인간이 양자를 직접 관찰 할 수있는 실험 제안

crossmodal 감각은 물리학의 진정한 본성을 여는 열쇠가 될 수 있습니까?

인간은 자신의 눈으로 물리 법칙을 볼 수 있습니까?

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William C. Bushell 박사 Maureen Seaberg

이 게시물은 시리즈의 일부입니다.

이 시리즈의 초기 3 회에서 우리는 최근 물리학, 생물 물리학, 정신 물리학 및 신경 과학 분야의 놀랍고 혁신적인 새로운 연구 분야가 인간의 감수성에 전례없는 결과를 보여 주었다는 사실에 주목했습니다 감각 : 단일 광자의 수준에 대한 비전; 원자 수준의 진폭을 가진 진동의 수준을 듣고, 1 초의 100 분의 1 범위에서 청각 적 시간 간격의 차별. 개별 분자의 규모에 대한 촉감의 차별; 및 1 조 가지 이상의 냄새를 구별 할 수있는 후각 감각의 양자 기계적 기반 메커니즘.

우리는이 연구의 본질이 개념적 통일, 감각적 인 광범위한 연구 조정, 혹은 중요한 이데올로기 적 틀 (비록이 일반화에 대한 몇 가지 주목할만한 예외가 있음에도 불구하고 대부분의 부분에서 다소 불균형 적으로 출현했다. 다중 감각 통합, 십자형 감각 기능 및 공감대 분야에 대한 관심).

특히 우리는이 새롭고 크게 다른 특수한 과학적 틀 안에서 가장 놀랍고 혁명적 인 측면 중 하나에 특별한주의를 기울였다. 즉, 인간이 빛의 단일 광자를 직접적으로인지하는 능력 (최근에 결론적으로 시연)과 선도적 인 방법에 의한 놀랄만 한 제안 물리학자는 양자 얽힘의 심오하고 수수께끼 같지만 실제적이고 근본적인 현상을 조사하기 위해이 인간 역량을 고용하고 배치해야한다. 양자 얽힘 (Quantum entanglement)은 은하계 또는 우주 계급에서조차도 결국 우주 또는 시간에서 얼마나 멀리 떨어져 있더라도, 연결되어있는 두 개 이상의 입자 사이의 깊고 지속적인 연결 현상입니다. 더욱이, 이러한 다수의 물리학 자들은 양자 얽힘에 대한 인간의 직접적인 인식에 의해 제공되는 방법론과 기술이 실제로이 현상을 더 자세히 조사 할 수있는 최선의 방법 중 하나 일 수 있으며, 실제로 여러 가지 문제를 해결할 수있는 최선의 방법 일 수도 있다고 제안하고있다. 얽힘의 본질, 소위 측정 문제 및 파동 함수, 다시 말하면 우주 그 자체의 현실의 궁극적 인 본질을 포함한 모든 양자 물리학에서 주요하고도 끊임없는 질문입니다.

우리는 또한 얽힘의 기본 단위 인 2 개의 얽힌 광자를 볼 수있는 능력에 대한 자연적 전임자 인 단일 광자의 인간 시각에 관한이 최근 연구 결과가 과학이 의미하는 바를 결정적으로 증명했다. 이 경우 적어도 하나의 인간 피험자가 엄격하고 엄격한 연구 설계 및 통계 규칙에 따라 일련의 실험에서 빛의 단일 광자를 분명히 감지 할 수 있다는 개념 증명 그러나 과학자들과 보충 자료들과의 인터뷰에서 단일 광자에 대한 인식은 매우 모호하고 인상적 이었음에도 불구하고 실제로 그것이 실제로 정확할 확률보다 훨씬 높았으며 또한 모든 피험자가 실제로 가능한 것은 아니 었음이 밝혀졌습니다 성공적으로 단일 광자를 감지합니다. 그리고 인간 과목에는 다양한 성과와 시연이있었습니다. 성과를 돕기위한 경험과 훈련이 나타났습니다.

이 점에서 우리는 더 나아가서 이러한 발견들에 비추어 볼 때 특별한 형태의 관찰 명상을 실천하는 사람들이 빛의 가능한 최소량을 직접 인식 할 수 있도록 집중적으로 훈련하는 전통이 존재한다는 점을 지적했다. 이러한 전통과 실무자들은 수세기 동안 아시아 문화에서 (그리고 대부분 다른 문화에서) 존재 해 왔으며 요즘 기술의 가르침이 확산됨에 따라 서구를 비롯하여 전 세계에 걸쳐 존재합니다. 실제로 감각 지각 능력과 주의력 수용 능력에 대한 연구가 상당히 중요 해졌고 검사를받은 실무자 중 높은 수준의 성과가 달성 되었음이 입증되었습니다 (Bushell 2009 및 Bushell의 리뷰 참조). ). 다수의 연구가 소량의 빛을 감지 할 수있는 실무자의 능력을 구체적으로 조사했으며, 이들도 높은 수준의 성능을 보여주었습니다. 우리는 이러한 실무자의 최고 실적을 “숙련 된 인식 자”라고 부르며, 지금까지 단일 광자를 감지 할 수있는 능력에 대해 특별히 테스트 된 것은 하나도 없지만 단일 광자 감지에 대한 추가 연구로의 진입을 강력히지지했습니다. 양자 얽힘 (quantum entanglement)과 우주의 양자 성질의 다른 측면을 인식 할 수있는 인간의 능력에 관한 연구 – 광자 분극화, 중첩, 양자화 된 빛의 잠재적 인 출현 -이 추가 물리학 자들에 의해 열거 된 많은 연구들이 일반.

이 간단한 검토의 관점에서 우리는 마침내 우리는 이전의 연구 (Bushell의 서문, Seaberg 2011 참조)에서 현대의 신경 과학적 용어로 기술 될 숙제의 중요성에 특별한 중점을 두었다는 점을 언급해야한다고 덧붙여 야합니다. 다중 감각, 교차 모달, 또는 심지어 감각적 인 형태의 감각으로. 우리가 이미 제안했듯이, 우리는이 다중 감각 방향이 개별 감각 양상을 잘 통합 할 수 있다고 믿고,이 통합을 통해 각 감각의 성능과 감각의 앙상블을 동시에 향상시킵니다. 이러한 맥락에서 현대 서양의 과학에서 최근 발견 된 모든 감각의 엄청난 범위, 크기, 정확성, 정확성, 과민성은 다중 감각 / 십자가 방향에 대한이 새로운 발견의 구체적이고 전체적인 중요성을 나타낼 수 있습니다. 경이로운 세계의 본질에 대한 직접적인 지각과 직접적인 지식, 우주의

이러한 일반적인 관점에서 구체적으로 양자 역학에 대한 직접적인 인간 지각 탐구와 연구 프로그램을 고려하여, 우리는이 시리즈의 시작 부분에 초점을 맞춘다. 물리학 자들이 양자 얽힘과 측정 문제는 새로이 발견 된 인간 인식 수준에 기초한 연구의 주요 주제 중 두 가지이어야합니다.

이미 언급했듯이, 과학적으로 확립 된 것으로 보이는 추가 양자 조사와 관련된 두 가지 인간 역량은 (a) 단일 광자 검출 (SPD, Tinsley 등, 2016)과 (b) 광자 분극 (Ropars et al 2011; Temple et al 2015).

중요한 것은 첨단 연구뿐만 아니라 이론적 인 진보뿐만 아니라 새로운 기술 혁신을 활용하여 양자 물리학의 기본 차원을 연구하기 위해 단일 광자와 편광을 사용하는 것이 었습니다. 그러한 기본 차원의 범위가 연구되고 있으며, 물리학 그 자체뿐만 아니라 일반 대중의 많은 사람들이 그러한 감각을 가지고 있음에도 불구하고 양자 물리학의 기본 토대가 여전히 심히 탐구되고 탐구되고 있음을 주목해야한다. 상대적으로 안정적인 정설이있다. 이것은이 시리즈의 영역 밖에서 훨씬 더 큰 문제이지만,이 사실은 독자가주의해야합니다.

여기서 우리는 조사 된 기본 과목들 중 몇 가지에 초점을 맞추고 있는데, 측정의 문제를 포함하는 하이젠 베르그 불확도 원칙 (HIS)과 그 특성의 이해와 관련된 소위 “측정 문제”가있다. 파동 함수.

최근에, 단일 광자를 사용하는 여러 연구와 그 양극화가 유명하고 기초가되는 Heisenberg 불확실성 원리를 시험하기 위해 수행되었습니다. 요컨대,이 원리는 양자 역학의 초기 형성 초기에 Werner Heisenberg에 의해 1920 년대에 제안되었다. Heisenberg는 고전적 경험적 및 논리적 원리에 도전하는 것으로 보이는 양자 영역에서 “이상한”발견을 이해하려는 시도에서 파생 된 Heisenberg는 실제 데이터에 “적합”하기 위해 전자와 같은 원자 입자 입자의 위치 나 위치 및 운동량 측면에서 완벽 함으로 측정 할 수 없었습니다. 이들 중 하나 또는 그 이상은 특정 시간에 정밀도로 측정 될 수 있었는데, 이는 고전 물리학의 맥락에서 완전히 모순 된 발견이었는데, 위치와 운동량에 대한 완전한 지식을 바탕으로 (여전히 그렇다) 모든 개체의

물리학의 역사와 양자 혁명의 보급은 물론 우리가 살고있는 물리적 현실의 기초를 제공하며, 양자 역학의 방정식은 역사에서 발견되거나 개발 된 것들 중에서 가장 정확하고 정확합니다. 그럼에도 불구하고, HUP는 양자 물리학 분야에서 계속 도전을 받고 있으며, 최근에는 광자와 편광을 이용한 몇 가지 실험이 사용되었습니다. 사실,이 연구는 Heisenberg의 원래 공식에 모순이 있음을 발견했습니다.이 공식에서는 측정 문제가 있다고 주장되어 위치와 운동량 모두를 결정할 수 없게되었습니다. 이 원래의 해석에 따르면 물질과 에너지의 규모에 대한 측정 시도는 입자의 위치 (공간의 위치) 또는 운동량 (공간의 움직임)을 항상 방해 할 것입니다. 측정에 필요한 에너지가 변경되거나 ” 시스템을 불안정하게합니다. 따라서 양자 물리학의 기본 원칙 중 하나 인 원자 적 규모에 대한 완전한 지식의 궁극적 인 불가능성, 우주의 가장 근본적인 수준.

위에서 언급 한 최근의 연구는 실제로 HUP에 대한 이러한 해석이 정확하지 않으며,이 해석은 하이젠 베르크 (Heisenberg)의 최초 공식화에 대한 혼란에 기반을두고 있음을 보여줍니다 (이 주제에 대한 설명을 명확히하기 위해 참고 문헌에 대한 링크 참조). 단순한 용어로, 최근의 연구는 단일 광자를 이용하는 “약한 측정”이라고 불리는 것을 사용하는데, 그 에너지는 시스템을 방해 할만큼 충분히 크지 않아서 “비 발광”실험 결과를 달성합니다. 이 기술 절차는 HUP의 형식주의에 불가분하게 (그러나 부정확하게) “결합”된 측정 문제를 피할 수 있지만 그러한 입자 시스템 (파 입자)의 진정한 근본적인 “불확실성”은 물결 모양의 기본 성질을 기반으로하며, 모든 파에 관해서는 위치와 운동량과 같은 주어진 시간에 임의의 2 개의 비 관용 공액 (보완) 특성 또는 변수에 대해 알 수있는 것에 대한 제한이있다. 그것은 측정 문제가 아니라 오히려 파도의 구조에 대한 환원 불가능한 속성 집합에 기반한 문제입니다.

주어진 시점에서 파동 현상에 대해 알려진 것에는 한계가 있지만 그러한 한계에 대한 범위가 있습니다. HUP는 다른 형태의 “불확실성 원칙”과 관련이 있으며 종종 과학 및 수학사에서 중요한 인물 인 조셉 푸리에 (Joseph Fourier, 18-19 세기)의 이름을 따서 명명 된 푸리에 (Fourier) 불확실성 원칙으로 불리는 일련의 현상으로 함께 간주됩니다. 퓨리에의 많은 과학적 및 수학적 연구에 따르면 신호의 지속 시간 및 주파수와 같은 두 가지 공액 비공유 특성을 동시에 고려할 때 제품은 특정 수학적 제한보다 작지 않습니다.

그러나 인간의 감각 – 지각 기능의 한계를 탐구하는 것을 다시 목표로 한 최근의 연구는 인간이 인간의 오디션에 대해 이전에 고려 된 한계를 실제로 능가 할 수 있음을 보여 주었는데,이 경우에는 푸리에 불확실성 원칙 소리의 타이밍과 주파수에 Rockefeller University의 수학 물리 연구소의 연구원은 인간 대상자가 푸리에 (Fourier) 불확실성 원리의 한계를 뛰어 넘을 수 있다는 것을 보여 주면서 “주목할만한 타이밍 시력”을 드러냈다. (Oppenheim & Magnasco 2013, 물리 및 생물 물리학, Physical Review Letters).

이 연구에서 우리는 인간 피험자 집단에서 광범위한 성과가 있으며, 음악가, 작곡가, 지휘자 및 음악가에서 최고의 공연이 발견되었다는 점에서 명백한 핵심 교육 요소가 있다는 것을 알 수 있습니다. 사운드 엔지니어. 이 전문가들은 이전 부에서 논의 된 “전문적이고 탁월한 성과”의 범주로 간주 될 것이며, 노벨상 수상자 인 허버트 사이먼 (Herbert A Simon)과 과학자들에 의해 개발 된인지 신경 과학의 한 분야 인 지각 연구 – 잘 알고있는 숙달 (Bushell 2009). 과학적 틀의 이러한 적응에서, 숙달 된 관상 명상 훈련 요법은이 참고 문헌에서 논의 된 바와 같이 강도, 확장 성 및 수준의 성과에 관해서 다른 모든 것보다 뛰어나는 것처럼 보인다.

게다가 위에서 언급 한 바와 같이 이러한 숙련 된 전통은 다중 감각 통합에 기초한 계획을 고의적으로 추구하며 사전 훈련은 이런 형태의 훈련이 십자가 형, 심지어 초자체 형 지각 학습 및 유익한 신경 생식 변화를 초래할 수 있음을 강력히 시사한다. 결과적인 시간적 및 공간적 고주파수가 여러 방식으로 양상들 사이에서 전달 될 수 있고, 이로 인해 청각 과민성이 여러 측면에서 양자 수준에 대한 다중 모달 인식과 관련 될 수 있습니다. 다음 기사에서는 양자 얽힘 연구, 측정 문제의 관점에서 파동 함수의 본질에 대한 연구에서 단일 광자와 편광을 사용하는 최근의 연구를 고려하는 인간의 감각 – 지각 잠재력에 대한이 모델에 대한 더 완전한 설명을 할 것입니다. Wigner의 친구 사상 실험에 대한 최근의 특별한 연구는 실제 관찰을 통해 “두 명의 관찰자가 근본적으로 다른 현실을 경험할 수 있다는”결과를 내놓았습니다.