Miałem wczoraj przygodę. Nie pierwszą zresztą, ale podobne zdarzają mi się niezbyt często. Laura z dziewczętami wybrały się na zakupy. Teraz, z okazji zbliżającego się ślubu córki w domu odbywa się szycie. Wczoraj szycie nowych kurtyn na okna – no bo dom tez musi jakoś wyglądać, a te stare miały kilkadziesiąt bodaj lat. Trzeba było dokupić jakieś tam dodatki. Pojechały po południu do miasta, to godzina jazdy, czasem trochę mniej, czasem więcej, zależnie od korków. Pogoda była jakaś taka deszczowo-zimna. One szyją, malują, ja piszę i rachuję. W pewnym momencie poczułem potrzebę zdrzemnięcia się. Tak sobie leżę w półśnie a myśli latają gdzie chcą. Coś w rodzaju medytacji, ale nie z tych z mantrami. Ot pół godziny odpoczynku i fraktalnego odprężenia. Zwykle przychodzą mi wtedy do głowy dobre pomysły.
Więc tak sobie słodko półdrzemię, fraktale mi się przewijają przez głowę i … naraz, ni z tego ni z owego, brutalna wstawka w tym spektaklu. Widzę wyraźnie nasz samochód zajeżdżający pod bramę. Wstawka była tak ostra, że otworzyłem oczy. Nie byłem bowiem pewien, czy naprawdę widzę, czy to tylko sen? Otworzyłem oczy i myślę: jeśli samochód jest przed bramą, to psy powinny szczekać. Czemu nie szczekają? No tak, ale psy mogą sobie hasać po drugiej stronie, mogą nie zauważyć samochodu. A bramę trzeba otworzyć, podjechać potem pod dom ze sto metrów. Tak sobie myślę: ile to czasu zajmie? Minutę? No, psy powinny już się odezwać.... I psy się w tym odzywają. Schodzę w dół – w samej rzeczy delegacja właśnie wchodzi do domu z zakupami.
Jak to mam wytłumaczyć? Cóż rodzaj „widzenia na odległość”. Ale widzenia z błędami. Bo w moim śnie widziałem samochód koloru czarnego, a one zawsze jeżdżą tym z kolorem srebrnym. Czarny jest dla mnie i dla chłopców. Wiedziałem o tym i się nawet dziwiłem. Więc nie jest to naprawdę „widzenie”. Jest to raczej odbiór informacji, która następnie jakoś przetwarzana jest na obrazy. W moim śnie samochód zajeżdżał też pod bramę jakoś dziwnie, równolegle. A przed naszą bramę zajeżdża się prostopadle – mamy krótki wjazd. To inne zniekształcenie. Poza tymi dwoma detalami informacja przekazana na odległość się zgadzała.
Czy jako fizyk potrafię znaleźć tu jakieś wyjaśnienie? Cóż, fizycy spekulują różnie. Wczoraj wpadła mi ręce praca Valentiniego: „Subquantum Information and Computation”. Oto jej streszczenie:
It is argued that immense physical resources – for nonlocal communication, espionage, and exponentially-fast computation – are hidden from us by quantum noise, and that this noise is not fundamental but merely a property of an equilibrium state in which the universe happens to be at the present time. It is suggested that ‘non-quantum’ or nonequilibrium matter might exist today in the form of relic particles from the early universe. We describe how such matter could be detected and put to practical use. Nonequilibrium matter could be used to send instantaneous signals, to violate the uncertainty principle, to distinguish non-orthogonal quantum states without disturbing them, to eavesdrop on quantum key distribution, and to outpace quantum computation (solving NP -complete problems in polynomial time).
Fizycy spekulują, ale ile w tych spekulacjach prawdy? Ile prawdy i bez spekulacji, w zwykłych podręcznikach? Valentini pisze o „sub-kwantowej informacji”. A ile jest prawdy w samych kwantach? Czy my to wiemy? Fizyka kwantowa zaczęła się od badania drgań-oscylacji. Oscylują jakoś elektrony w atomach, oscylują atomy w molekułach. My sygnały tych oscylacji odbieramy. Trzeba te sygnały zinterpretować. I tak powstała mechanika kwantowa, gdyż fizyka klasyczna z interpretowaniem odbieranych przez nas sygnałów sobie nie radziła. Podstawowym modelem w mechanice kwantowej jest „kwantowy oscylator harmoniczny”. Każdy wie co to jest oscylator. Przykładem jest wahadło – byle nie wahało się zbyt mocno.
Wahają się atomy w molekułach. Mając molekułę dwuatomową, w peirwszym przybliżeniu jej drgania można opisać jako ruch wahadłowy względem wspólnego centrum masy. Molekuły informują nas o zmianie stanu swego drgania wysyłając sygnały. Te sygnały rejestrują podczerwone spektroskopy. Sygnały są dyskretne. Jakby energia ruchu drgającego była skwantowana. Kwant energii oscylatora drgającego z częstotliwością ν to hν, gdzie h jest stałą Plancka. Tyle wiemy z mechaniki kwantowej i to, w pierwszym przybliżeniu, zgadza się z obserwacjami.
Według mechaniki kwantowej najniższa możliwa energia takiego oscylatora to bynajmniej nie energia zerowa, jakby tego należało oczekiwać na podstawie fizyki klasycznej – gdy wahadło spoczywa, niewychylone, w stanie równowagi. Według mechaniki kwantowej taki spoczynek oscylatora nie jest możliwy. Najniższa energia to hν/2 – energia stanu podstawowego. Nasza przestrzeń wypełniona jest oscylatorami pól kwantowych. Nawet w stanie podstawowym każdy taki oscylatorek ma swoją energie. A jest ich bez liku. Nawet w temperaturze zera absolutnego nasza przestrzeń jakoś tam pulsuje – jest to „energia punktu zerowego” - tak się to nazywa. „Zero-point energy”. Jest jej nieskończenie wiele. Ach, gdyby tak nauczyć się tę energię z próżni czerpać! Marzenie entuzjastów darmowej energii. Czerpiąc energię z przestrzeni niszczylibyśmy jednak przy tym samą przestrzeń! Marzenie psychopatów chcących produkować nowe środki zniszczenia.
Tylko czy to wszystko prawda? O energii stanu podstawowego kwantowego oscylatora harmonicznego pisze się w każdym podręczniku mechaniki kwantowej. Ale czy to prawda? Czy ktoś to doświadczalnie sprawdził? Zwykle przytacza się jakieś tam argumenty. A to „efekt Casimira”, a to „przesunięcie Lamba”. Gdy jednak zajrzymy do prac oryginalnych, wtedy stwierdzimy, że tak naprawdę nikt tego nie wie. Argumenty podręcznikowe, po dokładniejszym zbadaniu, nie wytrzymują krytyki. Nawet Wikipedia to wie, ale od tego podręczników się nie zmienia.
Więc nie wiemy. Możemy spekulować tak lub inaczej. NASA wydatkowała ileś tam milionów na projekt wykorzystania energii punktu zerowego. Projekt w końcu zamknięto.Ile wydało i nadal wydaje wojsko? Tego nie wiemy.
Ja sam też nie wiem jak to jest naprawdę. Informacja na ten temat nie dociera do mnie nawet w stanie drzemki.
Przyjmijmy jednak, że w tej mechanice coś słusznego jest. Oscylator harmoniczny w stanie podstawowym ma swój „wektor stanu”, swoją „funkcję falową”. Ta funkcja ma kształt kapelusza Gaussa –
jak ten koralikowy naszyjnik z poprzedniej notki. Gdy taki oscylator porusza się względem nas ruchem jednostajnym – wtedy, wraz położeniem, zmienia się faza funkcji falowej . Pojawia się pokolorowany naszyjnik. Ale, jeśli przyjmiemy kwantową formułę na energię stanu podstawowego – energię punktu zerowego - wtedy kolorki koralików będą zmieniać się także w czasie. Naszyjnik zaczyna pulsować. Tak jak na tej mojej animacji:
Tak pulsuje "kwantowa próżnia"
Nawet jeśli to nie jest prawdą, czyż nie jest to piękne? A skoro piękne, zatem może jest prawdą?
