ცნობილი ფიზიკოსის და ასტორომის, სტივენ ჰოუკინგის ერთ-ერთი საჯარო ლექციის თარგმანი. ლექცია ეხება საკითხს: შეგვიძლია ვიწინასწარმეტყველოთ მომავალი, თუ ის შემთხვევითია?
უძველეს დროში, ეჩვენებოდათ, რომ ბუნება თვითნებურია. ნებისმიერი სახის უბედურება, კატასტროფა, რომელიმე დაავადების გავრცელება ხდებოდა რაიმე ცხადი მიზეზის გარეშე. შესაბამისად, იმ დროს ხალხი ყოველ ასეთ მოვლენას მიაწერდა ზებუნებრივ ძალებს. არავინ იცოდა, თუ რას მოისურვებდნენ და გააკეთებდნენ ისინი. ერთადერთი, რასაც ადამიანები მოიმოქმედებდნენ მათი კეთილგანწყობის მოსაპოვებლად, ეს იყო სხვადასხვა შესაწირები და რიტუალები ღმერთებისთვის… თანდათანობით, ადამიანებმა შეამჩნიეს გარკვეული სისტემურობა, კანონზომიერებები ბუნების ქცევაში. ეს კანონზომიერებები ყველაზე ცხადად პირველად შენიშნეს ციური სხეულების მოძრაობაში, ცაზე დაკვირვებისას. ასე, რომ ასტრონომია იყო პირველი მეცნიერება, რომელიც განვითარდა. ეს კანონზომიერებები მათემატიკურად აღწერილი და გამყარებული იქნა ნიუტონის მიერ 300 წლის წინ და ჩვენ დღემდე ვიყენებთ მისი მოძრაობის კანონებს, რომ განვსაზღვროთ ციური სხეულების მოძრაობა. ნელ-ნელა აღმოჩნდა, რომ ბუნების სხვა მოვლენებიც ასევე აღიწერებიან გარკვეული კანონებით.
ამ ყველაფერმა მეცნიერები მიიყვანა ე.წ. „სამეცნიერო დეტერმინიზმის“ იდეამდე, რომელიც პირველად სახალხოდ გააჟღერა ფრანგმა მეცნიერმა ლაპლასმა. ის დაახლოებით ასეთ რამეს ამბობდა: თუ, დროის რომელიმე მომენტში ჩვენ გვეცოდინება სამყაროს ყველა ნაწილაკის მდებარეობა და სიჩქარე, მაშინ ჩვენ შევძლებთ, რომ ვიწინასწარმეტყველოთ ნებისმიერი მოვლენა მომავალში და აღვადგინოთ ნებისმიერი მოვლენა წარსულში. არსებობს ასეთი გადმოცემა, რომ როდესაც ნიუტონმა ჰკითხა მას, თუ როგორ ჯდებოდა ამ სისტემაში ღმერთი, მან უპასუხა: „სერ, მე არ მჭირდება მსგავსი ჰიპოთეზები“. მე არ ვფიქრობ, რომ ლაპლასი ამტკიცებდა, რომ ღმერთი არ არსებობს, უბრალოდ ის არ ერევა ფიზიკის კანონებში! იდეა, რომ სამყაროს მდგომარეობა დროის მოცემულ მომენტში გვაძლევს საშუალებას, ვიწინასწარმეტყველოთ მისი მდგომარეობები ნებისმიერ სხვა დროს, გახდა მეცნიერების ცენტრალური პრინციპი ლაპლასის შემდეგ. ის გულისხმობს, რომ ჩვენ პრინციპში შეგვიძლია მომავლის წინასწარმეტყველება. XX საუკუნეში ფიზიკის განვითარებამ გამოკვეთა ორი საკითხი, რომლებმაც აჩვენეს, რომ ლაპლასის ხედვა, მომავლის სრულიად წინასწარმეტყველების შესახებ, ვერ იქნებოდა რეალიზებული.
პირველი, ეს არის კვანტური მექანიკა, რომელსაც საფუძველი ჩაუყარა გერმანელმა ფიზიკოსმა მაქს პლანკმა. მან გამოთქვა იდეა, რომ ნებისმიერი ნაწილაკი შეიძლება, ასხივებდეს მხოლოდ გარკვეული კვანტებით. შემდეგში სხვა მეცნიერები შეეცადნენ, რომ ეპოვნათ სხვა მოვლენები, რომლებიც იხსნებოდნენ კვანტური თეორიით. მაგალითად, აღმოჩნდა, რომ ელემენტარული ნაწილაკები იქცევიან, როგორც ბზრიალა სათამაშოები. ყველაფერი კარგად იყო 1926 წლამდე, ვიდრე ასევე გერმანელმა ფიზიკოსმა ჰაიზენბერგმა არ აღმოაჩინა, რომ ჩვენ არ შეგვიძლია ერთდროულად ზუსტად გავზომოთ ნაწილაკის მდებარეობა და სიჩქარე. ჰაიზენბერგის განუზღვრელობის პრინციპი ფორმულირდება შემდეგნაირად: კოორდინატის გაზომვის ცდომილება გამრავლებული სიჩქარის გაზომვის ცდომილებაზე, ყოველთვის მეტია ვიდრე პლანკის მუდივა გაყოფილი მასაზე. ცხადია, რომ თუ ზუსტად გავზომავთ ნაწილაკის მდებარეობას, მაშინ არაფერი ვიცით მისი სიჩქარის შესახებ და პირიქით. შესაბამისად, ლაპლასის იდეას, ჰაიზენბერგის პრინციპი ძირს უთხრის, რადგან რეალურად შეუძლებელია ამ ორი სიდიდის ერთდროულად ზუსტად გაზომვა. ასე, რომ როგორი სწრაფი კომპიუტერებიც არ უნდა გვქონდეს ზემოთნახსენები განტოლებების დასათვლელად, აზრი აღარ აქვს, რადგან თუ არასწორი მონაცემები გადავეცით, შედეგადაც არასწორ გამოთვლებს მივიღებთ.
ეინშტეინს ძალიან აწუხებდა შემთხვევითობის პრობლემა. მისი საყვარელი ფრაზა იყო: „მე არ მჯერა, რომ ღმერთი კამათელს აგორებს“. იგი თვლიდა, რომ განუზღვრელობის პრინციპი დროებითია, რომ ნაწილაკებს აქვთ მკაცრად განსაზღვრული სიჩქარე და მდებარეობა და რომ ისინი აღიწერებიან დეტერმინიზირებული კანონებით ლაპლასის პრინციპის მიხედვით. იგი ამბობდა, რომ ეს ყველაფერი ღმერთისთვის ნათელია და ჩვენ სინათლის კვანტური ბუნების გამო ვერ ვხედავთ ამას. კვანტური თეორია განავითარეს ჰაიზენბერგმა, ავსტიელმა მეცნიერმა შრედინგერმა და ინგლისელმა ფიზიკოსმა დირაკმა. კვანტურ მექანიკაში ნაწილაკებს არ გააჩნიათ ცალსახად განსაზღვრული პოზიცია და სიჩქარე. ისინი წარმოდგენილი არიან ე.წ. ტალღური ფუნქციით. ტალღის სიგრძე გვაძლევს ალბათობას, რომ ნაწილაკი აღმოჩნდება სივრცის კონკრეტულ წერტილში. სიდიდე, რომლითაც იგი იცვლება წერტილიდან წერტილამდე გვაძლევს ნაწილაკის სიჩქარეს. ტალღური ფუნქცია შეიცავს ყველაფერს, რაც შეიძლება ვიცოდეთ ნაწილაკის შესახებ — მათ სიჩქარეებსაც და მდეობარეობასაც. თუ ჩვენ ვიცით ტალღური ფუნქცია დროის ერთ მომენტში, მაშინ ჩვენ შეგვიძლია შრედინგერის განტოლებით ვიპოვოთ იგი დროის სხვა მომენტშიც. იმის მაგივრად, რომ ვიწინასწარმეტყველოთ ნაწილაკის სიჩქარე და მდებარეობა, ჩვენ ვწინასწარმეტყველებთ ტალღურ ფუნქციას, რომელიც გვაძლევს ალბათობებს ნაწილაკის სივრცის მოცემულ წერტილში აღმოჩენისას და მისი სიჩქარისას. ასევე პრობლემას ქმნის გრავიტაცია, რომელიც ისე ამრუდებს სივრცე-დროს, რომ არსებობს ისეთი არეები, რომლებსაც ჩვენ უბრალოდ ვერ ვაკვირდებით.
1799 წელს ლაპლასმა გამოაქვეყნა წერილი, სადაც იგი ამბობდა, რომ არსებობენ ისეთი ვარსკვლავები, რომლებსაც აქვთ იმდენად მძლავრი გრავიტაციული ველი, რომ თვით სინათლის სხივიც ვერ გამოდის მათგან. იგივე იდეა გამოთქვა 16 წლის წინ მიტჩელმა. ისინი, ორივე ფიქრობდნენ რომ სინათლის სხივი ეს არის ნაწილაკების ნაკადი და ხსნიდნენ გრავიტაციული ველის ასეთ ზემოქმედებას მასზე. 1887 წელს მაიკელსონმა და მორლიმ ჩაატარეს შესანიშნავი ექსპერიმენტი, რომელშიც აჩვენეს, რომ სინათლეს აქვს ყოველთვის ერთი და იგივე სიჩქარე მიუხედავად იმისა, საიდან მოდის იგი. 1915 წელს გამოქვეყნებული აინშტაინის რევოლუციური ფარდობითობის ზოგადი თეორია მთლიანად ცვლის ჩვენს წარმოდგენებს სივრცეზე და დროზე. იგი განიხილავს ერთ ობიექტს სივრცე-დროს, რომელშიც ისინი ერთი ობიექტია. მათ უბრალოდ აქვთ სხვადასხვა მიმართულება ერთ ობიექტში — „სივრცე-დრო“. 1919 წელს ბრიტანულმა ექსპედიციამ ჩაატარა ექსპერიმენტი დასავლეთ აფრიკაში საიდანაც აკვირდებოდნენ ვარსკვლავებიდან მოსულ სინათლის სხივებს, რომლებიც გაივლიდნენ მზის მახლობლად. მათ ნახეს, რომ ვარსკვლავების გამოსახულება იყო წანაცვლებული, რაც გამოწვეული იყო სინათლის სხივის ტრაექტორიის შეცვლით.
ვარსკვლავი ამრუდებს სივრცე-დროს მის მახლობლად და რაც უფრო მასიური და კონცენტრირებულია მით უფრო მეტად და მეტად.. მასიური ვარსკვლავები ჩაქრობის შემდეგ იწყებენ გაციებას და შეკუმშვას და საბოლოოდ ისინი ისე ამრუდებენ მათ მახლობლად სივრცე-დროს, რომ ქმნიან ზუსტად ისეთივე ხვრელს, როგორიც განვიხილეთ ნაჭრის მაგალითზე. სინათლესაც კი არ შეუძლია იქიდან გამოსვლა. ასეთ ობიექტებს ეწოდათ შავი ხვრელები. დღეს ჩვენ შეგვიძლია, რომ დავაკვირდეთ შავ ხვრელებს და ვიცით, რომ ისინი ნამდვილად არსებობენ ჩვენი გალაქტიკის ცენტრში. რა მნიშვნელობა აქვთ მათ დეტერმინიზმის საკითხთან? პასუხი: შავი ხვრელები არიან ჩვენი მეთვალყურეობის მიღმა. არამარტო ნაწილაკები, არამედ უბედური ასტორავტებიც რომლებიც მოხვდებიან შავ ხვრელში ვეღარასოდეს ამოვლენ იქიდან; და ინფორმაცია რომელსაც ის ობიექტები ატარებენ, რომლებიც მოხვდებიან შავ ხვრელში სამუდამოდ დაკარგული იქნება ჩვენთვის. შავი ხვრელების შემთხვევაში სიტუაცია უფრო განსხვავებულია ვიდრე განუზღვრელობის და კვანტურობის პრობლემაში. რაც არ უნდა მოხვდეს შავ ხვრელში, შედეგად ჩვენ შეგვიძლია გავიგოთ, მხოლოდ საერთო მასა. შედეგი ერთია, რომ ნებისმიერი ინფორმაციას ჩვენ ვკარგავთ შავ ხვრელში. შესაბამისად არ შეგვიძლია, არსებული მდგომარეობიდან ვიწინასწარმეტყველოთ შემდეგი მდგომარეობა.
კვანტურ თეორიაში ჩვენ შეგვეძლო რაღაც დოზით მაინც ამის კეთება ტალღური ფუნქციის დათვლით, მაგრამ ამ შემთხვევაში ჩვენ მთლიანად ვკარგავთ ინფორმაციას. ასე, რომ აინშტაინი ორმაგად ცდებოდა, როდესაც ის ამბობდა, რომ ღმერთი კამათლით არ თამაშობს, რომ მოვლენები წინასწარგანსაზღვრულია. ღმერთი აგორებს კამათელს და თან ხანდახან შავ ხვრელშიც აგდებს, რომ ჩვენ ვერაფერი გავიგოთ. შევაჯამოთ, რისი თქმა მინდოდა ამ ლექციაში. მთავარი შეკითხვა: სამყარო თვითნებურად ვითარდება თუ ის დეტერმინიზირებულია? კლასიკური შეხედულებებით ნაწილაკების მოძრაობა მთლიანად განსაზღვრადი იყო თუ ჩვენ გვეცოდინებოდა მათი სიჩქარეები და მდებარეობები. მაგრამ კვანტურმა თეორიამ და ჰაიზენბერგის განუზღვრელობის პრინციპმა დაგვანახა, რომ ჩვენ ვერ განვსაზღვრავთ ნაწილაკის სიჩქარეს და მდებარეობას ერთრდოულად ორივეს ზუსტად, ხოლო შავი ხვრელების ეფექტმა გვიჩვენა, რომ ჩვენ მთლიანად ვკარგავთ ინფორმაციას იმ ნაწილაკებზე, რომლებიც მოხვდებიან მასში. ასე, რომ სამყაროს მომავალი არ არის მთლიანად განსაზღვრადი ფიზიკის დღეისთვის ცნობილი კანონებით.
წყარო: omedia.ge
