Z tyłu kina są jeszcze troje innych drzwi, o których nie wspomniałem. Jedno ma tabliczkę z napisem „Pokój męski”; inna mówi „Pokój damski”; a nad trzecimi drzwiami jest znak mówiący: „Biblioteka” i te drzwi są zawsze otwarte.
Pomiędzy grupami, lub gdy zacząłem zdawać sobie sprawę, że konkretna grupa, do której należę w tym czasie, nie będzie produkować tego, co oferowała, a moje członkostwo dobiegało końca, szedłem do tej Biblioteki i czytałem, szukając nowych inspiracji i nadziei. Miałem okazję przestudiować wiele tekstów napisanych przez założycieli i liderów różnych grup, oszczędzając sobie kłopotu z dołączeniem do tej grupy w celu odkrycia jej niespójności i sprzeczności.
Większość książek w Bibliotece nie jest warta wspominania, przynajmniej w tej dyskusji. Ale jest kilka bardzo ważnych informacji, które odkryłem podczas czytania, o których powinieneś wiedzieć, jeśli jeszcze tego nie wiesz – informacje absolutnie krytyczne dla każdego, kto chce zmienić swoją rzeczywistość.
Więc teraz zrobię duży skok od filozofii i religii do nauki, od metafor i analogii do zimnych, trudnych eksperymentów naukowych. Tematem jest fizyka kwantowa i to, co stało się znane (i powszechnie błędnie rozumiane) jako „wszechświat holograficzny” – monumentalne odkrycia dokonane w ciągu ostatnich kilku dekad, które dosłownie zmieniają wszystko, w co wierzyliśmy o naszym fizycznym wszechświecie.
Nie martw się. Nie zamierzam zajmować się naukowo technicznymi zagadnieniami ani mówić czegoś, czego żaden Dorosły Człowiek nie mógłby zrozumieć. Ale jeśli nadal nie jesteś zadowolony z żadnej z grup, do których dołączyłeś – jeśli rozglądasz się, próbując dowiedzieć się, dlaczego żadna z grup nie wyprodukowała niczego zbliżonego do tego, czego chcesz doświadczyć i tego, co Twoim zdaniem jest możliwe do przeżycia – to powinieneś spędzić ze mną kilka następnych rozdziałów w Bibliotece; i przynieś swój komputer.
Na wstępie chcę powiedzieć, że nie jestem ekspertem w dziedzinie fizyki kwantowej, więc zaprosiłem do rozmowy prawdziwych ekspertów – doktorów fizyki, profesorów fizyki kwantowej na największych światowych uniwersytetach, autorów wielu książek, będę korzystał z wielu pisemnych cytatów i wywiadów wideo. Zasadniczo chcę was zapewnić, że to, co będziecie czytać, nie będzie moim zdaniem, ale opiniami ludzi, którzy naprawdę wiedzą, o czym mówią.
Zamieściłem wiele linków do filmów do obejrzenia i zdecydowanie sugeruję, abyś je znalazł i obejrzał te filmy podczas czytania.
Dobra. No to ruszamy…
* * *
Od dawna wiedzieliśmy – przynajmniej uczono mnie w szkole ponad pięćdziesiąt lat temu – że otaczający nas świat fizyczny nie jest tak „solidny”, jak wygląda. W rzeczywistości wszechświat składa się głównie z pustej przestrzeni.
Staje się to bardzo jasne, kiedy polecimy rakietą w kosmos i widzimy tak wiele „niczego” między kilkoma cząsteczkami materii zwanymi gwiazdami i galaktykami. Wraz z postępem technologii i coraz głębszym zagłębianiem się w „przestrzeń wewnętrzną”, znajdujemy to samo w światach atomowych i subatomowych – głównie „nic”.
Najlepszym i najfajniejszym sposobem, aby doświadczyć tego na własne oczy, jest obejrzenie dziewięciominutowego filmu zatytułowanego Powers of Ten z biura Charlesa i Raya Eamesów, który wyprodukowali dla IBM w 1977 roku. Możesz go obejrzeć tutaj.
Były też inne filmy nakręcone w tym samym kierunku: Cosmic Voyage (1996, wyprodukowany dla IMAX, z narracją Morgana Freemana) i Cosmic Zoom (1968, wyprodukowany przez National Film Board of Canada).
Najważniejszą rzeczą do zobaczenia w tych filmach jest to, że „przestrzeń kosmiczna” i „przestrzeń wewnętrzna” wyglądają bardzo podobnie; nie ma tam prawie nic poza pustą przestrzenią.
Na przykład, jeśli weźmiesz jądro atomu wodoru i rozdmuchasz je do rozmiarów piłki do koszykówki, elektron, który definiuje najbardziej zewnętrzną „krawędź” tego atomu, byłby oddalony o dwadzieścia mil od jądra. A pomiędzy? Nic. Nada. Zilcz. Po prostu pusta przestrzeń.
„W rzeczywistości wszechświat jest w większości pusty”
Tak więc… pierwszą rzeczą, którą musimy zrozumieć, jest to, że materia nie jest ,,solidna”, mimo że tak dla nas wygląda.
„Materia nie jest tym, o czym od dawna myśleliśmy”
Materia tak naprawde jest pełna pustej przestrzeni.
* * *
Film Powers of Ten kończy się na granicy naszego ówczesnego zrozumienia (1977), patrząc na pojedynczy proton w jądrze atomu węgla.
Ale w miarę upływu lat technologia została ulepszona i naukowcy byli w stanie zagłębiać się coraz bardziej w „przestrzeń wewnętrzną”, odkryli, że bardzo małe cząstki, które znaleźli, nie zachowywały się tak, jak powinny, a przynajmniej nie zgodnie ze wszystkimi prawami fizyki, w którą wierzyliśmy przez ostatnie setki lat.
Najsłynniejszy eksperyment, który wywołał prawdziwe zamieszanie, nazywa się Podwójna Szczelina (Double Slit Experiment). Po raz pierwszy zrobił to ze światłem w 1801 roku angielski naukowiec Thomas Young. Young wykazał, że światło nie jest w rzeczywistości cząsteczką, jak od dawna uważano, ale zamiast tego zachowywało się jak fala.
Następnie w 1961 ten sam eksperyment przeprowadzono z elektronami, a nie światłem, a ostatecznie w 1974 z tylko jednym elektronem na raz. Od tego czasu jest powtarzany i udoskonalany i powtarzany w kółko, z tym samym rezultatem za każdym razem.
We wrześniu 2002 r. ten eksperyment z podwójną szczeliną został ogłoszony „najpiękniejszym eksperymentem” przez czytelników Physics World, a znany fizyk kwantowy Richard Feynman powiedział: „Cała mechanika kwantowa może być zrozumiana, jeśli dokładnie przemyśli się, co wynika z tego jednego eksperymentu. ”
Oto jak ważny jest ten eksperyment i jak bardzo zmienił sposób myślenia wszystkich o tym, jak działa świat.
Przyjrzyjmy się więc, jak przeprowadza się ten eksperyment i dlaczego jego wyniki są tak zaskakujące….
Zaczniemy od wzięcia małych kawałków materii, takich jak małe kulki i wystrzeliwanie ich strumieniem z pistoletu na barierę z pojedynczą szczeliną.
Za bariera znajduje się bardzo czuły ekran, więc kiedy kuleczka w nią uderzy, zostawia taki ślad:
Większość kuleczek uderzy w barierę, ale te które przedostają się przez barierę, zrobią na ekranie ślad w kształcie szczeliny.
Wszystko sie zgadza, wiec teraz dodajmy druga szczelinę w barierze…
…i strzelamy kuleczkami w ten sam sposób. Dostajemy to czego się spodziewamy, czyli ślad z dwoma szczelinami na ekranie.
Dobrze, jak na razie wszystko się zgadza. Teraz, co się stanie, jeśli wyślemy fale wodne w kierunku ekranu zamiast strzelać w niego kuleczkami?
Przy tylko jednej szczelinie w barierze część fali przechodzi przez szczelinę i tworzy na ekranie wzór, który wygląda bardzo podobnie do wzoru BB z tylko jedną szczeliną. Najbardziej intensywnie na ekranie widać uderzenie górnej część fali, bezpośrednio w linii ze szczeliną.
Ale jeśli umieścimy barierę z dwoma szczelinami, dzieje się coś zupełnie innego.
Kiedy woda przepływa przez obie szczeliny, nowe fale utworzone przez szczeliny po drugiej stronie bariery uderzają o siebie po drodze do ekranu.
Kiedy szczyt jednej fali uderza w dół innej fali, likwidują się nawzajem. Nazywa się to „destrukcyjną ingerencją”. Możesz to łatwo zobaczyć, gdy w pewnej odległości od siebie wrzucisz dwa kamyki do stawu i przyjrzysz się, co się stanie, gdy fale się spotkają. Kiedy więc wysyłamy fale przez barierę z dwiema szczelinami, otrzymujemy na ekranie tak zwany „wzór interferencji”, taki jak ten….
Jasne linie na ekranie to miejsca, w których szczyty fal połączyły się ze sobą (konstruktywna interferencja), a następnie trafiły na ekran. Ciemne przestrzenie pomiędzy nimi to miejsca, w których góra jednej fali uderza w dno innej fali (destrukcyjna interferencja), niwelując je obie i nigdy nie docierając do ekranu.
Tak więc, kiedy wysyłamy „cząstki materii”, takie jak kulki, przez dwie szczeliny, otrzymujemy na ekranie dwa określone wzory, które wyglądają jak szczeliny, przez które przeszły. Kiedy wysyłamy „fale” przez dwie szczeliny, na ekranie otrzymujemy wzór interferencyjny.
Wystarczająco proste. Teraz spróbujmy tego eksperymentu z elektronami zamiast kuleczek…
Zawsze myśleliśmy o elektronie jako o naprawdę, bardzo małej kulce krążącej wokół jądra atomu – bardzo małej „cząstce materii” i stałej, jak kulka. Więc spodziewalibyśmy się zobaczyć ten sam wzór na ekranie, który otrzymaliśmy, gdy strzelaliśmy kuleczki; i otrzymujemy ten wzor, gdy w barierze jest tylko jedna szczelina….
…a kiedy wystrzelimy wiązkę elektronów przez dwie szczeliny w barierze, spodziewalibyśmy się, że na ekranie pojawi się wzór dwóch szczelin, tak jak w przypadku kulek.
ALE JEST INACZEJ !
Zamiast tego otrzymujemy ten sam wzór interferencji, który otrzymaliśmy, gdy wysyłaliśmy „fale” przez dwie szczeliny.
FALE
ELEKTRONY
Początkowo naukowcy sądzili, że może to być spowodowane tym, że jednocześnie wystrzeliwali zbyt dużo elektronów w stronę ekranu, i być może niektóre elektrony zderzały się ze sobą po drugiej stronie bariery, likwidując się nawzajem i nie docierając do ekranu. W 1974 roku w końcu udało im się opracować sposób na wystrzeliwanie jednego elektronu na ekran, więc nie było możliwości, aby przeszkadzały sobie nawzajem. Ale nadal mają wzór interferencji.
(Aby obejrzeć krótki i dobrze zrobiony film animowany z tego eksperymentu z podwójną szczeliną z filmu What the Bleep!? – Down the Rabbit Hole, kliknij tutaj.)
Jak to możliwe? Jak to możliwe, aby jednorazowo wysłać jedną maleńką cząsteczkę „materii” przez dwie szczeliny i stworzyć wzór interferencji fal?
Było tylko jedno wyjaśnienie, które miało sens: elektron jest raczej falą niż cząsteczką; nie jest to solidny kawałek materii, jak zawsze myśleliśmy!
Nowsze eksperymenty wykazały, że to samo dotyczy jądra atomu, a nie tylko elektronów.
„Materia nie jest tym, o czym od dawna myśleliśmy. Dla naukowca materia zawsze była uważana za coś ostatecznego w tym, co statyczne i przewidywalne…. Lubimy myśleć o przestrzeni jako pustej, a materii jako stałej. Ale w rzeczywistości zasadniczo nie ma to żadnego znaczenia; to zupełnie nieistotne. Spójrz na atom. Uważamy to za rodzaj twardej piłki. Wtedy mówimy: „Och, nie, nie do końca… to ten malutki punkcik naprawdę gęstej materii w samym środku…”. Ale potem okazuje się, że to nawet nie jest prawda. Nawet jądro, o którym myślimy, że jest tak gęste, pojawia się i znika tak samo łatwo jak elektrony”
Zatem same elementy budulcowe tego, co nazywamy naszym „fizycznym wszechświatem” – jądro i elektrony atomów – nie są tylko cząsteczkami materii, ale w rzeczywistości istnieją jako fale. W fizyce kwantowej nazywa się to „dwoistością falowo-cząsteczkową”.
To rozwaliło wszystkim umysły; ale to nie koniec historii….