#07 - 10/2016

το κβαντικό μέλλον είναι κοντά (και θα αναποδογυρίσει πολλά...)

με αφορμή έναν δορυφόρο...
(...που θα κάνει κβαντικά πειράματα στο διάστημα)

Η εμφάνιση ολοένα και πιο ακραία καινοτόμων τεχνολογικών εφαρμογών έχει γίνει εδώ και χρόνια μια βαρετή κοινοτοπία των ηλεκτρονικών μέσων της αντίστοιχης θεματολογίας. Σε βαθμό που οτιδήποτε κι αν ισχυριστεί μια τέτοια είδηση ως επίτευγμα φαντάζει εξωπραγματικό μεν, αλλά συνηθισμένο. Στις 16 Αυγούστου, σε μια πλειάδα ηλεκτρονικών μέσων, τόσο σχετικών με την φυσική όσο και απλά ειδησεογραφικών, εμφανίστηκε με μικρές παραλλαγές αλλά παντού με βαρύγδουπους τίτλους, η παρακάτω είδηση: [1http://english.cas.cn/head/201608/t20160816_166483.shtml (Chinese Academy of Scienses Newsroom). Καθώς η είδηση εδώ μεταφέρεται από καθεστωτική πηγή της κίνας, μπορείτε να φανταστείτε ότι στη θέση της έπαρσης που είναι εμφανής στο κείμενο που αναδημοσιεύουμε, στα δυτικά μέσα ενημέρωσης υπάρχει εμφανής (στην καλύτερη) ο φθόνος, σαν υπονοούμενο μιας δεδομένης διαστημικής-γεωπολιτικής ανασφάλειας.]

China Launches First-ever Quantum Communication Satellite

Η Κίνα εκτόξευσε με επιτυχία τον πρώτο κβαντικό δορυφόρο του κόσμου από το Κέντρο Εκτόξευσης δορυφόρων Jiuquan στην βορειοδυτική Έρημο Gobi στις 01:40 την Τρίτη.
Μέσα σε ένα σύννεφο πυκνού καπνού, ο δορυφόρος Quantum Experiments at Space Scale (QUESS), βρυχήθηκε στον σκοτεινό ουρανό στην κορυφή ενός πυραύλου Long March-2D.
Ο δορυφόρος των 600-και-κάτι-κιλών θα ολοκληρώνει μια περιστροφή γύρω από την Γη κάθε 90 λεπτά, αφού εισέλθει σε ηλιοσύγχρονη τροχιά στο ύψος των 500 χιλιομέτρων.
Το παρατσούκλι του είναι Micius, από έναν Κινέζο φιλόσοφο και επιστήμονα στον οποίο αποδίδονται τα πρώτα οπτικά πειράματα στην ιστορία της ανθρωπότητας.
Στην διετή του αποστολή, ο QUESS σχεδιάστηκε για να εγκαθιδρύσει αδιαπέραστες σε χακαρίσματα (hack-proof) κβαντικές τηλεπικοινωνίες μεταδίδοντας κλειδιά που δεν “σπάνε” από το διάστημα προς το έδαφος και για να παρέχει γνώσεις σχετικά με το πιο παράξενο φαινόμενο στην κβαντική φυσική – την κβαντική σύζευξη.
Η κβαντική επικοινωνία επιδεικνύει υπερ-υψηλή ασφάλεια καθώς ένα κβαντικό φωτόνιο δεν μπορεί ούτε να διαχωριστεί ούτε να αντιγραφεί. Επομένως είναι αδύνατη η υποκλοπή, η αναχαίτιση ή το “σπάσιμο” της πληροφορίας που μεταδίδεται μέσω αυτού.
Με την βοήθεια του νέου δορυφόρου, οι επιστήμονες θα μπορούν να δοκιμάσουν τη διανομή κβαντικού κλειδιού μεταξύ του δορυφόρου και των σταθμών στο έδαφος και να διενεργήσουν ασφαλείς κβαντικές επικοινωνίες μεταξύ Beijing [στμ Πεκίνου] και Urumqi, της επαρχείας Xinjiang.
Ο QUESS, όπως σχεδιάζεται, θα ακτινοβολήσει επίσης συζευγμένα φωτόνια σε δύο σταθμούς στη γη, που απέχουν μεταξύ τους 1200 χιλιόμετρα, ώστε να δοκιμαστεί η κβαντική σύζευξη σε μεγαλύτερη απόσταση, καθώς και θα δοκιμαστεί η κβαντική τηλεμεταφορά μεταξύ του δορυφόρου και ενός σταθμού στο Ali του Θιβέτ.
“Η εκτόξευση αυτού του δορυφόρου σηματοδοτεί μια μετάβαση για τον ρόλο της Κίνας – από ακόλουθο των εξελίξεων στην ανάπτυξη των κλασικών τεχνολογιών της πληροφορίας σε έναν από τους ηγέτες που οδηγούν τα μελλοντικά επιτέυγματα αυτών των τεχνολογιών” δήλωσε ο Pan Jianwei, επικεφαλής επιστήμονας του πρότζεκτ QUESS, στην Κινέζικη Ακαδημία Επιστημών.
Οι επιστήμονες τώρα αναμένουν ότι οι κβαντικές τηλεπικοινωνίες θα αλλάξουν θεμελιωδώς την ανθρώπινη εξέλιξη στις επόμενες δύο ή τρεις δεκαετίες, καθώς υπάρχουν τεράστιες προοπτικές για την εφαρμογή της νέας γενιάς επικοινωνιών σε πεδία όπως η άμυνα, ο στρατός και η οικονομία.

Κβαντική σύζευξη, κβαντική κρυπτογραφία, κβαντική τηλεμεταφορά: όχι μόνο δεν μπορούμε καταρχήν να υποθέσουμε πώς λειτουργούν τα παραπάνω, αλλά ακόμα και ο προσδιορισμός των τεχνολογιών ως κβαντικών προκαλεί αμηχανία, πόσο μάλλον η έννοια της “σύζευξης” ή η “τηλεμεταφορά”.

Προτού οι οπαδοί της τηλεοπτικής σειράς Star Trek τρελαθούν από την χαρά τους (για την τηλεμεταφορά), που βέβαια εδώ δεν αφορά κάποια μικρά ή μεγάλα αντικείμενα αλλά δεδομένα (πληροφορίες...), ο πειραματικός τηλεπικοινωνιακός δορυφόρος QUESS θα πρέπει να αντιμετωπίσει μερικά σοβαρά μη-κβαντικά τεχνικά ζητήματα. Σύμφωνα με δηλώσεις των επικεφαλής του πρότζεκτ QUESS:

Στις κβαντικές επικοινωνίες μια ακριβής εκπομπή φωτονίων μεταξύ του “εξυπηρετητή” και του “δέκτη” δεν είναι ποτέ εύκολο να πραγματοποιηθεί, καθώς ο οπτικός άξονας του δορυφόρου πρέπει να σημαδεύει ακριβώς προς αυτούς των τηλεσκοπίων στους σταθμούς εδάφους.
... Απαιτεί ένα σύστημα ευθυγράμμισης που είναι 10 φορές πιο ακριβές από αυτό ενός συνηθισμένου δορυφόρου και ο ανιχνευτής εδάφους μπορεί να πιάσει μόνο ένα στο εκατομμύριο από τα συζευγμένα φωτόνια που εκτοξεύονται...
... Αυτό που το κάνει ακόμα πιο δύσκολο είναι ότι με την ταχύτητα των οχτώ χιλιομέτρων το δευτερόλεπτο, με την οποία πετάει ο δορυφόρος πάνω από τη γη, θα είναι ανιχνεύσιμος από τον σταθμό εδάφους απλώς για μερικά λεπτά.
... Θα είναι σαν να ρίχνεις ένα κέρμα από ένα αεροπλάνο στα 100.000 μέτρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας ακριβώς μέσα στη σχισμή ενός κουμπαρά.

Όσον αφορά την αντιμετώπιση των παραπάνω μηχανικών-οπτικών τεχνικών προβλημάτων μπορούμε να είμαστε σίγουροι ότι οι παλιοί καλοί νόμοι της φυσικής, με την βοήθεια των μαθηματικών και των σύγχρονων υπολογιστικών συστημάτων, θα μπορέσουν κάποια στιγμή μέσα στα επόμενα δύο χρόνια να “συγχρονίσουν” τον δορυφόρο με τους σταθμούς εδάφους· και έτσι με ευστοχία τα φωτόνια θα μπορέσουν να ακτινοβοληθούν. Δικαιούμαστε όμως να είμαστε το ίδιο σίγουροι για τα κβαντικά φαινόμενα που θα δοκιμαστούν και θα μελετηθούν; Από μια άποψη, το γεγονός και μόνο ότι ο δορυφόρος θα εκτελέσει “απλώς” κάποια πειράματα, σημαίνει ότι μπορεί και να αποτύχουν. Από την άλλη, αν αυτό που υπόσχεται η κβαντική τεχνολογία στο συγκεκριμένο ζήτημα, δηλαδή οι απόλυτα ασφαλείς επικοινωνίες, πρόκειται να πραγματοποιηθεί, τότε, αν αυτό είναι να γίνει, ας γίνει ακόμα και με τηλεμεταφορά! Αρκετοί άλλωστε με κάθε ευκαιρία επαναλαμβάνουν ότι το αίτημα για “ασφαλείς επικοινωνίες” είναι κομβικό στην μετά-Snowden εποχή. Εν τω μεταξύ, καθώς εξακολουθούμε να διανύουμε την εποχή της αυτο-έκθεσης και της οικειοθελούς εκχώρησης της ιδιωτικότητας στα κράτη (τους στρατούς και τις αστυνομίες τους) και τις εταιρίες, το ερώτημα γίνεται εύλογο: Για ποιους είναι κομβική η ασφάλεια των επικοινωνιών και γιατί;
Πριν καταπιαστούμε όμως με ένα τέτοιο ερώτημα, υπάρχει και κάτι ακόμα που έχει τη δική του σημασία. Το γεγονός ότι η κβαντική φυσική, που σαν θεωρία πλησιάζει τα εκατοστά της γενέθλια, έρχεται να συγκεραστεί, αρκετά χρόνια μετά, με τις λεγόμενες τεχνολογίες της πληροφορικής και των επικοινωνιών. Αν οι τελευταίες αποτελούν αιχμή της τεχνολογικής αναδιάρθρωσης, η σύγκλιση αυτή - οι σκοπιμότητες και οι αναγκαιότητες του κεφαλαίου που την επικαθορίζουν - έχει σίγουρα ένα ξεχωριστό ενδιαφέρον.

η κβαντική θεωρία απέναντι στις βεβαιότητες τις κλασικής μηχανικής (Ι)

Ποιες είναι οι βασικές αρχές αυτού που ονομάστηκε στις πρώτες δεκαετίες του 20ου αιώνα κβαντική μηχανική; Σε τι μοιάζει, και κυρίως, σε τι διαφέρει από αυτά που γνωρίζουμε ως ακλόνητους νόμους της κλασικής φυσικής; Αν και είναι αδύνατο μέσα σε λίγες σελίδες να απαντηθούν τέτοια ερωτήματα, εντούτοις θα πρέπει να έχουμε στο νου μας κάποια βασικά στοιχεία για την καταγωγή και την εξέλιξη μερικών από τις σύγχρονες “καινοτομίες”, όπως η κβαντική πληροφορική/υπολογιστική. Όχι μόνο γιατί πειράματα κβαντικών επικοινωνιών επιχειρούνται πλέον ακόμα και στο διάστημα, αλλά και επειδή η επιστήμη σαν ιδέα [2βλ. Cyborg #1, Η επιστήμη σαν ιδέα] στοιχειώνεται από τις έννοιες και τα “παράδοξα” της κβαντομηχανικής. Οι έννοιες αυτές φαίνεται να έρχονται πολλές φορές σε σύγκρουση και αντιφάσεις, όχι απλώς με τους νόμους της κλασικής φυσικής καθεαυτούς, αλλά ακόμα και με πιο θεμελιώδη αξιωματικά χαρακτηριστικά της κλασικής μηχανικής.
Θεμελιώδη χαρακτηριστικά της κλασικής φυσικής(- μηχανικής) αποτελούν η αιτιότητα και η συνακόλουθη δυνατότητα ακριβούς αναπαράστασης του κόσμου ως αντικειμενικής πραγματικότητας. Η εγκαθίδρυση αυτών των χαρακτηριστικών προκύπτει από τη δυνατότητα διεξαγωγής ανεξάρτητων και επαναλαμβανόμενων πειραμάτων και μετρήσεων που αναπαράγουν / επαληθεύουν κάθε φορά τα ίδια αναμενόμενα θεωρητικά αποτελέσματα. Παράγονται με αυτόν τον τρόπο θεμελιώδεις αιτιακές σχέσεις μεταξύ της δεδομένης (αρχικής) κατάστασης του υπό παρατήρηση φυσικού αντικειμένου και των αποτελεσμάτων των μετρήσεων που γίνονται πάνω σε αυτό, καθώς το σύστημα μεταβάλλεται στο χώρο και στον χρόνο (επόμενες καταστάσεις).
Αυτή η λεγόμενη μηχανιστική κοσμοεικόνα της κλασικής φυσικής έχει στο πλευρό της, εδώ και αρκετούς αιώνες, πολλά από τα “ιερά τέρατα” της επιστήμης: Από του νόμους του Νεύτωνα (17ος αιώνας), μέχρι την ηλεκτρομαγνητική θεωρία του Maxwell (19ος αιώνας) και τη διατύπωση της ειδικής και της γενικής θεωρίας της σχετικότητας από τον Αϊνστάιν (αρχές τους 20ου αιώνα). Στις αρχές του 20ου αιώνα, όταν ακόμα τα εκπαιδευτικά συστήματα δεν είχαν εδραιωθεί σαν βασικός κρατικός θεσμός, όλα αυτά δεν μπορούσαν παρά να αφορούν τις συζητήσεις μεταξύ των επιστημόνων. Πολλοί από αυτούς τότε εμφανίζονταν σίγουροι ότι η κλασική μηχανική είναι σε θέση να ερμηνεύσει το σύνολο των φυσικών φαινομένων. Ή σχεδόν σίγουροι: Ακριβώς την ίδια περίοδο (τέλη 19ου - αρχές 20ου αιώνα) το ίδιο εργαλείο, το πείραμα, που ως τότε χρησίμευε στην παραγωγή και επιβεβαίωση των επιστημονικών θεωριών, άρχισε να οδηγεί στις πρώτες αντιφάσεις. Πλήθος πειραματικών δεδομένων που προέκυπταν από την μελέτη φαινομένων ατομικής κλίμακας δεν μπορούσαν να ερμηνευτούν επαρκώς από την κλασική μηχανική.

Προκειμένου να παραθέσουμε εδώ ένα μόνο τέτοιο παράδειγμα που αφορά την διείσδυση των φυσικών επιστημών στον μικρόκοσμο και τις αντιθέσεις που προκάλεσε με τις ως τότε δεδομένες βεβαιότητες, μεταφράζουμε ένα απόσπασμα από την εισαγωγή του βιβλίου “The Principles of Quantum Mechanics” του P. A. M. Dirac: [3Dirac, P. A. M., 1930, The Principles of Quantum Mechanics, Oxford: Clarendon Press.]

Ως μια ακόμα απεικόνιση της αποτυχίας της κλασικής μηχανικής μπορούμε να θεωρήσουμε την συμπεριφορά του φωτός. Έχουμε, από τη μία πλευρά, τα φαινόμενα της συμβολής και της περίθλασης του φωτός, που μπορούν να ερμηνευτούν μόνο στην βάση της κυματικής θεωρίας· από την άλλη, έχουμε φαινόμενα όπως η φωτο-ηλεκτρική εκπομπή και η σκέδαση από ελεύθερα ηλεκτρόνια, που δείχνουν ότι το φως συντίθεται από μικρά σωματίδια. Αυτά τα σωματίδια, που αποκαλούνται φωτόνια, έχει το καθένα μια ορισμένη ενέργεια και ορμή, που εξαρτάται από τη συχνότητα του φωτός, και εμφανίζονται να έχουν το ίδιο πραγματική υπόσταση με τα ηλεκτρόνια ή οποιαδήποτε άλλα σωματίδια που είναι γνωστά στη φυσική. Κάποιο κλάσμα ενός φωτονίου ποτέ δεν έχει παρατηρηθεί.

Πειράματα έχουν δείξει ότι αυτή η ανώμαλη συμπεριφορά δεν είναι μια ιδιομορφία του φωτός, αλλά είναι εντελώς γενική. 'Ολα τα σωματίδια της ύλης έχουν κυματικές ιδιότητες, οι οποίες μπορούν να εκτεθούν κάτω από τις κατάλληλες συνθήκες. Εδώ έχουμε ένα πολύ χτυπητό και γενικό παράδειγμα της κατάρρευσης της κλασικής μηχανικής - όχι απλώς μια ανακρίβεια των νόμων της κίνησης, αλλά μια ανεπάρκεια των εννοιών της να μας παρέχουν μια περιγραφή όσων συμβαίνουν σε ατομική κλίμακα.
Η αναγκαιότητα να αποστασιοποιηθούμε από τις κλασικές ιδέες όταν κανείς επιθυμεί να λάβει υπόψη την έσχατη μορφή της ύλης μπορεί να γίνει αντιληπτή, όχι μόνο από πειραματικά αποδεδειγμένα γεγονότα, αλλά και από γενικές φιλοσοφικές αφετηρίες...

Στη συνέχεια ο Dirac, καθώς πραγματεύεται την ατέρμονη κατάτμιση της ύλης και τη δυνατότητα των ανθρώπων να την παρατηρούν μέσω πειραμάτων, καταλήγει:

...πρέπει να αναθεωρήσουμε τις ιδέες μας περί αιτιότητας. Η αιτιότητα εφαρμόζεται μόνο σε ένα σύστημα που μένει αδιατάρακτο. Αν ένα σύστημα είναι μικρό, δεν μπορούμε να το παρατηρήσουμε χωρίς να παράξουμε μια σοβαρή διαταραχή και επομένως δεν μπορούμε να αναμένουμε την εύρεση κάποιας αιτιακής σύνδεσης μεταξύ των αποτελεσμάτων και των παρατηρήσεών μας. Η αιτιότητα μπορεί να θεωρηθεί ότι εφαρμόζεται σε αδιατάρακτα συστήματα και οι εξισώσεις που θα συσταθούν για να περιγράψουν ένα αδιατάρακτο σύστημα θα είναι διαφορικές εξισώσεις που εκφράζουν την αιτιακή σύνδεση μεταξύ των καταστάσεων σε μια χρονική στιγμή και τις καταστάσεις σε μια επόμενη χρονική στιγμή. Αυτές οι εξισώσεις θα είναι σε στενή αντιστοιχία με τις εξισώσεις της κλασικής μηχανικής, αλλά θα είναι μόνο έμμεσα συνδεδεμένες με τα αποτελέσματα των παρατηρήσεων. Υπάρχει μια αναπόφευκτη αβεβαιότητα στον υπολογισμό των παρατηρησιακών αποτελεσμάτων, καθώς η θεωρία μας επιτρέπει να υπολογίσουμε γενικά μόνο την πιθανότητα που έχουμε να αποκτήσουμε ένα συγκεκριμένο αποτέλεσμα όταν κάνουμε μια παρατήρηση.

Σε αυτό του το πόνημα για την κβαντική μηχανική, ο Dirac δεν έμεινε μόνο στα λόγια. Στις 82 ενότητες του βιβλίου του περιλαμβάνονται 785 μαθηματικές εξισώσεις. Σε κάθε περίπτωση, καμιά θεωρία της φυσικής δεν θα μπορούσε να επιβιώσει για πολύ χωρίς να συνοδεύεται από ένα πλήρες μαθηματικό “οπλοστάσιο”. Πρωταρχικές έννοιες και θέσεις της κβαντικής θεωρίας, όπως η αρχή της αβεβαιότητας, η επαλληλία των καταστάσεων της ύλης και η “συμμετοχή” της μετρητικής διάταξης στο ίδιο το αποτέλεσμα του πειράματος “φλερτάρουν” οριακά με την άρνηση της ύπαρξης μιας αντικειμενικά μετρήσιμης πραγματικότητας και θα μπορούσαν να αφοριστούν από τους κλασικούς φυσικούς ως αντι-ρεαλιστικές ή/και μεταφυσικές.
Στον μικρόκοσμο, η αιτιοκρατία της κλασικής φυσικής, θα έπρεπε να αντικατασταθεί από την πιθανοκρατική ερμηνεία των εξισώσεων της κβαντικής μηχανικής. Μόνο με αυτόν τον τρόπο ένα σωματίδιο θα μπορούσε να συλληφθεί σαν να κατέχει πολλές καταστάσεις ταυτόχρονα: μέσα από την επιβεβαίωση ότι οι πιθανότητες εμφάνισης του καθενός από τα δυνατά αποτελέσματα που προβλέπονται από τις εξισώσεις μπορούν να επαληθευτούν πειραματικά. Και έτσι έγινε: οι πειραματικές διατάξεις και οι παρατηρητές ξεπέρασαν το “υπαρξιακό” τους πρόβλημα και από μηχανισμοί απόδειξης βεβαιοτήτων μετατράπηκαν σε μηχανισμούς επαλήθευσης πιθανοτήτων.
Με μια κομβική διαφορά: οι ίδιες οι μετρητικές διατάξεις, ο ίδιος ο εξοπλισμός παραγωγής του πειράματος, “συμμετέχει” στην εξαγωγή της παρατηρούμενης “πραγματικότητας”, γίνεται κομμάτι της και καθορίζει με αβέβαιο/τυχαίο τρόπο την έκβαση της μέτρησης. Με αυτόν τον τρόπο ο κάποτε “εξωτερικός” παρατήρητης της “αντικειμενικής πραγματικότητας”, γίνεται ο ίδιος συντελεστής της σχέσης μεταξύ παρατήρησης και ύλης, γίνεται ο φορέας της μετάβασης από την πιθανή κβαντική κατάσταση του αόρατου, αβέβαιου συστήματος στην γνώση μίας (κάθε φορά διαφορετικής) από τις πιθανές τιμές ενός μεγέθους που μπορεί να μετρηθεί.

η κβαντική θεωρία απέναντι στις βεβαιότητες τις κλασικής μηχανικής (ΙΙ)

Αν τα παραπάνω συνοψίζουν πρόχειρα κάποια λίγα από τα βασικά χαρακτηριστικά της κβαντικής μηχανικής, σε σύγκριση με την κλασική, αυτό δεν σημαίνει ότι υπήρξε ή υπάρχει κάποια ομοφωνία σχετικά με αυτά, μεταξύ των ειδικών του είδους. Τα “παράθυρα”, κυρίως γύρω από το ζήτημα της κβαντικής μέτρησης, ήταν και παραμένουν ορθάνοιχτα. Σαν αποτέλεσμα, η πολλαπλότητα των ερμηνειών της κβαντομηχανικής θεωρίας και της φυσικής σημασίας των μαθηματικών της τύπων μάλλον δεν μπορεί να βρει άλλο ανάλογο στην ιστορία των επιστημών. Μπορεί κανείς να αναζητήσει και να βρει αρκετές φλογερές αντιπαραθέσεις πάνω στα ζητήματα της κβαντικής μηχανικής. Τέτοιες αντιπαραθέσεις περιλαμβάνονται στη διαμόρφωση “σοβαρών” εναλλακτικών κβαντικών θεωριών ή/και ερμηνειών με μαθηματικά επιχειρήματα, σε αρκετά βιβλία-δημοσιεύσεις-διδακτορικά πάνω στη φιλοσοφία των επιστημών με οντολογικές και γνωσιολογικές θεωρήσεις, και καταλήγουν να εμφανίζονται, έναν αιώνα μετά, ακόμα και σε ...καυγάδες σε forum και κοινωνικά δίκτυα.

Από το σύνολο των “σοβαρών” ενδο-επιστημονικών αντιθέσεων που ξέσπασαν σχετικά με την κβαντική θεωρία από τη δεκαετία του '30 και ύστερα, θα μείνουμε σε μία που φαίνεται να έχει ιδιαίτερη σημασία για αυτό που εμφανίζεται τώρα ως κβαντική θεωρία της πληροφορίας και ως κβαντική υπολογιστική. Πρόκειται για ένα πείραμα σκέψης των Einstein–Podolsky–Rosen, που οδήγησε σε αυτό που έγινε γνωστό ως το παράδοξο των EPR (EPR paradox) από τα αρχικά των συγγραφέων της αντίστοιχης δημοσίευσης το 1935. [4Einstein, A., B. Podolsky, and N. Rosen, 1935, “Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?”, Physical Review, 47: 777–780. Διαθέσιμο στο: http://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.47.777] Στο κείμενο αυτό γίνεται προσπάθεια να αποδειχθεί ότι η κβαντομηχανική θεωρία δεν είναι πλήρης. Τα ίδια τα θεωρητικά/μαθηματικά εργαλεία της κβαντικής μηχανικής χρησιμοποιούνται εναντίον της ως “κριτήριο της πραγματικότητας”.

Η υπόθεση των EPR ερμηνεύεται ως εξής: Αν η κβαντική θεωρία (μαζί με τα μαθηματικά της) μπορεί να περιγράψει την πραγματικότητα, θα διατυπώσουμε ένα πείραμα όπου η πραγματικότητα αυτή (όπως την περιγράφει η κβαντική θεωρία), έρχεται σε σύγκρουση με άλλα θεμελιώδη χαρακτηριστικά της πραγματικότητας που δεν μπορούν να αμφισβητηθούν.

Μετά από έντονες συζητήσεις και διαφωνίες, που ακολούθησαν την δημοσίευση αυτή, [5Η σημασία των ακραίων αντιφάσεων μεταξύ κλασικής και κβαντικής φυσικής δεν έγινε άμεσα αντιληπτή με την εμφάνιση της δημοσίευσης. Ο Einstein δεν άργησε όμως να καταλάβει ότι ο φορμαλισμός του κειμένου (συντάκτης του οποίου είναι ο Podolsky) δεν βοηθούσε στο να αναδειχθούν τα πραγματικά διακυβεύματα. Για αυτό το λόγο τα κεντρικά περιεχόμενα του κειμένου έγιναν βασικό θέμα στις ανταλλαγές επιστολών μεταξύ των επιστημόνων της εποχής.] προκύπτει τελικά το “παράδοξο”, σαν αντιστροφή του αρχικού επιχειρήματος των EPR: η κβαντική θεωρία μπορεί να θεωρηθεί πλήρης (τα συμπεράσματα της αντιστοιχούν με την πραγματικότητα), μόνο αν παραβιάζονται δύο ακόμα θεμελιώδη χαρακτηριστικά των κλασικών φυσικών επιστημών, που δεν μπορούσαν ως τότε να αμφισβητηθούν: η αρχή της τοπικότητας και η διαχωρισιμότητα. Τι είναι λοιπόν αυτά που οι EPR θεωρούσαν ακλόνητα στοιχεία της φυσικής πραγματικότητας στο πείραμα σκέψης τους; [6Οι αμέσως παρακάτω πληροφορίες προέρχονται από το σχετικό λήμμα της ιντερνετικής εγκυκλοπαίδειας Stanford Encyclopedia of Philosophy. Στο http://plato.stanford.edu/entries/qt-epr/#1.2]

(Διαχωρισιμότητα) Οι EPR θεωρούν δεδομένο ότι, για ένα συνδυαστικό σύστημα που αποτελείται από δύο μέρη (πχ σωματίδια), όταν αυτά είναι διαχωρισμένα στον χώρο, στο καθένα από αυτά αντιστοιχεί κάποια “πραγματικότητα”.
(Τοπικότητα) Οι EPR θεωρούν δεδομένη μια αρχή της τοπικότητας σύμφωνα με την οποία, αν δύο συστήματα είναι αρκετά μακριά μεταξύ τους, το γεγονός της μέτρησης (ή η απουσία της μέτρησης) του ενός συστήματος δεν επηρεάζει άμεσα την πραγματικότητα που αντιστοιχεί στο (απομακρυσμένο) άλλο σύστημα, ούτε μπορεί να επηρεάσει τα αποτελέσματα της μέτρησής του.

Με βάση τις παραπάνω παραδοχές, που διαισθητικά και εμπειρικά φαντάζουν κάτι παραπάνω από σωστές και λογικές, οι EPR καταλήγουν: [7Einstein, A., B. Podolsky, and N. Rosen, 1935, ο.π.]

Πράγματι, δεν θα έφτανε κανείς στο συμπέρασμά μας [στμ ότι η κβαντική θεωρία δεν είναι πλήρης], αν επέμενε στο ότι δύο ή περισσότερες φυσικές ποσότητες μπορούν να θεωρούνται ως ταυτόχρονα στοιχεία της πραγματικότητας μόνο όταν μπορούν να μετρηθούν ή να προβλεφθούν ταυτόχρονα... Αυτό όμως κάνει την πραγματικότητα ... [στο δεύτερο σύστημα] ... να εξαρτάται από τη διαδικασία μέτρησης, η οποία γίνεται στο πρώτο σύστημα και η οποία δεν διαταράσσει το δεύτερο σύστημα με κανένα τρόπο. Κανένας εύλογος ορισμός της πραγματικότητας δεν θα μπορούσε να επιτρέψει κάτι τέτοιο.

Δεκατρία χρόνια αργότερα (1948), διαβάζουμε σχετικά με το θέμα, από μια επιστολή του Einstein προς τον Max Born: [8Διαθέσιμο στο: http://plato.stanford.edu/entries/qt-epr/#1.3. Παρατίθεται από το: Born, M., (ed.), 1971, The Born-Einstein Letters, New York: Walker.]

Είναι ... χαρακτηριστικό των ... φυσικών αντικειμένων ότι θεωρούνται ως διατεταγμένα στο χωρο-χρονικό συνεχές. Μια ουσιαστική πτυχή αυτής της διάταξης είναι ότι απαιτούν [στμ τα φυσικά αντικείμενα], από ένα χρονικό σημείο και μετά, μια ύπαρξη ανεξάρτητη το ένα από το άλλο, δεδομένου ότι αυτά τα αντικείμενα “είναι τοποθετημένα σε διαφορετικά μέρη του χώρου”. ... Η παρακάτω ιδέα χαρακτηρίζει τη σχετική ανεξαρτησία των αντικειμένων (Α και Β) όταν βρίσκονται μακριά στο χώρο: η εξωτερική επίδραση στο Α δεν έχει άμεση επίδραση στο Β.

Το “παράδοξο” λοιπόν, που προκύπτει (για όσους θεωρούν την κβαντική θεωρία πλήρη και διαφωνούν με τις παραδοχές των EPR, και του Einstein ειδικά, για τη φυσική πραγματικότητα), είναι η “δράση από απόσταση” του ενός μέρους του συστήματος στο άλλο, στιγμιαία (ακαριαία), χωρίς να υπάρχει κάποια γνωστή επικοινωνία μεταξύ τους, την στιγμή της ταυτόχρονης μέτρησής τους. Για να γίνει πιο ξεκάθαρο το “Κανένας εύλογος ορισμός της πραγματικότητας δεν θα μπορούσε να επιτρέψει κάτι τέτοιο” (που αναφέρεται στο κείμενο των EPR) αντιγράφουμε για την γενική ιδέα της έννοιας της τοπικότητας από την wikipedia: [9https://en.wikipedia.org/wiki/Principle_of_locality]

Η τοπικότητα αναδείχθηκε από τις θεωρίες πεδίου και την κλασική φυσική. Η γενική ιδέα είναι ότι προκειμένου μία δράση σε ένα σημείο να μπορεί να έχει επίδραση σε ένα άλλο σημείο, πρέπει κάτι να υπάρχει στον χώρο μεταξύ αυτών των δύο σημείων (όπως ένα πεδίο, ένα κύμα, ένα σωματίδιο) που να μεταφέρει (ως μέσο) την δράση. Προκειμένου να ασκηθεί μια επίδραση θα πρέπει κάτι να ταξιδέψει μέσω του χώρου μεταξύ των δύο σημείων, μεταφέροντας την επίδραση.

Ο όρος “κβαντική σύζευξη” [10Στην ελληνική βιβλιογραφία μπορεί να βρεθεί και ως “κβαντική σύμπλεξη” ή “κβαντική διεμπλοκή”.] (quantum entanglement) διατυπώθηκε σε μια σειρά δημοσιεύσεων από τον Schrödinger το 1935-1936. [11E. Schrödinger, "Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik", Naturwissenschaften 23: pp.807-812; 823-828; 844-849 (1935). Ο τίτλος στα αγγλικά: The Present Situation in Quantum Mechanics. Διαθέσιμο στο: https://www.tuhh.de/rzt/rzt/it/QM/cat.html (αγγλική μετάφραση)] [12Schrödinger, E., 1935. “Discussion of Probability Relations Between Separated Systems,” Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 31: 555–563; 32 (1936): 446–451.] Για τις δημοσιεύσεις αυτές, σύμφωνα με τον ίδιο, βασικό κίνητρο αποτέλεσε η δημοσίευση των EPR. Σε αυτά τα κείμενά του, ο Schrödinger, εισάγοντας την έννοια της σύζευξης, υποστηρίζει μεταξύ άλλων ότι η δυνατότητα για αυτό ακριβώς που συζητείται ως “παράδοξο” (η δυνατότητα για “επίδραση από απόσταση”) αποτελεί το βασικό χαρακτηριστικό της κβαντικής μηχανικής και ταυτόχρονα το διαζύγιό της από τις “κλασικές γραμμές σκέψης”: [13Schrödinger, E., 1935, ο.π.]

Όταν δύο συστήματα, των οποίων γνωρίζουμε τις καταστάσεις από τις αντίστοιχες αναπαραστάσεις, εισέρχονται σε μια προσωρινή φυσική αλληλεπίδραση λόγω γνωστών δυνάμεων μεταξύ τους, και όταν μετά από κάποιο χρονικό διάστημα αλληλεπίδρασης τα συστήματα χωρίζονται ξανά, τότε δεν μπορούν πλέον να περιγραφούν με τον ίδιο τρόπο όπως πριν, δηλαδή αποδίδοντας σε καθένα από αυτά τη δικιά του αναπαράσταση. Δεν θα έλεγα ότι αυτό είναι ένα [στμ μεταξύ άλλων] αλλά το [στμ βασικό, πρωταρχικό] χαρακτηριστικό γνώρισμα της κβαντικής θεωρίας, εκείνο το οποίο επιφέρει τη συνολική απόκλιση από τις κλασικές γραμμές σκέψης. Με την αλληλεπίδραση, οι δύο αναπαραστάσεις [οι κβαντικές καταστάσεις] έχουν γίνει συζευγμένες.

Σαν πολυέλαιος, αυτός ο κβαντικός υπολογιστής της IBM δεν εντυπωσιάζει... Όμως πάντα έτσι ήταν στην αρχή: οι υπολογιστικές μηχανές (με λυχνίες) που χρησιμοποιήθηκαν για την αποκωδικοποίηση των γερμανικών επικοινωνιών στο β παγκόσμιο έπιαναν δωμάτια...

κβαντική πληροφορική: why not?

Μπορεί κανείς να φανταστεί ότι τέτοιες διαφωνίες, μεταξύ μεγάλων “ονομάτων” των φυσικών επιστημών αργά ή γρήγορα θα επανέρχονταν, αυτή τη φορά στους πάγκους των εργαστηριακών πειραμάτων. Η απόσταση, παρόλα αυτά, μεταξύ της διατύπωσης ενός “παράδοξου” και της εμφάνισης της κβαντικής πληροφορικής φαίνεται μεγάλη. Όμως, μπροστά στην, έστω και υποθετική, δυνατότητα του εκθετικού πολλαπλασιασμού της υπολογιστικής επεξεργαστικής ισχύος και μνήμης καμιά “παραδοξότητα” δεν θα μπορούσε να είναι αρκετή.

Η στενή σχέση της κβαντικής σύζευξης με τις νέες τεχνο-επιστήμες της κβαντικής πληροφορικής μπορεί πλέον να εντοπιστεί σε αρκετά από τα σχετικά συγγράμματα. Αμέσως παρακάτω, μεταφράζουμε ένα κομμάτι από την εισαγωγή του βιβλίου Quantum Information and Computation του J. Bub. [14Bub, J., 2006. “Quantum Information and Computation,” in John Earman and Jeremy Butterfield (eds.), Philosophy of Physics (Handbook of Philosophy of Science), Amsterdam: North Holland. Διαθέσιμο στο: https://arxiv.org/pdf/quant-ph/0512125v2.pdf] Σε αυτό το απόσπασμα, ο J. Bub παρουσιάζει την κβαντική σύζευξη ως προϋπόθεση και βάση για την ανάδυση των νέων, πανίσχυρων δυνατοτήτων της κβαντικής πληροφορικής/υπολογιστικής:

Στα 1990's είχαμε την ανάπτυξη της κβαντικής θεωρίας της πληροφορίας, με βάση την κατανόηση ότι η κβαντική σύζευξη (entanglement), αντί να αποτελεί μια ασήμαντη πηγή αμηχανίας για τη φυσική, η οποία θα ενδιέφερε μόνο τους φιλοσόφους, μπορεί πράγματι να αξιοποιηθεί ως ένας μη κλασικός δίαυλος επικοινωνίας για την εκτέλεση διαδικασιών επεξεργασίας πληροφορίας, οι οποίες θα ήταν αδύνατες σε έναν κλασικό κόσμο ... Αυτό έχει οδηγήσει σε μια ερευνητική έκρηξη αναμεταξύ των φυσικών και των επιστημόνων της πληροφορικής πάνω στην εφαρμογή ιδεών της θεωρίας της πληροφορίας στην κβαντική υπολογιστική (η οποία εκμεταλλεύεται την κβαντική σύζευξη για το σχεδιασμό κβαντικών υπολογιστών, έτσι ώστε να επιτευχθεί αποτελεσματική απόδοση συγκεκριμένων υπολογιστικών διαδικασιών), στην κβαντική επικοινωνία (νέες μορφές επικοινωνιών που υποβοηθούνται από τη σύζευξη, όπως η κβαντική τηλεμεταφορά), και στην κβαντική κρυπτογραφία (τη σαφή διατύπωση κρυπτογραφικών πρωτοκόλλων που εγγυώνται την άνευ όρων ασφάλεια ενάντια σε υποκλοπές και αντιγραφές, με βάση τους νόμους της κβαντικής μηχανικής ...)

Θα μας επιτρέψει ο συγγραφέας να διαφωνήσουμε σ’ ένα σημείο: ε, όχι και “ασήμαντη πηγή αμηχανίας” για τη φυσική! Μόνο αν εξαιρέσουμε τις μεγάλες προσωπικότητες και τις μεγάλες “αλήθειες” της κλασικής φυσικής που κινδύνευαν να γκρεμιστούν από το θρόνο τους· τότε, εντάξει... Σε κάθε περίπτωση, γίνεται τουλάχιστον εμφανές ότι ή επιστράτευση ακόμα και των λεγόμενων “παράδοξων” της φυσικής έχει μπει για τα καλά στο ρεπερτόριο των επιδιώξεων μιας “ακραίας” πληροφοριακής τεχνολογικής αναδιάρθρωσης.

Στη συνέχεια, ο συγγραφέας παραθέτει έναν κατάλογο κομβικών σημείων που πλέον αναφέρονται ως κομμάτι της πρόσφατης ιστορίας της κβαντικής πληροφορικής/υπολογιστικής. Τα παρακάτω θεωρητικά και πειραματικά επιτεύγματα εμφανίζονται ως ιδιαίτερα σημαντικά για όσους επιδιώκουν να επιβεβαιώσουν την ισχύ της κβαντικής σύζευξης και να την εφαρμόσουν, με κάποιο τρόπο, σε συστήματα κβαντικών υπολογιστών και κβαντικών επικοινωνιών: [15Bub, J., 2006, ο.π.]

Η ανάλυση του Bell [1964] αντέστρεψε το επιχείρημα των EPR, δείχνοντας ότι οι παραδοχές του Einstein για την διαχωρισιμότητα και την τοπικότητα, που είναι εφαρμόσιμες στην κλασική φυσική και υπογραμμίζουν το επιχείρημα της ανεπάρκειας [στμ της κβαντικής θεωρίας], είναι ασύμβατες με ορισμένες στατιστικές κβαντικές συσχετίσεις (που δεν λαμβάνονται υπόψη από τους EPR) διαχωρισμένων συστημάτων ... που βρίσκονται σε συζευγμένες καταστάσεις. Μεταγενέστερα πειράματα [Aspect et al. 1981, 1982] επιβεβαιώνουν αυτές τις μη κλασικές συσχετίσεις σε διατάξεις που απέκλειαν την πιθανότητα κάθε είδους ... κλασικής επικοινωνίας μεταξύ των διαχωρισμένων συστημάτων.
Το 1980, διάφοροι συγγραφείς, όπως οι Wiesner, Benett και Brassard [Wiesner, 1983, Bennet and Brassard, 1984, Benett et. al 1982] επισήμαναν ότι ήταν δυνατή η εκμετάλλευση χαρακτηριστικών της διαδικασίας μέτρησης στην κβαντική μηχανική για την παρεμπόδιση μη ανιχνεύσιμης υποκλοπής σε συγκεκριμένες κρυπτογραφικές διαδικασίες...
... Ο Feynman [1982] μελέτησε το πρόβλημα της αποδοτικής προσομοίωσης της εξέλιξης φυσικών συστημάτων με χρήση κβαντικών πόρων, ... που περιλαμβάνει την ιδέα της κβαντικής υπολογιστικής, αλλά ήταν ο Deutch [1985, 1989] που κατονόμασε τα βασικά χαρακτηριστικά ενός καθολικού κβαντικού υπολογιστή και διατύπωσε των πρώτο αυθεντικά κβαντικό αλγόριθμο.
Μετά την εργασία του Deutch στις κβαντικές λογικές πύλες και τα κβαντικά δίκτυα, ακολούθησαν αρκετοί κβαντικοί αλγόριθμοι για την εκτέλεση υπολογιστικών διαδικασιών με τρόπο πιο αποδοτικό από κάθε γνωστό κλασικό αλγόριθμο ... Ο πιο θεαματικός από αυτούς είναι ο αλγόριθμος του Shor [1994, 1997] για την παραγοντοποίηση ενός θετικού ακέραιου αριθμού N=pq σε δύο πρώτους αριθμούς, που είναι εκθετικά ταχύτερος από τον καλύτερο γνωστό κλασικό αλγόριθμο. Καθώς η παραγοντοποίηση σε πρώτους αριθμούς είναι η βάση του πιο ευρέως χρησιμοποιούμενου σχήματος κρυπτογράφησης δημοσίου κλειδιού (επί του παρόντος εφαρμόζεται καθολικά στης επικοινωνίες μεταξύ τραπεζικών και εμπορικών συναλλαγών μέσω Internet), το συμπέρασμα του Shor έχει τεράστια πρακτική σημασία ...

Η πρακτική σημασία, που αναφέρεται στο τέλος του παραπάνω αποσπάσματος, πηγάζει από τη θεωρητική (ακόμα) δυνατότητα ότι ένας αρκετά ισχυρός μελλοντικός κβαντικός υπολογιστής, εφόσον υλοποιηθεί, θα μπορεί να “σπάσει” οποιοδήποτε κλασικό κλειδί κρυπτογράφησης, με βάση όσα γνωρίζουμε ως τώρα. Θεωρητικά, η καλύτερη δυνατή απάντηση σε ένα τέτοιο ενδεχόμενο θα ήταν η ...κβαντική κρυπτογράφηση. Τέτοιες πρακτικές σημασίες είναι και οι πιο χρήσιμες...

αυτός ο κόμπος στο λαιμό (και στη σκέψη)

Θα πρέπει να θυμηθούμε και να θυμίσουμε ότι αυτό που ξέρουμε σαν “πληροφορική” ξεκινάει, ιστορικά, σαν ένα τεράστιο πρόγραμμα αποκρυπτογράφησης στη διάρκεια του β παγκόσμιου... Πράγμα που σημαίνει ότι η κβαντική κρυπτογράφηση προορίζεται κατ’ αρχήν για στρατιωτική χρήση.
Δεν ισχύει το ίδιο για το σύνολο της κβαντικής πληροφορικής. Είναι τέτοιες (πιθανόν ασύλληπτες για τα δικά μας δεδομένα) οι δυνατότητες που ανοίγονται ώστε οι κβαντικοί υπολογιστές, όταν γίνουν πρακτικά εφικτοί (υπάρχουν πολλά και σοβαρά τεχνικά ζητήματα που πρέπει να λυθούν...) θα μπουν γρήγορα σε μη στρατιωτική χρήση· κατ’ αρχήν οπουδήποτε γίνεται πληροφοριακή συσσώρευση.

Πέρα απ’ αυτά υπάρχει ένα σοβαρό ζήτημα. Πιθανολογούμε ότι για τις περισσότερες αναγνώστριες / τους περισσότερους αναγνώστες η ανάγνωση των πιο πάνω ήταν εμπειρία τρικυμίας· καθόλου παράξενο αν τα παράτησαν. Ας μην μας οικτίρουν (δεν πουλάμε μούρη), ούτε να απαγοητεύονται· τουλάχιστον κατ’ αρχήν. Αυτό που τους συμβαίνει είναι λογικό· αλλά έχει μια όχι και τόσο ομολογημένη καταγωγή. Η απόσταση ανάμεσα στις “μέσες” κοινωνικές γνώσεις και τις τεχνολογικές εφαρμογές, συμπεριλαμβανόμενων των βασικών τεχνο/επιστημονικών παραδοχών τους, έχει γίνει “βήμα βήμα” τεράστια στη διάρκεια του 20ου αιώνα· και στις αρχές του 21ου. Το μόνο που αναμένεται υπό “νορμάλ” συνθήκες είναι αυτό το χάσμα να γίνει τερατώδες.
Πρακτικά υπάρχει πια χάσμα ακόμα και σε σχέση με τεχνολογίες του 19ου αιώνα! Πόσοι / πόσες μπορούν να επισκευάσουν μια βρύση που στάζει στο σπίτι τους; Πόσοι / πόσες μπορούν να αλλάξουν μια πρίζα; Ούτε η υδροδυναμική ούτε ο ηλεκτρισμός είναι “τεχνολογίες αιχμής” τα τελευταία 80 ή 60 χρόνια· αλλά το χάσμα ακόμα κι ανάμεσα στη μέση κοινωνική εμπειρία / γνώση και τέτοιες, παμπάλαιες τεχνολογίες, είναι επίσης μεγάλο. Δεν κουβεντιάζουμε καν και καν πρόχειρες επισκευές σε μικρές μηχανικές ζημιές ενός τωρινού αυτοκινήτου· κι ας είναι τα ι.χ. ανάμεσα στα πιο κοινότοπα αντικείμενα της καθημερινής ζωής. Όσο για τα τωρινά πληροφοριακά γκάτζετ, του είδους “έξυπνα τηλέφωνα” και υπολογιστές; Ας το αφήσουμε. [16Είναι πιθανό ότι οι “κατσαβιδάκηδες” της πληροφορικής είναι περισσότεροι, πια, απ’ τους “κατσαβιδάκηδες” που θα επισκεύαζαν το καζανάκι της τουαλέτας του σπιτιού τους. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί• αλλά δεν γεφυρώνει το αυξανόμενο χάσμα ανάμεσα στους υπηκόους της καπιταλιστικής Αλλαγής Παραδείγματος και το τεχνολογικό οικοσύστημα που τους (μας) περιβάλλει. Επιπλέον, η κβαντική πληροφορική πρόκειται να στείλει όλους αυτούς τους τωρινούς ψηφιακούς μαστόρους στα αζήτητα της ιστορίας... ]
Συνεπώς τι να περιμένει κανείς για την “μέση” πρόσληψη / κατανόηση των βασικών της κβαντικής πληροφορικής;

Συμβαίνει, λοιπόν, πως οι σύγχρονες επιστήμες, πάντα σε συνδυασμό με τις τεχνολογίες που τις συνοδεύουν, προκαλούν έτσι κι αλλιώς πολλούς πονοκεφάλους. Ειδικά σε όσους διακατέχονται από τη σιγουριά ότι καταλαβαίνουν ή ότι μπορούν να κατανοήσουν σε ικανοποιητικό βαθμό το πώς λειτουργούν αυτά τα τεχνολογικά δημιουργήματα. Ας αναφέρουμε δυο ακόμη απλά, πεζά και καθημερινά: το ραδιόφωνο ή η τηλεόραση λειτουργούν. Στην ερώτηση πώς κάτι τέτοιο είναι δυνατό, πώς είναι δηλαδή εφικτό ο ήχος ή ο συνδυασμός ήχου και εικόνας να παράγονται, να μεταδίδονται μέσα από τον αέρα ή/και μέσω δορυφόρου και να αναπαράγονται στον προορισμό, η απάντηση δεν είναι καθόλου εύκολη. Θα έπρεπε κανείς να ανατρέξει στην θεωρία των ηλεκτρικών κυκλωμάτων, του ηλεκτρομαγνητικού πεδίου, στη θεωρία σημάτων και σε έναν ακόμα αριθμό τεχνο-επιστημονικών επικεφαλίδων, που περιλαμβάνουν μαθηματικές τυπολογίες, φυσικούς νόμους, πρωτόκολλα, αρχές λειτουργίας. Διαφορετικά, ανάλογα με το χρόνο που έχει στη διάθεσή του/της, θα μπορούσε να αρκεστεί σε ένα πιο “αφαιρετικό”, εκπαιδευτικό-επεξηγηματικό μοντέλο περιγραφής που περιλαμβάνει σχήματα και εικόνες.

Στην πραγματικότητα, η σε βάθος γνώση και κατανόηση ακόμα και τεχνολογιών που είναι πια παλιο-μοδίτικες, είναι κάτι που διαφεύγει, ακόμα και από όσους/όσες έχουν ξοδέψει αρκετά χρόνια στα εξεταστικά κάτεργα του εκπαιδευτικού συστήματος, π.χ. επιλύοντας περίπλοκες εξισώσεις ή περιγράφοντας αρχές και φυσικούς νόμους που διέπουν την λειτουργία τέτοιων συστημάτων. Οι λόγοι που κάτι τέτοιο συμβαίνει είναι πολλοί, και η αναζήτηση τους θα μπορούσε να εστιαστεί στον καταμερισμό εργασίας του κεφαλαίου αλλά και στο ίδιο το εκπαιδευτικό του σύστημα. Αυτό όμως που μας ενδιαφέρει εδώ σαν μια ακόμα παρατήρηση, χωρίς να υποτιμούμε την αναζήτηση αυτών των λόγων (το αντίθετο!), είναι ότι η άγνοια των χρηστών / χειριστών της μίας ή της άλλης τεχνολογίας δεν αποτελεί γενικά πρόβλημα, δεν προκαλεί πονοκεφάλους· τουλάχιστον όχι τόσους, όσους η αδιάκοπη χρήση τους!

Η διαμόρφωση διαχωρισμένων τεχνο-επιστημονικών αντικειμένων αποτελεί προϋπόθεση για την έκρηξη των τεχνολογικών εφαρμογών, ως καινοτομιών του κεφαλαίου. Ταυτόχρονα, οποιαδήποτε ρεαλιστική αποδοχή των τεχνολογικών εφαρμογών που προκύπτουν από κάθε τέτοιο αντικείμενο, στηρίζεται στην πίστη (με την έννοια της εμπιστοσύνης) ότι οι “φυσικοί νόμοι” και οι γλωσσικές-μαθηματικές τυπολογίες που τους συνοδεύουν έχουν μια αναγνωρισμένη εγκυρότητα, στο εσωτερικό της “επιστημονικής κοινότητας”, τουλάχιστον. Πρόκειται για μια πίστη μετα-φυσική.

Η μετα-φυσική μπορεί να κουκουλώνει το χάσμα, δεν το εξαφανίζει όμως. Και ενώ όλα μπορούν να εξελίσσονται “ομαλά” (πάνω απ’ το χάσμα), συμπεριλαμβανόμενης, κυρίως, μιας διαρκώς αναπτυσσόμενης ανορθολογικής, “μαγικής” κοινωνικής σκέψης για τα πάντα (με τις ανάλογες συμπεριφορές), έχουμε όχι μόνο δικαίωμα αλλά και καθήκον να αναρωτηθούμε μεγαλόφωνα: πως μπορεί η εργατική κριτική να είναι επίκαιρη ενόσω υπάρχει, πέρα απ’ όλα τα υπόλοιπα, και αυτό το τεράστιο κενό;
Απ’ την μεριά των καπιταλιστικών συμφερόντων και της αναδυόμενης κβαντικής πληροφορικής έννοιες θεμελειώδεις, που απετέλεσαν την “πολιτιστική” και επιστημονική βάση της άλλοτε αστικής κοινωνίας, όπως η αιτιότητα, η τοπικότητα και η διαχωρισιμότητα, δεν είναι υποχρεωτικό να αμφισβητηθούν ανοικτά και δημόσια. Όχι! Η τεχνολογική / καπιταλιστική “ανάπτυξη” δεν θα προκαλέσει εμπρόθετα έναν αποσταθεροποιητικό “σεισμό” στις παραδοσιακές κοινωνικές πεποιθήσεις! Θα τις προσπεράσει, θα τις βαλσαμώσει, και θα προχωρήσει σε καινούργιες, ακόμα πιο “μυστηριώδεις” εφαρμογές. Ακόμα και καθημερινής χρήσης. Η παράνοια που θα καλλιεργείται έτσι (καλλιεργείται ήδη) μέσα απ’ την αποξένωση και την διαρκή αλλοτρίωση σε σχέση με το πολύ οικείο καθημερινό τεχνολογικό οικοσύστημα / περιβάλλον, θα είναι κι αυτή χρήσιμη από καπιταλιστική σκοπιά. Όσο το καθημερινό τεχνολογικό οικοσύστημα / περιβάλλον “δουλεύει” όλα θα φαίνονται ο.κ... Μόλις παθαίνει κάποια βλάβη θα προκαλείται, σαν αντίδραση, εκείνο το είδος ψυχοσυναισθηματικής και σωματικής κατάρρευσης / παράλυσης που ως τώρα το συναντούσε κανείς σε φυσικές καταστροφές (π.χ. σεισμούς). Κατά συνέπεια θα προκαλείται ακόμα μεγαλύτερη κοινωνική εξάρτηση απ’ τους εξειδικευμένους / διαχωρισμένους τεχνικούς και, ακόμα περισσότερο, τις εταιρείες ή/και τα κράτη.
Σύμφωνοι. Αυτά συμβαίνουν απ’ τη μεριά του κεφάλαιου. Υπάρχει άλλη (και πολύ περισσότερο: αντίθετη) μεριά; Πρέπει να υπάρξει; Αν η καταρχήν απάντηση είναι “ναι”, τότε δεν μπορούμε (και δεν πρέπει!) να αποφύγουμε εκείνο το είδος της επίπονης αντι-γνώσης που αφορά την απ’ έξω αλλά όχι επιπόλαιη προσέγγιση των διαχωρισμένων τεχνο-επιστημονικών “γνώσεων” - εντός ή εκτός εισαγωγικών.
Αν δεν επιμείνουμε σ’ αυτό, απομένει μόνο η ψευδο-εναλλακτική ενός γραφικού νεο-νεο-ρομαντισμού, μιας κενής νοήματος και εύκολης στη χειραγώγηση νεο-νεο-”επιστροφής στη φύση”, κλπ κλπ κλπ.

Rorre Margorp

Σημειώσεις

1 - http://english.cas.cn/head/201608/t20160816_166483.shtml (Chinese Academy of Scienses Newsroom). Καθώς η είδηση εδώ μεταφέρεται από καθεστωτική πηγή της κίνας, μπορείτε να φανταστείτε ότι στη θέση της έπαρσης που είναι εμφανής στο κείμενο που αναδημοσιεύουμε, στα δυτικά μέσα ενημέρωσης υπάρχει εμφανής (στην καλύτερη) ο φθόνος, σαν υπονοούμενο μιας δεδομένης διαστημικής-γεωπολιτικής ανασφάλειας.
[ επιστροφή ]

2 - βλ. Cyborg #1, Η επιστήμη σαν ιδέα
[ επιστροφή ]

3 - Dirac, P. A. M., 1930, The Principles of Quantum Mechanics, Oxford: Clarendon Press.
[ επιστροφή ]

4 - Einstein, A., B. Podolsky, and N. Rosen, 1935, “Can Quantum-Mechanical Description of Physical Reality Be Considered Complete?”, Physical Review, 47: 777–780
Διαθέσιμο στο: http://journals.aps.org/pr/pdf/10.1103/PhysRev.47.777
[ επιστροφή ]

5 - Η σημασία των ακραίων αντιφάσεων μεταξύ κλασικής και κβαντικής φυσικής δεν έγινε άμεσα αντιληπτή με την εμφάνιση της δημοσίευσης. Ο Einstein δεν άργησε όμως να καταλάβει ότι ο φορμαλισμός του κειμένου (συντάκτης του οποίου είναι ο Podolsky) δεν βοηθούσε στο να αναδειχθούν τα πραγματικά διακυβεύματα. Για αυτό το λόγο τα κεντρικά περιεχόμενα του κειμένου έγιναν βασικό θέμα στις ανταλλαγές επιστολών μεταξύ των επιστημόνων της εποχής.
[ επιστροφή ]

6 - Οι αμέσως παρακάτω πληροφορίες προέρχονται από το σχετικό λήμμα της ιντερνετικής εγκυκλοπαίδειας Stanford Encyclopedia of Philosophy. Στο http://plato.stanford.edu/entries/qt-epr/#1.2
[ επιστροφή ]

7 - Einstein, A., B. Podolsky, and N. Rosen, 1935, ο.π.
[ επιστροφή ]

8 - Διαθέσιμο στο: http://plato.stanford.edu/entries/qt-epr/#1.3
Παρατίθεται από το: Born, M., (ed.), 1971, The Born-Einstein Letters, New York: Walker.
[ επιστροφή ]

9 - https://en.wikipedia.org/wiki/Principle_of_locality
[ επιστροφή ]

10 - Στην ελληνική βιβλιογραφία μπορεί να βρεθεί και ως “κβαντική σύμπλεξη” ή “κβαντική διεμπλοκή”.
[ επιστροφή ]

11 - E. Schrödinger, "Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik", Naturwissenschaften 23: pp.807-812; 823-828; 844-849 (1935). Ο τίτλος στα αγγλικά: The Present Situation in Quantum Mechanics
Διαθέσιμο στο: https://www.tuhh.de/rzt/rzt/it/QM/cat.html (αγγλική μετάφραση)
[ επιστροφή ]

12 - Schrödinger, E., 1935. “Discussion of Probability Relations Between Separated Systems,” Proceedings of the Cambridge Philosophical Society, 31: 555–563; 32 (1936): 446–451.
[ επιστροφή ]

13 - Schrödinger, E., 1935, ο.π.
[ επιστροφή ]

14 - Bub, J., 2006. “Quantum Information and Computation” in John Earman and Jeremy Butterfield (eds.), Philosophy of Physics (Handbook of Philosophy of Science), Amsterdam: North Holland.
Διαθέσιμο στο: https://arxiv.org/pdf/quant-ph/0512125v2.pdf
[ επιστροφή ]

15 - Bub, J., 2006, ο.π.
[ επιστροφή ]

16 - Είναι πιθανό ότι οι “κατσαβιδάκηδες” της πληροφορικής είναι περισσότεροι, πια, απ’ τους “κατσαβιδάκηδες” που θα επισκεύαζαν το καζανάκι της τουαλέτας του σπιτιού τους. Αυτό μπορεί να εξηγηθεί· αλλά δεν γεφυρώνει το αυξανόμενο χάσμα ανάμεσα στους υπηκόους της καπιταλιστικής Αλλαγής Παραδείγματος και το τεχνολογικό οικοσύστημα που τους (μας) περιβάλλει. Επιπλέον, η κβαντική πληροφορική πρόκειται να στείλει όλους αυτούς τους τωρινούς ψηφιακούς μαστόρους στα αζήτητα της ιστορίας...
[ επιστροφή ]