V tej objavi na blogu raziskujemo možnost uporabe teorij mikroskopskega sveta, kot je kvantna mehanika, v makroskopskem svetu in kako bi to lahko uporabili za napovedovanje ali spreminjanje prihodnje družbe.
Svet, v katerem živimo, je makroskopski svet, ki ga lahko vizualno razločimo. Z drugimi besedami, živimo v svetu, kjer lahko predmete razločimo tako, da sprejemamo fotone, ki jih oddajajo, in jih prepoznamo z očmi. Vendar pa zaradi omejitev naših oči in dejstva, da je mikroskopski svet, kot so atomi, majhen kot fotoni, o njem ne vemo ničesar. Hiter razvoj fizike v 20. stoletju je privedel do raziskovanja mikroskopskega sveta in rojstva številnih mikroskopskih teorij, ki jih ni mogoče uporabiti v makroskopskem svetu. Ker pa so te mikroskopske teorije navsezadnje ustvarili ljudje v makroskopskem svetu, so to morda teorije, ki jih je mogoče uporabiti v makroskopskem svetu z drugačnega vidika.
Takšno znanstveno raziskovanje izvira iz človeške radovednosti in domišljije. Starodavni filozofi so raziskovali temeljna načela vesolja in narave tako, da so si predstavljali svet, ki je očem neviden. Sodobna fizika nadaljuje to tradicijo in raziskuje mikroskopski svet z znanstveno metodologijo in napredno tehnologijo. Discipline, kot je kvantna mehanika, igrajo bistveno vlogo pri razumevanju osnovnih lastnosti snovi, kar je imelo velik vpliv na razvoj sodobne tehnologije.
Ljudje postavljajo univerzalne teorije tako, da konstruirajo teorije, ki temeljijo izključno na sklepanju o mikroskopskem svetu, ki je našim očem neviden, nato pa te teorije dokazujejo s poskusi. Do danes je bilo s takim sklepanjem in poskusi predlaganih veliko teorij, ki pojasnjujejo mikroskopski svet, in tvorijo eno samo akademsko disciplino, imenovano kvantna mehanika. V kvantni mehaniki vsi delci ne obstajajo v fiksnem položaju kot v makroskopskem svetu, temveč obstajajo verjetnostno. To je zato, ker če v določenem trenutku poskusa izmerimo delec α, bo v drugem trenutku izmerjen na drugi lokaciji, izmerjena vrednost pa se bo spreminjala iz trenutka v trenutek. Iz tega sledi, da se vsi izračuni v kvantni mehaniki izračunajo kot valovne funkcije verjetnosti (verjetnost, da je kvant v določenem stanju), rezultati izračunov pa so tudi verjetnosti.
Kako torej sklepamo o mikroskopskem svetu? Ker mikroskopskega sveta ne moremo videti ali se ga dotakniti, predpostavljamo, da je sistem podoben makroskopskemu svetu, in merimo energijo in gibalno količino z odčitavanjem vrednosti, ki se pojavijo, ko na ta sistem uporabimo operatorje, kot sta energija in gibalna količina. Osnovno načelo Schrödingerjeve enačbe, ki pojasnjuje celotno kvantno mehaniko, je na primer, da ko na sistem v mikroskopskem svetu uporabimo energijski operator, lahko izmerimo energijsko vrednost, ki jo ta sistem proizvede. Poleg tega za merjenje gibalne količine delca v mikroskopskem svetu predpostavimo sistem delcev in merimo gibalno količino z uporabo sprememb z uporabo operatorjev gibalne količine. Na ta način ljudje v makroskopskem svetu raziskujejo mikroskopski svet z vzpostavljanjem teorij, ki temeljijo na predpostavki verjetnostnega sistema in merjenju vrednosti, dobljenih z uporabo sprememb na ta sistem z uporabo operatorjev.
Vendar ta znanstveni pristop ni omejen le na fizikalne pojave. Teorije mikroskopskega sveta vplivajo tudi na druga akademska področja, kot so filozofija, biologija in kemija. Kvantna biologija je na primer poskus razlage življenjskih pojavov z uporabo načel kvantne mehanike na bioloških sistemih. Takšen konvergentni pristop služi kot pionir na novih področjih raziskav in širi obstoječe sisteme znanja.
Torej, ali te teorije mikroskopskega sveta veljajo samo za mikroskopski svet? Pravzaprav je makroskopski svet, v katerem živimo, prav tako nepredvidljiv kot mikroskopski svet. Prihodnosti ne moremo natančno napovedati, niti ne moremo vedeti, kje in kdaj se bo nekaj zgodilo. To lahko razumemo v smislu verjetnosti, ljudje v makroskopskem svetu pa o tem razmišljajo v smislu možnosti. To je podobno predpostavki v kvantni mehaniki, da stanje delca predstavlja valovna funkcija verjetnosti. Ali lahko potem v makroskopskem svetu nekaj izmerimo tako, da predpostavimo verjetnostni sistem, kot je mikroskopski svet, in na ta sistem uvedemo spremembe? Če na primer predpostavimo verjetnost, da se v mestu zgodi kriminal, kot funkcijo valov verjetnosti, kot v teoriji mikroskopskega sveta, in uporabimo operator, ki povzroča kriminal, lahko vnaprej napovemo čas in lokacijo, kjer se kriminal najverjetneje zgodi.
Pomembno je, kako določiti »operatorja, ki povzroča kriminal«, ki se uporablja pri tej metodi. To je zelo težka naloga in jo je treba opraviti z upoštevanjem statističnih podatkov, zbranih v mnogih letih, in značilnosti mesta. Če lahko razvijemo operatorje, ki lahko na ta način spremenijo makro svet, bomo lahko verjetnostno napovedali prihodnost. Uporaba teorij iz mikro sveta v makro svetu bi nam bila zelo koristna, vendar je največji izziv ustvarjanje operatorjev, ki lahko sistem spremenijo na enak način kot v mikro svetu.
V sodobnem času so ljudje v makrosvetu vedno znova raziskovali in preučevali mikrosvet ter predstavili številne teorije, ki pojasnjujejo pojave, ki jih je v makrosvetu težko razložiti. Vendar, ali bodo te teorije nujno veljale le za mikrosvet? Morda bodo teorije, ki so se razvijale v desetletjih raziskav mikrosveta, spremenile makrosvet in ne mikrosveta. Pravzaprav lahko makrosvet in mikrosvet obravnavamo kot relativna pojma. Če obstajajo vesoljci, ki ne vidijo 1 metra kot merske enote, kot mi, temveč tisoče ali stotine kilometrov kot 1 meter, potem je morda svet, ki ga smatramo za makrosvet, mikrosvet z vidika teh vesoljcev. Če bomo raziskovali mikrosvet z vidika vesoljcev, bomo morda sčasoma raziskovali Zemljo, na kateri živimo.
Poleg tega uporaba teorij mikrokozmosa v makrokozmosu ni zgolj teoretična špekulacija, temveč ima potencial, da vodi do praktičnih aplikacij. Kvantni računalniki so na primer nova vrsta računalnika, ki obdeluje informacije z uporabo načel kvantne mehanike. Če bo ta tehnologija postala resničnost, bomo lahko izkusili neverjetne možnosti kvantne mehanike tudi v makrokozmosu.
Kaj menite? Ali ni navsezadnje, čeprav raziskujemo mikrosvet, pravzaprav raziskovanje makrosveta, v katerem živimo? Če teorije mikrosveta, ki so se razvijale več kot 100 let, uporabimo v makrosvetu, v katerem živimo, ali ne bi mogli doseči še bolj neverjetnih rezultatov, kot smo si jih kdajkoli predstavljali? Z razširitvijo meja znanstvenega raziskovanja bomo lahko dosegli globlje razumevanje in inovacije.
