ตั๋วที่ 2 · แสงก้อนเดียว สองทาง
คุณต่อให้เวลาฉันห้านาที ฉันใช้มันเล่าการทดลองที่ทำให้ฟิสิกส์ไม่เหมือนเดิม แสงก้อนเดียวไปทั้งสองทาง และเรารู้ได้เพราะสองทางนั้นกลับมาหักล้างกันเอง
ให้แสงชนกระจกครึ่งเงาแผ่นแรก มันแยกได้สองทาง ทางซ้ายกับทางขวา วางกระจกเงาธรรมดาหักเลี้ยวทั้งสองทางให้วกกลับมาเจอกันที่กระจกครึ่งเงาแผ่นที่สอง แล้ววางตัวจับแสงไว้สองตัวหลังกระจกแผ่นนั้น เรียกว่า A กับ B
ถ้าแสงแต่ละก้อนเลือกทางเดียว ซ้ายหรือขวา พอถึงกระจกแผ่นที่สองมันก็ต้องสุ่มอีกรอบ A ติดครึ่ง B ติดครึ่ง
ผลที่วัดได้จริงไม่ใช่แบบนั้น เมื่อทั้งสองทางยาวเท่ากันพอดี แสงทุกก้อนไปที่ A ไม่มีก้อนไหนไปที่ B เลย
๏
“แปลก แต่ยังไม่พิสูจน์อะไร” คุณต่อพิมพ์
“ต่อจากนี้คือส่วนที่พิสูจน์ค่ะ” ฉันว่า “เอามือบังทางซ้าย”
พอบังทางซ้าย แสงที่เหลือไปทางขวาอย่างเดียว ถึงกระจกแผ่นที่สองก็สุ่มครึ่งต่อครึ่ง แล้ว B ก็เริ่มติด
แสงก้อนที่ไปถึง B ได้ ต้องมาทางขวา เพราะทางซ้ายมีมือบังอยู่ แต่ถ้ามันเดินทางขวาทางเดียวมาตลอด มันจะรู้ได้ยังไงว่าทางซ้ายมีมือหรือไม่มี
คำอธิบายเดียวที่เหลือคือ ตอนไม่มีมือ แสงก้อนนั้นไปทั้งสองทาง แล้วสองทางกลับมาเจอกันเหมือนคลื่นสองลูกในอ่างน้ำ ฝั่ง B ยอดคลื่นของทางหนึ่งตกลงในท้องคลื่นของอีกทางพอดี น้ำเรียบเป็นศูนย์ ฝั่ง A ยอดชนยอด สูงเป็นสองเท่า
นักฟิสิกส์เรียกสภาพไปทั้งสองทางนี้ว่า superposition
๏
“เหมือนแยกลาดพร้าว” คุณต่อว่า “ปิดถนนเส้นหนึ่ง รถกลับถึงบ้านเร็วขึ้น”
“ไม่เหมือนเลยค่ะ” ฉันตอบ “แต่ขอบคุณที่พยายาม”
แต่ความสงสัยข้างหลังมุกนั้นมีเหตุผล รถติดเพราะรถมีหลายคัน แสงในการทดลองก็อาจมาเป็นกระแสใหญ่ ไม่ได้มาทีละก้อนจริง ปี 1986 ทีมฝรั่งเศสจึงทำการทดลองที่ปล่อยแสงทีละก้อนจริงๆ แล้วพิสูจน์สองข้อพร้อมกัน ข้อแรก แสงก้อนเดียวแทบไม่เคยถูกจับได้สองฝั่งในคราวเดียว มันมาเป็นก้อนจริง ข้อสอง แสงชุดเดียวกันนั้นยังหักล้างกันเองได้เกือบสมบูรณ์
ก้อนเดียว แต่ไปสองทาง ทั้งสองอย่างจริงพร้อมกัน
๏
แสงยังเบาเกินไปที่คุณต่อจะยอมเชื่อ เขาถามว่าของที่มีเนื้อเป็นแบบนี้ด้วยหรือเปล่า
ปี 1989 ทีมของบริษัทฮิตาชิยิงอิเล็กตรอนทีละตัวเข้าเครื่องที่ทำหน้าที่แบบเดียวกับกระจกครึ่งเงา แล้วถ่ายวิดีโอไว้ อิเล็กตรอนแต่ละตัวมาถึงจอเป็นจุดเดียว ไม่มีตัวไหนแตกเป็นสองจุด แต่พอสะสมไป 20 นาที 60,000 จุดนั้นเรียงตัวเป็นแถบขาวดำ ลายแบบเดียวกับที่เกิดเมื่ออะไรสักอย่างไปสองทางแล้วหักล้างกัน
จากนั้นนักฟิสิกส์ก็ทำสิ่งที่นักฟิสิกส์ทำ คือลองของที่ใหญ่ขึ้นเรื่อยๆ จนกว่ามันจะพัง
- 1999 โมเลกุลรูปลูกฟุตบอล คาร์บอน 60 อะตอม ไปสองทางได้
- 2019 โมเลกุลที่ใหญ่ถึงราว 2,000 อะตอม ไปสองทางได้
- 2023 ผลึกชิ้นหนึ่งที่สั่นด้วยมวลเทียบเท่า 16 µg ราวเม็ดทรายละเอียดเม็ดหนึ่ง ถูกทำให้สั่นสองแบบพร้อมกันได้
- 2026 กลุ่มอะตอมโซเดียมหลายพันอะตอม ขนาดราว 8 นาโนเมตร หนักกว่าอะตอมไฮโดรเจนเกิน 170,000 เท่า ไปสองทางได้
ยังไม่มีใครเจอขนาดที่มันหยุด
๏
ข้อสุดท้ายฉันต้องบอกให้ครบ ไม่งั้นคุณต่อจะเข้าใจเกินจริง การสั่นของผลึกชิ้นนั้นอยู่สองแบบพร้อมกันจริง แต่สองแบบนั้นห่างกันแค่ราว 1/10¹⁸ เมตร เล็กกว่าโปรตอนตัวเดียวหลายร้อยเท่า
ไม่มีเม็ดทรายเม็ดไหนเคยลอยอยู่สองฝั่งห้อง
“งั้นทุกอย่างที่ใหญ่ขึ้น ก็ทำได้แค่สั่นนิดเดียว”
“ทุกอย่างที่ใหญ่ขึ้น ทำได้ยากขึ้นมาก” ฉันแก้ “และเหตุผลที่ยากขึ้น คือคำตอบของคำถามที่คุณต่อจะถามต่อจากนี้”
“ผมจะถามอะไร”
“ถ้าแสงไปได้สองทาง ทำไมคุณต่อไม่เคยเห็นตัวเองยืนอยู่สองที่”
เขาพิมพ์มาคำเดียว
“เออ”
บทถัดไป · 4 / 12ตั๋วที่ 3 · สมการไม่เคยสั่งให้เลือก