כרוניקה של משיכה

עיקרון אי הוודאות במכניקת הקוונטים קובע שלא ניתן לדעת בוודאות מוחלטת את המהירות של חלקיק והמיקום שלו במרחב, בו זמנית, גם אם כלי המדידה הם בעלי דיוק אינסופי.
ככל שנמדוד את אחד מהפרמטרים בדיוק רב יותר, נניח מיקום החלקיק במרחב, כך מהירותו מוגדרת במידה קטנה של דיוק, ולהיפך.
לכן, אם אנחנו יודעים את המהירות של החלקיק, אנחנו לא יודעים איפה הוא נמצא במרחב.
האם הוא נמצא בכל מקום? לא, הוא פשוט עדיין לא יודע איפה הוא נמצא. הטבע לא יודע איפה החלקיק נמצא.
החלקיק נמצא בסופרפוזיציה (סכום) של מיקומים, במצב כזה אין משמעות לשאלה "איפה החלקיק?" אלא רק לשאלה "מהי פונקציית הגל שלו?" 
הכוונה היא שפונקציית הגל היא סכום פונקציות הגל של חלקיקים בכל מקום אפשרי. מה שהסכום הזה אומר הוא מה ההסתברות, מה הסיכוי, למצוא את החלקיק במיקום מסוים. זה לא אומר שהחלקיק נמצא בכל מקום.

מערכת קוונטית יכולה להיות במעין מצב ביניים שבו היא "עוד לא החליטה" באיזה מצב היא, ורק כשמודדים אותה היא צריכה "לבחור" באיזה מן המצבים שהיא מתלבטת ביניהן היא באמת נמצאת. פעולת הבחירה הזאת נקראת קריסת פונקציית הגל או קריסה קוונטית. 
התובנה המפתיעה הזאת מספרת לנו שהדרך שבה אנחנו חווים את הטבע היא לא דטרמיניסטית (קבועה מראש)-
יכול להיות שנמדוד שתי מערכות זהות לחלוטין באופן זהה לחלוטין ובכל זאת בכל פעם היא תקרוס למצב אחר. זה אומר בין היתר שעצם המדידה שלנו יכול לשנות את המערכת.
מתי החלקיק יהיה במקום מסוים?
אם נמדוד את מיקום החלקיק, הרי הוא יהיה חייב להימצא במקום מסוים, ובאותו רגע פונקציית הגל שלו קורסת לפונקציית גל של חלקיק ממוקם (איפה שמצאנו אותו). עכשיו אנחנו לא יודעים את המהירות שלו, כי לפונקציה שממוקמת במרחב אין מהירות מוגדרת, אלא היא סכום של פונקציות גל בכל המהירויות.
המנגנון של קריסת פונקציית הגל אינו ידוע, מה גורם לקריסה, איך היא מתרחשת, האם לאט לאט או בבת אחת?

בשנים האחרונות המילה "קוונטי" מופיעה יותר ויותר בקרב חובבי ניו-אייג' ובסוגים שונים של טיפולים אלטרנטיביים.
הבסיס של רוב הגישות האלו הוא הרעיון של "תודעה קוונטית" שבגדול אומר שאם ממש נרצה, ונתכוון לכך, נוכל לגרום לטבע לקרוס למצב מסוים על פני מצב אחר.

למשל, אם אנחנו ממש רוצים רכב חדש או אהבה חדשה, אזי שהיקום יותר "ירצה" לקרוס למצב שבו בסופו של דבר יהיה לנו רכב ואהבה. זה נסיון להצדיק בעזרת תורת הקוונטים עקרון פסאודו-מדעי בשם חוק המשיכה אשר קיים משחר ההיסטוריה, וגורס שעצם זה שאנחנו רוצים משהו מגדיל את הסיכויים שהמשהו הזה יקרה

___________________

משמעת קוונטית

אנו נוטים לחשוב שזמן הוא מושג אבסולוטי ומוחלט.
שניה היא שניה, דקה היא דקה, שנה היא שנה. הזמן עובר בדיוק באותו הקצב, בין אם נהיה בביתנו או בין אם נהיה בחללית בדרכנו לירח.
לפחות, זה מה שהיה נכון עד לפני 100 שנים, כשהכרנו רק את הפיזיקה הניוטונית, כבודה במקומה, שהתייחסה אך ורק לתנועה במהירות נמוכה, לצורך העניין מהירות הליכה, מהירות רכבת, מהירות מטוס.
מהירות מוגדרת כמרחק שעוברים במשך זמן מסויים, למשל נסיעה במהירות 100 קמ"ש, אומרת שנעבור מרחק של 100 ק"מ בטווח זמן של שעה.
אך מה קורה כשמתחילים להגביר את המהירות, עוד ועוד ועוד?
מגיעים לחסם עליון, מהירות מקסימלית שניתן לנוע בה במרחב, 300 אלף ק"מ בשניה אחת (בערך מליארד קילומטר בשעה), או בשמה השני- מהירות האור.
מדוע לא ניתן לנוע מהר יותר ממהירות זו ואיך בכלל מחשבים דבר כל כך מהיר, זה נושא לפוסט בפני עצמו, שידרוש גם טוש, לוח וחצאית סקוטית.

רק לשם קבלת פרופורציה, 300 אלף ק"מ בשניה אחת, זה אומר שהאור מקיף את כדור הארץ 7 פעמים בשניה. המרחק הממוצע של הירח מכדור הארץ הוא 300 אלף ק"מ, כלומר, לאור יקח שניה אחת להגיע לירח.
המרחק הממוצע של השמש מכדור הארץ הוא 150 מליון קילומטרים, כלומר, לקרן אור לוקח 8 דקות להגיע מהשמש אלינו. אם נחשוב על זה יותר לעומק, נבין, שכשאנחנו מביטים לשמש, אנו לא רואים את השמש הנוכחית, ב"רגע זה" ממש, אנו רואים את השמש כפי שהייתה לפני 8 דקות, משך הזמן שלקח לקרן האור לעבור 150 מליון ק"מ עד שנחתה בקרנית עיניינו.
האור הוא בעצם מכונת זמן לעבר שהטבע יצר בבסיסו.
מחשבה יותר מפחידה- אם השמש, באורך פלא, תתפוצץ ברגע זה ממש, נגלה על כך רק בעוד 8 דקות.
נחזור למושג הזמן, ואיך מהירות האור קשורה לקצב שבו הזמן עובר.
הגדרנו מהירות, כמרחק חלקי זמן-
100 קמ"ש= 100 קילומטר חלקי שעה אחת.
אם מהירות האור הינה קבועה ואבסולוטית בכל מקום ביקום, ונכניס אותה לתוך אותה משוואת מהירות, נגלה שמה שמשתנה זה הזמן והמרחק (או מרחב). כלומר, ככל שנגביר את מהירות התנועה שלנו, נניח ל270 אלף ק"מ בשניה אחת, 90 אחוז ממהירות האור, הזמן שיעבור ילך ויאט עבור צופה מהצד.
עבור האדם שנמצא בתנועה כל כך מהירה, שעה תעבור באותו הקצב של שעה שהוא מכיר כאשר הוא במנוחה, אך עבור צופה מהצד, מי שישאר בכדור הארץ ויביט בו מעלה, יעברו מספר שנים.
אם ניקח זוג תאומים בני 20, אחד מהם נשאיר בכדור הארץ ואת השני נטיס בחללית דמיונית, במהירות שמתקרבת למהירות האור, למשך שנה אחת, התאום שיטוס ויחזור, יחגוג 21 בשובו ארצה, אך התאום שנשאר בכדוה"א יחגוג יום הולדת 80.
יצרנו מכונת זמן לעתיד עבור התאום שטס קרוב למהירות האור, עבורו עברה שנה אחת, עבור שאר תושבי כדור הארץ, פשוטי העם, עברו 60 שנה.
אז האור הוא מכונת זמן לעבר, כאשר אנו מביטים על השמש, ומכונת זמן לעתיד כאשר ננוע קרוב למהירותו.

* הערת בונוס- ישנן גלקסיות שמתרחקות מאיתנו, מהגלקסיה שבה אנו נמצאים, גלקסיית שביל החלב, במהירות שעולה על מהירות האור, כלומר מהירות גבוהה יותר מ-300 אלף ק"מ בשניה, מצד שני המהירות המקסימלית שניתן להגיע אליה היא מהירות האור, האם מצאנו סתירה בחוק הכי בסיסי של הטבע?
רמז: לא. כתבתי על מהירות של אובייקט במרחב עצמו, אך לא כתבתי מילה על המהירות של המרחב עצמו, המרחב יכול לנוע באיזו מהירות שבה יחפוץ.
רגע, מה? איך? המהירות של המרחב? אתה בכלל באתר בדסמ מה הקשר תורת היחסות?
פוסט ליום אחר. אולי

___________________

משמעת קוונטית

תודעה או חומר, מנטאלי או פיזי, מה בא קודם?

הגישה השלטת זה כמה מאות שנים במדע ובפילוסופיה היא המטריאליזם, שלפיו כל דבר ביקום הוא לגמרי חומרי, מטריאלי. זה כולל את התודעה והחוויה הסובייקטיבית, שלפי תפיסה זו אינן אלא פעילות חשמלית במוח.

אין רגשות, אין כאב או שמחה, או כל חוויה חושית סובייקטיבית— רק אשליה כאילו ישנם. אין שום הבדל מהותי בין טוסטר הנכבה כאשר תרמוסטט מזהה שפרוסת הלחם חמה, ובין אדם שידו קופצת כשהיא נוגעת במשטח לוהט.

אז כיצד אוסף אובייקטיבי של אותות חשמליים וכימיים יכול להביא ליצירת עולם פנימי וסובייקטיבי של רגשות ומחשבות, לחוויה של חרדה או תחושת טעם?

בשנים האחרונות הולכת ומתחזקת עמדה שמציעה לסתום את החור עם מועמדת מפתיעה: התודעה. התפיסה המקובלת היא שהמנטלי קיים בחלק קטן מאוד מהיקום, לרוב רק במרחב הביולוגי, אצל יצורים עם מערכות עצביות. האלטרנטיבה המוצעת היא שהמנטלי הוא היבט בסיסי, ההיבט הכי בסיסי, של החומר, של היקום. מכאן גם שמה של התיאוריה: "פאן־פסיכיזם" — התודעה היא בכל.

המטריאליזם המדעי טוען כי תודעה מפציעה מתוך החומר, אולם אינו אומר דבר על מהות החומר, או על האופן שבו תודעה סובייקטיבית מפציעה ממנו. פאן־פסיכיזם, לעומת זאת, טוען כי תודעה היא חלק בסיסי ומהותי מהיקום, ולכן אינה צריכה להפציע — היא פשוט ישנה. למעשה, החומר מפציע ממנה. כפי שסיכם זאת הפיזיקאי מקס פלאנק: "אני רואה את התודעה כדבר הבסיסי ביותר, וחומר הוא תוצר שלה. אי אפשר להגיע אל 'מאחורי' התודעה. כל מה שאנחנו מדברים עליו, כל מה שאנחנו מייחסים לו 'קיום', מניח שישנה תודעה".

מנטאלי לפני פיזי זה צורך קיומי, עכשיו אולי ברור גם למה.

___________________

משמעת קוונטית

חלקיק פוגש חלקיק. זה הסיפור הכי עתיק. פתאום משהו קורה ביניהם, מוזר, חזק, מדליק. מעולם לא הרגישו דבר דומה. התחושה ברורה — הם כבר לא יהיו כפי שהיו לפני המפגש. דבר לא יפריד ביניהם. דבר לא. והם צודקים. המפגש הזה, הפשוט בתכלית, פוטון עם פוטון, אלקטרון עם אלקטרון, מתגלה בשנים האחרונות כתשתית של היקום. אותה תחושה, מיסטית כמעט, לגמרי לא מטאפורית, של חיבור, מסתמנת כתכונת היסוד של מכניקת הקוונטים. "שזירה" קוראים לה הפיזיקאים. עליה מבוסס אולי הכל. החלל, הזמן, החיים. היא בכל תא בגוף שלנו, היא אולי הבסיס לאפשרות של תודעה.

בשנים האחרונות החלו מדענים לרתום את עוצמת המפגש, שנדמה מופשט אך חזק מכל מוצק, לצרכים שימושיים. התוצאה האפשרית היא מהפכה בסדר הגודל של שלוש המהפכות הטכנולוגיות הגדולות: החקלאית, התעשייתית והדיגיטלית.

הכל התחיל באי־שקט אינטלקטואלי שחש אלברט איינשטיין. יותר מדי תופעות בתורת הקוונטים לא התיישבו עם שכלו הישר ועם תפיסתו את היקום, שלפיה הוא לא אמור להיות מנוהל כמו קזינו.

טיפונת תיאוריה. על פי תורת הקוונטים, לכל חלקיק יש שלל תכונות, אלא שעד שייבחנו, הן אינן מוגדרות. אם יש, למשל, כדור שיצא מהמפעל ארוז בתוך קופסה אטומה, הרי שיש לו צבע מסוים, נאמר אדום, או לבן, גם אם אף אחד לא ראה את צבעו. אבל אם הכדור הוא קוונטי, עד שמישהו יפתח את הקופסה הוא יכול להימצא במצב שנקרא "סופרפוזיציה", שמשמעותו היא שהוא גם לבן כולו וגם אדום כולו, בו־זמנית. עם פתיחת הקופסה "ייעלם" צבע אחד, והכדור יתגלה כאדום בלבד או לבן בלבד. אכן, מוזר. איינשטיין עלה על משהו מתמיה בהרבה.

מפיתוח מתמטי של משוואות התורה עולה כי שני חלקיקים קוונטיים שנתקלים זה בזה הופכים לשזורים. פירוש הדבר הוא שתכונותיהם נעשות משותפות ואיננו יכולים להתייחס לשניהם כאל ישויות נבדלות, אף אם אחרי המפגש הם מתרחקים מאוד זה מזה. השזירה הופכת אותם למערכת אחת, בלתי ניתנת להפרדה. אם נשזור את אותם כדורים קוונטיים "צבעוניים", נשים אותם בקופסאות אטומות ונפריד ביניהם, הרי שבשל השזירה תכונת הצבע של כל אחד תהיה שייכת לשניהם, כלומר הם יהיו לאובייקט לַָבָנָדוֹם. כאשר נוציא אחד מהם מקופסתו הוא יקבל צבע אחד — רק לבן או רק אדום. אבל, וזו הנקודה שהטריפה את איינשטיין, באותו רגע בדיוק, ובהכרח, יקבל הכדור התאום את הצבע השני, כאילו הודיע האחד לשני על המדידה ותוצאותיה באופן מיידי, גם אם שני הכדורים מצויים מרחק שנות אור זה מזה. זהו דבר שאינו בגדר האפשר, העיר ביובש איינשטיין, שהגדיר זאת

Spooky action at a distance- פעולת רפאים ממרחק.

משמעותה של השזירה הקוונטית היא כי שני חלקיקים שנתקלים זה בזה הופכים קשורים לעד. פירוש הדבר שהם יוסיפו להשפיע אחד על השני גם ממרחק של שנות אור

לאורך השנים המצב נעשה אף יותר מופרך. השזירה, התגלה, מחללת לא רק את תפיסת החלל. הבמאי והסופר הצ'יליאני אלחנדרו חודורובסקי הגדיר אהבה כשביל שבו מופיעים העקבות גם לפנינו ולא רק מאחורינו. כך, מתברר, הולכים השזורים. בניסוי מתוחכם שבוצע באוניברסיטה העברית, נשזרו שני פוטונים, ואז נמדד אחד מהם, נבלע בגלאי וחדל להתקיים. בהמשך נוצרו שני פוטונים חדשים, ונשזרו. מתוך זוג זה נלקח פוטון אחד, ונשזר עם הפוטון שנותר מהזוג הראשון. דבר זה, כך נמצא, יצר באופן אוטומטי שזירה בין בני זוגם של שני פוטונים אלה, אף שאחד מבני הזוג כבר לא התקיים. פרטי הניסוי מסובכים, אך התוצאה פשוטה, אף אם בלתי מתקבלת על הדעת: בשל השזירה מדידת הפוטון הראשון בזוג החדש השפיעה על מצבו הפיזיקלי של השני, שעדיין לא היה קיים, ומדידת הפוטון השני השפיעה על הראשון, שכבר לא היה קיים. "פעולת הרפאים" היא לא רק ממרחק, מתברר, אלא גם מעבר לזמן.

"אני מקווה שנוכל לקבל את הטבע כפי שהוא — אבסורדי", אמר חוקר הקוונטים הנודע ריצ'רד פיינמן. יותר ויותר מדענים עושים זאת, כמעט בלית ברירה. בשנים האחרונות הפכה השזירה מהילדה המופרעת של הפיזיקה למלכת הכיתה, שחיוך הצ'שייר הכפול שלה אוצר בחובו הבטחה להתפתחויות טכנולוגיות בל יתוארו ולפיצוח החידות הגדולות ביותר של היקום.

שזירה היא תוצאה בלתי נמנעת של כל אינטראקציה בין שני אובייקטים קוונטיים. כאשר שני אובייקטים שזורים נפגשים באובייקט חדש — השזירה מתפשטת גם אליו. ככל שהמערכת הופכת לשזורה עם סביבה גדלה והולכת, הטבע הקוונטי של החלקיקים נמהל ולבסוף נעלם — בדומה לטיפת דיו שנספגה בים. תופעה זו, הקרויה "דה־קוהרנטיות קוונטית", מסבירה מדוע בעולם המַקרוסקופי שאנו חיים בו כל הכדורים הם או אדומים או לבנים.

חלל וזמן הם שניים ממושגי היסוד בפיזיקה. אולם מכניקת הקוונטים מעלה אפשרות ששזירה, שיוצרת חיבור בין חלקיקים שהוא מעבר לחלל ולזמן, היא העיקרון הבסיסי ביותר. כלומר החלל והזמן הם תופעות משניות, או מפציעות, מתוך פיזיקה שהיא במהותה נטולת־זמן ונטולת־חלל.

השזירה עצמה, הסיק הפיזיקאי מרק ואן ראאמסדוֹנק, היא המחט שאורגת את מרקם החלל-זמן.

השזירה יכולה אף להיות האמצעי לגלות משהו על המקומות המסתוריים ביותר במרקם היקום. צפיפותם של חורים שחורים כה גבוהה, שכדי לברוח מכוח הכבידה שהם מפעילים יש לנוע מהר יותר ממהירות האור, דבר שאינו אפשרי לפי תורת היחסות של איינשטיין. לכן שום מידע אינו יכול לצאת מהחור השחור, שנותר כספר חתום לעד. אולם על פי הצעה חדשה, אם חלקיק אחד מתוך שניים שזורים נבלע בחור שחור, החיבור שלו לתאומו החופשי יוצר מעין אינטרקום לתוך החור, שמאפשר לחלץ ממנו אינפורמציה.

ממצאים חדשים מעלים שהשזירה רווחת הרבה יותר. אולי, כפי שחזה שרדינגר, היא בבסיס החיים עצמם. מולקולת הדנ"א, שעליה מקודד כל המידע הגנטי, כוללת שני גדילים מפותלים ועליהם, כמו על גבי סולם, ארבע אבני בסיס מסודרות בזוגות. במחקר מלפני כמה שנים נמצא כי ענני אלקטרונים בזוגות צמודים מצויים במצב שזור. אלמלא השזירה, שיערו החוקרים, הדנ"א לא היה משיג את המבנה הסלילי הייחודי, החיוני לתפקודו. חיינו לא היו.

"בערב יום כיפור הלכו הקוונטים לבקש סליחה מאיינשטיין", פתח אתגר קרת את סיפורו "אף אחד לא מבין את הקוונטים". בצדק הלכו. נראה כי בניגוד לדעת הגאון הגדול, השזירה בכל מקום, ובשום מקום, מלכתחילה ובדיעבד. למעשה, היא שוללת את מושגי המקום והזמן, אבל אולי גם מכוננת אותם.

כל אינטראקציה ברמה הקוונטית יוצרת שזירה, כל מפגש של חלקיק עם חלקיק אחר — שוזר את השניים. הפיזיקאי הבלגי תומס דוּרט אמר: "כשרואים אור שמגיע מכוכב רחוק, הפוטון כמעט בוודאות שזור עם אטומים בכוכב המוצא, ועם אטומים שפגש בדרכו". כשהפוטון פוגע ברשתית, הוא נשזר עם אטומים בגופנו, שהופך כך לשזור עם הכוכב הרחוק. באותו אופן, האינטראקציות המתמידות בין אלקטרונים באטומים שמרכיבים את גופנו יוצרות שזירה נוספת אף הן. לפי דורט, "איננו אלא קהילה שזורה". טיפות דיו בים.

עד כמה גדולה הקהילה, עד כמה עמוק הים? אם נזכור שכל החומר ביקום היה ברגע המפץ מרוכז בנקודה, אולי נזכה להצצה בתשובה. איינשטיין עצמו כתב: "אדם הוא חלק משלם, שאנו קוראים לו 'היקום', חלק המוגבל בזמן ובחלל. הוא חווה את עצמו, את מחשבותיו ואת רגשותיו, כמשהו שמופרד מכל היתר — מעין אשליה אופטית של תודעתו. המאמץ לשחרר את עצמך מאשליה זו הוא הנושא היחיד של דת אמת, הדרך להשיג את המידה הגבוהה ביותר של שלוות נפש". 

___________________

משמעת קוונטית

תופעת הכבידה נובעת מעיקום המרחב-זמן.

כל מסה גורמת להתעקמותו של המרחב-זמן סביבה באופן פרופורציוני לגודלה.

אי לכך ובהתאם לזאת הכבידה היא כוח מדומה שהוא תוצאה של עיקום המרחב, כפי שניתן לראות במסלול של גוף בעל מסה קטנה סביב גוף בעל מסה גדולה:

אם נשליך את אחד החוקים הכי בסיסיים בטבע לעולמנו הבדסמי ונחליף את המילה "כבידה" במילה "שליטה", 

אזי נקבל 2 דברים:

1. ככל שהגוף במרכז מאסיבי יותר, כך הוא מייצר שדה "שליטה" גדול יותר סביבו

2. ככל שהגוף הקל קרוב יותר לגוף הכבד, כך התאוצה והנסיקה שלו סביבו גבוהה יותר

עם זאת, הבעיה המרכזית של תורת היחסות הכללית של איינשטיין היא אי התיישבותה של התאוריה עם מכניקת הקוונטים (תורה פיזיקלית המתארת את התנהגות הטבע בקנה מידה ברמה האטומית).

כדי להסביר אותה ועל הדרך את משמעות הכינוי ותפיסתי את עולם הבדסמ, אצטרך יותר מפוסט.

אבל זו התחלה בשבילכן, על מנת שתוכלו לשאול שאלות ממוקדות יותר בפרטי.

___________________

משמעת קוונטית