Πείραμα κβαντομηχανικής «καταρρίπτει την αρχή της αιτιότητας»

Μια από τις πλέον παγιωμένες αντιλήψεις τόσο στην επιστήμη όσο και στην καθημερινή ζωή είναι η αιτιότητα: η ιδέα ότι τα γεγονότα του χθες προκαλούν τις εξελίξεις του σήμερα, οι οποίες με τη σειρά τους είναι οι αιτίες για τα γεγονότα του αύριο. Νέα μελέτη δείχνει όμως ότι στον παράξενο κόσμο της κβαντικής μηχανικής -ή ακόμα και στις καθημερινές συνθήκες- η αιτιότητα δεν είναι θεμελιώδες χαρακτηριστικό της φύσης, αφού η αιτία μπορεί να προκαλείται από το αποτέλεσμα.«Αν και παραμένει ασαφές αν υπάρχουν όντως στη φύση καταστάσεις στις οποίες η αιτιότητα αντιστρέφεται, η πιθανότητα και μόνο να υπάρχουν τέτοιες καταστάσεις ενδέχεται να έχει σημαντικές επιπτώσεις» αναφέρουν οι Ευρωπαίοι ερευνητές σε ανακοίνωσή τους. Και οι επιπτώσεις αυτές θα κάλυπταν πολλούς τομείς, από τη φυσική μέχρι τη φιλοσοφία.
«Αν πιστέψουμε ότι η κβαντική μηχανική κυβερνά όλα τα φυσικά φαινόμενα, θα ήταν φυσικό να περιμένουμε ότι η σειρά των γεγονότων [ποιο ήρθε πρώτο και ποιο δεύτερο] μπορεί να είναι οποιαδήποτε» λέει ο Όγκνιαν Ορέσκοφ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης.
Σε μελέτη που θα δημοσιευτεί αυτή την εβδομάδα στην επιθεώρηση Nature Communications, η ομάδα θεωρητικών φυσικών από τη Βιέννη παρουσιάζει ένα θεωρητικό πείραμα στο οποίο δύο παράγοντες αποτελούν ο ένας την αιτία αλλά και το αποτέλεσμα του άλλου.
Η μελέτη βασίζεται στο γεγονός ότι η κβαντική μηχανική καταρρίπτει ορισμένες ιδιότητες της κλασικής μηχανικής: στην κβαντομηχανική, για παράδειγμα, ένα σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται σε δύο θέσεις ταυτόχρονα. Το φαινόμενο αυτό ονομάζεται «υπέρθεση» ή «επαλληλία» και, όσο παράλογο κι αν ακούγεται, είναι σήμερα μια καθολικά αποδεκτή επιστημονική πραγματικότητα.
Η νέα έρευνα επιχειρεί τώρα να δείξει ότι το φαινόμενο της υπέρθεσης μπορεί να ισχύει και όσον αφορά την αιτιότητα: όπως ένα σωματίδιο μπορεί να βρίσκεται και εδώ και εκεί ταυτόχρονα, έτσι και ένα συμβάν μπορεί να είναι και η αιτία και το αποτέλεσμα ενός άλλου συμβάντος.
Φανταστείτε την εξής κατάσταση: ένα πρόσωπο, ας το πούμε Αλίκη, μπαίνει σε ένα δωμάτιο, γράφει ένα μήνυμα στον μαυροπίνακα και αποχωρεί. Ένα δεύτερο άτομο, ο Μπομπ, μπαίνει στο δωμάτιο, διαβάζει το μήνυμα και αποφασίζει να το σβήσει για να γράψει κάτι άλλο.
Ο Μπομπ επομένως γνωρίζει το μήνυμα της Αλίκης, αλλά η Αλίκη είναι αδύνατο να ξέρει τι έγραψε ο Μπομπ, αφού αυτό συνέβη αφότου η ίδια βγήκε από το δωμάτιο.
Εφόσον αποδεχτούμε τους νόμους της κλασικής μηχανικής, αυτή η διαδοχή των γεγονότων δεν μπορεί να αλλάξει. Η νέα μελέτη δείχνει όμως ότι αν αποδεχτούμε τους νόμους της κβαντικής μηχανικής, είναι θεωρητικά δυνατό να μπορεί και η Αλίκη να διαβάσει το μήνυμα του Μπομπ.
Παρά τα αποτελέσματα του θεωρητικού πειράματος, πάντως, οι ερευνητές αναγνωρίζουν ότι «το φαινόμενο αυτής της υπέρθεσης δεν έχει ληφθεί υπόψη στις εξισώσεις της κβαντικής μηχανικής, δεδομένου ότι οι θεωρίες πάντα υποθέτουν ότι υπάρχει μια συγκεκριμένη αιτιακή διαδοχή των γεγονότων», όπως λέει ο Δρ Ορέσκοφ.
Παρόλα αυτά, η μελέτη δείχνει να αφήνει ανοιχτό το ενδεχόμενο η αιτιότητα όπως την αντιλαμβανόμαστε να μην είναι θεμελιώδης ιδιότητα του Σύμπαντος.
Όπως όμως επισημαίνει ο Κάσλαβ Μπρούκνερ, μέλος της ερευνητικής ομάδας στο Πανεπιστήμιο της Βιέννης, «η πραγματική πρόκληση είναι να βρούμε καταστάσεις στη φύση στις οποίες μπορούμε να αναζητήσουμε τέτοιες υπερθέσεις».

Πηγή; Newsroom ΔΟΛ