"Daugelis žmonių, susidūrę su žodžiais "kvantinė mechanika", suvokia perspėjimą dėl ezoterinių paradoksų. Ir tokių tikrai yra daug. Tačiau kartais, kaip pasakė mano puikus draugas fizikas Sidney Coleman per garsią paskaitą Harvarde, kvantinė fizika yra „jūsų veide“.
Vizija, ypač mūsų spalvų suvokimas, yra puikus to pavyzdys. Pagrindinės jo savybės atspindi kvantinius principus ir be jų būtų nesuprantamos. Tai aiškiai išryškėja, jei lyginame regėjimą su klausa, kur kvantiniai efektai neveikia.
Norėdami išgirsti, mes jaučiame slėgio bangas, paprastai vadinamas garso bangomis, kurios atsitrenkia į mūsų ausies būgnelius. Garso bangos, nukreiptos per įspūdingą natūralią mechaninę inžineriją, sukelia virpesius mūsų vidinės ausies membranose. Šios membranos veikia, kaip atvirkštinių fortepijonų poros klaviatūros: garsai groja klavišais! Neuronai šaudo reaguodami į klavišų judesius, generuodami signalus, kuriuos mūsų smegenys interpretuoja, kaip muziką, kalbą ar bet ką.
Šiame procese pažymėtini du dalykai. Pirma, mes natūraliai dekonstruojame gaunamų bangų modelį į grynų tonų komponentą. Matematikai išmoko panaudoti lygtis, kad atliktų šį žygdarbį XIX amžiuje ir pavadino tai Furjė analize. Tai panašu į tai, ką daro spektrometrai, pradedant Izaoko Niutono prizmėmis ir baigiant sudėtingais šiuolaikiniais instrumentais, bet ne mūsų akims, kad atskirtų šviesą į jos komponentų dažnius.
Antra, atsakymas įvertinamas: kuo garsesnis tonas, tuo stipresnis atitinkamo klavišo judesys. Tai tarsi tinkamas fortepijonas, kuriame klavišo spaudimas lemia, ar jis duoda garsesnį ar švelnesnį atsaką, priešingai, nei klavesinas, kurio stygas galima patraukti tik su pastovaus garso išgavimu.
Regėjimas abiem būdais radikaliai skiriasi nuo klausos. Šviesa vibruoja greičiau, nei gali valdyti mechaninė inžinerija, tačiau mūsų vizualinis aparatas gali išnaudoti tai, kad ji gaunama energijos paketais – fotonais – ir tai gali sukelti molekulių formų pokyčius [1]. Dabar mes kalbame apie kvantinę teoriją.
Daugeliui žmonių spalvų regėjimas apima trijų rūšių receptorių baltymus tinklainės kūginėse ląstelėse. Fotonai arba sukelia formos pokyčius, arba ne; poveikis yra „viskas arba nė vienas“, nėra įvertintas. Ir, paprastai kvantinei mechanikai, jie yra atsitiktiniai: negalime tiksliai numatyti, ar tam tikras fotonas suaktyvins tam tikrą receptorių, bet tik pateikia tikimybę. Šie šansai priklauso nuo fotono bangos ilgio, ty nuo jo atstovaujamo spalvos tono, ir nuo to, kokio tipo receptorių baltymai dalyvauja.
Tai, ką regos neuronai gali „matyti“, palyginti su tvirta atvirkštinio klausos fortepijono dinamika, labiau primena prastai sureguliuoto klavesino klaviatūrą su tik trimis klavišais.
Kadangi daug skirtingų fotonų derinių gali sukurti tą patį tikimybių modelį, daugelis fiziškai skirtingų apšvietimo modelių sukuria tą patį spalvų suvokimą. Tokiu būdu mes visi esame giliai daltonikai.
Silpnoje šviesoje susiduriame su kita mūsų regėjimo riba, kylančia dėl nenuspėjamo fotonų elgesio. Kai reikia dirbti tik su keliais fotonais, kūgio ląstelės tampa nepatikimos, ir mes pereiname prie naktinio matymo, pagrįsto skirtingomis ląstelėmis, lazdelėmis. Naktinis klavesinas turi tik vieną klavišą, todėl mes suvokiame tik pilkus, šviesesnius ar tamsesnius atspalvius, priklausomai nuo to, kaip dažnai tas klavišas suveikia.
Pagrindiniai regėjimo apribojimai kyla dėl jo priklausomybės nuo kvantinių procesų. Tačiau toks informacijos trykštimas iš išorinio pasaulio, kad net ir susilpnintas srautas mūsų smegenims tiekia pakankamai medžiagos, kad būtų galima sukurti puikų filmą. Kvantinė mechanika toli gražu nėra nutolusi ir ezoteriška, o „jūsų veide“ – tiksliau, akies tinklainėje." [2]
2. REVIEW --- Wilczek's Universe: We Need Quantum Physics to See. Wilczek, Frank.
Wall Street Journal, Eastern edition; New York, N.Y. [New York, N.Y]. 20 May 2023: C.4.
Komentarų nėra:
Rašyti komentarą