Šajā emuāra ierakstā mēs izpētām iespēju pielietot mikroskopiskās pasaules teorijas, piemēram, kvantu mehāniku, makroskopiskajā pasaulē un to, kā to varētu izmantot, lai prognozētu vai mainītu nākotnes sabiedrību.
Pasaule, kurā mēs dzīvojam, ir makroskopiska pasaule, ko var atšķirt vizuāli. Citiem vārdiem sakot, mēs dzīvojam pasaulē, kurā mēs varam atšķirt objektus, uztverot no tiem izstarotos fotonus un atpazīstot tos ar acīm. Tomēr, ņemot vērā mūsu acu ierobežojumus un to, ka mikroskopiskā pasaule, piemēram, atomi, ir tikpat maza kā fotoni, mēs par to neko nezinām. Fizikas straujā attīstība 20. gadsimtā noveda pie mikroskopiskās pasaules izpētes un daudzu mikroskopisku teoriju rašanās, kuras nevar piemērot makroskopiskajai pasaulei. Tomēr, tā kā šīs mikroskopiskās teorijas galu galā radīja cilvēki makroskopiskajā pasaulē, tās varētu būt teorijas, kuras var piemērot makroskopiskajai pasaulei no cita skatupunkta.
Šāda zinātniskā izpēte radās no cilvēka zinātkāres un iztēles. Senie filozofi pētīja Visuma un dabas pamatprincipus, iztēlojoties pasauli, kas nav redzama ar aci. Mūsdienu fizika turpina šo tradīciju un pēta mikroskopisko pasauli, izmantojot zinātnisku metodoloģiju un progresīvas tehnoloģijas. Tādām disciplīnām kā kvantu mehānika ir būtiska loma matērijas pamatīpašību izpratnē, kas ir būtiski ietekmējusi mūsdienu tehnoloģiju attīstību.
Cilvēki izveido universālas teorijas, konstruējot teorijas, kuru pamatā ir tikai spriedumi par mikroskopisko pasauli, kas nav redzama mūsu acīm, un pēc tam pierādot šīs teorijas ar eksperimentu palīdzību. Līdz šim ir ierosinātas daudzas teorijas, kas izskaidro mikroskopisko pasauli, izmantojot šādus spriešanas un eksperimentu paņēmienus, veidojot vienotu akadēmisku disciplīnu, ko sauc par kvantu mehāniku. Kvantu mehānikā visas daļiņas nepastāv fiksētā pozīcijā, kā tas ir makroskopiskajā pasaulē, bet gan eksistē varbūtības principu. Tas ir tāpēc, ka, ja mēs eksperimentā noteiktā brīdī izmērām daļiņu α, citā brīdī tā tiks izmērīta citā vietā, un izmērītā vērtība turpinās mainīties katru brīdi. No tā visi aprēķini kvantu mehānikā tiek aprēķināti kā varbūtības viļņu funkcijas (kvanta atrašanās noteiktā stāvoklī varbūtība), un aprēķinu rezultāti arī ir varbūtības.
Tātad, kā mēs varam secināt mikroskopisko pasauli? Tā kā mēs nevaram redzēt vai pieskarties mikroskopiskajai pasaulei, mēs pieņemam, ka tā ir sistēma, kas līdzīga makroskopiskajai pasaulei, un mērām enerģiju un impulsu, nolasot vērtības, kas rodas, kad šai sistēmai piemērojam tādus operatorus kā enerģija un impulss. Piemēram, Šrēdingera vienādojuma pamatprincips, kas izskaidro visu kvantu mehāniku, ir tāds, ka, piemērojot enerģijas operatoru sistēmai mikroskopiskajā pasaulē, var izmērīt šīs sistēmas radīto enerģijas vērtību. Turklāt, lai izmērītu daļiņas impulsu mikroskopiskajā pasaulē, mēs pieņemam daļiņu sistēmu un mērām impulsu, piemērojot izmaiņas, izmantojot impulsa operatorus. Tādā veidā cilvēki makroskopiskajā pasaulē pēta mikroskopisko pasauli, izveidojot teorijas, kuru pamatā ir varbūtības sistēmas pieņēmums, un mērot vērtības, kas iegūtas, piemērojot izmaiņas šai sistēmai, izmantojot operatorus.
Tomēr šī zinātniskā pieeja neaprobežojas tikai ar fizikālām parādībām. Mikroskopiskās pasaules teorijas ietekmē arī citas akadēmiskās jomas, piemēram, filozofiju, bioloģiju un ķīmiju. Piemēram, kvantu bioloģija ir mēģinājums izskaidrot dzīvības parādības, piemērojot kvantu mehānikas principus bioloģiskajām sistēmām. Šāda konverģenta pieeja kalpo jaunu pētniecības jomu izveidei un esošo zināšanu sistēmu paplašināšanai.
Tātad, vai šīs mikroskopiskās pasaules teorijas attiecas tikai uz mikroskopisko pasauli? Patiesībā makroskopiskā pasaule, kurā mēs dzīvojam, ir tikpat neparedzama kā mikroskopiskā pasaule. Mēs nevaram precīzi paredzēt nākotni, kā arī nevaram zināt, kur un kad kaut kas notiks. To var saprast varbūtības izteiksmē, un cilvēki makroskopiskajā pasaulē par to domā iespēju izteiksmē. Tas ir līdzīgi kvantu mehānikas pieņēmumam, ka daļiņas stāvokli attēlo varbūtības viļņu funkcija. Tad, vai mēs varam kaut ko izmērīt makroskopiskajā pasaulē, pieņemot varbūtības sistēmu, piemēram, mikroskopisko pasauli, un piemērojot izmaiņas šai sistēmai? Piemēram, ja mēs pieņemam nozieguma iespējamību pilsētā kā varbūtības viļņu funkciju, kā mikroskopiskās pasaules teorijā, un pielietojam operatoru, kas izraisa noziegumu, mēs varam iepriekš paredzēt laiku un vietu, kur noziegums, visticamāk, notiks.
Svarīgi ir tas, kā noteikt šajā metodē izmantoto "operatoru, kas izraisa noziegumu". Tas ir ļoti sarežģīts uzdevums, un tas jāveic, ņemot vērā daudzu gadu gaitā apkopotos statistikas datus un pilsētas raksturlielumus. Ja mēs varam izstrādāt operatorus, kas šādā veidā var mainīt makro pasauli, mēs varēsim varbūtības ziņā prognozēt nākotni. Mikro pasaules teoriju piemērošana makro pasaulei mums būtu ļoti noderīga, taču lielākais izaicinājums ir tādu operatoru izveide, kas var mainīt sistēmu tāpat kā mikro pasaulē.
Mūsdienās makropasaules cilvēki ir atkārtoti pētījuši un pētījuši mikropasauli un izvirzījuši daudzas teorijas, lai izskaidrotu parādības, kuras makropasaulē ir grūti izskaidrot. Tomēr, vai šīs teorijas obligāti attieksies tikai uz mikropasauli? Varbūt teorijas, kas ir izstrādātas gadu desmitiem ilgos pētījumos par mikropasauli, mainīs makropasauli, nevis mikropasauli. Patiesībā makropasauli un mikropasauli var uzskatīt par relatīviem jēdzieniem. Ja ir citplanētieši, kuri neuztver 1 metru kā mērvienību tāpat kā mēs, bet gan tūkstošiem vai simtiem kilometru kā 1 metru, tad, iespējams, pasaule, ko mēs uzskatām par makropasauli, ir mikropasaule no šo citplanētiešu perspektīvas. Ja mēs izpētīsim mikropasauli no citplanētiešu perspektīvas, mēs galu galā varētu izpētīt Zemi, uz kuras dzīvojam.
Turklāt mikrokosma teoriju piemērošana makrokosmosam nav tikai teorētiska spekulācija, bet tai ir potenciāls novest pie praktiskiem pielietojumiem. Piemēram, kvantu datori ir jauna veida datori, kas apstrādā informāciju, izmantojot kvantu mehānikas principus. Ja šī tehnoloģija kļūs par realitāti, mēs varēsim piedzīvot kvantu mehānikas apbrīnojamās iespējas arī makrokosmosā.
Ko jūs domājat? Galu galā, pat ja mēs pētām mikro pasauli, vai tā patiesībā nav makro pasaules, kurā mēs dzīvojam, izpēte? Ja mēs pielietotu mikro pasaules teorijas, kas ir izstrādātas vairāk nekā 100 gadu laikā, makro pasaulei, kurā mēs dzīvojam, vai mēs nevarētu sasniegt vēl pārsteidzošākus rezultātus, nekā jebkad esam iedomājušies? Paplašinot zinātniskās izpētes robežas, mēs varēsim sasniegt dziļāku izpratni un inovācijas.
