Биология

Квантовый дарвинизм: причудливый брак двух далеких теорий

Лайнуть/Поделиться

Чарльз Дарвин не мог предвидеть, что однажды его теория естественного отбора будет заимствована, чтобы решить загадку, которая беспокоит квантовых физиков на протяжении десятилетий.

С момента своего рождения в начале 20-го века квантовая механика была захватывающей, потому что впервые ученые сформулировали обоснованную гипотезу, описывающую мир в атомном и субатомном масштабе. Тем не менее, теория, основанная на неопределенности и вероятности, была совсем не инстинктивной и имела много необычных свойств.

Например, у физиков возникли проблемы с объяснением перехода от микроскопического мира с квантовым доминированием к макроскопической вселенной, управляемой классической физикой – процесс, также известный как коллапс волновой функции или Редукция фон Неймана. Когда наблюдатель измеряет свойства (такие как положение и скорость) частицы, внезапно все возможные состояния сводятся к одному.

В 1970-х годах покойный немецкий физик Хайнц-Дитер Зех впервые выявил это явление и назвал его декогерентностью, которая описывает исчезновение «квантованности» в среде наблюдателя. Войцех Зурек, физик-теоретик из Национальной лаборатории в Лос-Аламосе, последовал примеру Зеха и продолжил эту идею. Он сравнил свои рассуждения с теорией естественного отбора Дарвина, выдвинув гипотезу о том, что во время декогеренции определенные свойства объектов выбираются из большого числа возможностей. Свойства, которые считаются «наиболее подходящими», всегда попадут в среду наблюдателя.

Как и любая научная теория в мире, какой бы убедительной она ни была, она требует эмпирические доказательства. В прошлом году три независимых исследования подвергли проверке теорию Зурека и достигли положительных результатов.

Возьмем, к примеру, одно из них, проведенное группой китайских физиков в Университете науки и техники Китая. В этом исследовании ученые построили так называемый квантовый симулятор дарвинизма, в котором один фотон выступает в качестве квантовой системы, а горстка других – в качестве среды (наблюдателей).

Их моделирующее исследование подтвердило существование «избыточности классической информации системы»: пока взаимодействие системы и среды достаточно сильное, одного фотона среды будет достаточно, чтобы вызвать декогеренцию. Потому что информация о других фотонах окружающей среды просто реплики, отпечатанные системой.

Похоже, что квантовый дарвинизм нашел свое место, и первые шаги для проверки теории были успешными. Ожидается, что дополнительные эксперименты продолжат изучение квантового дарвинизма в более сложных квантовых средах.


Поддержать проект

Вас также может заинтересовать:

Редакция

Недавние публикации

Эксперимент с квантовым котом побил рекорд: 23 минуты в состоянии суперпозиции

Состояния квантовой суперпозиции известны своей хрупкостью, тем не менее китайские ученые сообщили о создании такого… Читать далее

03/11/2024

Плотно бухающие шершни практически не отличаются от трезвых, согласно результатам семидневного запоя

Восточные шершни (Vespa orientalis) могут выжить после 7 дней употребления жидкости с сахаром, на 80… Читать далее

01/11/2024

Глобальные нормативные тренды для поставщиков криптовалютной ликвидности: Что нужно знать

Ликвидность – это распространенный финансовый термин. В криптовалюте ликвидность означает способность быстро и эффективно совершать… Читать далее

28/10/2024

Похмелье нарушает когнитивные функции, необходимые для вождения автомобиля

Трудность изучения похмелья заключается в том, чтобы отделить эффекты похмелья от эффектов алкогольной интоксикации. Недавний… Читать далее

23/10/2024

Эволюция в реальном времени, в полевых условиях

Морская улитка вида Littorina saxatilis - рекордсмен таксономии. Она известна тем, что ее особенно трудно… Читать далее

21/10/2024

Ученые нашли нейроны ответственные за сон со сновидениями. Их активация вводила мышей в сон, даже в светлое время суток

Новое исследование, опубликованное в журнале Cell, проливает свет на нейронные механизмы, связанные с REM-сном, и… Читать далее

20/10/2024