หนังสือเล่มใหม่บันทึกมุมมองวิวัฒนาการของนักวิทยาศาสตร์ในพื้น บาคาร่า ที่ว่างในพื้นที่ว่าง อนุภาคควอนตัมพุ่งเข้าและออกจากการดำรงอยู่ สนามแม่เหล็กไฟฟ้าจะแทรกซึมเข้าไปในสุญญากาศ และอวกาศเองก็สั่นสะท้านด้วยคลื่นความโน้มถ่วง สิ่งที่อาจดูเหมือนความว่างเปล่าที่ขัดแย้งกับกิจกรรม
In Void: The Strange Physics of Nothingนักฟิสิกส์และปราชญ์ James Owen Weatherall สำรวจว่าความเชื่อของนักฟิสิกส์เกี่ยวกับความว่างเปล่าได้เปลี่ยนแปลงไปอย่างไรในช่วงการปฏิวัติหลายช่วง Weatherall ให้เหตุผลว่าความว่างเปล่าคือฟิสิกส์ที่กลั่นจากแก่นแท้ของมัน หากนักฟิสิกส์ไม่เห็นด้วยกับคุณสมบัติของพื้นที่ว่าง พวกเขาก็จะไม่สามารถอธิบายฟิสิกส์ของดาวเคราะห์หรืออนุภาคได้เช่นกัน
นักวิทยาศาสตร์ได้โต้เถียงกันเรื่องความว่างเปล่าตั้งแต่วันแรกของฟิสิกส์
พื้นที่ว่างเป็นสิ่งที่อริสโตเติลคิดไม่ถึง และเดส์การตส์เกลียดชังแนวคิดเรื่องสุญญากาศมากจนเขาตั้งข้อสังเกตว่า “plenum” ที่มองไม่เห็นได้ดูดกลืนช่องว่างระหว่างวัตถุ แต่ไอแซก นิวตันกลับเปลี่ยนมุมมองนี้ โดยโต้แย้งว่าพื้นที่เป็นเพียงภาชนะที่แห้งแล้งซึ่งวางสสารไว้
ตั้งแต่นั้นมา นักฟิสิกส์ก็ยังคงพลิกแพลงในประเด็นนี้ต่อไป การค้นพบในช่วงกลางปี ค.ศ. 1800 ที่แสงเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าทำให้นักวิทยาศาสตร์สรุปได้ว่าสื่อที่สั่นสะเทือนคือ “อีเธอร์” ที่เต็มไป เช่นเดียวกับคลื่นเสียงที่สั่นสะเทือนในอากาศ นักฟิสิกส์คิดว่าต้องมีตัวกลางสำหรับคลื่นแสงที่จะระลอกคลื่น อัลเบิร์ต ไอน์สไตน์ ทำลายความคิดนั้นด้วยทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษของเขา เนื่องจากความเร็วของแสงเท่ากันสำหรับผู้สังเกตทุกคน ไม่ว่าความเร็วสัมพัทธ์ของพวกเขาจะเป็นอย่างไร เขาให้เหตุผลว่า แสงไม่สามารถเดินทางผ่านตัวกลางที่แน่นอนและคงที่ได้ แต่ภายหลังเขาทำนายว่า อวกาศนั้นสามารถกระเพื่อมด้วยคลื่นความโน้มถ่วง ( SN: 3/5/16, p. 6 ) ซึ่งเป็นส่วนหนึ่งของทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของเขาซึ่งบ่งบอกว่าความว่างเปล่านั้นไม่ได้ค่อนข้างว่างเปล่า
ภายใต้มุมมองสมัยใหม่ของฟิสิกส์ควอนตัม สนามต่างๆ แผ่ซ่านไปทั่วพื้นที่ และอนุภาคเป็นเพียงการกระตุ้นหรือคลื่นในสาขาเหล่านี้ แม้ในสุญญากาศ การทดลองแสดงให้เห็น สนามที่ผันผวนทำให้เกิดพื้นหลังของอนุภาคชั่วคราวและปฏิปักษ์ อวกาศที่เต้นเป็นจังหวะด้วยคลื่นความโน้มถ่วงและเดือดปุด ๆ ด้วยอนุภาคนั้นถือว่าว่างเปล่าจริง ๆ หรือไม่? ขึ้นอยู่กับคำจำกัดความทางวิทยาศาสตร์ของ “ไม่มีอะไรเลย” Weatherall โต้แย้ง ซึ่งอาจไม่สอดคล้องกับสัญชาตญาณ
Weatherall ให้บริการผู้อ่านเกี่ยวกับทฤษฎีฟิสิกส์ทั่วไปทั่วไป
รวบรวมกลศาสตร์ของนิวตัน ทฤษฎีสัมพัทธภาพ กลศาสตร์ควอนตัม และความช่วยเหลือเล็กน้อยจากทฤษฎีสตริง แต่เขาทำสิ่งนี้ผ่านเลนส์ที่เน้นความเชื่อมโยงระหว่างทฤษฎีเหล่านั้นในรูปแบบใหม่ ตัวอย่างเช่น Weatherall โต้แย้งว่าแนวคิดที่แตกต่างกันของความว่างเปล่าระหว่างทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปและกลศาสตร์ควอนตัมสามารถช่วยอธิบายได้ว่าทำไมนักวิทยาศาสตร์ยังคงดิ้นรนเพื่อรวมแนวคิดทั้งสองเป็นทฤษฎีแรงโน้มถ่วงควอนตัมเดียว
การสำรวจฟิสิกส์ที่ไม่มีอะไรต้องอาศัยการลุยฟิสิกส์ของบางสิ่งบางอย่าง และไม่ชัดเจนเสมอไปว่าหัวข้อที่ Weatherall ติดตามจะนำไปสู่ความว่างเปล่าได้อย่างไร เมื่อเขาสร้างความสัมพันธ์เหล่านี้ได้ในที่สุด พวกเขามักจะเปิดเผยข้อมูลเชิงลึกที่พลาดไปในการเน้นเรื่องเนื้อหาทั่วไป
เป็นความคิดที่ดีมากในขณะที่ความสนใจส่วนใหญ่ในการประชุมที่ดัลลัสมุ่งเน้นไปที่การค้นหาวิธีการใช้คอมพิวเตอร์ควอนตัม การนำเสนอของชูมัคเกอร์ได้พิจารณาปัญหาพื้นฐานมากกว่า นั่นคือ คอมพิวเตอร์เข้ารหัสข้อมูลอย่างไร ดังที่ทราบกันดีว่าคอมพิวเตอร์ทั่วไปจัดเก็บและประมวลผลข้อมูลในรูปของบิต ซึ่งย่อมาจากเลขฐานสอง เลข 1 และ 0 ของเลขคณิตไบนารี แต่ถ้าคุณจะพูดถึงการคำนวณควอนตัม บิตก็ไม่ใช่วิธีที่ถูกต้อง ชูมัคเกอร์โต้แย้ง คุณต้องการข้อมูลควอนตัมบิต: qubits คำพูดของเขาในการประชุมที่ดัลลัสเป็นการนำเสนอทางวิทยาศาสตร์ครั้งแรกที่ใช้และกำหนดคำศัพท์
ชูมัคเกอร์ซึ่งตอนนั้นและตอนนี้อยู่ที่วิทยาลัยเคนยอนในเมืองแกมเบียร์ รัฐโอไฮโอ ได้พูดคุยถึงปัญหาดังกล่าวเมื่อสองสามเดือนก่อนกับวิลเลียม วูตเตอร์ส ซึ่งเป็นผู้พิทักษ์วีลเลอร์อีกคนหนึ่ง “เราพูดติดตลกว่าบางทีสิ่งที่จำเป็นอาจเป็นการวัดข้อมูลแบบควอนตัม และเราจะวัดสิ่งต่าง ๆ เป็นหน่วย qubits” ชูมัคเกอร์บอกฉัน พวกเขาคิดว่ามันเป็นเรื่องตลกที่ดีและหัวเราะเกี่ยวกับเรื่องนี้ “แต่ยิ่งคิดก็ยิ่งคิดว่าเป็นความคิดที่ดี” เขากล่าว “กลายเป็นความคิดที่ดีมาก”
ในช่วงฤดูร้อนปี 1992 ชูมัคเกอร์ทำงานมากกว่าแค่ชื่อที่ฉลาด เขาพิสูจน์ทฤษฎีบทเกี่ยวกับวิธีการใช้ qubits เพื่อวัดปริมาณข้อมูลควอนตัมที่ส่งผ่านช่องทางการสื่อสาร โดยพื้นฐานแล้ว บิตควอนตัมแสดงถึงข้อมูลที่มีอยู่ในการหมุนของอนุภาคควอนตัม อาจเป็น 0 หรือ 1 (หากทราบสถานะการหมุนของอนุภาคแล้ว) หรือค่าผสมของ 0 กับ 1 (หากยังไม่ได้วัดการหมุนของอนุภาค) หากบิตดั้งเดิมของ 0 หรือ 1 สามารถแสดงด้วยเหรียญที่หัวหรือก้อย qubit จะเป็นเหรียญหมุนที่มีความน่าจะเป็นที่แน่นอนสำหรับการลงหัวหรือก้อย บาคาร่า / ลายสัก
