물리학 자에게 완벽한 조용한 것은 최고의 소음입니다. 핸드폰을 침묵시키고, 여전히 당신의 생각을 침묵시키고, 모든 종류의 진동을 막으면, 당신은 여전히 양자 소음이 남아있을 것입니다. 그것은 자연의 깊은 깊이, 정적 및 설명 할 수없는 움직임의 파열을 나타냅니다. 의미가없는 것 같습니다.
이 소음이 얼마나 널리 퍼져 있는지 고려할 때, 물리학 자들은 좋은 설명을 할 것이라고 가정 할 수 있습니다. 그러나 그것은 과학에서 해결되지 않은 문제 중 하나입니다. 양자 이론은 소음의 출처뿐만 아니라 그것이 세상에 정확히 들어가는 방법에 대해 침묵합니다. 이론의 정의 방정식, Schrödinger 방정식은 완전히 결정적입니다. 전혀 소음이 없습니다. 양자 입자가 시끄러운 것으로 관찰하는 이유를 설명하려면 몇 가지 추가 원칙이 필요합니다.
Niels Bohr 전통의 물리학 자에게는 관찰 행위 자체가 결정적입니다. Schrödinger 방정식은 입자가 할 수있는 일에 대한 가능성 메뉴를 정의하지만, 측정 할 때만 입자는 실제로 메뉴에서 무작위로 선택하는 것을 수행합니다. 동일한 입자는 다른 선택을하여 기본 프로세스의 결과가 통제 할 수없는 방식으로 달라집니다. Bohr의 관점에서 볼 때, 양자 노이즈는 더 설명 할 수 없습니다. 물리학 자 존 휠러 (John Wheeler)는 선행자가없는“초등의 창조 행위”라고 불렀습니다. 창세기는 먼 과거의 특이한 사건이 아니라 우리가 가져 오는 지속적인 과정이었습니다. 우리는 그것을 관찰함으로써 세상을 창조합니다.
아인슈타인과 같은 회의론자들에게 그 견해는 훌륭하게 낭만적이고 완전히 일관되지 않습니다. “우리”는 누구입니까? “관찰”이란 무엇입니까? 물리학 자와 철학자들은 두 가지 일반적인 방향 중 하나를 취하면서 덜 손으로 흔들리는 설명을 찾기 위해 한 세기의 더 나은 부분을 보냈습니다. 아마도 우리가 일상 생활에서 겪는 소음과 같은 양자 소음은 우리를 탈출하는 의미가 있습니다. 불확실성으로 보일 수 있지만, 어떤 이유로 든 볼 수없는 결정 론적 프로세스에 의해 생성 될 수 있습니다. 예를 들어, 그것은 수많은 평행 우주 중 하나에 살고 우리의 것이 어느 것을 말할 수 없다는 결과 일 수 있습니다. 본질적으로 소음은 우리가 사는 곳을 알려줍니다. 입자 거동에 대한 작은 향상과 무리는 우리의 우주를 다른 우주와 구별하는 기발한 것입니다. 159 대신 호텔 방 314에 넣는 것과 같이 우리의 위치가 순수한 일이기 때문에“소음”입니다.
.또 다른 기본 접근법은 양자 소음이 실제로 의미가없고 양자 이론이 Bohr이 그것을 취한 것만 큼 결정적이지 않다는 것입니다.이 경우 도전은 단순히 잘못 정의 된 관찰 개념을 정리하는 것입니다. 1986 년, 3 명의 물리학 자, Giancarlo Ghirardi, Alberto Rimini 및 Tullio Weber는 양자 소음이 의미가 없을뿐만 아니라 실험자가 그것을 유발하지 않는다고 제안했습니다. 사실, 아무것도하지 않습니다. 그것은 완전히 배제되지 않은 것으로 나타났습니다. 개별 입자의 경우 1 억 년마다 한 번씩.
해석 논쟁에서 GRW 이론과 그 변형은 특별한 역할을합니다. 비록 그들이 양자 역학에 대한 유일한 결정적 해석은 아니지만, 그들은 입니다. 모든 사람들이 불확실성을 드러내는 유일한 해석은 소음이 묻히는 것보다 소음으로 보는 것입니다. GRW는 또한 경험적으로 테스트 할 수있는 몇 안되는 해석 중 하나입니다. 마침내 여기에서 민주당과 플라톤 시대의 환영을받는 토론에 대한 데이터 중심의 테스트가 있습니다. 우주는 뿌리 결정 론적이든 아니든?
GRW 이론은 소음이 산발적으로 입자를 때리고 그들에게 열린 위치 중 하나에서 구체화된다고 가정합니다. 이것은 자주 발생할 수 없거나 그렇지 않으면 입자 거동이 항상 Schrödinger 방정식에서 벗어날 것입니다. 1 억 년마다 충분합니다. 타격이 올 때, 그 효과는 양자 얽힘, 즉 입자의 으스스한 상호 연결에 의해 크게 증폭되기 때문입니다. 하나의 입자에 대한 인기는 모든 입자에 의해 느껴집니다.
이 승수 효과는 우리가 입자 수준에서 양자 거동을 관찰하지만 일상 생활에서는 그렇지 않은 이유를 깔끔하게 설명 할 것입니다. 왜 입자는 결정적인 특성을 가질 수 없지만 거시적 물체는 항상 그렇습니다. 사람이나 행성이 분리 된 입자와 마찬가지로 불확실한 상태로도 존재할 수 있지만, 훨씬 더 큰 목표를 제시하고 입자 중 하나가 소음에 빠르게 닿을 것입니다. 소음은 해당 입자의 위치와 모든 얽힌 파트너의 위치를 고정합니다. 상호 얽힌 입자 10 개로 구성된 물체는 10 나노초 정도마다 핑됩니다.
노이즈는 공간 위치에 작용하지만 간접적으로 다른 특성에도 영향을 미칩니다. Schrödinger의 유명한 양쪽과 살아있는 고양이는 고양이의 신체에 다른 공간 배열에 해당하고 GRW 메커니즘이 그들 사이에서 선택되기 때문에 빠르게 살아 있거나 죽어야합니다.
.GRW 메커니즘은 또한 관찰을 시연합니다. 관찰하는 것은 단순히 입자를 큰 장치 조각과 상관시켜 입자의 특성에 접근 할 수 있도록하는 것입니다. 그렇게함으로써 당신은 입자를 장치에 닿는 소음에 노출시킵니다. Bohr가 생각했듯이 현실을 직접 만들지는 않지만 전적으로 볼 수있는 소음이 다른 방식으로 전달되는 물체에서 행동 할 수있게합니다.
.양자 역학 자체와 마찬가지로 GRW 이론은 수학적 형식주의이며 철학자들이 온톨로지라고 부르는 세계가 무엇을 만들어내는 것을 처방하지 않습니다. 창조자들은 원래 입자 온톨로지 인 원자가 세계를 구상했다. 그러나 이론은 우주가 번지 않은 물질이나 힘 분야 대신에 구성된 경우에도 효과가 있습니다. GRW를 양자 역학의 다른 해석과 구별하는 것은 노이즈가 트리거되지 않았다는 것입니다. 히트는 자발적으로 발생합니다. 따라서 그들은 다른 어떤 존재를 엄격히 요구하지 않습니다. 따라서 이론은 전적으로 새로운 가능성을 열어줍니다. 우주는 순전히 소음으로 만들어졌다.
1987 년 아일랜드 물리학 자 존 벨 (John Bell)이 제안한이 근본적으로 미니멀 한 견해에서, 나중에 Rutgers University의 Roderich Tumulka가 개발 한이 우주는 카메라 플래시로 우연히 불이 붙은 어두운 강당과 같습니다. 그 임의의 순간에는 우리의 모든 관찰이 포함되기 때문에, 우리는 이것과 연속 우주의 차이를 말할 수 없었습니다. 우리는 한 곳에서 입자를 볼 수 있으며 나중에 다른 곳에서는 입자를 볼 수 있으며, 그 사이에 존재한다고 가정하는 것은 당연하지만 어쩌면 우리는해서는 안됩니다. 그리고 입자가 그 사이에 존재하지 않으면 용어가 일반적으로 이해되는 방식에 실제로 입자가 없습니다.
이 관점은 결코 우리에게 강요되지는 않지만, 매력적인 의미는 없습니다. 그것은 양자 얽힘과 상대성 이론 사이의 긴장을 해결하는 유일한 방법입니다. 우리의 가장 진보 된 양자 이론 인 양자 필드 이론 조차도이 두 이론을 조정하기위한 명시적인 목적으로 만들어졌지만 측정이나 이와 동등한 프로세스 중에 발생하는 갈등을 제거하지는 않습니다. 아인슈타인이 깨달은 바와 같이, 양자 물리학이 결정적이지 않다면, 하나의 입자가 얽힌 입자에 즉시 영향을 미치는 것은 무엇인지에 대해 즉시 영향을 미칩니다. 그 효과는 미묘합니다. 신호를 전달할 수는 없지만“즉시”라는 단어는 여전히 verboten 입니다. 상대성에서. 그들이 "상대성"이론이라고 부르는 모든 이유는 시간의 흐름이 주어진 관찰자와 관련이 있기 때문에, 과정이 즉각적 일 수있는 객관적인 의미는 없기 때문입니다. 한 관찰자는 효과를 볼 수 있고, 같은 위치에있는 다른 관찰자는 그렇지 않을 수도 있고, 역설이 뒤따를 것입니다. 이 모순은 플래시가 스스로 꺼져 있기 때문에 GRW에서 증발합니다. 다른 플래시조차도 플래시를 일으키는 것은 아무것도 없으므로 시간에 따른 주문은 중요하지 않습니다. Flash가 먼저 오게하더라도 Schrödinger 방정식은 후속 플래시와 관련이 있는지 확인합니다. 이 상관 관계를 생성하기위한 공간과 시간에서 메커니즘이 작동하지 않으므로 상대성 이론은 단순히 적용되지 않습니다.
플래시 사진을 제안한 사람들조차도 그것을 좋아하지 않습니다. 시공간 메커니즘이 없다면, 우리는 상관 관계에 대한 더 깊은 이해에 대한 희망을 잃고 그것들을 무자비한 사실로 받아 들여야합니다. 그러나 플래시 그림은 양자 얽힘과 상대성 이론이 불법적으로 반대되지 않았다는 증거이기 때문에, 그들의 화해가 공간과 시간에 존재함으로써 우리가 의미하는 것을 다시 생각해야한다는 것을 암시하기 때문입니다.
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GRW는 물리학 내에서 완전히 별도의 문제를 해결할 수도 있습니다. 이론적 물리학자인 컬럼비아 대학교에서 철학자로 변신 한 데이비드 앨버트 (David Albert)는 열역학의 제 2 법칙, 즉 엔트로피의 경향을 설명하는 데 도움이 될 것이라고 생각합니다. 일반적인 사고는 순서보다 무질서한 방법이 있기 때문에 엔트로피가 증가한다는 것이 었으므로 시스템이 멋지고 깔끔하게 시작되면 자연스럽게 혼란에 빠질 것입니다. 그러나 교과서는 중요한 점을 넘어 섰습니다. 장애가 더 가능성이 높다는 것은 확실하지 않습니다. 시스템은 무한한 수의 다른 방식으로 정렬 될 수 있으며, 무한한 순서 상태를 무한한 수의 무질서한 상태와 비교할 수있는 명백한 방법은 없습니다.
.예를 들어, 스마트 폰 화면을 바닥에 떨어 뜨려 부수는 것은 너무 쉽습니다. 분해 된 스마트 폰 화면이 분자가 올바른 방식으로 움직일 때 자발적으로 자발적으로 치유 될 수도 있습니다. 아아, 우리는 그것을 보지 못합니다. 그러한 반전이 본질적으로 드물기 때문이 아닙니다. 실제로 분자들이 그들 자신의 협정을 재 조립하는 무한한 방법이 있습니다. 물리학 자들은 일반적으로 Fiat 의이 문제를 해결합니다. 그들은 반전이 더 희귀 한 상태에 따라 국가 계산을위한 협약을 설정하는 가정을 추가합니다.
.대신 Albert는 문제가 방법의 수가 아니라 가능성의 공간을 통한 분포가 될 수 있다고 제안합니다. 반전은 더욱 무질서하게되는 국가의 바다 내에서 고립 된 섬이며,이 지리학은 국가 계산 협약에 의존하지 않는다고 주장한다. 스마트 폰을 약간 다른 방식으로 떨어 뜨리면 화면이 여전히 산산조각납니다. 그러나 스마트 폰 화면이 스스로 치유 되려면 분자는 올바른 방식으로 서로 접근해야하며 작은 편차는 그것을 망칠 것입니다. 그리고 이것은 양자 노이즈가 역할을 할 수있는 곳입니다. 그것은 시스템을 끊임없이 타격하고 작은 편차를 제공합니다. 우주가 반대로되면 소음이 빨리 정상으로 되돌아 갈 것입니다.
이를 위해서는 노이즈가 자발적이어야합니다. 측정과 같은 트리거에 의존해서는 안됩니다. 더욱이 소음은 진정으로 돌이킬 수 없어야합니다. 더 미세한 세부 사항에 대한 우리의 무지를 반영 할 수는 없습니다. 그렇지 않으면 전체 문제가 더 미세한 규모로 되풀이됩니다. 그리고 노이즈는 반전을 방해하기에 충분히 입자를 방해해야합니다. 양자 소음에 대한 Sundry 제안 된 설명 중 GRW만이 세 가지 기준을 모두 충족시킵니다.
GRW는 강력한 이론이지만, 실험적 예측 중 어느 것도 지금까지 유지되지 않았습니다. 모든 종류의 이국적인 영향을 미쳐야합니다. 예를 들어, 전자가 명백한 이유없이 휘두르고 X- 레이를 방출 할 수 있습니다. 이탈리아 국립 핵 물리 연구소의 카탈리나 커키 네우 (Catalina Curceanu)와 그녀의 동료들은 작년에 이것이 10 억 년에 걸쳐 발생하지 않는다는 것을 보여 주었다. 노이즈는 또한 Ligo와 같은 중력파 감지기 뷔페도 있습니다. 그러한 효과는 탐지기의 크기에 달려 있기 때문에 소음 버스트가 얼마나 자주 발생하는지뿐만 아니라 그들이 얼마나 큰 영역에 영향을 미치는지 테스트합니다. 이 탐지기에서 관찰 된 노이즈는 매우 낮아서 이론을 더욱 압박합니다.
GRW 메커니즘이 작동하면 원래 추측보다 더 복잡해야합니다. 예를 들어, 소음에 대한 입자의 감수성은 질량에 따라 다릅니다. 무엇이든, 그것은 더 그럴듯 할 수 있습니다. 그래서 이론은 여전히 살아 있습니다. 즉, 명확한 신호의 부족은 낙담합니다. 이론이 근본적인 불확실성의 표준 보유자라면, 무효 결과는 기본적으로 우주가 그 근본에 결정적 일 가능성이 조금 더 높아집니다.
.결정론은 소음을 엄격하게 제거하지는 않지만 단순히 재배치 할 것입니다. 물리 법칙을 통해, 우리는 각 소음 버스트의 기원을 추적 할 수 있습니다. GRW 이론에서와 같이 아무데도 나타나지 않지만 입자가 특정 궤적에 있었기 때문에 발생합니다. 원칙적으로, 우리는 이러한 궤적을 우주의 초기 조건으로 되돌릴 수 있었는데, 이는 역사의 모든 소음으로 구성되어 함께 뭉쳤다. 소음의 원천이 무엇이든, 그것은 진화와 출현 과정을 통해 풍부한 패턴으로 조각 된 세계의 원료입니다.
실험실에서 물리학 자들은 세계의 소음을 제거하고 단순한 핵심을 노출 시키려고합니다. 그러나 약간의 더 깊은 수준에서, 그들은 소음을 노출시키기 위해 신호를 제거하고 그에 대한 기본적인 질문을 피봇합니다. 그래서 소음은 실제로 신호입니까? 남부 캘리포니아 공학 공학 및 법률 교수 바트 코스 코 (Bart Kosko)는 한 번 썼다. 그러나 무엇이든 반대는 사실입니다. 하나님은 모두 소음입니다. 자신의 의미를 구성하는 사람에게만 신호입니다.
George Musser는 물리 및 우주론의 작가이며 의 저자입니다. 거리 및 에서의 으스스한 행동 현악 이론에 대한 완전한 바보 가이드. H e는 의 기고 편집자입니다 Nautilus, 그리고 이전에는 의 선임 편집자였습니다 과학계 미국인 14 년. 그는 무엇보다도 미국 물리 과학 글쓰기 상을 수상했습니다.
