Преживяването на Юнг е двойно

Поставено е действителното начало на принципите на съвременната наука Исак Нютон формулиране на основните закони на класическата механика в края на XVII век. Изведените от него закономерности гладко обясняват съществуващите около човека явления на природата: на силата на гравитацията, ротация на небесните тела и така нататък - което всъщност дава началото на теоретичното научни знания по физика. През следващите двеста години се развиха класически нютонски механици, завладяващи все по-сложните явления на нашия свят. В края на 19-ти век сред учените съществува мнение, че проблемите на физиката като наука са практически изчерпани. Предполагаше се, че тя е в състояние буквално да обясни всичко и само няколко незначителни задачи остават в нея.

Принципът на детерминизма на Лаплас

Както виждате, успехът на нютоновата механика допринесе значително за оптимистичния поглед върху човешките способности в знанието и влиянието върху природата. Квинтесенцията на такъв оптимизъм по отношение на познаването на заобикалящия свят е концепцията за детерминизма на учения Пиер Симон Лаплас. Той изрази становището си че много скоро учените ще научат не само да открият специфичното състояние на физическите явления, но и въз основа на това и да предскажат бъдещите явления. Така че, например, тичане на камък, ние не винаги можем да предполагам точно къде ще кацне. Но като изчислим неговата маса, инерцията, която тя даде, и посоката на движение, можем ясно да изчислим къде пада на земята. Приблизително едни и същи (макар и не винаги реални поради много фактори) възможността за изчисляване на текущото състояние на всяка субстанция и явление, а оттук и на прогнозата за нейната съдба в бъдеще, е съставена по същия начин в представянето на Лаплас и много други учени.

Раждането на теорията на относителността и квантовата механика на Айнщайн

Болезненото унищожение на тези идеи е откриването в началото на 20-ти век на удивителните свойства на света на субатомните частици, включително на опита на Юнг. Първият удар върху привидно неразрушимата истина на законите на Нютон беше изчисляването на скоростта на светлината които не се вписват в класическата механика, в резултат на което законите на последните трябва да бъдат коригирани. Алберт Айнщайн успява да направи това през 1905 г. Паралелно с раждането на теорията на относителността на Айнщайн, която разкрива връзката между пространството и времето и отново е в състояние последователно да обяснява природата в огромна вселена, се ражда друга наука - квантова механика. И тук скоро беше открито, че субатомните частици живеят според напълно уникални закони, които нито Нютон, нито Айнщайн могат да обяснят. През двадесетте години тя предвещава още по-големи трудности от тези, с които физиците се сблъскват по-рано.

Вернер Хайзенберг и неговият принцип на несигурност

Немският учен Вернер Хайзенберг първи разбра, че детерминизмът на Лаплас не е приложим към този микроскопичен свят. Факт е, че провеждайки изследвания в нашия макрокосмос, ние по някакъв начин влияем на изследваните елементи. Но всяко наблюдение на квантовия свят въвежда смущение в поведението му. За да погледнем там, трябва да „хвърлим” фотони, които са сравними по размер с протони, неутрони, електрони и по този начин значително да ги засягат, поставяйки край на всеки експеримент. Според теоретичните изчисления на Хайзенберг бихме могли да изчислим точно или позицията на частица в пространството, или нейната скорост, но никога не едното, а другото едновременно.

Преживяването на Юнг е двойно

Английският учен Томас Юнг в началото на 18-ти и 19-ти век създаде експеримент, който откри феномена на физиката светлина смущения. В този момент между учените имаше дебати за това какво представлява светлината: корпускулярни частици или вълна. Опитът на Юнг беше както следва. Той пусна светлината на екрана през плочата, в която бяха отрязани два прореза. Ако светлината се състои от най-малките частици, тогава само две светли ленти ще се отразят на екрана, частиците ще преминат ясно през два слота. Но опитът на Юнг показал, че светлината оставя смущаващ шаблон на екрана. Това се дължи на нейната вълнова природа. Вълната, сблъсквайки се с бариерна плоча, се разбива на две, след като вече я е преминала. Но по пътя към екрана амплитудата на вълната на едната се сблъсква с другата, те взаимно се охлаждат, създавайки по-малка и по-голяма концентрация на светлина на различни места. След това експериментът е пряко доказателство за вълновата природа на светлината. Но с по-нататъшни открития се появиха нови въпроси. Макс Планк успя да докаже, че светлинната вълна все още се състои от отделни части - фотони. Защо не се държат като частици? Още през 20-ти век физиците многократно повтарят опита на Юнг, като се уверят, че светлината се държи като вълна. Предполага се, че едновременно фотоните, излъчвани от лъчите, сякаш се бият един друг, създавайки такава картина от многобройни ленти. Очевидните частици също се държиха - електрони, които със всички понятия на физиците със сигурност би трябвало да притежават корпускуларни свойства. За да се изясни въпроса, беше направен експеримент, при който електрони бяха освободени само по едно. Изглежда едно Електронът трябва ясно да лети през една от дупките и да остави следа на екрана на едно от двете места. Парадоксално, намесата се повтаря. Но наистина изненадващ факт беше, че всички опити да се създадат свръхчувствителни устройства и да се открие траекторията на движение на всеки електрон, доведе до това, че той започна да се държи като частица. Намесата изчезна. И това не се дължи на слаби технически възможности, а буквално поради несигурността на самата природа. Частицата просто не е на едно конкретно място. Траекторията на нейното движение може да се дефинира само като вероятност. Това означава, че може буквално да бъде на няколко места едновременно и да преминава през всички възможни траектории (една частица буквално минава през една и през друга прорез). Това невероятно свойство се нарича нелокалност на субатомни елементи и демонстрира двойната им вълнова частица.