חזרה לרעיונות בקצה המדע

החלקיק שבא גם מן העתיד: יקיר אהרונוב ושני וקטורי הזמן

בתיאור סימטרי של מכניקת הקוונטים, ההווה מוגדר גם בידי מצב שנשלח מן העבר וגם בידי תנאי סופי שמתפתח לאחור מן העתיד.

חלקיק קוונטי בין חץ זמן מן העבר וחץ מן העתיד
תמונת מערכת מקורית · ALIEN AVI מקור

שתי מעטפות סביב ההווה

במכניקת הקוונטים הרגילה מכינים מערכת ברגע מוקדם ומחשבים כיצד מצבה מתקדם בזמן. יקיר אהרונוב, פיטר ברגמן וג'ואל לבוביץ הציעו ב 1964 תיאור מלא יותר לניסויים שבהם ידועה גם תוצאה מאוחרת. בין שתי המדידות המערכת מתוארת באמצעות שני וקטורים: אחד מתפתח קדימה מן ההכנה, והשני מתפתח לאחור מן הבחירה הסופית.

בחירה מוקדמת ובחירה מאוחרת

דמיינו קבוצה גדולה של חלקיקים שהוכנו באותו מצב. לאחר שעברו במכשיר, בוחרים מתוכה רק את אלה שנתנו תוצאה מסוימת בסוף. הקבוצה המסוננת הזאת יכולה להראות תכונות שלא ניכרות באוסף כולו. תנאי העבר ותנאי העתיד פועלים יחד כמו שתי מסגרות שמצמצמות את האפשרויות של מה שניתן לומר על המערכת באמצע.

מדידה חלשה

אהרונוב, דייוויד אלברט ולב ויידמן פיתחו מדידה חלשה: מצמידים מכשיר בעדינות כה רבה עד שמדידה יחידה כמעט אינה מגלה דבר ואינה מפריעה למערכת באופן הרגיל. כאשר חוזרים על הניסוי פעמים רבות וממיינים לפי התוצאה המאוחרת, מצטבר ערך חלש. לעיתים הוא נמצא מחוץ לטווח הערכים הרגיל, תוצאה מוזרה אך עקבית עם המתמטיקה הקוונטית.

האם העתיד גורם לעבר

הפורמליזם אינו מאפשר לשלוח הודעה נשלטת לאתמול. הוא מציע שהחוקים הבסיסיים יכולים להיות סימטריים בזמן, גם אם החוויה שלנו זורמת בכיוון אחד. במקום מערכת שנדחפת רק מסיבות קודמות, מתקבלת היסטוריה שמוגדרת באמצעות גבול התחלתי וגבול סופי. כך העתיד אינו מוחק את העבר, אך תוצאתו משתתפת בתיאור המלא של מה שהיה אפשרי בדרך.