет того, что на самом деле эта теория означает. Указывает ли она на особый статус сознания или на вереницу трамплинов, ведущих частицу, или, может быть, на множественность вселенных? Ставит ли она под угрозу причинность? Есть ли более фундаментальный уровень, лежащий за квантовым? Кажется, что наши идеи находятся в своего рода квантовой суперпозиции.
Чтобы сколлапсировать эту философскую волновую функцию и найти истинную природу квантовой реальности, мы должны, как утверждают некоторые, смотреть на небеса. Ответ может быть написан в реликтовом фоновом излучении или на горизонте событий черной дыры. Или, может быть, нам просто нужна традиционная научная революция: собрать вместе новое поколение исследователей с непредвзятым мышлением, немного гениев, удачи и технологий и в результате появится какая-нибудь невероятная идея, реально имеющая смысл. Или, наверно, мы можем научиться жить с таинственностью? Просто играясь с квантовыми симуляторами и другими технологическими игрушками, использующими суперпозицию и запутанность, возможно, мы придем к тому, что будем воспринимать эти явления менее чуждыми и более интуитивными и удивляться, почему наши предки не могли выйти за пределы их классической рутины.
Если все это не получится, то, может быть, ответ ожидает появления гигантского квантового компьютера будущего и того, кто будет работать над правильным вопросом, который нужно задать ему.
100 идей
Этот раздел поможет вам изучить предмет более детально, чем просто с помощью обычного списка литературы.
9 мест для квантового туризма
1. Копенгаген, Дания. Город сыграл огромную роль в рождении и развитии квантовой теории. Начните путешествие с улицы Вед-Странден, на которой 7 октября 1885 года в доме 14 родился Нильс Бор. Это был дом его бабушки и дедушки; памятная табличка на здании отмечает знаменитого жителя. Затем пройдите на улицу Бредгаде (или Броуд-стрит) к дому 62, где Бор жил до защиты докторской диссертации в 1911 году. Сейчас там Медицинский музей. Также посетите Институт Нильса Бора, который был местом встречи гениальных молодых физиков, работавших над квантовой теорией и улучшивших ее в 20-е и 30-е годы XX века. Лекционный зал института и личный кабинет Бора сохранены в прежнем виде и открыты для посетителей.
Сайт Института Нильса Бора: http://www.nbi.ku.dk/english/news/news13/niels-bohr-institute-named-historic-site/
2. Пивоваренная компанияCarlsberg, Копенгаген. Нильс Бор получал гранты от Фонда Carlsberg с 1911 года. После того, как он был удостоен Нобелевской премии, представители компании подарили ему дом рядом с заводом – Почетную резиденцию Carlsberg. Он переехал туда в 1931 году, и там у него было много дискуссий с Эйнштейном, Гейзенбергом и другими единомышленниками. Музей Carlsberg и выставочный центр открыты для посетителей и позволяют заглянуть в дом, где Бор жил до своей смерти в 1962 году.
Сайт компании: http://www.visitcarlsberg.com/
3. Вестминстерское Аббатство в Лондоне (Великобритания). Здесь заложена плита в память Поля Дирака, на которой высечено его знаменитое уравнение, описывающее квантовое поведение электрона.
4. Белфаст (север Ирландии). Джон Стюарт Белл, чья математическая работа в 60-е годы XX века открыла путь экспериментальным проверкам квантовой таинственности, пожалуй, величайший из ученых родом с севера Ирландии. В Белфасте, его родном городе, одну из улиц в 2015 году переименовали в «Полумесяц теоремы Белла» (Bell’s Theorem Crescent), чтобы обойти правило, запрещающее называть улицы в честь людей.
5. ЦЕРН в Женеве. Там не только работал теоретик Джон Белл (см. выше), но и было сделано большинство прорывных экспериментальных открытий, доказавших, что наша модель, основанная на квантовой теории, верна.
6. Остров Гельголанд у северного побережья Германии. Именно там в 1925 году Вернер Гейзенберг разработал математическую модель квантовых частиц. Памятная табличка в честь этого прорыва была открыта в 2000 году.
7. Отель «Метрополь» в Брюсселе. Здесь была сделана знаменитая фотография пионеров квантовой механики (см. рис. 1.5). На ней есть Эйнштейн, Бор, Гейзенберг, Шрёдингер и другие ведущие ученые того времени. Их сфотографировали в 1927 году во время Сольвеевского конгресса, на котором обсуждалась новая область квантовой механики.
8. Город Ульм (Германия) – место рождения Альберта Эйнштейна. Дом, где родился Эйнштейн, находился рядом с железнодорожным вокзалом, также в этом городе на юге Германии есть другие памятники, посвященные этому великому человеку.
9. Параллельные вселенные. В настоящее время нет известного способа посетить параллельные миры (в предположении, что они существуют), даже если вы могли бы нарушить законы физики. Однако путешествие между вселенными может быть реальным, если вы готовы ждать (очень-очень) долго. Физик Митио Каку из Городского университета Нью-Йорка считает, что триллионы лет спустя люди разработают технологии путешествий в другие вселенные, чтобы избавиться от смерти в нашей.
13 анекдотов
1. Нильс Бор был вратарем уважаемого датского футбольного клуба (его брат Гарольд играл в национальной команде).
