Toto je zhrnujúci článok o kvantovej superpozícii, je doplnený o ďaľšie nové myšlienky a modely, ktoré ma napadli ako dodatok k pôvodnému konceptu a ktoré logicky doplňujú základnú myšlienku o superpozícii. Pokúšam sa na základe veľmi konkrétnych modelov vysvetliť ako som k myšlienke prišiel, ako logicky funguje aj keď nie je odborne podložená (to by museli urobiť skutoční fyzici) a ako sa dá implementovať auj na iné oblasti aspoň z filozofického hľadiska.
Vysvetlenie kvantovej superpozície na základe logiky.
Superpozícia kvantových častíc je jedným z najzáhadnejších fenoménov fyziky. V podstate sa dnešná fyzika obmedzuje len na to, ako sa superpozícia prejavuje a ponúka niekoľko konceptov, ako ju vysvetliť, ale vo všeobecnosti sa potýka s problémom, že nedokáže prijateľne a logicky zformalizovať základný princíp fungovania superpozície. A to hlavne preto, že jej prejavy sú v skutočnosti úplne odlišné od tradičných predstáv o fungovaní nášho sveta, superpozícia sa správa podivne, nelogicky a neintuitívne. Fyzici to vysvetľujú tým, že v kvantovej mechanike proste existujú iné pravidlá správania sa častíc. Ale nevedia vysvetliť prečo to tak je a ako to vlastne funguje. Pomáhajú si neurčitými frázami, ako nejednoznačnosť, neurčitý stav, všadeprítomnoť a tak podobne. Tieto výrazy ale len dokumentujú bezradnosť nájsť logické vysvetlenie správania sa superpozície. Ja som logické vysvetlenie našiel.
Vo svojom modelovom príklade som postupoval takto: Poznáme opis prejavu superpozície. Častica v superpozícii sa dokázateľne prejavuje ako častica neurčitého stavu, polohy, hybnosti a iných parametrov, v podstate sa dá povedať, že tieto vlastnosti akoby neboli určené, alebo by boli prítomné všetky naraz. Samozrejme tento opis sa vymyká bežnému pohľadu na náš svet. Tam je vždy jasné, kde sa nejaký objekt nachádza, ako vyzerá, aké má vlastnosti a podobne. Preto je predstava častice v superpozíci nesmierne neintuitívna a ťažko predstaviteľná. Ale fyzici tvrdia, že je to skutočne tak, a všetky tieto opisy pre superpozíciu platia.
Napriek týmto obtiažnym podmienkam som sa proste pokúsil si vo svojej obrazotvornosti predstaviť si takéto padmienky nejakej častice. Vizualizovať si tieto prejavy. Asi na to treba trochu kreativity, ale podarilo sa mi predstaviť si teoreticky takýto koncept. A zároveň som sa proste pokúsil, napriek všetkým rozporom s našim vnímaním sveta, predstaviť si takýto model, ktorý by logicky fungoval. Na základe známych veličín, na základe bežne dostupných elementov a na základe iba logického uvažovania... a napodiv zrazu som logiku našiel tam, kde ju odborníci roky nevedeli nájsť. Bolo len potrebné zmeniť zaužívaný pohľad na klasické elementy našej bežnej fyziky.
A čo je teda tým tajomstvom, ktoré vysvetľuje celý koncept superpozície a následne aj ostatných javov, ktoré sa jej týkajú? Bola to jednoduchá myšlienka, ktorá mi napadla a ktorá úplne prevrátila pohľad na chaotické správanie sa častice v superpozícii. Tým záhadným elementom, ktorý dokáže vysvetliť všetky aspekty superpozície, kolapsu, previazaných častíc a zrejme aj iných záhad okolo superpozíce, je jednoducho čas. Presnejšie povedané, náš prítomný okamih, naše TERAZ.
Samozrejme je potrebné modelovať moju premisu na praktickom príklade. Predstavte si opis superpozície a nás, pozorovateľov tejto superpozície, ktorí sme ukotvení v našom časovom prúde. Všetko naše vnímanie sa odvíja od nášho prítomného okamihu, nášho TERAZ. Je to náš časový rámec, ktorý je pre nás stály, nemenný, všadeprítomný a všeobjímajúci, čas platí pre všetko rovnako. A to je ten problém, pretože takto vnímajú čas fyzici. Ale, ak si predstavíme, že my ako pozorovatelia sme ukotvení v čase a zároveň ako sa nám javí superpozícia, čo by mohlo byť príčinou toho, že ju vnímame takýmto spôsobom? A napadlo ma, že častica v superpozícii, je oddelená od nášho časového rámca, nepodlieha mu, nemá naše spoločné TERAZ, je mimo neho. Nemá proste určenú časovú značku spoločnú s tou našou. Len si predstavte takýto koncept. Ako by sa nám javil z nášho pohľadu? Presne tak, parametre by zodpovedali opisu superpozície.
Ďaľším prvkom ktorý sa dotýka tohto fenoménu je kolaps superpozície. Fyzici hovoria, že pri interakcii alebo pozorovaní dôjde ku kolapsu superpozície. Ale čo je to interakcia? Čo znamená pozorovanie? Tieto výrazy sú znova neurčitým prvkom vysvetlenia kolapsu, sú len opisom, ktorý ale nemá elementárnu výpovednú hodnotu. Lebo čo spôsobí pozorovanie, keď ako následok toho je kolaps? Moje vysvetlenie: Pozorovanie znamená, že častica, ktorá nebola ukotvená v našom časovom rámci sa k tomuto rámcu pripútala, získala presnú časovú značku, zodpovedajúcu nášmu prítomnému okamihu a bola nútená si vybrať konkrétne parametre (stav, polohu, hybnosť) na základe nášho časového ukotvenia, nášho TERAZ. Z pôvodného stavu, kde boli všetky možnosti rozprestreté na časovej škále mimo nášho prúdu času sa vybral bod, ktorý zodpovedá nášmu prítomnému okamihu a na základe tohto údaja skolabovala do stavu, ktorý zodpovedá tomuto časovému momentu. Od tej chvíle pre časticu platí náš prúd času a jej stav sa vyvíja v rámci jeho toku.
Aby som tento model ešte viac priblížil, rozhodol som sa ho interpretovať na slávnom experimente so Schrodingerovou mačkou: Mačka v zatvorenej krabici je z pohľadu vonkajšieho pozorovateľa v superpozícii. To však neznamená že je len živá a mŕtva, ako sa to zjednodušene interpretuje v tomto pokuse, ale má všetky stavy, je živá, stojí, spí, leží, je mŕtva, ak sa jed uvoľnil. Všetko naraz z pohľadu vonkajšej osoby. A teraz príde hlavný rozdiel oproti tradičnému výkladu. Ten hovorí, že otvorením krabice interagujeme, pozorujeme. Znova nejaké neurčité pojmy. Ja poviem, vložili sme prítomný okamih do bezčasového stavu (z nášho pohľadu). TERAZ sme otvorili krabicu, TERAZ je náš prítomný okamih a čas nášho TERAZ určil, aký stav má mačka. Nie pozorovanie, nie interakcia, je to ČAS, ktorý určil v akom stave mačka bude. Lebo stav mačky bude navyše závisieť aj od toho KEDY krabicu otvoríme, to znamená že bude závisieť od času, ktorý si zvolíme. Myslím že tento obrazný príklad je dostatočne zrozumiteľný pre každého. Zároveň sa dotýka aj pravdepodobnosti a neurčitosti stavu, lebo pravdepodobnosť stavu sa znova odvíja od času, kedy krabicu otvoríme. Ak krabicu otvoríme po piatich minútach, mačka bude pravdepodobne živá, ak po dvadsiatich štyroch hodinách, pravdepodobnosť, že bude po smrti bude väčšia. Od času sa odvíja konkrétny stav celého izolovaného systému. A ešte malý dodatok k tomuto experimentu. Zatvorením krabice sa mačka vráti do bezčasového stavu, teda do superpozície.
Samozrejme sa jedná o pripodobnenie celého systému k nášmu svetu, ale celý tento koncept sa dá rovnako aplikovať na mikročasticu.
Dovolím si konštatovať, že na čisto logickom základe má naša konštrukcia dokonalý zmysel. Dostáva logiku tam, kde doteraz nebola, nie je v rozpore so žiadnym fyzikálnym modelom a nepoužíva žiadne tajomné aspekty navyše, s ktorými sa u iných interpretácii tak často počíta, aj keď o nich nič nevieme. Na základe logického uvažovania sme proste dospeli k vysvetleniam, ktoré nám doteraz chýbali. Samozrejme, jedná sa len o čisto myšlienkový experiment, nakoľko preukázať niečo z tohto modelu v praxi by bolo veľmi obtiažne, ak nie nemožné. V našom uvažovaní to ale funguje.
Je samozrejme potrebné moju novú premisu ešte podporiť inými argumentami. Ak by tento model fungoval na ďaľšie tajomné prejavy kvantovej fyziky, podporilo by to správnosť tejto myšlienky. Preto som sa rozhodol zájsť ešte ďalej a skúsil svoju myšlienku aplikovať na ďaľší tajomný fenomén, kvantovú previazanosť. Tento fenomén pre fyzikov predstavuje možno ešte väčší problém ako samotná superpozícia, pretože sa úplne vymyká bežným fyzikálnym zákonom, a dokonca sa hovorí, že prejav kolapsu previazaných častíc pôsobí ako strašenie na diaľku. Spoločný kolaps previazaných častíc totiž prebieha súčasne, bez ohľadu na vzdialenosť a bez toho aby bol zjavný nejaký spúšťací mechanizmus, ktorý by to spôsoboval. Fyzici opäť hľadajú nejaký neznámy fenomén, ktorý by to vysvetlil. Nám samozrejme stačí naša základná premisa o čase.
Predstavme si to takto: Veľký tresk bol nie len za stvorením nášho vesmíru, ale v podstate spustil náš prúd času. Predpokladá sa, že od tohoto okamihu sa začal počítať aj čas nášho vesmíru, začali tikať vesmírne hodiny, časový prúd sa rozbehol do všetkých smerov a tento tok z centra veľkého tresku ubieha konzistentne ako náš prúd času, náš časový rámec. Toto sa vo všeobecnosti považuje za fakt, a hoci sa z pohľadu fyziky môže rýchlosť časového prúdu meniť (napríklad vplyvom gravitácie alebo relativistickými efektami) alebo byť rôzne časovo posunutý v závislosti od pozorovateľa, predpokladá sa, že v podstate celý náš vesmír podlieha nášmu základnému toku času od Veľkého tresku a teda celý vesmír má v určitom ohľade svoje jednotné TERAZ, prítomný okamih. Ako má prítomný okamih niekto na Slovensku, rovnaký prítomný okamih má niekto V USA, na Mesiaci, aj inej planéte. Proste predpokladá sa, že celý vesmír v podstae funguje na princípe jedného časového prúdu a teda má nejakú formu svojho TERAZ. Čo to znamená pre kolaps previazaných častíc? Ak platí premisa že častica v superpozícii je mimo nášho časového prúdu a jej previazaná častica rovnako tak, čo sa stane, ak sa superpozícia jednej takejto častice zrúti do konkrétneho času, do nášho prítomného okamihu, do nášho TERAZ? Na základe našich predikcii o jednotnosti časového rámca to znamená, že previazaná častica, nech je akokoľvek ďaleko, proste rovnako získa prítomný okamih na svojom vzdialenom mieste. Obe spadnú na hladinu nášho spoločného TERAZ. Preto nie je potrebný žiadny prenos informácie, žiadne ovplyvňovanie, žiadna interakcia, len sa časovo neurčité častice zhmotnia v jednom časovom okamihu, platnom pre celý vesmír. Elegantne a logicky to vysvetľuje tak strašidelný jav, ako spoločný kolaps na ohromné vzdialenosti, ktoré odporuje tradičnej fyzike, lebo také ovplyvnenie by porušovalo maximálnu ráchlosť svetla (informácie). V skutočnosti k takému niečomu vôbec nedochádza, častice sa iba pripoja k univerzálnemu TERAZ v rámci celého vesmíru. Preto to môže fungovať a neodporuje to fyzikálnym zákonom.
Aplikovali sme našu základnú myšlienku na ďaľší tajomný experiment a podľa mňa to opäť funguje. Zdá sa že to podporuje prvotnú myšlienku o superpozícii a kľúčovej úlohe času v nej. Mimochodom, čo bol veľký tresk? Nebol to kolaps superpozície ohromných rozmerov?
Toto je základ môjho výkladu superpozície, kolapsu a spoločného kolapsu previazaných častíc. Nie som fyzik, nie som matematik, iba sa pokúšam aplikovať elementárnu logiku aj do fenoménov, kde sa predpokladá, že to nefunguje. Ale ak sa pozmenia niektoré základné fakty, ktoré sa považujú za platné akosi automaticky (beh času), zrazu to dáva zmysel. Mimochodom, samotní fyzici predsa hovoria že v kvantovej fyzike sa aj čas môže správať neštandardne. Ak sa na to pozrieme z takéhoto hľadiska a navyše nám tento pohľad vysvetlí na základe logiky tajomné prejavy týchto fenoménov, možno by bolo na mieste aspoň sa pokúsiť prebrať aj tieto aspekty, hoci sa zdajú neštandardné v rámci doterajších vedomostí v tejto oblasti. Prinajmenšom preto, že to proste funguje. Možno by bolo potrebné aplikovať náš nový predpoklad o čase na nejaké základné vzorce kvantovej fyziky a pokúsiť sa zmeniť postavenie času vo výpočtoch tak, aby zodpovedalo tejto myšlienke. Na to ale je potrebný skutočný odborník, schopný to urobiť.
Základné princípy svojej myšlienky som myslím dokumentoval dosť zrozumiteľne a v rámci mojich schopností. Model nemusí byť správny, nemienim rúcať moderný fyzikálny výskum, iba poukazujem na fakt, že napriek tomu, že tento fenomén sa považuje za niečo, čo pri bežnom pohľade odporuje logike, pri miernej úprave a inom pohľade na základné veličiny elementárnu logiku získava, čo nie je málo. Ak je niečo logicky konzistentné a logicky vysvetľuje doteraz nelogické správanie sa, určite to stojí aspoň za pozornosť.
Na základe môjho predpokladu som sa pokúsil teoreticky ho aplikovať ako jeden zo základných prvkov aj v iných fenoménoch, ale tieto už možno považovať za odvodené a čisto špekulatívne konštrukcie, ktoré ma ale zaujali ako rozšírenie mojej teórie:
1.
Ak superpozícia znamená, že častica nie je ukotvená v našom časovom rámci, nemá naše TERAZ, prečo niektoré častice ukotvené sú, a iné rovnaké častice sú v superpozícii? Základné vysvetlenie by bolo, že častica v superpozícii ešte neprišla do kontaktu s našim časovým prúdom, nebola k nemu pripojená, alebo strhnutá (napríklad interakciou). Pokiaľ sa tak stane, častica už pokračuje vo svojej existencii v našom časovom prúde v jeho súlade.
2.
Hypoteticky by sa dalo predpokladať, že ak sa častica dokáže pripojiť k nášmu časovému prúdu, za určitých okolností by sa mohla dokázať aj odpojiť. Samozrejme na toto nám chýba konkrétny mechanizmus, uvádzam to len ako teoretickú možnosť, ktorá môže ale nemusí byť pravdivá, ale dá sa len čisto z logického hľadiska uvažovať, že to možné je.
3.
Teoretická možnosť, ktorá je ale schopná vyriešiť obrovskú záhadu dnešnej fyziky. Pokiaľ je naša základná myšlienka správna a budeme predpokladať, že častica ktorá skolabuje je pripojená k nášmu časovému rámcu pri interakcii, čo ak existuje druh častíc, ktoré sú voči kolapsu imúnne a zotrvávajú v superpozícii aj po kontakte s našim časovým rámcom? Teoreticky možno predpokladať, že ak niektoré častice skolabujú, môžu existovať aj častice, ktoré neskolabujú (nejaký iný druh), o nich potom nevieme... Ale tým pádom je možné vysvetliť jeden vesmírny fenomén: Temná hmota a temná energia. Čo ak tieto fenomény tvoria častice, ktoré nepodliehajú kolapsu? Mimochodom, toto vysvetlenie by sa dalo aplikovať aj vtedy, ak by naša premisa o čase bola chybná.
4.
Pokiaľ by temná hmota a energia boli časticami mimo náš časový rámec, bolo by veľmi problematické to dokázať. Ale určitý dôkaz by mohla poskytnúť napríklad častica, ktorá interaguje s našim časovým rámcom len mierne, je na hranici medzi superpozíciou a kolapsom a rezonuje medzi týmito dvoma stavmi. Ak by takáto častica na hranici kolapsu existovala, podporilo by to aj domnienku, že existujú častice, ktoré zostávajú mimo náš časový rámec. Máme takú časticu? Áno, skutočne máme, je to Neutríno. Správa sa neštandardne, jeho stav rezonuje (hranica kolapsu) minimálne interaguje s hmotou (mimo náš časový rámec nemôže s hmotou kolidovať naplno). Tieto prejavy by mohli byť vysvetlením toho, že neutríno sa pohybuje na hranici kolapsu. Ak je to tak, môžeme predpokladať, že existuje aj druh častíc, ktoré proste s naším časovým prúdom neinteragujú.
5.
Pokiaľ sa na Veľký tresk pozrieme z pohľadu kvantovej fyziky, jeho opis nápadne pripomína kolaps superpozície. Pred veľkým treskom neexistoval čas ani priestor v tradičnom zmysle slova, popisuje sa to ako všetko zhustené v jednom malom bode (v superpozícii všetky stavy naraz) a následná expanzia nápadne pripomína kolaps superpozície, ale obrovských rozmerov. Možno čo my ako kolaps pozorujeme v malom merítku u mikročastic vyzerá ako Veľký tresk v inom merítku. Možno základným stavom je oceán superpozície a kolaps (Veľký tresk) je prúd času, ktorý je ale oddelený od samotného oceánu superpozície. My sme v tomto kolapse (prúde času) chytení, preto predpokladáme že tento časový prúd je náš základný rámec, ale pokiaľ je základným stavom superpozícia, náš prúd času je len lokálnym javom, aj keď obrovských rozmerov. Jedná sa čisto o špekulatívnu myšlienku, podporovanú len podobnými popismi Veľkého tresku a superpozície (stavom pred Veľkým treskom).
6.
Náš 3D priestor je definovaný ako tri priestorové roviny a čas. Hovorí sa, že bez času 3D priestor neexistuje, lebo časové ukotvenie je potrebné na umiestnenie 3D objektu. Vo všeobecnosti sa predpokladá, že bez stanoveného času objekt neexistuje. Pokiaľ ale aplikujeme myšlienku, že bez časového ukotvenia je častica v superpozícii, a že teda má všetky stavy naraz, a vďaka pozorovaniam vieme, že to tak skutočne je, čo keď to platí aj pre náš 3D priestor? A objekt bez časového ukotvenia by bol v superpozícii?
Záverom chcem znova pripomenúť, že som len zapálený laik, nemám fyzikálne ani matematické vzdelanie a na celú problematiku som sa musel pozerať len z tohto hľadiska. dokázať moju hypotézu by pravdepodobne bolo možné pomocou prepracovaných fyzikálnych rovníc, týkajúcich sa kvantovej mechaniky, kde by sa čas stanovil nie ako stály konzistentný prúd, ale ako neurčitá premenná, alebo funkcia, to by ale museli sformulovať matematici. Zároveň pokiaľ sa nájde niekto, kto by sa k tejto téme mohol vyjadriť z odborného hľadiska, urobte tak v komentároch.
Článok bol konzultovaný s AI čisto ako poradcom.
Branislav Hláčik 22.5.2025
