![[personal profile]](https://www.dreamwidth.org/img/silk/identity/user.png)
Докато "Междузвездни войни: Последните джедаи" тръгва по кината, а младата героиня Рей навлиза все по-надълбоко в тайните на джедайското изкуство под вещото ръководство на отшелника-джедай Люк Скайуокър, няколко логични въпроса се набиват на очи - поне за по-запознатите с физиката почитатели на космическия епос.
Единият въпрос: съществува ли нещо в науката (особено в квантовата физика), което да напомня за прословутата Сила от филма? Могат ли предметите да се манипулират мигновено от разстояние? Все въпроси, на които съвременната наука би могла да се пробва да отговори.
Това не са силите, за които навярно се досещате
В първия епизод на оригиналната трилогия Оби-уан Кеноби казва на Люк Скайуокър, че Силата "ни заобикаля и прониква навсякъде, от най-малките атоми до най-големите планети". Само че тук вероятно не става дума за познатите на физиката сили (електромагнетизъм, силна ядрена, слаба ядрена и гравитация). Старият Бен, Йода, Люк и останалите джедаи комуникираха през големи разстояния и местеха предмети със силата на мисълта си - но възможни ли са наистина тези неща? Какво казват законите на физиката по въпроса?
Намирам липсата ти на вяра за притеснителна...
Теорията на относителността на Айнщайн поставя строги ограничения колко бързо може да се предава информация - това е скоростта на светлината. Тя е крайното ограничение. Така че ако изпратим съобщение до Алдераан, за да предупредим жителите му за предстоящата имперска атака, неминуемо ще има голямо закъснение. Дори и да искахме, нямаше да можем да предупредим навреме жителите на планетата да се евакуират, тъй като на светлината й отнема време да покрие цялото това разстояние и да предаде съобщението.
Бен Кеноби няма как да е почувствал сътресение в Силата само няколко мига, след като Звездата на смъртта е унищожила планетата заедно с милиардите й обитатели - поне не и чрез познатите на физиката сили. А всъщност дали е можел?
Всичко е истина!
Какво казва квантовата физика за преноса на информация на големи разстояния? За жалост, не можем да нарушаваме ограничението на скоростта, поставено от Айнщайн, дори и да разполагахме с Хилядолетния сокол. Да оставим настрана може би леко странното изказване на Хан Соло, че неговият кораб можел да преодолее маршрута на Кесел за "12 парсека" (което всъщност е мярка за разстояние, а не за време).
Все пак има един трик в квантовата механика, чрез който бихме могли да свържем две частици по особен начин, да ги разделим и после да наблюдаваме ефекта върху тях на голямо разстояние. Този феномен е известен като квантово обвързване: поставянето на два квантови обекта във взаимообвързано състояние. И то е дори по-странно от всичко, което Джордж Лукас би могъл да измисли (може би ако изключим Джар Джар Бинкс).
Обвързването може да се постигне в лаборатория с две частици светлина. Когато тези два фотона се отделят на голямо разстояние, те продължават да са свързани помежду си. Ако измерим състоянието на едната частица, това на другата също мигновено става известно, независимо колко надалече е отделена от първата.
Тази идея никак не се нравела на Айнщайн. Той я наричал "призрачно въздействие от разстояние". Но редица експерименти в модерната физика показват, че квантовото обвързване е съвсем реално - частиците могат да бъдат свързвани на големи разстояния. Както би казал Хан Соло, "Всичко е истина!"
Всъщност Джордж Лукас е бил доста повлиян от квантовата физика, когато е пишел оригиналния сценарий за Междузвездни войни. В края на 60-те и през 70-те, някои ню ейдж мислители са предложили идеята, че квантовото обвързване представлява "сила", която наистина свързва всичко във Вселената.
Също така от физичните експерименти е добре известно, че наблюдателят може да бъде обвързан с обекта чрез самия акт на наблюдение и измерване, който сам по себе си променя резултатите от измерването. Това е довело до идеята, че всички може би сме свързани по някакъв начин помежду си и че наистина има връзка между всички живи неща из Галактиката.
Имам лошо предчувствие...
Само че има една уловка. Ефектът на квантовото обвързване е изключително миниатюрен и не е приложим за познатите ни големи обекти на макрониво. Ако Кайло Рен беше физик, той вероятно би могъл да манипулира няколко частици светлина, като ги направи квантово обвързани. Но да спреш изстрелян лазерен залп и да го накараш да замръзне във въздуха - това вече е доста по-трудно.
Все пак, в света на кондензираната материя (науката за твърдите тела), обвързването може и да се окаже малко по-разпространено. Изследователите на твърдите тела са постигали квантово обвързване на милиарди частици в обща система, като често крайният резултат е свръхпроводимост. Този нов феномен (например суперпроводник, който се носи във въздуха над магнит благодарение на ефекта на Майснер) действа и при макроскопични системи от електрони, т.е. "призрачното въздействие" се наблюдава и при забележими предмети, пак на големи разстояния. Изглежда "Силата" на квантовото обвързване наистина се "пробужда" при тези квантови материали.
От определена гледна точка
И така, изглежда има зрънце истина в цялата тази идея за Силата - както би казал Бен Кеноби, "стига да погледнеш на нещата от определен ъгъл".
Квантовото обвързване играе роля в модерната физика и е основен принцип на взаимодействие на материята и енергията. Все пак е много трудно то да се постигне в голям мащаб, а още по-трудно - да се наблюдава при живите същества.
Що се отнася до Силата като "енергийно поле, създадено от всички живи организми", днес физиците тепърва започват да изследват ефектите на квантовото обвързване върху биологията - това е една сравнително нова научна дисциплина, наречена "квантова биология".
Съществуват оскъдни свидетелства, че процесите в големите биомолекули биха могли да се влияят от ефекта на квантовото обвързване. Вероятността то да играе значима роля в жизнените процеси засега изглежда твърде малка. Все пак, както би казал Хан Соло, "Хич не ми разправяй на мен за шансове!"