Περιεχόμενο
Έχω μια ερώτηση: Τι κοινά έχουν μια γάτα, ένας πίθηκος, ένα κύμα, ένας Βρετανός, μια αυστριακή και η θεωρητική φυσική; Αν είπατε «κβαντική μηχανική» τότε θα είνατε απολύτως σωστός. Εάν δεν είπατε την κβαντική φυσική, τότε θα την εξηγήσω στο άρθρο της εβδομάδας Sciencing the Shit Out of Video Games.
Σήμερα, καλύπτουμε ένα παιχνίδι που με πήρε για λίγο για να θέλω πραγματικά να μπεί, αν και δεν είμαι πραγματικά σίγουρος γιατί. Φυσικά, μιλάω Παρακολούθηση.
Παραδόξως, οι κινηματογραφικές ταινίες για το παιχνίδι, οι οποίες αφορούν κυρίως τη σκοποβολή της άλλης ομάδας μέχρι να πεθάνουν, είναι στην πραγματικότητα βαθιά, με νόημα και έχουν ιστορίες διασκέδασης για τους χαρακτήρες της. Ίσως αυτός είναι ένας από τους λόγους που Παρακολούθηση έχει χτυπήσει μια χορδή με τόσους πολλούς ανθρώπους. Οι χαρακτήρες είναι στρώσεις. Η πρώτη από αυτές τις κινηματογραφικές ταινίες που πραγματικά έριξε το μάτι μου δεν ήταν αυτή του μουσείου, αλλά η μάχη μεταξύ του Widowmaker και του Tracer.
Η κορύφωση του αγώνα έρχεται όταν ο Widowmaker πυρπολήσει μια σφαίρα προς την Tracer ότι δεν θα μπορούσε φυσικά να αποφύγει, οπότε «έσβησε» από το δρόμο. Και η σφαίρα χτύπησε τον πραγματικό επιδιωκόμενο στόχο της Widowmaker, Tekhartha Mondatta. Στο ίδιο το παιχνίδι, το Tracer μπορεί να χρησιμοποιήσει αυτή την ικανότητα αναλαμπής κάθε τρία δευτερόλεπτα, υποθέτοντας ότι έχει την ευθύνη να το κάνει. Αλλά το πραγματικό ερώτημα δεν είναι πόσο συχνά μπορεί να το κάνει αυτό. είναι πώς λειτουργεί στην πρώτη θέση. Υποθέτω ότι δεν λειτουργεί όπως νομίζετε ότι κάνει. Σήμερα, θα σας πω τον πραγματικό τρόπο με τον οποίο οι ικανότητες του Tracer δουλεύουν όταν βγάζουμε την επιστήμη από τα σκατά Παρακολούθηση!
Fan art από τον Will Murai
Κβαντική σήραγγα
Για να συζητήσουμε πραγματικά αυτό, πρέπει να ορίσουμε μερικά πράγματα και κάποια κβαντική μηχανική που μπορεί απλώς να κάνει το κεφάλι σας να γυρίσει. Αλλά αφού έχουμε ένα έξυπνο ακροατήριο εδώ, θα δώσω κάποιες από τις βασικές λεπτομέρειες, έπειτα θα έχω συνδέσεις με κάποια άλλα μέρη, αν θέλετε να μάθετε περισσότερα για την κβαντική μηχανική που αναφέρω σε αυτό το άρθρο.
Σήμερα, θα χρησιμοποιήσω τρεις όρους που θα πρέπει να εξοικειωθείς αν θέλεις πραγματικά να καταλάβεις πώς λειτουργεί: το Σχέδιο Planck, η Αρχή Αβεβαιότητας και το μήκος κύματος deBrogilie. Ωστόσο, υπάρχει ένα στοιχείο το οποίο θα ήθελα να συζητήσω σε βάθος, και αυτό είναι κβαντική σήραγγα.
Ίσως σε μεταγενέστερο χρόνο μπορώ να μπω στις αρχές πίσω από το μήκος κύματος deBrogilie, αλλά η γενική ιδέα είναι ότι από τη στιγμή που φτάσουμε σε ένα ορισμένο επίπεδο λεπτομέρειας ότι η πραγματική θέση ενός αντικειμένου είναι λιγότερο από μια σταθερή θέση και περισσότερο από ένα κύμα πιθανών τοποθεσιών. Στην πραγματικότητα, υπάρχει μια σαφής πιθανότητα να μην καθόμαστε στη θέση που πιστεύουμε ότι είμαστε. Ίσως να είμαστε στην σελήνη ή ίσως στην άλλη πλευρά του κόσμου, αλλά το μήκος κύματος deBrogile ορίζει τη λογική πιθανότητα της θέσης ενός αντικειμένου. Έτσι, οι πιθανότητες ότι βρισκόμαστε στην άλλη πλευρά του κόσμου ή κάθονται στο φεγγάρι είναι πολύ απίθανο.
Στο πυρηνικό επίπεδο, η ισχυρή πυρηνική δύναμη δεσμεύει την πιθανότητα να τοποθετηθεί ένα σωματίδιο στον πυρήνα του ατόμου. Ωστόσο, δεν δεσμεύει την πιθανότητα 100%. Υπάρχει πιθανότητα το σωματίδιο να βρίσκεται στην άλλη πλευρά της ισχυρής πυρηνικής δύναμης. Αυτό λέμε κβαντική σήραγγα.
Το πείραμα διπλής σχίσης
Επιτρέψτε μου να σας δώσω ένα άλλο παράδειγμα που δεν απαιτεί τόσο θεωρητική σκέψη: την ερμηνεία της Κοπεγχάγης και το πείραμα διπλής κοπής.
Αν έπρεπε να κουνήσετε ένα αντικείμενο πάνω και κάτω σε μια δεξαμενή νερού, κάνει τα κύματα να εξαπλώνονται από το αντικείμενο. Εάν κάνατε να τοποθετήσετε ένα φράγμα στο νερό, τα κύματα θα αναπηδήσουν πίσω στον εαυτό τους. Ωστόσο, εάν κόψατε δύο σχισμές στο φράγμα, τότε θα χωρίζονταν και πάλι το κύμα και θα εμφανιζόταν ένα σχέδιο εναλλασσόμενων ρευμάτων, μερικά μέρη να ακυρώνουν το ένα το άλλο και άλλα μεγέθη να μεγεθύνονται. Αυτό δείχνει ένα πρότυπο δύο κυμάτων που βρίσκονται σε φάση και εκτός φάσης μεταξύ τους. Αυτός ο τύπος μοτίβου μπορεί επίσης να γίνει με το φως. Στην πραγματικότητα, ένα από τα αγαπημένα μου κανάλια YouTube έκανε ακριβώς αυτό: Veritasium.
Αυτό το βίντεο δείχνει επίσης ότι ακόμα και αν μειώσετε τον αριθμό των φωτονίων που χτυπάνε το φράγμα σε μία μόνο φορά, εμφανίζεται τελικά το ίδιο μοτίβο. Αυτό σημαίνει ότι ένα αντικείμενο, σε κβαντικό επίπεδο, είναι ταυτόχρονα αντικείμενο και κύμα και θα ακολουθήσει το ίδιο πρότυπο πιθανότητας ανεξάρτητα από την παρεμβολή.
Η σκέψη είναι ότι ένα φωτόνιο βρίσκεται σε πολλές τοποθεσίες ταυτόχρονα. Στη συνέχεια, όταν παρατηρούμε το φωτόνιο, καταρρέουμε τη λειτουργία του κύματος και εμφανίζεται σε μια πιθανή τοποθεσία, όπως η γάτα του Schrodinger, για την οποία μίλησα την περασμένη εβδομάδα.
Τι θα συμβεί αν υπήρχε ένα πείραμα, πείτε με ένα μαχητικό αεροσκάφος που είχε την ικανότητα να διευρύνει το μήκος κύματος deBrogilie και στην πραγματικότητα να κινηθεί μέσα από το χώρο πιθανότητας. Ας πούμε αυτό το jet Slipstream και το πιλοτικό του Tracer. Και αν κατά τη διάρκεια ενός φρικιαστικού ατυχήματος οι ιδιότητες του πίδακα που κατά κάποιον τρόπο χορηγήθηκαν στον πιλότο του, τότε θα ήταν δυνατό και ο πιλότος να τηλεμεταφέρει. Εντούτοις, μπορεί να είναι δύσκολο για τον πιλότο να διατηρήσει τη θέση του στο χωροχρόνιο λόγω του πολύ ευρέος μήκους κύματος του deBrogilie.
Η πιθανότητα του Tracer να βρίσκεται σε πολλαπλές τοποθεσίες κατά τη διάρκεια του χωροχρόνου αυξάνεται σημαντικά, ενώ το μήκος κύματος deBrogilie απομακρύνεται από τη σταθερά Planck. Ίσως ο χρόνιος επιταχυντής που ο Winston ο πίθηκος έκανε για το Tracer δεν την δεσμεύει στην ώρα του, αλλά μάλλον μειώνει το μήκος κύματος του deBrogilie κάτω από τη σταθερά Planck, καθιστώντας την έτσι ορατή στον κόσμο γύρω της.
Ο χρονικός επιταχυντής θα μπορούσε επίσης να χρησιμοποιηθεί για να αυξηθεί το μήκος κύματος deBrogilie του Tracer, έτσι ώστε να είναι σε θέση να κβαντική σήραγγα σε άλλη θέση στο χωροχρόνο, λένε μέχρι επτά μέτρα μακριά από την παρούσα θέση της ή τη θέση της στην πραγματικότητα πριν από τρία δευτερόλεπτα.
Αυτός είναι ο τρόπος με τον οποίο η επιστήμη βγάζει τα λάθη από τον Tracer. Αλλά όπως όλες οι επιστήμες, δεν είναι αληθινή επιστήμη μέχρι να αποδειχθεί λάθος. Πώς θα εξηγούσατε τις ικανότητες του Tracer; Ενημερώστε με τα σχόλια και θα σας δω την επόμενη εβδομάδα.