جهانی که ما تجربه میکنیم، تنها یک «رابط کاربری» زیبا و سادهشده است؛ مجموعهای از آیکونهای قابل فهم به نام «فیزیک کلاسیک» که به ما اجازه میدهند با واقعیت کار کنیم: سیبها سقوط میکنند، سیارات میچرخند و قوانین علت و معلول، قابل اعتماد به نظر میرسند. اما این رابط کاربری، تمام داستان نیست. در زیر این سطح آشنا، یک «کد منبع» بینهایت پیچیدهتر و قدرتمندتر درحال اجراست؛ سیستمعامل بنیادین کیهان که قوانینش نهتنها عجیب، بلکه اساسا متفاوت با هر چیزی است که در صفحهنمایش روزمره خود میبینیم. این کد منبع، مکانیک کوانتوم است.
درک این نکته، کلید ورود به آینده است. ما دیگر بهدنبال کشف «شکافها» در واقعیت نیستیم، بلکه بهدنبال دسترسی به «سطح ادمین» هستیم؛ پدیدههایی که پیشتر بررسی کردیم ازجمله تونلزنی، برهمنهی، ابررسانایی و انرژی خلأ باگهای سیستم نیستند؛ آنها ویژگیهای اصلی و قدرتمند این سیستمعاملاند. اینها مفاهیم کلیدی و قوانینی هستند که نهتنها به ما اجازه میدهند جهان را عمیقتر بفهمیم، بلکه ابزارهایی برای «برنامهنویسی» واقعیت در اختیار ما قرار میدهند.
اولین و بنیادیترین قانون در این کد منبع، قانون «و/همچنین» است. در رابط کاربری کلاسیک ما، یک شیء «یا» اینجاست «یا» آنجا. اما در سطح کوانتومی، یک الکترون میتواند همزمان اینجا و آنجا باشد. این اصل برهمنهی، حالت پیشفرض سیستم است. یک ذره تا زمانی که مجبور به نمایش خود در رابط کاربری ما نشود، در یک «ابر احتمال» از تمام حالتهای ممکن خود وجود دارد. این قانون، اساس کار رایانههای کوانتومی است. ما در حال ساخت ماشینهایی هستیم که به زبان مادری کیهان -زبان احتمالات- محاسبه میکنند و با پردازش همزمان بیشمار حالت، مسایلی را حل میکند که برای رایانههای کلاسیک غیرقابل حلاند.
قانون دوم، قانون «جهش، نه لغزش» است. در دنیای ما، انرژی مانند یک سطح شیبدار پیوسته به نظر میرسد اما در کد منبع کوانتومی، انرژی و دیگر خواص، کوانتیزه یا بستهای هستند؛ مانند پیکسلهای روی یک صفحهنمایش. یک الکترون نمیتواند بین دو تراز انرژی قرار بگیرد، بلکه باید از یکی به دیگری بِپَرد و «جهش» کند. این جهشهای دقیق، اساس پایداری اتمها و مولکولها هستند و با آن میتوانیم لیزرها، الایدیها و تمام شیمی مدرن را بسازیم. پدیده ابررسانایی نیز شکل اعلای این قانون است؛ جایی که الکترونها بهصورت یک گروه کوانتومی یکپارچه، بدون هدردادن ذرهای انرژی، در ماده حرکت و راه را برای ساخت حسگرهای پزشکی فوقدقیق و ماشینهای حملونقل انقلابی باز میکنند.
و سرانجام، قانون «نفوذپذیری» وجود دارد. این قانون میگوید هیچ دیواری مطلقا غیرقابل عبور نیست و هیچ فضایی مطلقا خالی نیست. تونلزنی کوانتومی به ذرات اجازه میدهد تا از سدهای انرژی عبور کنند؛ پدیدهای که هم ستارگان را روشن میکند و هم به حافظههای فلش در دستگاههای ما قدرت میبخشد. در عین حال، همین قانون نشان میدهد که خلأ، یک دریای خروشان از انرژی نقطهصفر است که میتواند نیروی کازیمیر را تولید کند؛ نیرویی که در طراحی ماشینهای نانومقیاس آینده نقشی حیاتی خواهد داشت.
این سه قانون _ و/همچنین، جهش نه لغزش، و نفوذپذیری _ تنها چند خط از کد منبع کیهان هستند. اما درک آنها، ما را از جایگاه «کاربران» این جهان به جایگاه «توسعهدهندگان» آن ارتقا میدهد. هر فناوری کوانتومی که در بخشهای بعد به آن خواهیم پرداخت، در واقع یک «نرمافزار» جدید است که ما با استفاده از این قوانین بنیادی نوشتهایم. ما در آستانه دورانی ایستادهایم که در آن، محدودیتهای رابط کاربری کلاسیک دیگر برایمان الزامآور نخواهد بود. ما درحال یادگیری زبان خلقت هستیم تا با آن، آیندهای را بنویسیم که امروز تنها در قلمرو ناممکنها وجود دارد.
دیدگاهتان را بنویسید