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

Пчелы с высокой точностью обнаруживают биомаркеры рака легких

Недавнее исследование, опубликованное в журнале Biosensors and Bioelectronics, говорит о том, что пчелы могут стать важным инструментом для раннего… Читать далее

06/07/2024

Прием препаратов для снижения веса(Ozempic), возможно, повышает риск развития слепоты

Исследование, проведенное в клинике Mass Eye and Ear, выявило связь между широко назначаемыми препаратами для… Читать далее

05/07/2024

Запрет на аборты коррелирует с увеличением смертности новорожденных и младенцев

Закон штата Техас, запрещающий аборты на ранних сроках беременности, ассоциируется с резким увеличением числа смертей… Читать далее

01/07/2024

От размытого изображения к 3D-модели толстого кишечника

Капсульные камеры позволяют почти незаметно и без боли исследовать все уголки кишечника, пока пациент занимается… Читать далее

27/06/2024

Выявлены области мозга, которые искажают реакцию мозга на удовольствие при биполярном расстройстве

Недавнее исследование, проведенное учеными из Университетского колледжа Лондона (UCL), проливает свет на то, как мозг… Читать далее

22/06/2024

Смотреть на экран или в камеру? Что лучше для онлайн-собеседования? Исследование

Исследование японских ученых, опубликованное в журнале Scientific Reports 31 мая, свидетельствует о том, что взгляд… Читать далее

18/06/2024