Квантовый мир. Невероятная теория в самом сердце мироздания

Этот раздел поможет вам изучить предмет более детально, чем просто с помощью обычного списка литературы.

9 мест для квантового туризма

1. Копенгаген, Дания. Город сыграл огромную роль в рождении и развитии квантовой теории. Начните путешествие с улицы Вед-Странден, на которой 7 октября 1885 года в доме 14 родился Нильс Бор. Это был дом его бабушки и дедушки; памятная табличка на здании отмечает знаменитого жителя. Затем пройдите на улицу Бредгаде (или Броуд-стрит) к дому 62, где Бор жил до защиты докторской диссертации в 1911 году. Сейчас там Медицинский музей. Также посетите Институт Нильса Бора, который был местом встречи гениальных молодых физиков, работавших над квантовой теорией и улучшивших ее в 20-е и 30-е годы XX века. Лекционный зал института и личный кабинет Бора сохранены в прежнем виде и открыты для посетителей.

Сайт Института Нильса Бора: http://www.nbi.ku.dk/english/news/news13/niels-bohr-institute-named-historic-site/

2. Пивоваренная компанияCarlsberg, Копенгаген. Нильс Бор получал гранты от Фонда Carlsberg с 1911 года. После того, как он был удостоен Нобелевской премии, представители компании подарили ему дом рядом с заводом – Почетную резиденцию Carlsberg. Он переехал туда в 1931 году, и там у него было много дискуссий с Эйнштейном, Гейзенбергом и другими единомышленниками. Музей Carlsberg и выставочный центр открыты для посетителей и позволяют заглянуть в дом, где Бор жил до своей смерти в 1962 году.

Сайт компании: http://www.visitcarlsberg.com/

3. Вестминстерское Аббатство в Лондоне (Великобритания). Здесь заложена плита в память Поля Дирака, на которой высечено его знаменитое уравнение, описывающее квантовое поведение электрона.

4. Белфаст (север Ирландии). Джон Стюарт Белл, чья математическая работа в 60-е годы XX века открыла путь экспериментальным проверкам квантовой таинственности, пожалуй, величайший из ученых родом с севера Ирландии. В Белфасте, его родном городе, одну из улиц в 2015 году переименовали в «Полумесяц теоремы Белла» (Bell’s Theorem Crescent), чтобы обойти правило, запрещающее называть улицы в честь людей.

5. ЦЕРН в Женеве. Там не только работал теоретик Джон Белл (см. выше), но и было сделано большинство прорывных экспериментальных открытий, доказавших, что наша модель, основанная на квантовой теории, верна.

6. Остров Гельголанд у северного побережья Германии. Именно там в 1925 году Вернер Гейзенберг разработал математическую модель квантовых частиц. Памятная табличка в честь этого прорыва была открыта в 2000 году.

7. Отель «Метрополь» в Брюсселе. Здесь была сделана знаменитая фотография пионеров квантовой механики (см. рис. 1.5). На ней есть Эйнштейн, Бор, Гейзенберг, Шрёдингер и другие ведущие ученые того времени. Их сфотографировали в 1927 году во время Сольвеевского конгресса, на котором обсуждалась новая область квантовой механики.

8. Город Ульм (Германия) – место рождения Альберта Эйнштейна. Дом, где родился Эйнштейн, находился рядом с железнодорожным вокзалом, также в этом городе на юге Германии есть другие памятники, посвященные этому великому человеку.

9. Параллельные вселенные. В настоящее время нет известного способа посетить параллельные миры (в предположении, что они существуют), даже если вы могли бы нарушить законы физики. Однако путешествие между вселенными может быть реальным, если вы готовы ждать (очень-очень) долго. Физик Митио Каку из Городского университета Нью-Йорка считает, что триллионы лет спустя люди разработают технологии путешествий в другие вселенные, чтобы избавиться от смерти в нашей.

13 анекдотов

1. Нильс Бор был вратарем уважаемого датского футбольного клуба (его брат Гарольд играл в национальной команде).

2. Французский пионер квантовой физики Луи де Бройль сначала получил историческое образование и всю Первую мировую войну служил радиоинженером на Эйфелевой башне.

3. В доме Нильса Бора из крана текло бесплатное пиво.

4. Эрвин Шрёдингер представил своего кота не для иллюстрации квантовой таинственности, а в качестве доказательства приведением к абсурду того, что квантовая теория, должно быть, неверна.

5. На вопрос, был ли на самом деле у Шрёдингера кот, ответа так и нет. Но говорят, что, когда он пребывал в Оксфордском университете, у него был кот по кличке Мильтон. Судьба Мильтона неизвестна.

6. Вольфганг Паули, выведший принцип запрета, названный в честь него, был озабочен числом 137 и, по легенде, умер в палате № 137 Больницы Красного Креста в Цюрихе в декабре 1958 года.

7. Паули был также печально известен за свою способность заставлять эксперименты и оборудование исчезать, ломаться или не срабатывать, просто находясь поблизости. Она была даже названа эффектом Паули.

8. У Шрёдингера было множество романов, которые, как предполагается, вдохновляли его на прозрения. Когда во время Второй мировой войны он был отправлен в Дублин, оказалось, что у него были две «жены» и что он был отцом двоих девочек от разных женщин.

9. Шрёдингер, часто носящий бабочку, будучи студентом, был отличником по восточным религиям, а также писал стихи.

10. Макс Планк, основатель квантовой теории, был глубоко религиозным человеком и в 1937 году написал: «И религия, и естествознание нуждаются в вере в Бога».

11. Этторе Майорана был теоретиком в области физики частиц, чья жизнь имела отголоски квантовой теории. Он пропал без вести во время рейса на пароходе из Палермо в Неаполь в 1938 году. Его тело так и не нашли, но и его никогда больше не видели, поэтому он жил в состоянии кота Шрёдингера, будучи одновременно живым и мертвым (хотя прокуратура Рима в 2015 году заключила, что по крайней мере между 1955 и 1959 годами он проживал в Венесуэле).

12. Люди постоянно останавливали Альберта Эйнштейна на улице, и он придумал уловку. С очень сильным акцентом он говорил: «Простите меня, извините. Меня все путают с Эйнштейном».

13. Легендарно молчаливый Поль Дирак имел странное увлечение Микки Маусом, а в свои последние годы питал сильную симпатию к певице Шер.

10 цитат

Неверно, что пионеры квантовой механики не имели никаких проблем с квантовой таинственностью, обнаруженной ими.

1. «На самом деле я не так много думал об этом», – Макс Планк о своем открытии того, что энергия может существовать только в определенных количествах, названных квантами.

2. «Spukhafte Fernwirkung», – эта фраза Альберта Эйнштейна по-немецки означает «жуткое действие на расстоянии», ее он использовал для высмеивания концепции запутанности.

3. «Бог не играет в кости с миром», – Эйнштейн много раз использовал эту фразу в разных вариантах, и она по-прежнему наиболее цитируема каждым, кто выражает свое недоумение по поводу того, как наш внешне твердый мир классической реальности может появиться из расплывчатых неопределенностей сферы квантового.

4. «Всякий, кто не шокирован квантовой теорией, не понял ее», – Нильс Бор.

5. «Мы все согласны, что ваша теория безумна. Вопрос, который разделяет нас, состоит в том, является ли она достаточно безумной, чтобы обладать шансом быть правильной», – сказал Бор Вольфгангу Паули в 1958 году.

6. «Вселенная не только более странная, чем мы думаем, она более странная, чем мы можем думать», – объяснял Вернер Гейзенберг тот факт, почему мы не можем полностью принять следствия квантовой теории.

7. «Мне она не нравится, и я сожалею, что когда-либо имел дело с ней», – мнение Эрвина Шрёдингера о его интерпретации квантовой механики.

8. «Я сделал ужасную вещь, я постулировал частицу, которую нельзя обнаружить», – Вольфганг Паули после предположения о существовании нейтрино.

9. «Этот ад… обречен с самого начала», – поездка Хью Эверетта в Копенгаген в 1959 году с целью объяснения своей многомировой гипотезы Нильсу Бору не прошла успешно.

10. «Заткнись и считай!» – эта печально известная характеристика того, как многие квантовые физики, особенно придерживающиеся доминирующей Копенгагенской интерпретации, обходятся с философскими головоломками, загаданными предметом их исследования, часто приписывается Ричарду Фейнману, у которого всегда был под рукой афоризм или даже два. На самом деле, по-видимому, первым ее использовал физик Дэвид Мермин в 1989 году, через год после смерти Фейнмана, хотя в подлинном духе квантовой теории даже в случае Мермина не ясно, что это был именно он.

7 квантовых шуток

1. Полицейский останавливает Гейзенберга и Шрёдингера за превышение скорости. Он спрашивает Гейзенберга: «Вы знаете, насколько быстро ехали?»

Гейзенберг отвечает: «Но мы точно знаем, где находимся».

Полицейский сердится и требует, чтобы Гейзенберг открыл багажник.

«Эй, вы знаете, что там кот и он мертвый?!» – кричит полицейский.

Шрёдингер гневно отвечает: «Ну, теперь он точно мертвый».

2. – Что говорит один фотон другому?

– Мне надоела ваша интерференция.

3. Граффити на стене: «Вероятно, здесь был Гейзенберг».

4. Если бы «Титаник» столкнулся с Гейзенбергом, плавал ли бы он снова?

5. – Почему от квантовых физиков нет никакого толка в постели?

– Потому что когда они находят позу, они не могут предаться возбуждению, а когда они возбуждаются, то не могут найти позу.

6. – Почему квантовая частица не переходит через дорогу?

– Потому что она уже на обеих сторонах.

7. – В чем разница между автомехаником и квантовым механиком?

– Квантовый механик может завезти машину в гараж, не открывая ворота.

2 квантовых шуточных стихотворения

1. «Эйнштейн, Подольский и Розен» (Дэвид Холлидей):

2. «Размытые электроны» (Дэвид Морин, Эрик Заслов, Элизабет Хэйли, Джон Гольден и Натан Салвен):

5 фамилий, которыми обозначают…

1. У Нильса Бора есть химический элемент борий и кратер на Луне, названный в честь него.

2. У Альберта Эйнштейна помимо всего прочего есть химический элемент эйнштейний, конденсат Бозе – Эйнштейна (состояние вещества) и кратер на Луне, названный в честь него.

3. У Макса Планка, немецкого физика и отца-основателя квантовой механики, также есть кратер на обратной стороне Луны, названный в честь него, как и космическая обсерватория «Планк», создавшая карту реликтового излучения с самым высоким разрешением за всю историю.

4. У Энрико Ферми, итальянского физика, создавшего первый ядерный реактор, есть химический элемент фермий, названный в честь него, как и элементарные частицы, названные фермионами.

5. У Поля Дирака есть особый тип фермиона, названный в честь него (строго говоря, это любой фермион, который не является для себя же античастицей). Конденсат Ферми – Дирака, состояние вещества получило свое название и от него, и от Ферми.

5 значимых (или нет) переписок

1. Письма, написанные Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом об их знаменитой встрече в Копенгагене в сентябре 1941 года, являются предметом большого исторического интереса. Отправился ли Гейзенберг в Копенгаген для обсуждения моральных сторон работы над немецкой атомной бомбой? Не факт.

2. У Вольфганга Паули и психоаналитика Карла Юнга была длительная переписка, в которой они в том числе обсуждали их общую зацикленность на числе 137. Многие из этих писем опубликованы в книге «Атом и архетип».

3. Паули был близким другом Бора и Гейзенберга, с ними он обменивался большим количеством писем, обсуждая свои идеи. Полученные им письма сейчас находятся в архиве ЦЕРНа.

4. В 1932 году Альберт Эйнштейн написал психоаналитику Зигмунду Фрейду вопрос, возможно ли пресечь тенденции человечества к жестокости? В своем ответе Фрейд был достаточно пессимистичен.

5. В выпуске журнала Physical Review от 15 мая 1935 года Эйнштейн вместе со своими коллегами Борисом Подольским и Натаном Розеном опубликовал знаменитую статью под названием «Можно ли считать квантово-механическое описание физической реальности полным?», излагавшую их ныне известный ЭПР-парадокс. Ответ Бора был опубликован через пять месяцев в том же журнале, причем под тем же заголовком. Спор между Бором и Эйнштейном по этому вопросу сегодня считается легендарным.

5 примеров «сумасшествия»

В колонке обратной связи журнала New Scientist, содержащей странные истории, сомнительные рекламные объявления и запутанные инструкции, предполагается, что подобное «сумасшествие» легче всего обнаружить по неуместному использованию слова «квантовый». Вот несколько простых примеров.

1. Квантовые прыжки. Эта методика предлагает «Вселенную бесконечных возможностей». Она дает вам шанс исправить то, что когда-то пошло не так в вашей жизни, и использование накопленной мудрости многих ваших альтернативных копий, живущих в мультивселенной.

2. Квантовая цветовая терапия. «В сущности мы все состоим из цвета и частоты. В результате, какие бы нарушения равновесия на каком бы уровне мы ни могли бы испытывать, будь то физический, ситуативный или эмоциональный, они могут быть переведены в дисбаланс цвета / частот света, излучаемого или пропускаемого нашим полем квантовой энергии». Есть ли что-то, возвращающее нас к равновесию? Да, конечно, есть – мы можем принять дозу квантовой цветовой терапии, купив кристалл квантового равновесия.

3. Квантовые подвесы. Они, похоже, способны переводить определенный неживой материал в условие, имитирующее квантовое состояние нашего ощущения жизни. (Нет, мы тоже понятия не имеем, что это такое.)

4. Технология квантовых ресурсов. Утверждается, что эта полезная инновация сделает ваш дом чище и комфортнее, нейтрализуя «фоновый беспорядок», вызванный «случайными движениями электронов».

5. Квантовые подвески для домашних животных. В них используется специальный «биоэнергетический» процесс, объединяющий квантовую физику, принципы гомеопатии и усовершенствованное программное обеспечение и работающий с особой энергией ваших животных для укрепления их иммунной системы и создания частотного барьера, отталкивающего и борющегося с блохами, клещами и комарами.

5 информационных указателей с инструкциями для тех, кто демонстрирует квантовое поведение

1. «Занимайте обе стороны».

2. «Парковаться на обеих сторонах дороги строго запрещено».

3. «Для выхода из поезда воспользуйтесь всеми дверьми».

4. «Пожалуйста, заказывайте ваш обед на всех кассах».

5. «При входе в лифт убедитесь, пожалуйста, что ОБЕ двери ЗАКРЫТЫ».

6 способов вникнуть глубже в квантовые вычисления

1. Попробуйте свои силы в программировании на квантовом компьютере с помощью онлайн-доступа к старому квантовому компьютеру компании IBM (http://www.research.ibm.com/quantum/) и компьютеру Бристольского университета (https://cnotmz.appspot.com/).

2. Если у вас есть лишних хотя бы 10 миллионов долларов, вы можете приобрести себе персональный квантовый компьютер компании D-Wave Systems. Один есть у Google (хотя идут активные споры насчет того, является ли он полностью квантовым). D-Wave Systems также выпустила собственное открытое квантовое программное обеспечение Qbsolv, предназначенное для ускорения развития рождающейся сферы программирования на квантовых компьютерах (https://github.com/dwavesystems/qbsolv), но при условии, что доступ к системе D-Wave Systems установлен отдельно.

3. Вы можете предварительно разобраться в теории, на которой основана работа этих машин, прочитав книгу Дэвида Дойча «Структура реальности. Наука параллельных вселенных» (1997).

4. «Квантовые вычисления и квантовая информация», Майкл Нильсен и Исаак Чуан (2000).

5. «Программируя Вселенную», Сет Ллойд (2006).

6. «Расшифровывая реальность», Влатко Ведрал (2010).

10 отсылок к квантовой механике и ее создателям в музыке, кино, литературе и театре

1. Кот Шрёдингера регулярно появляется в литературе. Он был в названии рассказа Урсулы К. Ле Гуин, а идея этого кота исследовалась такими писателями, как Терри Пратчетт, Нил Гейман и Дуглас Адамс. А еще есть летучая мышь Шрёдингера в заголовке научной книги, которую читала Лиза в «Симпсонах».

2. Удостоенная наград пьеса Майкла Фрейна «Копенгаген» и впервые поставленная в 1998 году, основана на знаменитой встрече 1941 года Нильса Бора и Вернера Гейзенберга в датской столице.

3. Пьеса Тома Стоппарда «Хэпгуд», впервые поставленная в 1988 году, использует квантовую неопределенность или суперпозицию как элемент ее структуры.

4. Марк Эверетт, сын Хью Эверетта – создателя многомировой интерпретации квантовой механики, упомянул своего отца в песне 2005 года «Вещи, которые должны знать внуки» (Things the Grandchildren Should Know):

5. Фильм 2008 года «Квант милосердия» с Джеймсом Бондом не имеет никакого отношения к квантовой механике. Название связано с одноименным коротким рассказом Яна Флеминга, где термин «квант» используется в значении «минимум». Фильм, однако, посвящен миссии Бонда по уничтожению подозрительной организации «Квант».

6. В телевизионной драме «Во все тяжкие» главный герой Уолтер Уайт использует фамилию Гейзенберг как кличку.

7. Любимого пса Дока Брауна из фильма «Назад в будущее» называли Эйнштейн.

8. Британская фанк-джаз-рок-группа 70-х годов XX века называлась «Квантовый скачок» и больше всего была известна за свой хит 1979 года «Одинокий спасатель».

9. В более поздние времена, в 2016 году, берлинская певица Симона Джонс под вдохновением от квантовой физики выпустила свой альбом, в котором есть песня «Жуткое действие».

10. В американском комедийном сериале «Теория Большого взрыва» Говард и Леонард разрабатывают квантовый гироскоп для навигации, но затем приходят в ужас, когда их изобретение привлекает внимание военных.

19 книг, рекомендуемых для чтения

1. Жизнь первопроходца в мультивселенную Хью Эверетта была удивительной и трагичной. «Множественность миров Хью Эверетта III» Питера Бирна (2010) предоставляет подробную информацию.

2. Отличное описание в комиксах смотрите в «Квантовой теории в комиксах» Дж. П. Макэвоя (2020).

3. Чтобы узнать о бурно развивающейся области квантовой биологии, попробуйте «Жизнь на грани: ваша первая книга о квантовой биологии» Джима Аль-Халили и Джонджо Макфаддена (2017).

4. «Танцуя с мастерами Ву Ли» Гэри Зукава было самым продаваемым в 2001 году введением в квантовую физику.

5. «Как хиппи спасли физику: наука, контркультура и квантовое разоблачение» Дэвида Кейзера (2012) – это сообщение об эксцентричной группе физиков из Беркли (Калифорния), которые в 70-е годы XX века помогли задать физике новое направление.

6. Чтобы завершить своеобразную подборку книг для чтения, попробуйте «Дао физики» Фритьофа Капра (1992).

7. «Привидение в атоме: обсуждение тайн квантовой физики» П. К. В. Дэвиса (2010) является отличным справочником по конкурирующим интерпретациям квантовой механики.

8. «Вы, конечно, шутите, мистер Фейнман!» Ральфа Лейтона (1992) является биографией Фейнмана, излагающей квантовую физику на простом уровне, но богатой на барабаны бонго и другое веселье.

9. Рассмотрите подробно сложную жизнь Эрвина Шрёдингера в книге Джона Гриббина «В поисках кота Шрёдингера. Квантовая физика и реальность» (2016).

10. «Эйнштейн – его жизнь и Вселенная» Уолтера Айзексона (2015) – это прекрасный рассказ о великом человеке.

11. А если вы хотите, чтобы ваш питомец узнал о квантовом мире, попробуйте «Как обучить вашу собаку квантовой физике» Чада Орзела (2010).

12. Другое хорошее введение в тему – «Квантовая физика не может вас обидеть» Маркуса Чауна (2014).

13. Для изучения наиболее эксцентричного персонажа квантового мира прочитайте книгу Грэма Фармело «Самый странный человек. Тайная жизнь Поля Дирака и загадка атома» (2010).

14. Чтобы узнать побольше о Вернере Гейзенберге, попробуйте прочитать «Неопределенность: жизнь и исследования Вернера Гейзенберга» (1992).

15. Ход спора между Эйнштейном и Бором изложен в книге «Квант. Эйнштейн, Бор и великий спор о природе реальности» Манжита Кумара (2013).

16. Другая книга, посвященная этому спору, – «Эйнштейн, Бор и квантовая дилемма» Эндрю Вайтекера (1996).

17. Для более углубленного изучения попробуйте прочитать книгу «Квантовая механика и опыт» Дэвида Алберта (1994).

18. «Квантовая теория: понятия и методы» Ашера Переса (1995) также содержит объяснение значения квантовой теории и используемых ею методов.

19. «Квантовая механика. Теоретический минимум» Леонарда Сасскинда (2014) тоже дает хорошее введение в предмет.

4 других способа копнуть глубже

1. Фейнмановские лекции по физике: http://www.feynmanlectures.caltech.edu/

2. Архив материалов, освещающих жизнь и работу Нильса Бора: http://www.nbarchive.dk/

3. «Эйнштейн онлайн» – интернет-портал немецкого Института гравитационной физики Общества Макса Планка (также называемого Институтом Альберта Эйнштейна) дает большой объем информации о теориях великого человека и их приложениях: https://www.einstein-online.info

4. Архив документов и аудиозаписей, связанных с работой Хью Эверетта, можно найти здесь: http://ucispace.lib.uci.edu/handle/10575/1060

Глоссарий

Двухщелевой эксперимент — знаменитый эксперимент, показавший, что квантовое вещество может вести себя как частицы или как волна в зависимости от того, наблюдают ли за ним. В ходе этого эксперимента фотоны света запускаются по одному на экран с двумя щелями. Если за фотонами наблюдают, каждый из них пройдет через одну щель и они оставят отдельные следы на экране. Если же за ними не смотрят, вместо этого образуется интерференционная картина, означающая, что свет ведет себя как волна и интерферирует сам с собой, проходя одновременно через обе щели.

Декогеренция — процесс, в ходе которого как только что-то увеличивается в размерах, он теряет свои квантовые свойства.

Запутанность — идея, согласно которой объекты в квантовом мире могут стать связанными, или запутанными, таким образом, что изменение одного из них неизбежно подействует на другого, независимо от того, насколько они далеки друг от друга.

Измерение — в квантовом смысле оно необязательно является преднамеренным действием, а является всем тем, что выдает свойства квантовой частицы (и тем самым приводит к тому, что она перестает находиться в суперпозиции, то есть принимает определенное состояние, а не существует в комбинации состояний).

Квантовые вычисления — вычисления быстрее обычных, основанные на квантовых принципах, делающих возможным запуск множества вычислительных процессов одновременно.

Квантовая гравитация — физики ищут теорию квантовой гравитации, которая объединит квантовую физику, описывающую очень маленькие системы, и общую теорию относительности, описывающую гравитацию и крупномасштабные механизмы Вселенной. В настоящее время две теории не согласуются относительно таких явлений, как, например, происходящие на краю черной дыры.

Квантовая криптография — использует законы квантовой механики для защиты информации, так что ее невозможно перехватить и считать.

Квантовая механика — теория, основанная на законах, объясняющих поведение объектов на атомном и субатомном уровне, где частицы распространяются как волны, могут быть в нескольких состояниях одновременно, а также обладать общими состояниями, соединяющими их во времени и в пространстве.

Квантовая телепортация — явление, в котором квантовое состояние одной частицы может быть передано другой удаленной частице без какого-либо физического распространения между ними.

Квантовая теория информации — квантовый вариант классической теории информации, касающейся способов хранения и обработки информации в различных системах.

Квантовое туннелирование — явление, в котором частица может проходить через непроницаемый, на первый взгляд, барьер, используя свои волновые свойства.

Классическая физика — физика, предшествующая квантовой механике и теории относительности. В ней, например, есть законы движения Ньютона.

Коллапс волновой функции — явление, в котором частица, находящаяся в комбинации состояний, переходит во всего лишь одно из них. Это часто происходит, когда мы проводим измерения над квантовой системой.

Копенгагенская интерпретация – хотя квантовая механика проходила все экспериментальные проверки, физики так и не решили, какое значение она имеет для природы реальности. Эта интерпретация говорит, что частицы не обладают определенными свойствами до того, как вы их измерите.

Корпускулярно-волновой дуализм — крохотные порции вещества, подобно фотонам света, могут вести себя либо как частицы, либо как волны в зависимости от того, как вы их измеряете.

Кот Шрёдингера — знаменитый мысленный эксперимент, придуманный Эрвином Шрёдингером. Кота помещают в закрытый ящик, где смертельно опасный для него процесс может быть запущен непредсказуемым явлением, например распадом радиоактивной частицы. Согласно некоторым интерпретациям квантовой механики, кот и жив, и мертв одновременно, пока вы не откроете ящик, чтобы выяснить, жив он или мертв.

Кротовая нора — кратчайший путь между двумя точками пространства-времени. Некоторые теории говорят, что пары черных дыр могут быть соединены кротовыми норами благодаря квантовой запутанности.

Кубит — сокращение для термина «квантовый бит». При вычислениях обычный бит может принимать значение либо 0, либо 1. Квантовый бит может принимать оба значения одновременно.

Многомировая интерпретация — другой взгляд на следствия квантовой механики (см. Копенгагенская интерпретация). Многомировая интерпретация говорит, что каждый раз, когда вы осуществляете измерение, Вселенная расщепляется, создавая новые реальности. Каждый возможный результат измерений существует в одной из этих реальностей.

Мультивселенная – наша Вселенная может быть всего лишь одной из множества вселенных. Есть много типов мультивселенных. Инфляционная мультивселенная, например, возникает в результате экспоненциального расширения пространства-времени: это означает, что далеко за краем наблюдаемой Вселенной имеются бесчисленные вселенные, раздувающиеся как пузыри и недоступные нам. Многомировая интерпретация квантовой механики также включает существование бесчисленных вселенных, параллельных по отношению к нашей, взаимодействие между которыми приводит к возникновению квантовых явлений.

Наблюдатель – человек или предмет, проводящий измерение.

Нелокальность — способ, с помощью которого, как кажется, квантовые частицы способны мгновенно влиять друг на друга на огромных расстояниях.

Неравенства Белла – были получены физиком Джоном Беллом, чтобы проверить, могут ли таинственные квантовые воздействия на вроде бы невероятных расстояниях быть вызваны некоторым другим эффектом вроде неизвестной силы или свойства.

Общая теория относительности – теория Эйнштейна о том, как массивные объекты искривляют пространство и время вокруг них, вызывая гравитационные эффекты.

Принцип неопределенности Гейзенберга – утверждает, что в квантовом мире импульс и положение объекта не являются отдельными свойствами. Они обладают смесью этих двух свойств, которые нельзя полностью разделить.

Гейзенберг показал, что если мы точно знаем положение частицы, то не можем уверенно сказать о ее скорости, и наоборот, – всегда есть неопределенность в одной из величин. Это также верно для других пар свойств.

Скрытые параметры — величины, относящиеся к так и не обнаруженным силам или свойствам, которые, как считают некоторые физики, могут объяснить квантовую таинственность.

Специальная теория относительности — теория Эйнштейна, постулирующая, что скорость света всегда и везде одинакова, независимо от движения человека, измеряющего ее, а также что пространство и время тесно взаимосвязаны.

Спин (в квантовом смысле) — квантовое свойство, которым обладают многие виды частиц, включая электроны. Вы его можете представить как вращение частицы вокруг своей оси, хотя, строго говоря, это не совсем так.

Стандартная модель физики частиц — охватывает три из четырех взаимодействий в природе. Она описывает взаимодействие частиц-бозонов, переносящих взаимодействия, с частицами-фермионами, составляющими вещество согласно математике квантовой теории поля.

Суперпозиция — явление, в котором частица существует в нескольких состояниях одновременно подобно нахождению в двух местах одновременно.

Уравнение Дирака – полученное Полем Дираком, оно примирило квантовую механику и специальную теорию относительности, чтобы описать электрон, распространяющийся со скоростью, близкой к скорости света.

Уравнение Шрёдингера — уравнение, описывающее изменения квантовой системы со временем.

Фотоны – отдельные частицы света.

Черная дыра – точка, где пространство-время обладает бесконечной кривизной, вокруг которой обычные законы физики нарушаются, а квантовая физика и теория относительности Эйнштейна не согласуются друг с другом. Она безжалостно затягивает вещество, и даже свет не может выйти.