Квантовый дарвинизм - это место, где естественный отбор встречает квантовую механику

Слово дарвинизм стало синекдохой для всех механизмов, подразумеваемых мальтузианской концепцией «выживания наиболее приспособленных» - представления о том, что самые сильные члены системы выживают, чтобы размножаться и передавать свою генетику потомству. Но естественный отбор не должен ограничиваться зябликами Дарвина. Применяя эту идею к физике, мы получаем квантовый дарвинизм, теорию, согласно которой основные законы биологии применяются к частицам.

Это очень много, так что давайте начнем с самого начала.

Классическая физика, охватывающая ньютоновские законы движения, электродинамики, термодинамики и общей теории относительности, возникает из квантового мира, но два понимания Вселенной не очень хорошо сочетаются друг с другом. В классической физике мир движется и работает с определенным типом элегантности. В квантовой физике, с другой стороны, хаос на атомном уровне. Ученые не могут реально предсказать, что произойдет - все, что у нас есть, это вероятность того, что мог бывает.

В 2003 году физик-теоретик Войцех Зурек и несколько его коллег предложили квантовый дарвинизм, чтобы связать две системы. Как вы, возможно, уже знаете, в квантовой механике измерения системы обычно оказывают непосредственное влияние на эту систему. Эта проблема измерения возникает потому, что разные квантовые состояния накладываются друг на друга, создавая парадоксальные ситуации, когда частица существует в противоречивых условиях. в то же время.

Конечно, мы только когда-либо видим один Событие действительно происходит. Когда мы рассматриваем эти события с классической точки зрения, система дает только один результат.

Квантовый дарвинизм объясняет, что наложенные состояния «отбираются» на основе того, что является наиболее предпочтительным и предсказуемым в классических состояниях. Дарвинизм выбирает возможности из квантовой системы, основываясь на давлениях классической системы.

Зурек обрисовывает в общих чертах все это в статье 2009 года, но есть некоторые фактические доказательства, подтверждающие квантовый дарвинизм. В исследовании 2010 года были сделаны снимки структур рубцов на квантовых точках, и было обнаружено, что существование периодических состояний потомства рубцов развивается в более устойчивое состояние. Такого рода атомная эволюция в направлении стабильного существования - это то, что вы предсказываете при квантовом дарвинизме.

Однако более важный аспект квантового дарвинизма заключается не просто в том, что он может быть ключом к тому, чтобы помочь соединить две школы физики, решенные пропастью. Это также поддерживает идею, что дарвинизм - выживание наиболее приспособленных - универсален для всех других естественных процессов во вселенной. Это не просто объясняет, почему одна жизнь развивается, а другая умирает, - это также объясняет, почему одни частицы и физические процессы происходят, а другие нет. Квантовая механика часто воспринимается как кажущийся случайным процесс, но оказывается, что атомный мир, который мы не видим, функционирует во многом как экологический мир, который мы испытываем каждый день.

Мы далеки от возможности соотнести «теорию» квантового дарвинизма с «законом». Но не удивляйтесь, если вы начнете слышать все больше и больше об этом в течение следующих нескольких десятилетий. Большие, более мощные физические инструменты позволят нам наблюдать вещи, о которых мы даже не мечтали - в том числе счастливые частицы, достаточно сильные, чтобы развиваться.