Ahli fizik pemenang Hadiah Nobel Gerard 't Hooft telah menggemparkan komuniti fizik dengan dakwaan berani beliau bahawa mekanik kuantum pada asasnya tidak lengkap. Ahli fizik Belanda ini, yang berkongsi Hadiah Nobel 1999 untuk kerjanya mengenai interaksi zarah, percaya teori kuantum semasa mungkin membawa saintis ke arah yang salah.
Komuniti fizik sedang giat membahaskan pendirian kontroversi 't Hooft , terutamanya cadangan beliau bahawa mesti ada peraturan deterministik yang mendasari tingkah laku kuantum. Ini meletakkan beliau bertentangan dengan tafsiran Copenhagen arus perdana yang telah mendominasi fizik selama beberapa dekad.
Kebangkitan Pemboleh Ubah Tersembunyi
Perbincangan komuniti menunjukkan minat yang ketara terhadap kembalinya 't Hooft kepada teori pemboleh ubah tersembunyi - idea yang telah ditinggalkan oleh kebanyakan ahli fizik sejak lama. Hujah beliau berpusat pada kepercayaan bahawa mekanik kuantum hanya menggambarkan fenomena peringkat permukaan manakala undang-undang deterministik yang lebih mendalam kekal tersembunyi di bawahnya.
Walau bagaimanapun, kedudukan ini menghadapi halangan saintifik utama: Teorem Bell . Prinsip yang mantap ini menunjukkan bahawa keputusan kuantum yang kita perhatikan tidak boleh datang dari pemboleh ubah tersembunyi tempatan. Komuniti fizik menunjukkan bahawa sesiapa yang mencadangkan pemboleh ubah tersembunyi mesti sama ada mencabar Teorem Bell atau mencari jalan keluar yang amat halus.
Teorem Bell : Bukti matematik yang menunjukkan bahawa ramalan mekanik kuantum tertentu tidak boleh dijelaskan oleh teori yang mengandaikan pemboleh ubah tersembunyi tempatan
Cabaran Teori Utama terhadap Pemboleh Ubah Tersembunyi:
- Teorem Bell : Membuktikan pemboleh ubah tersembunyi tempatan tidak dapat menjelaskan korelasi kuantum
- Teorem Kochen-Specker : Menunjukkan mekanik kuantum tidak serasi dengan tiga andaian: lokaliti, bukan-kontekstualiti, dan realisme
- Kebebasan eksperimen: Teori pemboleh ubah tersembunyi mesti menjelaskan bagaimana pilihan pengukuran berkorelasi dengan sistem kuantum
Laluan Melarikan Diri Superdeterminisme
Sesetengah ahli fizik mencadangkan 't Hooft mungkin meneroka superdeterminisme - konsep yang cuba mengelak Teorem Bell dengan mencadangkan bahawa pilihan pengukuran entah bagaimana berkorelasi dengan sistem kuantum yang dikaji. Idea ini menunjukkan bahawa apa yang kelihatan rawak sebenarnya mungkin telah ditentukan sejak permulaan alam semesta.
Biasanya mereka yang berhujah untuk sesuatu seperti pemboleh ubah tersembunyi cuba mencari ruang untuk bergerak... Tetapi ini juga sangat pelik, kerana anda boleh mendasarkan keputusan ini pada dasarnya pada maklumat yang tidak mempunyai hubungan kausal dengan eksperimen sejak permulaan alam semesta.
Komuniti fizik kekal skeptikal terhadap pendekatan sedemikian, dengan menyatakan bahawa ia memerlukan pengabaian andaian asas tentang kebebasan eksperimen.
Superdeterminisme: Teori yang mencadangkan bahawa semua peristiwa, termasuk pilihan eksperimen, telah ditentukan dengan cara yang mencipta korelasi kuantum yang jelas
Skeptisisme Komuniti dan Pendekatan Alternatif
Ramai dalam komuniti fizik menyatakan keraguan terhadap kedudukan 't Hooft , terutamanya kekurangan bukti konkrit beliau untuk mekanisme klasik yang mendasari. Pengkritik menyatakan bahawa beliau tidak menawarkan alasan yang jelas mengapa asas deterministik mesti wujud selain daripada keyakinan peribadi.
Sementara itu, sesetengah penyelidik sedang meneroka pendekatan yang sama sekali berbeza. Constructor Theory , yang dibangunkan oleh ahli fizik seperti Chiara Marletto , cuba merumuskan semula fizik sekitar kemungkinan dan ketidakmungkinan asas daripada cuba mencari asas klasik untuk tingkah laku kuantum.
Hipotesis simulasi juga telah mendapat perhatian sebagai rangka kerja berpotensi untuk memahami mekanik kuantum, dengan penyokong berhujah bahawa ia boleh menjelaskan fenomena seperti keterjeratan dan paradoks maklumat tanpa memerlukan asas klasik.
Pendekatan Alternatif Yang Sedang Dibincangkan:
- Constructor Theory: Merumuskan semula fizik berdasarkan kemungkinan/ketidakmungkinan asas
- Simulation Hypothesis: Mencadangkan alam semesta beroperasi seperti sistem pengkomputeran
- Superdeterminism: Menunjukkan semua peristiwa telah ditentukan sejak permulaan alam semesta
- Copenhagen Interpretation: Rangka kerja mekanik kuantum arus perdana semasa
Kesimpulan
Walaupun kelayakan Hadiah Nobel 't Hooft memberikan berat kepada hujah beliau, komuniti fizik sebahagian besarnya kekal tidak yakin dengan cabaran beliau terhadap mekanik kuantum. Perdebatan ini menyerlahkan ketegangan berterusan antara mereka yang mencari penjelasan deterministik yang intuitif dan mereka yang selesa dengan sifat kebarangkalian yang wujud dalam teori kuantum. Semasa perbincangan berterusan, komuniti saintifik berkemungkinan akan menuntut ramalan eksperimen konkrit atau rangka kerja matematik sebelum mempertimbangkan semula asas mekanik kuantum secara serius.
Rujukan: Quantum Physics Is on the Wrong Track, Says Breakthrough Prize Winner Gerard 't Hooft