THMMY.gr

Τελικά ο κόσμος υπάρχει πράγματι ή υπάρχει μόνο όταν τον παρατηρούμε;
Υπάρχουν παράλληλα σύμπαντα, άρα και πολλες πραγματικότητες;
Είναι αυτό κάποιο τρελό σενάριο ενός ψυχοπαθούς επιστήμονα ή το υποστηρίζουν και διακεκριμένοι επιστήμονες;

Η ερώτηση ξεκινά με αφορμή το παρακάτω απόσπασμα από το άρθρο του Amit Goswami (http://www.wie.org/j11/goswami.asp)


 Before you read any further, stop and close your eyes for a moment. Now consider the following question: for the moment your eyes were closed, did the world still exist even though you weren't conscious of it? How do you know? If this sounds like the kind of unanswerable brain teaser your Philosophy 101 professor used to employ to stretch your philosophical imagination, you might be surprised to discover that there are actually physicists at reputable universities who believe they have answered this question—and their answer, believe it or not, is no.

The current worldview has it that everything is made of matter, and everything can be reduced to the elementary particles of matter, the basic constituents—building blocks—of matter. And cause arises from the interactions of these basic building blocks or elementary particles; elementary particles make atoms, atoms make molecules, molecules make cells, and cells make brain. But all the way, the ultimate cause is always the interactions between the elementary particles. This is the belief—all cause moves from the elementary particles. This is what we call "upward causation." So in this view, what human beings—you and I—think of as our free will does not really exist. It is only an epiphenomenon or secondary phenomenon, secondary to the causal power of matter. And any causal power that we seem to be able to exert on matter is just an illusion. This is the current paradigm.

Now, the opposite view is that everything starts with consciousness. That is, consciousness is the ground of all being. In this view, consciousness imposes "downward causation." In other words, our free will is real. When we act in the world we really are acting with causal power. This view does not deny that matter also has causal potency—it does not deny that there is causal power from elementary particles upward, so there is upward causation—but in addition it insists that there is also downward causation. It shows up in our creativity and acts of free will, or when we make moral decisions. In those occasions we are actually witnessing downward causation by consciousness.

But the fact that there is transcendent potential was not very clear for a long time. Then Aspect's experiment verified that this is not just theory, there really is transcendent potential, objects really do have connections outside of space and time—outside of space and time! What happens in this experiment is that an atom emits two quanta of light, called photons, going opposite ways, and somehow these photons affect one another's behavior at a distance, without exchanging any signals through space. Notice that: without exchanging any signals through space but instantly affecting each other. Instantaneously.

Now Einstein showed long ago that two objects can never affect each other instantly in space and time because everything must travel with a maximum speed limit, and that speed limit is the speed of light. So any influence must travel, if it travels through space, taking a finite time. This is called the idea of "locality." Every signal is supposed to be local in the sense that it must take a finite time to travel through space. And yet, Aspect's photons—the photons emitted by the atom in Aspect's experiment—influence one another, at a distance, without exchanging signals because they are doing it instantaneously—they are doing it faster than the speed of light. And therefore it follows that the influence could not have traveled through space. Instead the influence must belong to a domain of reality that we must recognize as the transcendent domain of reality.

Actually, it's the easiest thing to explain, because in quantum physics, as I said earlier, objects are not seen as definite things, as we are used to seeing them. Newton taught us that objects are definite things, they can be seen all the time, moving in definite trajectories. Quantum physics doesn't depict objects that way at all. In quantum physics, objects are seen as possibilities, possibility waves. Right? So then the question arises, what converts possibility into actuality? Because, when we see, we only see actual events. That's starting with us. When you see a chair, you see an actual chair, you don't see a possible chair.

WIE: Right—I hope so.

AG: We all hope so. Now this is called the "quantum measurement paradox." It is a paradox because who are we to do this conversion? Because after all, in the materialist paradigm we don't have any causal efficacy. We are nothing but the brain, which is made up of atoms and elementary particles. So how can a brain which is made up of atoms and elementary particles convert a possibility wave that it itself is? It itself is made up of the possibility waves of atoms and elementary particles, so it cannot convert its own possibility wave into actuality. This is called a paradox. Now in the new view, consciousness is the ground of being. So who converts possibility into actuality? Consciousness does, because consciousness does not obey quantum physics. Consciousness is not made of material. Consciousness is transcendent. Do you see the paradigm-changing view right here—how consciousness can be said to create the material world? The material world of quantum physics is just possibility. It is consciousness, through the conversion of possibility into actuality, that creates what we see manifest. In other words, consciousness creates the manifest world.

Quantum physics is a branch of science that deals with discrete, indivisible units of energy called quanta as described by the Quantum Theory. There are five main ideas represented in Quantum Theory:

   1. Energy is not continuous, but comes in small but discrete units. 1
   2. The elementary particles behave both like particles and like waves. 2
   3. The movement of these particles is inherently random. 3
   4. It is physically impossible to know both the position and the momentum of a particle at the same time. The more precisely one is known, the less precise the measurement of the other is.4
   5. The atomic world is nothing like the world we live in. 5

While at a glance this may seem like just another strange theory, it contains many clues as to the fundamental nature of the universe and is more important then even relativity in the grand scheme of things (if any one thing at that level could be said to be more important then anything else). Furthermore, it describes the nature of the universe as being much different then the world we see. As Niels Bohr said, "Anyone who is not shocked by quantum theory has not understood it." 6

Κβαντική σήραγγα

Αυτό είναι ένα από τα πιο ενδιαφέροντα φαινόμενα που προκύπτει από την κβαντομηχανική. Χωρίς αυτή το chip του υπολογιστή δεν θα υπήρχε, και έτσι ένας "προσωπικός" υπολογιστής θα καταλάμβανε πιθανόν ένα ολόκληρο δωμάτιο.

Όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, ένα κύμα είναι αυτό το οποίο καθορίζει την πιθανότητα για το που θα βρίσκεται ένα σωματίδιο. Όταν εκείνο το κύμα πιθανότητας του σωματιδίου αντιμετωπίσει ένα ενεργειακό φράγμα, το μεγαλύτερο μέρος του κύματος θα ανακλαστεί προς τα πίσω, αλλά ένα μικρό μέρος από αυτό το κύμα "θα διαρρεύσει" μέσα στο φράγμα. Εάν το φράγμα είναι αρκετά μικρού πάχους, το κύμα που διέρρευσε μέσα από αυτό, θα συνεχίσει την διάδοση του στη άλλη πλευρά του φράγματος. Ακόμα κι αν το σωματίδιο δεν έχει αρκετή ενέργεια να ξεπεράσει το φράγμα, υπάρχει ακόμα μια μικρή πιθανότητα, να μπορεί αυτό "να ανοίξει" μέσα στο φράγμα μια σήραγγα.

Για παράδειγμα, υποθέστε ότι ρίχνετε μια λαστιχένια σφαίρα πάνω σε έναν τοίχο. Ξέρετε ότι δεν έχετε αρκετή ενέργεια για να την ρίξετε μέσω του τοίχου, έτσι αναμένετε την σφαίρα να αναπηδά πάντα πίσω. Η κβαντομηχανική, εντούτοις, λέει ότι υπάρχει μια μικρή πιθανότητα ώστε η σφαίρα να περάσει διαμέσου του τοίχου (χωρίς την καταστροφή του τοίχου) και να συνεχίσει την πτήση της από την άλλη πλευρά!

Με ένα τόσο μεγάλο σώμα όσο μια λαστιχένια σφαίρα, εν τούτοις, η πιθανότητα αυτή είναι τόσο μικρή ώστε και αν ακόμα ρίχνατε τη σφαίρα για δισεκατομμύρια έτη δεν θα την βλέπατε ποτέ να περνάει μέσα από τον τοίχο. Αλλά με ένα τόσο μικροσκοπικό σώμα όπως ένα ηλεκτρόνιο, το να ανοίξει μια "σήραγγα" είναι ένα καθημερινό περιστατικό.

Μέχρι το 1926 όλοι πίστευαν στην αιτιοκρατία. Αιτιοκρατία σημαίνει ότι ένας παρατηρητής μπορεί να κάνει πρόβλεψη για οτιδήποτε θα συμβεί στο Σύμπαν αρκεί να πληρούνται οι παρακάτω δυο προϋποθέσεις:

    1. να γνωρίζει πλήρως την κατάσταση του Σύμπαντος κάποια χρονική στιγμή, και
    2. να χρησιμοποιήσει ένα σύνολο επιστημονικών νόμων για να κάνει τους υπολογισμούς του.

Ο Heisenberg έδειξε ότι η πρώτη προϋπόθεση είναι αδύνατη. Απέδειξε ότι δεν μπορούμε να μετρήσουμε ταυτόχρονα τη θέση και τη ταχύτητα ενός σωματιδίου με όση ακρίβεια επιθυμούμε, ασχέτως εάν τα όργανα μέτρησης που χρησιμοποιούμε είναι πολύ ακριβή.

Αυτή η εικόνα δείχνει την αρχή της Αβεβαιότητας

Ο πιο απλός τρόπος για να βρούμε τη θέση ενός σωματιδίου είναι να το φωτίσουμε φως. Ένα μέρος των φωτεινών κυμάτων θα σκεδαστεί από το σωματίδιο και έτσι θα προσδιορίσουμε τη θέση που βρίσκεται. Η ακρίβεια που θα έχουμε στον προσδιορισμό της θέσης του σωματιδίου εξαρτάται από το μήκος κύματος των φωτεινών κυμάτων που θα χρησιμοποιήσουμε. Επομένως για να μετρήσουμε με μεγάλη ακρίβεια τη θέση του σωματιδίου χρειαζόμαστε φωτεινά κύματα με μικρό μήκος κύματος.

Λόγω της υπόθεσης του Planck δεν μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε τυχαία ένα οσοδήποτε μικρό ποσό φωτός, αλλά το ελάχιστο που μπορούμε να χρησιμοποιήσουμε είναι τουλάχιστον ένα κβάντο φωτός. Αυτό το κβάντο φωτός θα αλληλεπιδράσει με το σωματίδιο και θα του αλλάξει την ταχύτητά του κατά τρόπο μη προβλέψιμο. Επιπλέον, εάν θέλουμε να είναι όσο το δυνατόν πιο ακριβής η μέτρηση της θέσης του σωματιδίου, τόσο πιο μικρό μήκος κύματος χρειαζόμαστε, αλλά τότε μεγαλώνει πολύ η ενέργεια του φωτόνιου και κατά συνέπεια η ταχύτητα του σωματιδίου θα μεταβληθεί πολύ.

Με απλά λόγια: " όσο πιο ακριβής είναι η μέτρηση της θέσης ενός σωματιδίου τόσο λιγότερο ακριβής είναι η μέτρηση της ταχύτητάς του και αντιστρόφως ".

Ο Heisenberg έδειξε ότι, αν πολλαπλασιάσουμε την απροσδιοριστία στη θέση του σωματιδίου επί την απροσδιοριστία στην ταχύτητά του επί τη μάζα του, θα έχουμε έναν αριθμό που δεν μπορεί ποτέ να γίνει πιο μικρός απ΄ορισμένη ποσότητα, τη λεγόμενη σταθερά του Planck. Η μαθηματική σχέση που εκφράζει την αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg είναι η παρακάτω:

Η αρχή αβεβαιότητας βάζει ένα όριο στην ακρίβεια των μετρήσεων που μπορούμε να κάνουμε, αυτό το όριο δεν εξαρτάται ούτε από την μέθοδο μέτρησης που χρησιμοποιούμε, αλλά ούτε και από το είδος του σωματιδίου (δηλ. αν είναι πρωτόνιο ή ηλεκτρόνιο ή νετρόνιο κ.λ.π.).

Η αρχή αβεβαιότητας του Heisenberg είναι θεμελιώδης, αναπόδραστη χαρακτηριστική ιδιότητα του Κόσμου.

Η αρχή αβεβαιότητας είχε βαθιά επίπτωση στην εικόνα του ανθρώπου για τον Κόσμο. Αν και πέρασαν περισσότερα από πενήντα χρόνια, αυτή η επίπτωση δεν έχει κατανοηθεί από πολλούς φιλοσόφους, και εξακολουθεί να αποτελεί αντικείμενο διαμάχης. Επίσης σήμανε το τέλος του ονείρου του Laplace για μια θεωρία της φυσικής και ένα μοντέλο του Σύμπαντος που θα ήταν απόλυτα ντετερμινιστικά: δεν μπορούμε βέβαια να προβλέψουμε με απόλυτη ακρίβεια τα μελλοντικά γεγονότα του Σύμπαντος αν δεν μπορούμε να προσδιορίσουμε με απόλυτη ακρίβεια ούτε την σημερινή του κατάσταση!

Πηγή: Απουλιασης (http://users.ker.sch.gr/apouliassis/Quantum%20Mechanics/uncertainty.htm)

Το κείμενο προφανώς και δεν είναι επιστημονικό. Βασίζεται στο ένστικτό μας και προσπαθεί να δώσει τις εξηγήσεις που θέλει στα φαινόμενα που παρατηρούνται. Για παράδειγμα:

Δεν είναι ικανοποιητική η απάντηση που δίνει το σημερινό μοντέλο; δηλαδή ότι τα σωματίδια έχουν το καθένα ένα συγκεκριμένο spin που δεν το ξέρουμε, αλλά ξέρουμε ότι έχουν αντίθετο. Αν μάθουμε του ενός μαθαίνουμε και του άλλου. ΔΕΝ επηρεάζει το ένα το άλλο.


Και για αυτό:


Τα 4 πρώτα είναι αξιώματα και θεωρήματα αποδεδειγμένα βάση των αξιωμάτων ενώ το 5ο είναι ένα εμπειρικό συμπέρασμα που το λέμε για να καταλαβαινόμαστε. Αυτός τα ονομάζει όλα "main ideas" της Κβαντικής θεωρίας. Μας ψαρώνει με τα 4 πρώτα και μετά πετάει το 5 και δίνει την εξήγηση ότι τελικά "ο κόσμος είναι διαφορετικός από αυτό που βλέπουμε". Ορίστε η εξήγηση που δίνει:



Σε γενικές γραμμές το κείμενο δε μου φάνηκε σοβαρό την πρώτη φορά που το διάβασα. Προτείνει μια θεωρία που εντυπωσιάζει, αλλά δεν προτείνει κανένα αποτέλεσμα με βάση το οποίο θα μπορούσαμε να την ελέγξουμε. Αυτό σημαίνει ότι πρώτον είναι άχρηστο να τη δεχτούμε (αφού δεν προτείνει αποτέλεσμα για να χρησιμοποιήσουμε) και δεύτερον ότι δεν μπορεί να αποδειχτεί λάθος. Μοιάζει με τη θεωρία ότι υπάρχει θεός, η οποία δεν μπορεί να αποδειχτεί λάθος, αφού περιέχει αξιώματα όπως "δεν μπορείς να καταλάβεις κάποια πράγματα".

     

"Όσο περισσότερο εξετάζω τη θεωρία του Schrödinger τόσο πιο αποκρουστική την βρίσκω. Αυτό που γράφει ο Schrödinger, σχετικά με την νοερή απεικόνιση, δεν έχει καθόλου νόημα, με άλλα λόγια νομίζω ότι είναι ...... Η μεγαλύτερη επιτυχία της θεωρίας του Schrödinger είναι ο υπολογισμός των στοιχείων των πινάκων."

Werner Heisenberg (8 Ιουνίου 1926)

Στα μέσα της δεκαετίας του 1920 ένας σχεδόν άγνωστος νέος φυσικός από την Αυστρία ονόματι Erwin Schrödinger, προσπαθούσε να αναπτύξει μια γενική θεωρία μηχανικών κυμάτων για να περιγράψει την παρατήρηση σε κβαντικό επίπεδο δηλαδή στον μικρόκοσμο.

Όπως αποδείχθηκε μετέπειτα η κυματομηχανική του δεν ήταν παρά η άλλη όψη της Μηχανική των Μητρών (ή Μηχανική των Πινάκων) του Heisenberg.( Ο Paul Dirac ενοποίησε τις δυο Μηχανικές σε αυτό που σήμερα ονομάζουμε Κβαντομηχανική)

Εκείνο που κατασκεύασε ο Schrödinger ήταν μια απλή εξίσωση της οποίας οι λύσεις θα περιέγραφαν το κύμα de Broglie σε κάθε περίπτωση που η δύναμη ήταν γνωστή. Η εξίσωση αυτή είναι γνωστή σαν κυματική εξίσωση του Schrödinger. Στην εξίσωση αυτή ο Schrödinger χρησιμοποιεί ένα κύμα που το συνδέει με οποιοδήποτε σωματίδιο (π.χ. ηλεκτρόνιο) και το ονομάζει κυματοσυνάρτηση Ψ. Το κύμα αυτό απλώνεται σε όλο το χώρο γύρω μας, επίσης είναι "ισχυρότερο" στην περιοχή που αντιστοιχεί στη θέση του σωματιδίου, αλλά "εξασθενεί" όσο απομακρυνόμαστε από αυτή την περιοχή παρόλα αυτά εξακολουθεί να υπάρχει.
 

Η εξίσωση του Schrödinger μας βοηθάει να μελετήσουμε την συμπεριφορά των σωματιδίων κάτω από διαφορετικές συνθήκες.

Αλλά υπάρχει μια παγίδα .... κάτι πολύ παράξενο που συμβαίνει όταν κάνουμε μετρήσεις. Όταν κοιτάμε ένα ηλεκτρόνιο ή κάνουμε μετρήσεις χρησιμοποιώντας ένα ανιχνευτή σωματιδίων η κυματοσυνάρτηση "καταρρέει". Τη χρονική στιγμή της μέτρησης, η θέση του ηλεκτρονίου είναι γνωστή μέ ακρίβεια μέσα στα πλαίσια που επιτρέπουν οι θεμελιώδεις νόμοι. Αλλά μόλις σταματήσουμε την διαδικασία της μέτρησης, δηλαδή σταματήσουμε να κοιτάμε το ηλεκτρόνιο, η κυματοσυνάρτηση απλώνεται και συμβάλλει με τις κυματοσυναρτήσεις των άλλων ηλεκτρονίων ή ακόμη και με τον εαυτό της κάτω από κάποιες συνθήκες.

(Δείτε το πείραμα της διπλής σχισμής με ηλεκτρόνια)

 

Με τη βοήθεια της κυματικής εξίσωσης του Schrödinger μπορούμε να υπολογίσουμε πως κινούνται τα ηλεκτρόνια στα άτομα, πώς τα άτομα συνδυάζονται για να σχηματίσουν τα μόρια κ.λ.π.

 

Τι σημαίνουν όλα αυτά με απλά λόγια;

Υπάρχει ένα μέντιουμ που λέει την τύχη και ονομάζεται κυρία "εξίσωση Schrödinger". Αυτή η κυρία μπορεί να προβλέψει και να περιγράψει με ακρίβεια και πλήρως αιτιοκρατικά την κβαντική κατάσταση ενός σωματιδίου.

Εάν αμφιβάλλετε για τις δυνατότητές της και αποφασίσετε να την ελέγξετε κάνοντας μια "μέτρηση", θα διαπιστώσετε ότι με κάποιο τρόπο αυτή γνωρίζει ότι την "μετράτε". Γίνεται πραγματικά έξαλλη πριν ακόμη εσείς ή αυτή μάθει το αποτέλεσμα της μέτρησής σας. Εκείνη την περίοδο η κυρία "εξίσωση Schrödinger" μετατρέπεται σε μέντιουμ που σας λέει την τύχη σας με βάση τις πιθανότητες.

Όταν "ξέρετε" το αποτέλεσμα των " μετρήσεών σας", η παράξενη κυρία "εξίσωση Schrödinger" πραγματικά τρελαίνεται και "καταρρέει" ή "πηδά".  Μήπως καταρρέει και εξαφανίζεται ή πηδά σε μια πολύ μακρινή θέση; Όχι, πηδά στη νέα κβαντική κατάσταση που αποκαλύφθηκε από την "μέτρησή σας", και αυτό το κάνει γιατί θέλει πάρα πολύ να μείνει μαζί σας έτσι ώστε να μπορείτε να της ζητήσετε να προβλέψετε πάλι τη κβαντική κατάσταση έως ότου κάνετε την επόμενη "μέτρηση", κ.ο.κ.

Άρα η "κατάρρευση" της κυματοσυνάρτησης είναι ισοδύναμη με το να λέμε ότι μπορούμε να ξέρουμε που βρίσκονται τα πράγματα. Αυτό βέβαια μπορείτε να το ισχυριστείτε μόνο όταν τα βλέπετε, εάν κάποια στιγμή ανοιγοκλείσετε τα μάτια σας δεν ξέρετε που είναι πλέον!

Η κυρία "εξίσωση Schrödinger" μας λέει επίσης ότι τα σωματίδια είναι όπως οι ντροπαλοί άνθρωποι. Η συμπεριφορά τους εξαρτάται από εάν τους κοιτάμε ή όχι. 

Στην παράγραφό σου συνοψίζεις καταπληκτικά όλη τη φιλοσοφική διάσταση της θεωρίας.
Αυτό που οι περισσότεροι επιστήμονες υποστηρίζουν είναι το εξής:

Η κβαντική θεωρία ερμηνέυει πλήρως τα φαινόμενα του μικρόκοσμου.
Η κβαντική θεωρία δεν ερμηνεύεται.

Δηλαδή με απλά λόγια.
Ενώ τα μαθηματικά της καταφέρνουν να εξηγήσουν πολλά (ίσως και όλα; ) παράδοξα της κλασσικής θεωρίας,
και μας υποδεικνυει το πως συμπεριφέρονται τα σωματίδια στον μικρόκοσμο
δεν μπορούμε να κατανοήσουμε το γιατί συμπεριφέρονται έτσι.
εντούτοις

Μπορείτε να δείτε καλύτερα ένα βιντεάκι εδώ (http://users.ker.sch.gr/apouliassis/Quantum%20Mechanics/a_particle_in_two_places.htm)


 Ας υποθέσουμε ότι μελετάμε τη θέση ενός φωτονίου που ταξιδεύει στο χώρο με την ταχύτητα του φωτός. Όπως είπαμε και πιο πριν ο Schroedinger έδειξε ότι το φωτόνιο αυτό περιγράφεται πλήρως από μια  κυματοσυνάρτηση. Η κυματοσυνάρτηση παίρνει τη μέγιστη τιμή της, στη θέση που βρίσκεται το φωτόνιο. Τώρα αν αυτό το φωτόνιο συναντήσει έναν ημιεπαργυρωμένο κάτοπτρο, που είναι έτσι τοποθετημένο ώστε να σχηματίζει γωνία 45° με τη δέσμη φωτός, η κυματοσυνάρτηση που το περιγράφει χωρίζεται σε δυο μέρη. Το ένα μέρος περνά διαμέσου του καθρέφτη και συνεχίζει την πορεία του ενώ το άλλο ανακλάται. Η κυματοσυνάρτηση σε αυτή τη περίπτωση εμφανίζει διπλό μέγιστο.

Δεδομένου ότι κάθε "μέρος" της κυματοσυνάρτησης περιγράφει μια θέση που μπορεί να είναι έτη φωτός μακριά από την άλλη θέση που δίνεται από το άλλο "μέρος" της κυματοσυνάρτησης, μπορούμε να καταλήξουμε στο συμπέρασμα ότι το φωτόνιο έχει βρεθεί σε δύο θέσεις ταυτόχρονα, οι οποίες θέσεις απέχουν μεταξύ τους τουλάχιστον ένα έτος φωτός!

Κάποιος μπορεί να πει ότι η προηγούμενη περιγραφή δεν είναι σωστή και δεν ανταποκρίνεται στην πραγματικότητα.

Μήπως αυτό που συμβαίνει είναι ότι το ηλεκτρόνιο έχει 50% πιθανότητα να βρεθεί στη μια θέση και 50% πιθανότητα να βρεθεί στην άλλη θέση; Κάτι τέτοιο όμως δεν είναι αληθές. Γιατί άσχετα με το πόσο μακριά έχει ταξιδέψει το φωτόνιο, υπάρχει πάντα η πιθανότητα τα δυο μέρη της φωτεινής δέσμης να ανακλαστούν προς τα πίσω και να επανενωθούν. Εάν ήταν απλά και μόνο θέμα πιθανοτήτων, τότε το φωτόνιο θα ήταν στη μια ή στη άλλη θέση και δεν θα υπήρχε ανάγκη για "επανένωση".
Έτσι εφ' όσον υπάρχει οποιαδήποτε δυνατότητα η κυματοσυνάρτηση να έχει πάλι ένα μέγιστο (δηλαδή όπως ήταν πριν το φωτόνιο προσκρούσει στο ημιεπαργυρωμένο καθρέφτη), το εν λόγω φωτόνιο θα συμπεριφερθεί ως ένα φωτόνιο σε δύο θέσεις συγχρόνως!

Στο πείραμα που παρουσιάζεται εδώ, μια φωτεινή δέσμη προσκρούει σε ένα ημιεπαργυρωμένο καθρέφτη, ο οποίος έχει κλίση 45° σε σχέση με την αρχική πορεία της αρχικής φωτεινής δέσμης και έτσι την χωρίζει στα δυο.

Τα δύο μέρη αυτής της φωτεινής δέσμης επαναφέρονται  στο αρχικό σημείο -όπου υπάρχει τοποθετημένο ένα δεύτερο ημιεπαργυρωμένο κάτοπτρο - με τη χρήση ενός ζεύγους πλήρως επαργυρωμένων κάτοπτρων.

Δύο φωτοκύτταρα - ανιχνευτές (Α και Β) τοποθετούνται στην διεύθυνση κίνησης των δυο δεσμών με σκοπό να ανιχνευθεί το φωτόνιο.

Τι βρίσκουμε; Εάν η μοναδική περίπτωση ήταν, να υπάρχει μια πιθανότητα 50% το φωτόνιο να ακολουθήσει τη μια πορεία και μια πιθανότητα 50% να ακολουθήσει την άλλη, τότε θα έπρεπε να έχουμε 50% πιθανότητα να καταγραφεί το φωτόνιο από τον ανιχνευτή Α και 50% πιθανότητα να καταγραφεί από τον ανιχνευτή Β.

Όμως κάτι τέτοιο δε συμβαίνει. Εάν οι δύο πιθανές διαδρομές έχουν ακριβώς το ίδιο μήκος, τότε το φωτόνιο φθάνει μόνο στον ανιχνευτή Α. 

Τι μας λέει αυτό για την πραγματικότητα της κατάστασης ύπαρξης του φωτονίου μεταξύ της πρώτης και της τελευταίας πρόσκρουσής του σε ένα ημιεπαργυρωμένο κάτοπτρο;

Φαίνεται αναπόφευκτο ότι το φωτόνιο πρέπει υπό κάποια έννοια να έχει διανύσει και τις δύο διαδρομές συγχρόνως! Γιατί εάν τοποθετήσουμε μια απορροφητική οθόνη σε κάποιο σημείο της μιας ή της άλλης διαδρομής (πορείας) τότε γίνεται εξίσου πιθανό το φωτόνιο να φθάσει στον Α ή το Β ανιχνευτή, αλλά όταν και οι δυο διαδρομές είναι ελεύθερες και ίσου μήκους τότε το φωτόνιο μπορεί να φθάσει μόνο στον ανιχνευτή Α. Δηλαδή μπλοκάροντας τη μια από τις δυο διαδρομές το φωτόνιο μπορεί να φθάσει στον ανιχνευτή Β, εάν όμως και οι δυο διαδρομές είναι ελεύθερες - δεν υπάρχει απορροφητική οθόνη - τότε το φωτόνιο με κάποιο τρόπο "γνωρίζει" ότι δεν του επιτρέπεται να φθάσει στον ανιχνευτή Β, επομένως πρέπει να "γνωρίζει" και τις δύο διαδρομές.