kirjoittanut Chris Ferrie
Luoko havaitsija oman todellisuutensa? Kvanttifysiikan mukaan kyllä.
Yritän toisintaa John Wheelerin esityästä osallistavasta universumista.
Wheeler kutsui sitä Osallistavaksi Antrooppiseksi Periaatteeksi. Se menee jotenkin näin. Luonnolle esittämämme kysymykset saavat vastauksen riippuen todella paljon siitä millaisia kysymyksiä kysymme. Ilman kysymyksiä mihinkään ei voida vastata — ja näin me olemme itse osallistujia, jotka saavat aikaan tapahtumia. Hänen kaikkein lainatuin lentävä lauseensa oli seuraava:
John Wheeler oli yksi 1900-luvun mielenkiintoisimmista hahmoista. Jos tunnet ajatuksen avaruudesta virtuaalihiukkasten kiehuvana kiehumana, joka ponnahtaa sisään ja ulos olemassaolosta, tai jos olet kuullut sanat madonreikä tai musta aukko, Wheeler on vaikuttanut sinuun jollakin tavalla. Hänen tarinansa on täynnä perintöä, minkä vuoksi se löytyy monista muista paikoista ja minkä vuoksi en myöskään kerro sitä uudelleen tässä. Sitä paitsi en tekisi sille oikeutta, ja halusin oikeastaan puhua vain yhdestä hänen monista ideoistaan.
Aloitetaan lopusta
Osallistuvan maailmankaikkeuden siemenet kylvettiin ajatuskokeessa, jota kutsutaan viivästetyn valinnan kokeeksi.
Klassisessa kaksoissaljakokeessa yksittäinen valofotoni joko ”valitsee” kulkemansa reitin tai interferoi itsensä kanssa kulkien näennäisesti molempia reittejä riippuen siitä, millä koejärjestelyllä se vangitaan. Tämä on kvanttifysiikan kuuluisa aalto-hiukkasdualismi: fotoni toimii hiukkasena, jos kuulustelemme sen kulkemaa reittiä, ja aaltona, jos emme kuulustele sitä.
Joskus sanotaan, että fotonit käyttäytyvät aaltoina, kun emme katso niitä, ja ne käyttäytyvät hiukkasina, kun katsomme niitä. Voit lukea lisää kaksoisristikokeen nykyaikaisesta versiosta ja sen vaikutuksista täältä:
Jos jätetään huomiotta se tosiasia, että fotoni — koska se kulkee valon nopeudella — ei koe aikaa eikä sillä siten ole toimijuutta, on silti hyödyllinen metafora puhua ikään kuin se tekisi valintoja. Joka tapauksessa fotoni näkee laitteiston ja kytkee päälle sopivan käyttäytymisen, kun se saapuu laitteistoon. Toisin sanoen, jos fotoni saapuu laitteeseen, joka tarkistaa, mitä reittiä se aikoo kulkea, se kytkee päälle hiukkaskäyttäytymisen. Muussa tapauksessa se säilyttää aaltokäyttäytymisen. Oletettavasti jos fotoni valitsee polun, se tekee sen sillä hetkellä (ainakin meidän viitekehyksessämme), kun mahdolliset polut jakautuvat.
Oletetaan nyt, että valitset, havaitsetko fotonin reitin sen jälkeen, kun se on tullut kokeeseen. Kaksoissäleikössä tähän tarkoitukseen riittää, että asetat ylimääräisen lasinpalasen suoraan ilmaisimen eteen. Oletetaan, että teet tämän viimeisellä mahdollisella hetkellä.
Jommankumman kahdesta asiasta on oltava totta. Joko valintasi lähettää viestin ajassa taaksepäin kertoakseen fotonille, miten sen pitäisi käyttäytyä, tai sitten fotoni ei oikeastaan ole olemassa lopullisena kokonaisuutena ennen kuin se havaitaan. Pienessä laboratoriokokeessa tämä kaikki vaikuttaa akateemiselta. Mutta Wheeler ajatteli kosmisen mittakaavan kautta.
Einsteinin renkaat
Jos suuntaat kaukoputken oikeaan suuntaan, voit luoda maailmankaikkeuden kokoisen kaksoisrakokokeen! Alla olevassa kuvassa ”rengas” on itse asiassa yksittäinen tähti, joka on lähes yhtä vanha kuin maailmankaikkeus. Tuon tähden ja Maan välisen linjan sulkee toinen galaksi jossain monien miljardien valovuosien päässä tähden ja meidän välissä. Einsteinin suhteellisuusteorian ansiosta tähden valo kuitenkin taipuu massiivisen galaksin ympäri saavuttaakseen meidät. (Tällainen gravitaatiolinssi oli muuten ensimmäinen kokeellinen todiste Einsteinin teoriasta.)
Jokainen tuosta tähdestä peräisin oleva fotoni olisi voinut kulkea yhtä monista reiteistä saavuttaakseen meidät täällä maapallolla. Valokuvassa käytetty kaukoputki havaitsee reitin, ja monet fotonit heijastavat kuvan renkaasta linssi-galaksin ympärillä. Jos sen sijaan kaikista suunnista tuleva valo yhdistettäisiin ennen havaitsemista, havaittaisiin aaltomainen kuvio, joka viittaisi siihen, että fotoni kulki kaikkia reittejä.
Jos valo valitsee yhden tai toisen polun, se teki sen varmasti monta miljardia vuotta sitten, kun se kohtasi väliin jäävän galaksin. Kuitenkin se, miten fotoni ilmenee maailmassa, päätetään vasta tässä ja nyt, sen kautta, miten me päätämme järjestää kaukoputkemme. Teidän näkökulmastanne katsottuna tuo fotoni on odottanut miljardeja vuosia, että te tulisitte ja valitsisitte, miten sen pitäisi ilmetä maailmassa.
Kysymyksesi luovat todellisuuden
Muista, miten peli 20 kysymystä toimii. Ajattelen jotakin, ja sinä kysyt kyllä- tai ei-kysymyksiä toivoen, että vastaukseni kaventaisivat vastaukseni ja paljastaisivat sen yhden asian, jota ajattelin. Oletetaan, että ajattelin kengurua. Kysyt: ”Onko se isompi kuin leipälaatikko?”.
Kyllä.
“Onko se paikka?”
Ei.
“Onko se eläin?”
Kyllä.
“Onko se nisäkäs?”
Ei.
“Elääkö se Australiassa?”
Kyllä.
“Onko se emu?”
Ei.
“Onko se kenguru?”
Kyllä! Olet hyvä tässä pelissä. Mutta muutetaan sitä hieman. Oletetaan, että meitä “vastaajia” on 20 ja kysyisit jokaiselta kysymyksen peräkkäin. Jos aloitat ensimmäisestä henkilöstä: “Onko se suurempi kuin leipälaatikko?”
Ei.
Kysyt seuraavalta “onko se eläin?”
Ei.
Kolmannen mielestä on hiukan vaikeampaa vastata kun kysyt “onko se sähköinen?”
Kyllä.
Ja näin käytäisiin läpi jokainen henkilö, ja heistä aina myöhemmin tulevalla on vaikeampaa vastata. Lopulta viimeinen henkilö saa kysymyksen “onko se transistoriradio?”
Kyllä!
Sinun näkökulmastasi peli ei ole erilainen. Oletat, että kaikki 20 ihmistä olivat ennen pelin alkua yhtä mieltä vastauksesta transistoriradio. Mutta tässä on juju. Tässä 20 kysymystä -leikissä jokainen 20 osallistujaa sopi etukäteen, ettei keksi mitään. Ainoa asia, josta he sopivat, oli vastata kyllä tai ei tavalla, joka ei ollut ristiriidassa minkään aikaisemman vastauksen kanssa. Vasta kun viimeinen kysymys esitettiin, vastaukseksi tuli ”transistoriradio”.
Asia on hienovarainen, mutta jälkikäteen ajateltuna ilmeinen. Ennen kuin aloit kysyä kysymyksiä, ”vastausta” ei ollut olemassa. Vasta kysymyksenvalintasi ansiosta mahdollinen vastaus materialisoitui maailmaan. Wheeler kutsui tätä ”it from bit”: fyysinen maailma (”it”) syntyy kysymällä sille kyllä- tai ei-kysymyksiä (”bittejä”). Miksi maailmankaikkeus on sellainen kuin se on? Kävi ilmi, että se riippuu kirjaimellisesti siitä, kuka kysyy.
Artikkelin julkaissut medium.com
