Библиотека

Влатко Ведрал: Декодирање стварности

„Декодирањем стварности“ Ведрал нам кроз квантну теорију информација даје одговор на кључна питања живота, универзума и свега осталог

Фундаментална дефиниција стварности на њеном најосновнијем нивоу не обухвата ни материју ни енергију већ информације, и то обраду оних информација које леже у основи свих физичких, биолошких, економских и друштвених феномена. Кроз овакво становиште Влатко Ведрал, један од кључних истраживача данашњице у области квантне физике, у књизи „Декодирање стварности“ разматра многа привидно неповезана питања: Због чега се ДНК везује баш на начин на који то чини? Који начин исхране је идеалан за дуговечност? Како да зарадите свој први милион долара?

Ако је тачна теза да је све сачињено од битова информација, поставља се питање одакле потичу ти информациони битови. Да би пронашао одговор на ово питање, Ведрал нас води на путовање у бизарно царство квантне физике. На овом суб-суб-субатомском нивоу пронаћи ћемо интеракцију међу засебним квантним честицама – оно што је Ајнштајн називао „сабласном акцијом на даљину“. Штавише, Ведрал наглашава да скорашњи догађаји сугеришу да квантна чудноватост, за коју се доскора мислило да се одражава само на најситније физичке ентитете, ипак може досегнути и до макросвета, те чак и феномен попут телепортације учинити могућим.

О аутору

Влатко Ведрал је рођен у Београду 1971. године. Детињство је провео на Ауто-команди, где је похађао Основну школу „Војвода Мишић“. Након завршене Математичке гимназије у Београду одлази у Лондон, где је студирао физику на Империјал колеџу и одбранио докторску тезу из области квантификације заплетених стања.

Након краћег времена које је провео на месту професора квантне физике на Универзитету у Лидсу, добија место професора квантне теорије информација на Универзитету у Оксфорду. Такође је ангажован и на месту професора физике на Националном универзитету у Сингапуру, где предводи групу за теоретску физику при Центру за квантне технологије.

Влатко је директор Института за Био-инспирисане квантне технологије, који функционише у оквиру оксфордске Мартин школе. Тај институт је посвећен истраживањима узбудљиве могућности да живи биолошки системи у свом функционисању користе квантне ефекте, са крајњим циљем да се копирају решења која изналази природа и дизајнира архитектура будуће квантне технологије која ће помоћи у решавању изазова са којима се суочава човечанство у 21. веку.

Добитник је бројних награда која су признање за његов допринос развоју науке. Те награде укључују и Wolfson Research Merit Award Британског краљевског друштва (2007), Награду „Марко Јарић“ (2011), као и Светску научну медаљу и награду (2010). Објавио је преко 220 научних радова, који су цитирани више од 20.000 пута.

У наставку следи одломак преузет из књиге ”Декодирање стварности” Влатка Ведрала, у издању Лагунe из 2014. године.   

Квантно, фолирантно: Светло, камера, акција!

У пролеће 2005, док сам још седео за својим радним столом на катедри за физику Универзитета Лидс, и оцењивао испитне радове, прекинуо ме је телефонски позив. Прекиди у то време нису били толико велико изненађење, пошто сам неколико недеља раније објавио један чланак о квантној теорији у часопису за популарну науку ”Нови научник”, па ме је отад јавност засипала разноразним позивима.

Они који су звали већином су били веома одушевљени, и очигледно су показивали здрав апетит према додатним информацијама о тој опчињавајућој теми, премда повремено понеко или није ни прочитао чланак или је у њему пронашао можда малчице превише. Коментари у распону од „Може ли квантна механика да спречи моје ћелављење?“ до тога да ми је неко рекао како је срео свог брата близанца у паралелном универзуму, подразумевали су се, и сваког дана ми је пристизало по неколико таквих питања.

На Оксфорду смо имали таблу за најкреативнија питања, нарочито за она која су јасно показивала да је онај ко их поставља неке принципе веома добро схватио, али их је одвео до екстрема и често, ни сам не знајући, успут прекршио неколико других физичких закона. Таква питања су служила томе да нас подсете на то какву одговорност имамо у предочавању науке – да она буде јасна и приступачна, али да притом будемо и прагматични. Као што је један мој колега често говорио – понекад рад са мало физике може бити опаснији него рад потпуно лишен ње.

„Ало, професоре Ведрале, зовем се Џон Спунер, ја сам позоришни режисер и припремам комад о квантној теорији“, рекао је глас кад сам подигао слушалицу. „Уплићемо елементе квантне теорије у комад па бисмо желели да будете наш консултант и верификујете да ли је тачно тумачимо.“ Потпуно запањен најмање добрих неколико секунди, упитао сам себе: „Шта то овај лик ради?“ Зар сам га погрешно чуо? Позоришни комад о квантној теорији? У сваком случају, пало ми је на памет да би могла постојати извесна глад за нечим таквим, с обзиром на то колико је успешна била представа Копенхаген, комад Мајкла Фрејна, неколико година раније.

Копенхаген је био заснован на стварном састанку двојице првих очева квантне теорије, Данца Нилса Бора и Немца Вернера Хајзенберга, који се догодио 1941. У Копенхагену (комаду) труд да се разјасне или предоче суптилности квантне теорије био је приметан, али није то био циљ, па је Спунеров комад требало да ствари прикаже на нов начин. Зато сам помислио: зашто не? Пошто смо разменили неколико детаља, сагласили смо се да се састанемо следећег јутра и још мало о томе поразговарамо.

Пожелео сам да сазнам више о томе зато што се на науку и уметност често гледа као на љуте противнике, и било је занимљиво установити како неко покушава да премости тај јаз. Од помоћи је било и то да је зграда у којој су изводили пробе удаљена само двеста метара од моје канцеларије (ко каже да теоријски физичари нису практични!).

Следећег јутра сам оставио своје торбе у канцеларији и отишао у позориште да се састанем са Џоном. Позориште је било смештено на једном од историјски најпознатијих места на источној страни универзитета. На истом месту је Саборна црква Тројства Светог Давида, коју је 1898. подигао Џ. Ф. Данби, и она представља један од најређих и најлепших примера готске архитектуре у центру Лидса.

Универзитету се заиста може замерити на непредузимљивости због тога што је ова црква сада дом задивљујућег студентског позоришта, као и једног од најбољих ноћних клубова у Лидсу (становници Лидса познају га по називу Ореол)! Неки су коментарисали како је то изгледа део садашњег тренда, да су глумци и ноћне птице данас изгледа главне групе заинтересоване за организовану религију.

Приликом своје прве посете, био сам мало нервозан, јер нисам много тога знао о позоришту, као ни о томе шта се очекује од мене. Мислио сам да бих могао, у најгорем случају, само да одржим уводно предавање о квантној теорији, па сам за сваки случај понео и неке одштампане дијаграме. Кад сам ушао у главну салу, затекао сам неколико ликова згурених у ћошку, задубљених у активну расправу. Када су подигли погледе, угледали су ме и ја сам им махнуо.

„Ах, професоре Ведрале, уђите и седите. Имамо за вас неколико питања.“ Чинило се вероватним да је моје присуство у некаквој вези с оним о чему су разговарали, пошто је пуко моје појављивање изазвало пристојну количину мешкољења и потпуно скретање пажње. Завршивши са формалностима, прешли су право на ствар и упитали ме колико је уверљив лик у комаду који би требало да се налази истовремено на два места. Казали су да су чули понешто о квантној теорији и телепортацији, па их занима је ли то могуће.

Док се чинило да је неколико чланова екипе прихватило ту замисао, неколико их је још са скепсом гледало на то има ли у квантној теорији икакве основе за неку толико нечувену идеју. Међутим, сви су били разумљиво пренеражени кад сам открио да је то део мог свакодневног посла (премда сам на њихово велико разочарање морао да појасним како не експериментишем на људима).

Наставио сам да објашњавам како је у срцу квантне физике концепт недетерминизма. Недетерминизам је повезан са чињеницом да један објект заиста може бити истовремено у више од једног стања (нпр. баците новчић и он вам истовремено показује и главу и писмо). У техничком језику то је познато као квантна суперпозиција. Главна потешкоћа у разумевању и предавању о квантној механици јесте управо та контраинтуитивна и парадоксална природа – људи једноставно испрва у то не верују (чак је и Ајнштајн отишао у гроб сигуран да је то погрешно).

У физици постоји сасвим једноставан експеримент који демонстрира суперпозицију и ја сам управо то објаснио позоришној екипи. Замислите фотон, који је светлосна честица, у сусрету са разделником снопа. Разделник снопа је обично огледало премазано сребрним слојем тако да можемо, варирањем количине сребра, подешавати вероватноћу са којом ће фотон бити одбијен или пренесен. Рецимо да те вероватноће изједначимо, тако да имамо тачан еквивалент ненамештеног баченог новчића, тј. у половини случајева новчић ће показати главу (Х) а у другој половини писмо (Т).*

Баш као што новчић, кад га баците, може да падне на главу или писмо, тако и фотон, када удари у разделник снопа, може са пођеднаком вероватноћом или да прође, или да буде одбијен (тј. одбијање или преношење једнако су вероватни). Експеримент се састоји од два разделника снопа, један стоји иза другог, а добијени зрак из првог разделника снопа рекомбинује се у другом разделнику снопа. Зами¬слите да је овај експеримент аналогија двоструког бацања новчића. У таквом случају су сва четири исхода пдједнако вероватна, тј. имамо ХХ, ХТ, ТХ, ТТ. Занимљиво, са фотоном увек видимо само један резултат, док до других резултата никада не долази. Како онда функционише тај трик?

Замислимо да фотон дефинитивно пролази кроз први раз¬делник снопа, а онда улази у други разделник снопа специ¬фичном путањом. Ако он не прође кроз разделник снопа, већ уместо тога буде одбијен, он онда улази у други раз¬делник снопа другачијом путањом. Поврх тога, ми не знамо шта се од овога догодило, али знамо да један од тих сценарија мора бити тачан. Код другог разделника снопа, под којом год путањом да уђе, фотон слично пролази кроз разделник снопа или бива одбијен. Стога после два разделника снопа, наш фотон има четири могућа сценарија: РР (одбијен, одбијен), ПР (прошао, одбијен), РП или ПП.**

Као што види¬те, то је еквивалентно сценарију бацања новчића у којемоба бацања имају сличне резултате. Знате да су резултати бацања новчића дефинитивно једна од четири могућности, али све док не погледате, једноставно не знате која. Али зачудо, то није оно што примећујемо када користимо стварни фотон уместо новчића. Стварни фотон увек излази на исти начин из другог разделника снопа. Али то свакако мора бити немогуће? 

* Енгл.: head/tails – отуд ознаке Х и Т. (Прим. прев.)

** Енгл. reflected/passed through – отуд прва слова Р и П. (Прим. прев.) 

Истражите друге текстове:


Grb Republike Srbije
ecsite nsta eusea astc

ЦПН
Улица краља Петра 46
11000 Београд
Република Србија
+381 11 24 00 260
centar@cpn.rs