జాన్ వీలర్ – డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్: వాస్తవం యొక్క రహస్యం

             ఒకసారి కళ్ళు మూసుకుని మీ చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచాన్ని ఊహించుకోండి. మీరు కూర్చున్న కుర్చీ, మీ చేతిలోని ఫోన్, పక్కన ఉన్న పుస్తకాలు – ఇవన్నీ మీ కళ్ళతో చూస్తున్నారు, మీ స్పర్శతో అనుభూతి చెందుతున్నారు. మీరు చూసినా చూడకపోయినా అవి అక్కడే ఉంటాయని, మారకుండా ఉంటాయని మీరు నమ్ముతారు కదా? నిన్న సాయంత్రం జరిగిన సంఘటనలు జరిగిపోయాయని, రేపు జరగబోయేవి ఇంకా రాలేదని, కాలం నిరంతరం ఒకే దిశలో ముందుకు కదులుతుందని మనం అనుకుంటాం. ఇదంతా చాలా సహజంగా, మామూలుగా అనిపిస్తుంది. మన దైనందిన జీవితంలో ఇవే నిజాలు.

కానీ, ఒకవేళ మీరు చూసే వాస్తవికత అంత స్థిరం కాకపోతే? ఒకవేళ గతం కూడా మనం ఇప్పుడు చేసే పని ద్వారా ప్రభావితం అయితే? ఒకవేళ మనం కేవలం చూసేవాళ్ళం కాకుండా, ఈ వాస్తవికతను సృష్టించడంలో భాగస్వాములమైతే? ఇలాంటి ప్రశ్నలు 20వ శతాబ్దపు గొప్ప భౌతిక శాస్త్రజ్ఞులలో ఒకరైన జాన్ ఆర్చీబాల్డ్ వీలర్ మదిలో మెదిలాయి. ఆయన కేవలం సిద్ధాంతాలను ప్రతిపాదించి ఊరుకోలేదు; వాటిని పరీక్షించడానికి, వాటి చిక్కులను అర్థం చేసుకోవడానికి ఆయన ప్రతిపాదించిన ఒక ప్రయోగం, మనకు వాస్తవికత, కాలం, మరియు మన చైతన్యం గురించి మనం అనుకునే అన్ని విషయాలను తలక్రిందులు చేస్తుంది. దీని పేరే ‘డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్’ (Delayed Choice Experiment), అంటే ‘ఆలస్యం చేయబడిన ఎంపిక ప్రయోగం’. ఈ ప్రయోగం క్వాంటం మెకానిక్స్ సిద్ధాంతాలపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఇది కేవలం ప్రయోగశాలలో చేసే ఒక చిన్న పని కాదు. ఇది మన విశ్వం యొక్క మూలంలో ఉన్న రహస్యాన్ని, మన ఉనికి యొక్క లోతైన అర్థాన్ని ప్రశ్నిస్తుంది. క్వాంటం మెకానిక్స్ అనే విచిత్రమైన ప్రపంచంలోనే ఈ ప్రయోగం పురుడు పోసుకుంది. ఇది శాస్త్రవేత్తలను, తత్వవేత్తలను, మరియు విశ్వం గురించి ఆలోచించే ప్రతి ఒక్కరినీ ఆశ్చర్యపరుస్తూనే ఉంది. ఇది భౌతిక శాస్త్ర సరిహద్దులను దాటి, నేరుగా మన జీవితానికి, మన దృక్పథానికి సంబంధించిన ప్రశ్నలను లేవనెత్తుతుంది. ఈ కథనంలో, ఆ విచిత్రమైన ప్రయోగంలోకి తొంగిచూసి, అది మనకు ఏం చెబుతుందో అర్థం చేసుకోవడానికి ప్రయత్నిద్దాం.

మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచం: మనం చూసేదే నిజమా?

మనకు బాల్యం నుంచీ ఒక విషయం నేర్పుతారు – ఈ ప్రపంచం నిజమైనది, గట్టిది, స్థిరమైనది అని. మీరు ఒక ఆపిల్ పండును చూశారు, అది ఎరుపు రంగులో ఉంటుంది, తీయగా ఉంటుంది. మీరు దాన్ని పట్టుకుంటే అది మీ చేతిలో ఉంటుంది. ఇంకొకరు వచ్చి చూసినా, పట్టుకున్నా అది మారదు. మీరు చూస్తున్నా చూడకపోయినా ఆపిల్ పండు అక్కడే ఉంటుంది. దీన్నే ‘ఆబ్జెక్టివ్ రియాలిటీ’ అంటారు. అంటే, పరిశీలకుడితో (మనం చూసే వాళ్ళతో) సంబంధం లేకుండా, వస్తువులు తమ సొంత లక్షణాలతో, తమ సొంత ఉనికితో ఉంటాయి.

కాలం విషయంలో కూడా అంతే. గతం జరిగిపోయింది, అది మారదు. చరిత్ర రాయబడింది. రేపు అనేది ఇంకా రాని భవిష్యత్తు. ఈ రోజు మనం తీసుకునే నిర్ణయాలు భవిష్యత్తును ప్రభావితం చేస్తాయి. కారణం ముందు ఉంటుంది, ఫలితం తర్వాత వస్తుంది. వర్షం పడితే రోడ్డు తడుస్తుంది – వర్షం కారణం, రోడ్డు తడవడం ఫలితం. చాలా సరళంగా, సూటిగా ఉంటుంది మన ప్రపంచం. అరిస్టాటిల్ కాలం నుంచీ, ఐజాక్ న్యూటన్ భౌతిక శాస్త్ర నియమాల వరకూ, ఈ ‘క్లాసికల్ ఫిజిక్స్’ దృక్పథమే మన అవగాహనకు ఆధారం. ఇది మనకు చాలా భద్రతను, స్థిరత్వాన్ని ఇస్తుంది. ప్రపంచం ఎలా పనిచేస్తుందో అర్థమైతే, మనం దాన్ని నియంత్రించగలం, ఊహించగలం అని నమ్ముతాం.

అయితే, 19వ శతాబ్దం చివరి భాగం, 20వ శతాబ్దం ప్రారంభంలో శాస్త్రవేత్తలు అతి సూక్ష్మ ప్రపంచాన్ని (sub-atomic world) పరిశోధించడం మొదలుపెట్టినప్పుడు ఈ నమ్మకాలన్నీ సవాలు చేయబడ్డాయి. పరమాణువు లోపల ఉన్న ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు, మరియు ఫోటాన్లు (కాంతి కణాలు) వంటివి పెద్ద వస్తువుల వలె ప్రవర్తించవు అని వారికి అర్థమైంది. ఇక్కడ నియమాలు పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటాయి. ఇది క్వాంటం మెకానిక్స్ అనే కొత్త విజ్ఞాన శాస్త్ర శాఖకు దారితీసింది.

అతి సూక్ష్మ ప్రపంచం కథ: క్వాంటం వింతలు

ఇక మనం అతి సూక్ష్మ ప్రపంచంలోకి వెళ్దాం – ఎలక్ట్రాన్లు, ప్రోటాన్లు, ఫోటాన్లు (కాంతి కణాలు) వంటి వాటి ప్రపంచంలోకి. ఈ కణాలు మన చుట్టూ ఉన్న పెద్ద వస్తువుల వలె ప్రవర్తించవు. ఇక్కడ నియమాలు పూర్తిగా భిన్నంగా ఉంటాయి. క్వాంటం ప్రపంచం అనిశ్చితితో, అసంభావ్యతతో నిండి ఉంటుంది.

ఒక కణం గురించి మాట్లాడుకుంటే, అది ఒకేసారి అనేక స్థానాల్లో ఉండగలదు! దీన్నే ‘సూపర్‌పొజిషన్’ అంటారు. ఊహించండి, మీ ముందు ఒక నాణెం గాలిలో తిరుగుతోంది. అది బొమ్మా, బొరుసా అనేది ఇంకా నిర్ణయించబడలేదు. అది బొమ్మ అయ్యే అవకాశం ఉంది, బొరుసు అయ్యే అవకాశం ఉంది. అది రెండూ ఒకేసారి అయ్యే ‘స్థితిలో’ ఉంది. మీరు దాన్ని చేత్తో పట్టుకునే వరకు, అది బొమ్మ అవుతుందో, బొరుసు అవుతుందో కచ్చితంగా చెప్పలేరు. క్వాంటం కణాలు కూడా అంతే. ఒక ఎలక్ట్రాన్ రెండు వేర్వేరు మార్గాలలో ఒకేసారి ప్రయాణిస్తున్న స్థితిలో ఉండవచ్చు. మనం కొలిచే వరకు!

ఇక్కడే అసలు వింత మొదలవుతుంది. మనం ఆ నాణాన్ని చేత్తో పట్టుకున్నప్పుడు ఏం జరుగుతుంది? అది బొమ్మగానో, బొరుసుగానో స్థిరపడుతుంది. క్వాంటం కణం విషయంలో కూడా అంతే. మనం దాని స్థానాన్ని కొలిస్తే, అది ఒక నిర్దిష్ట స్థానంలో ఉంటుంది. మనం దాని వేగాన్ని కొలిస్తే, దాని వేగం తెలుస్తుంది. ఈ కొలిచే ప్రక్రియనే ‘క్వాంటం కొలత’ అంటారు. మనం కొలవడానికి ముందు అది అనేక సంభావ్య స్థితుల ‘మేఘం’ లాగా ఉంటే, కొలత తర్వాత అది ఒకే ఒక నిర్దిష్ట స్థితిలోకి ‘కుప్పకూలిపోతుంది’ (collapse).

ఇక్కడ కీలకమైన విషయం ఏమిటంటే, ఈ కొలత అనేది కేవలం చూసే చర్య కాదు. అది వ్యవస్థ యొక్క స్థితిని చురుగ్గా మార్చే ప్రక్రియ. మనం కొలత ద్వారానే క్వాంటం కణం యొక్క లక్షణాన్ని నిర్ధారిస్తాము. ఇది మనకు ఒక ఆలోచనను ఇస్తుంది: వాస్తవికత అనేది మనం దాన్ని ఎలా చూస్తామనే దానిపై, మనం దాన్ని ఎలా కొలుస్తామనే దానిపై ఆధారపడి ఉంటుందా? జాన్ వీలర్ ఈ ఆలోచనను మరింత లోతుగా పరీక్షించాలని అనుకున్నాడు.

రెండు తలుపులు, ఓ కణం: రెండు స్లిట్ ప్రయోగ రహస్యం

జాన్ వీలర్ డిలేడ్ ఛాయిస్ ప్రయోగం అర్థం చేసుకోవడానికి ముందు, క్వాంటం ప్రపంచంలో చాలా ప్రాథమికమైన ‘రెండు స్లిట్ ప్రయోగం’ (Double-Slit Experiment) గురించి తెలుసుకోవాలి. దీన్ని చాలా కాలంగా రకరకాలుగా నిర్వహిస్తున్నారు.

ఊహించండి: మీరు ఒక గదిలో ఉన్నారు. ఒక వైపు ఒక యంత్రం ఉంది, అది కాంతి కణాలను, అంటే ఫోటాన్లను విడుదల చేస్తుంది. ఈ గదికి ఎదురుగా ఒక తెర ఉంది. యంత్రం మరియు తెర మధ్యలో, రెండు సన్నని నిలువు రంధ్రాలు (స్లిట్స్) ఉన్న ఒక పలక ఉంది. మీరు ఫోటాన్లను ఆ రెండు రంధ్రాల గుండా పంపి, అవి తెరపై ఎక్కడ పడతాయో గమనిస్తారు.

కాంతి తరంగాల వలె ప్రవర్తిస్తే ఏమవుతుంది? నీటిలో రెండు రంధ్రాల గుండా పంపిన తరంగాల వలె, అవి ఒకదానితో ఒకటి జోక్యం చేసుకుంటాయి (కలిసి బలపడతాయి లేదా బలహీనపడతాయి). తెరపై, ఈ జోక్యం కారణంగా ప్రకాశవంతమైన, చీకటి గీతలు ఏర్పడతాయి. దీన్నే ‘జోక్య నమూనా’ (Interference Pattern) అంటారు.

కాంతి కణాల వలె ప్రవర్తిస్తే ఏమవుతుంది? అవి కేవలం ఒక రంధ్రం గుండానో, లేదా ఇంకో రంధ్రం గుండానో వెళ్తాయి. అప్పుడు తెరపై, రెండు రంధ్రాలకు సరిగ్గా వెనుక మాత్రమే కాంతి పడుతుంది, రెండు ప్రకాశవంతమైన గీతలు ఏర్పడతాయి.

ఇప్పుడు విచిత్రమైన విషయం: మీరు సింగిల్ ఫోటాన్‌లను ఒక్కొక్కటిగా పంపినా సరే, అవి తరంగాల వలె ప్రవర్తించి, చివరికి తెరపై ఒక జోక్య నమూనానే ఏర్పరుస్తాయి! ఒక్క ఫోటాన్ ఒకేసారి రెండు రంధ్రాల గుండా ఎలా వెళ్ళగలుగుతుంది? ఇది క్వాంటం సూపర్‌పొజిషన్ కారణంగానే జరుగుతుంది – ఫోటాన్ రెండు మార్గాలలో ఒకేసారి ఉన్నట్లుగా ఉంటుంది.

కానీ, ఇక్కడ మరో పెద్ద వింత ఉంది. మీరు ఏ రంధ్రం గుండా ఫోటాన్ వెళ్తుందో తెలుసుకోవడానికి రంధ్రాల దగ్గర ఒక చిన్న డిటెక్టర్‌ను అమర్చారనుకోండి. అంటే, మీరు ‘మార్గాన్ని’ కొలుస్తున్నారు. అప్పుడు ఏమవుతుందో తెలుసా? జోక్య నమూనా వెంటనే అదృశ్యమవుతుంది! తెరపై కేవలం రెండు గీతలు మాత్రమే కనిపిస్తాయి, ఫోటాన్లు కణాల వలె ఏదో ఒక రంధ్రం గుండా మాత్రమే వెళ్ళినట్లుగా.

అంటే, మీరు ఏ రంధ్రం గుండా కణం వెళ్తుందో గమనించాలని నిర్ణయించుకుంటే (పరిశీలన చేస్తే), అది కణ స్వభావాన్ని చూపిస్తుంది. మీరు గమనించకపోతే, అది తరంగ స్వభావాన్ని చూపిస్తుంది. పరిశీలన ఫోటాన్ ప్రవర్తనను మారుస్తుంది! ఇది క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క హృదయంలో ఉన్న ఒక విస్మయకరమైన రహస్యం: తరంగ-కణ ద్వంద్వత్వం (Wave-Particle Duality) మరియు కొలత సమస్య (Measurement Problem).

జాన్ వీలర్ సవాలు: నిన్నటి సంఘటనను నేటి నిర్ణయం మారుస్తుందా?

రెండు స్లిట్ ప్రయోగంలో పరిశీలన ఫలితాన్ని మారుస్తుందని చూశాం కదా? ఇప్పుడు జాన్ వీలర్ అడిగిన కీలకమైన ప్రశ్న ఇదే: ఒకవేళ మనం ఏ రంధ్రం గుండా కణం వెళ్తుందో గమనించాలా వద్దా అనే నిర్ణయాన్ని, కణం ఆ రెండు రంధ్రాలను దాటి చాలా దూరం ప్రయాణించిన తర్వాత, చివరి క్షణంలో తీసుకుంటే ఏం జరుగుతుంది?

సాధారణంగా ఆలోచిస్తే, ఇది చాలా వింత ప్రశ్న. కణం ఇప్పటికే రంధ్రాలను దాటింది కదా? దాని మార్గం అప్పటికే నిర్ణయించబడి ఉండాలి కదా? అది తరంగం వలె రెండు మార్గాల్లో వెళ్ళిందా లేదా కణం వలె ఒకే మార్గంలో వెళ్ళిందా అనేది ఆ క్షణంలోనే నిర్ణయించబడి ఉండాలి. భవిష్యత్తులో మనం తీసుకునే నిర్ణయం గతంపై ఎలా ప్రభావం చూపుతుంది? ఇది మన సాధారణ కాలమానం, కారణం-ఫలితం సంబంధంపై ఒక పెద్ద సవాలు.

జాన్ వీలర్ ఈ ఆలోచనను ‘డిలేడ్ ఛాయిస్’ అని పిలిచాడు – ఎందుకంటే ప్రయోగకర్త ‘ఎంపిక’ (పరిశీలన రకం) కణం ప్రయాణించిన చాలా సేపటి తర్వాత ‘ఆలస్యం’ చేసి తీసుకుంటాడు. ఈ ప్రశ్న క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క హృదయంలో ఉన్న వింతను స్పృశిస్తుంది. వాస్తవికత నిజంగా స్థిరమైనదా? లేక అది మనం చూసే విధానంపై ఆధారపడి, నిరంతరం మారుతుందా? ఈ ప్రశ్నకు సమాధానం కనుగొనడానికి వీలర్ ఒక ప్రయోగ ఏర్పాటును ప్రతిపాదించాడు. మొదట 1978లో ఆయన ఒక సిద్ధాంతపరమైన ప్రయోగాన్ని ప్రతిపాదించినప్పటికీ, తర్వాత సాంకేతిక అభివృద్ధి చెంది, వాస్తవంగా కూడా ఇలాంటి ప్రయోగాలు విజయవంతంగా నిర్వహించబడ్డాయి.

ప్రయోగశాలలో మాయాజాలం: డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎలా పనిచేస్తుంది?

డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్ యొక్క ఏర్పాటు రెండు స్లిట్ ప్రయోగం కంటే కొంచెం భిన్నంగా ఉంటుంది, కానీ దాని వెనుక ఉన్న ఆలోచన అదే. దీన్ని అర్థం చేసుకోవడానికి ఒక ఉదాహరణ చూద్దాం:

కాంతి కణాలను (ఫోటాన్లను) విడుదల చేసే ఒక యంత్రం ఉంది. ఈ ఫోటాన్లు ఒక ‘బీమ్ స్ప్లిటర్’ (beam splitter) పై పడతాయి. బీమ్ స్ప్లిటర్ అనేది ఒక ప్రత్యేకమైన అద్దం. అది దానిపై పడే కాంతిలో సగాన్ని ఒక వైపుకు ప్రతిబింబిస్తుంది, మిగతా సగాన్ని ఇంకో వైపుకు నేరుగా పంపుతుంది. అంటే, ఒక ఫోటాన్ ఈ బీమ్ స్ప్లిటర్ పై పడితే, అది 50% ఒక మార్గం (మార్గం A) లోకి, 50% ఇంకో మార్గం (మార్గం B) లోకి వెళ్ళే అవకాశం ఉంది. క్వాంటం భాషలో చెప్పాలంటే, ఫోటాన్ ఒకేసారి రెండు మార్గాల సూపర్‌పొజిషన్‌లో ఉంటుంది.

ఇప్పుడు ఈ రెండు మార్గాలలో రెండు అద్దాలను అమర్చి, ఆ మార్గాలను మళ్ళీ ఒక చోట కలిసేలా చేస్తారు. ఈ రెండు మార్గాలు కలిసే చోట రెండవ ‘బీమ్ స్ప్లిటర్’ను అమర్చవచ్చు. ఈ రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్ తర్వాత రెండు డిటెక్టర్లు (D1, D2) ఉంటాయి.

ఇక్కడే ‘ఆలస్యం చేయబడిన ఎంపిక’ వస్తుంది. ఫోటాన్ మొదటి బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను దాటి, రెండు మార్గాలలో ప్రయాణం ప్రారంభించిన తర్వాత, చివరి క్షణంలో, అది రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్ వద్దకు చేరుకుంటున్నప్పుడు మనం ఒక ఎంపిక చేస్తాము:

• ఎంపిక 1 (తరంగ స్వభావాన్ని చూడాలనుకుంటే): రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను దాని స్థానంలో ఉంచండి. అప్పుడు, రెండు మార్గాల (A మరియు B) నుండి వచ్చిన ఫోటాన్లు ఈ రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్ వద్ద జోక్యం చేసుకుంటాయి. ఈ జోక్యం కారణంగా, ఫోటాన్ D1 లేదా D2 డిటెక్టర్లలో ఒకదానిని మాత్రమే చేరుకుంటుంది (జోక్య నమూనా ప్రకారం). ఏ డిటెక్టర్లో ఫోటాన్ పడిందో చూసి, అది తరంగం వలె రెండు మార్గాల గుండా వచ్చిందని నిర్ధారిస్తాము. ఈ సందర్భంలో మనం మార్గాన్ని గుర్తించలేము.
• ఎంపిక 2 (కణ స్వభావాన్ని చూడాలనుకుంటే): రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను చివరి క్షణంలో, ఫోటాన్ చేరుకోవడానికి కొద్దిసేపటి ముందు, తీసివేయండి. అప్పుడు రెండు మార్గాల (A మరియు B) నుండి వచ్చిన ఫోటాన్లు నేరుగా డిటెక్టర్లను చేరుతాయి (జోక్యం జరగదు). మార్గం A నుండి వచ్చిన ఫోటాన్లు ఒక డిటెక్టర్లో, మార్గం B నుండి వచ్చిన ఫోటాన్లు ఇంకో డిటెక్టర్లో పడతాయి. ఏ డిటెక్టర్లో ఫోటాన్ పడిందో చూసి, అది కణం వలె ఏదో ఒక మార్గం గుండా మాత్రమే వచ్చిందని నిర్ధారిస్తాము.

అద్భుతమైన విషయం ఏమిటంటే, ఈ ఎంపిక – రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను ఉంచాలా లేదా తీసివేయాలా అనేది – ఫోటాన్ మొదటి బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను దాటి చాలా దూరం ప్రయాణించిన తర్వాత, దాని ప్రయాణం చివరి క్షణంలో తీసుకుంటాము. ప్రయోగ ఫలితాలు క్వాంటం మెకానిక్స్ ఊహించినట్లుగానే ఉంటాయి:

• మీరు రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను ఉంచితే (తరంగ స్వభావం కొలవాలని ఎంచుకుంటే), ఫోటాన్ గతంలో తరంగం వలె రెండు మార్గాల గుండా వచ్చినట్లు ప్రవర్తిస్తుంది.
• మీరు రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను తీసివేస్తే (కణ స్వభావం కొలవాలని ఎంచుకుంటే), ఫోటాన్ గతంలో కణం వలె ఏదో ఒక మార్గం గుండా మాత్రమే వచ్చినట్లు ప్రవర్తిస్తుంది.

ఈ ప్రయోగం యొక్క వివిధ రూపాలు అనేకసార్లు, వివిధ శాస్త్రవేత్తల బృందాలచే నిర్వహించబడ్డాయి. ఉదాహరణకు, 2015లో ఆస్ట్రేలియన్ నేషనల్ యూనివర్శిటీ (ANU) శాస్త్రవేత్తలు, క్వాంటం అటామ్‌లతో (Quantum Atoms) ఈ ప్రయోగాన్ని నిర్వహించారు, ఇక్కడ ఫోటాన్‌లకు బదులుగా పరమాణువులను ఉపయోగించారు. వారి ఫలితాలు కూడా వీలర్ ఊహించిన విధంగానే ఉన్నాయి.

గతంలోకి వెనక్కి వెళ్తున్న ప్రభావం: కాలం ప్రయాణమా ఇది?

డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్ యొక్క అత్యంత ఆశ్చర్యకరమైన అంశం ఇదే. మన ప్రస్తుత పరిశీలన, భవిష్యత్తులో తీసుకున్న ఎంపిక, గతంపై ప్రభావం చూపుతున్నట్లు కనిపిస్తుంది. ఫోటాన్ మొదటి బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను దాటినప్పుడు, అది రెండు మార్గాలలో సూపర్‌పొజిషన్‌లో ఉంది. అప్పుడు అది తరంగం వలె రెండు మార్గాల గుండా వెళ్ళిందా, లేదా కణం వలె ఒక మార్గాన్ని ఎంచుకుందా అనేది భవిష్యత్తులో, కొద్దిసేపటి తర్వాత మనం ఏమి కొలవాలని ఎంచుకుంటామో దానిపై ఆధారపడి ఉంటుంది.

ఇది మన రోజువారీ జీవితంలో కాలం గురించి మనకున్న అవగాహనకు పూర్తిగా విరుద్ధం. మనం కారణం ముందు, ఫలితం తర్వాత అని నమ్ముతాం. నేను ఇప్పుడు కాఫీ తాగితే, తర్వాత నాకు మెలకువ వస్తుంది. కాఫీ తాగడం కారణం, మెలకువ రావడం ఫలితం. కారణం లేకుండా ఫలితం ఉండదు, ఫలితం కారణాన్ని మార్చదు. కానీ ఈ ప్రయోగంలో, ఫలితం (మనం కొలవాలని ఎంచుకున్న విధానం) కారణాన్ని (ఫోటాన్ గతం లో ఎలా ప్రయాణించింది) ప్రభావితం చేస్తున్నట్లు కనిపిస్తుంది.

కొన్ని వివరణలు దీనిని ‘వెనక్కి ప్రభావం’ (Backward Causality)గా లేదా ‘రెట్రోకాసేషన్’ (Retrocausation)గా అభివర్ణిస్తాయి. అంటే, భవిష్యత్తు నుండి ఒక రకమైన సమాచారం లేదా ప్రభావం గతంలోకి ప్రయాణించి, అక్కడ సంఘటనలను ప్రభావితం చేస్తుందని అర్థం. ఇది విజ్ఞాన కల్పన సినిమాలలో మనం చూసే కాలంలో వెనక్కి ప్రయాణించడం లాంటిది, కానీ ఇది భౌతిక శాస్త్ర ప్రయోగంలోనే జరుగుతున్నట్లు కనిపిస్తుంది!

ఇది నిజంగా జరిగితే, మన విశ్వం యొక్క స్వభావం మనం అనుకునే దానికంటే చాలా విచిత్రమైనది, మరియు కాలం అనేది కేవలం ఒక సరళమైన గీత కాదు. బహుశా గతం, వర్తమానం, భవిష్యత్తు అన్నీ ఒకదానితో ఒకటి లోతుగా, ఊహించని విధంగా ముడిపడి ఉన్నాయేమో?

ఈ వింతకు కారణమేంటి?: రకరకాల వివరణలు

డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్ ఫలితాలు చాలా వింతగా ఉంటాయి కాబట్టి, వాటిని వివరించడానికి శాస్త్రవేత్తలు అనేక సిద్ధాంతాలను ప్రతిపాదించారు. అయితే, ఏ ఒక్క సిద్ధాంతం కూడా అందరినీ పూర్తిగా సంతృప్తిపరచలేదు లేదా మన సాధారణ జ్ఞానానికి పూర్తిగా సరిపోలేదు. కొన్ని ముఖ్యమైన వివరణలు ఇక్కడ ఉన్నాయి:

• కోపెన్‌హాగన్ వివరణ (Copenhagen Interpretation): క్వాంటం మెకానిక్స్ యొక్క అత్యంత సాధారణంగా ఆమోదించబడిన వివరణ ఇది. దీని ప్రకారం, క్వాంటం కణం యొక్క స్థితి మనం దానిని కొలిచే వరకు ఖచ్చితంగా నిర్వచించబడదు. అది సూపర్‌పొజిషన్‌లో ఉంటుంది. కొలిచినప్పుడు మాత్రమే ఆ సూపర్‌పొజిషన్ ‘కుప్పకూలిపోతుంది’ (collapse) మరియు కణం ఒక నిర్దిష్ట స్థితిని తీసుకుంటుంది. డిలేడ్ ఛాయిస్ ప్రయోగంలో, రెండవ బీమ్ స్ప్లిటర్ వద్ద మనం తీసుకునే కొలతే ఫోటాన్ యొక్క గత స్థితిని నిర్వచిస్తుంది. మనం తరంగ స్వభావం కొలిస్తే, దాని సూపర్‌పొజిషన్ తరంగ రూపంలో వ్యక్తమవుతుంది. మనం కణ స్వభావం కొలిస్తే, దాని సూపర్‌పొజిషన్ కణ రూపంలో వ్యక్తమవుతుంది. ఇక్కడ ‘వెనక్కి ప్రభావం’ అనేది కాలంలో ప్రయాణించే నిజమైన ప్రభావం కాకుండా, వాస్తవికత కొలతపై ఆధారపడి ఉంటుంది అనే దాని ఫలితంగానే వస్తుంది.
• వెనక్కి ప్రభావం (Backward Causality) / రెట్రోకాసేషన్ (Retrocausation): ఈ వివరణ ప్రకారం, నిజంగానే భవిష్యత్తులో తీసుకున్న నిర్ణయం లేదా జరిగిన సంఘటన గతం లోని సంఘటనలను ప్రభావితం చేయగలదు. క్వాంటం ప్రపంచంలో సమాచారం కాలంలో వెనక్కి ప్రయాణించగలదని ఇది సూచిస్తుంది. అయితే, ఇది చాలా వివాదాస్పద సిద్ధాంతం, ఎందుకంటే ఇది కాలంలో విరోధాభాసాలకు (Paradoxes) దారితీయవచ్చు.
• మెనీ-వరల్డ్స్ ఇంటర్‌ప్రిటేషన్ (Many-Worlds Interpretation): ఈ వివరణ ప్రకారం, ప్రతి క్వాంటం కొలత జరిగేటప్పుడు, విశ్వం అనేక సమాంతర విశ్వాలుగా చీలిపోతుంది. ప్రతి విశ్వంలో ఒక విభిన్నమైన ఫలితం జరుగుతుంది. డిలేడ్ ఛాయిస్ ప్రయోగంలో, ఫోటాన్ మొదటి బీమ్ స్ప్లిటర్‌ను దాటినప్పుడు, విశ్వం రెండు విశ్వాలుగా చీలుతుంది – ఒక దాంట్లో ఫోటాన్ మార్గం A లో, ఇంకో దాంట్లో మార్గం B లో వెళ్తుంది.
• క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ మరియు నాన్-లోకాలిటీ (Quantum Entanglement and Non-locality): ఈ ప్రయోగాలు క్వాంటం ఎంటాంగిల్‌మెంట్ అనే మరో వింత దృగ్విషయంతో ముడిపడి ఉన్నాయి. రెండు కణాలు ఎంత దూరంలో ఉన్నా, అవి ఒకదానితో ఒకటి అనుసంధానించబడి ఉంటాయి. ఒక కణం యొక్క స్థితిని కొలిస్తే, తక్షణమే మరొక కణం యొక్క స్థితి కూడా నిర్ణయించబడుతుంది. ఇది కాంతి వేగం కంటే వేగంగా సమాచారం ప్రయాణిస్తుందని సూచిస్తుంది. డిలేడ్ ఛాయిస్ ప్రయోగంలో, ఫోటాన్ యొక్క గత మార్గం భవిష్యత్తులోని కొలత ద్వారా ఎంటాంగిల్‌మెంట్ ద్వారా నిర్ణయించబడుతుందేమో అని కొందరు వాదిస్తారు.

ముఖ్యమైన విషయం ఏమిటంటే, ఈ విచిత్రమైన ఫలితాలకు ఒక ఖచ్చితమైన, మనసును తేలికపరిచే వివరణ ఇంకా లేదు. ఈ ప్రయోగం క్వాంటం వాస్తవికత యొక్క రహస్యాన్ని మరింత లోతుగా చేస్తుంది.

మనం కేవలం ప్రేక్షకులమా? పాల్గొనే సృష్టికర్తలమా?

జాన్ వీలర్ ఈ ప్రయోగం యొక్క ఫలితాల గురించి చాలా తీవ్రంగా ఆలోచించాడు. అతను ప్రామాణిక వివరణలకు మించి వెళ్ళి, ఒక విప్లవాత్మకమైన ఆలోచనను ప్రతిపాదించాడు – అదే ‘పార్టిసిపేటరీ యూనివర్స్’ (Participatory Universe), అంటే ‘పాల్గొనే విశ్వం’.

అతని ఆలోచన ఏమిటంటే, మనం కేవలం ఈ విశ్వంలో జరిగే సంఘటనలను చూసే నిష్క్రియ ప్రేక్షకులు కాదు. మనం దాని ఉనికి మరియు వాస్తవికతను సృష్టించడంలో చురుకైన పాల్గొనేవాళ్ళం. క్వాంటం మెకానిక్స్ ప్రకారం పరిశీలన వాస్తవికతను నిర్ధారిస్తుంది కదా? వీలర్ ఈ ఆలోచనను మొత్తం విశ్వానికి వర్తింపజేశాడు. అతని ప్రకారం, మనం చూడకపోతే, విశ్వం కేవలం సాధ్యమయ్యే అనేక స్థితుల ‘సంభావ్యతా మేఘం’ వలె ఉంటుంది. అది ఖచ్చితమైన రూపాన్ని లేదా ఉనికిని తీసుకోదు. మనం దానిని పరిశీలించినప్పుడు, దాని గురించి ప్రశ్నలు అడిగినప్పుడు (కొలతలు చేసినప్పుడు), ఈ సంభావ్యతలు కుప్పకూలి, వాస్తవ భౌతిక ప్రపంచం ఉనికిలోకి వస్తుంది.

“ఇట్ ఫ్రమ్ బిట్” (It from Bit) అనే అతని ప్రసిద్ధ నినాదం ఈ ఆలోచనను సంగ్రహిస్తుంది. భౌతిక ప్రపంచం (‘It’) అనేది సమాచారం (‘Bit’) నుండి ఉద్భవిస్తుంది అని దీని అర్థం. మనం విశ్వం గురించి ప్రశ్నలు అడిగి, ఆ ప్రశ్నలకు సమాధానాలు పొందుతున్నప్పుడే, ఆ సమాచారం మన అనుభవించే భౌతిక వాస్తవికతను నిర్మిస్తుంది.

ఈ ఆలోచన చాలా అద్భుతంగా ఉంటుంది, కానీ కొంచెం భయంకరంగా కూడా అనిపిస్తుంది. మన చిన్న మనస్సు ఇంత పెద్ద, పురాతన విశ్వాన్ని ఎలా సృష్టించగలదు? వీలర్ దీనిని వివరించడానికి, గతం కూడా వర్తమాన పరిశీలన ద్వారా నిర్మించబడుతుందని సూచించాడు. విశ్వం యొక్క ప్రారంభంలో ఏం జరిగిందో అనేది మనం ఇప్పుడు చేసే పరిశీలనలపై ఆధారపడి ఉంటుందనేది అతని వాదన. మనం విశ్వం యొక్క గతాన్ని గురించి ప్రశ్నలు అడిగినప్పుడు, మనం ఆ గతాన్ని నిర్మించడంలో లేదా నిర్ధారించడంలో పాల్గొంటాము. విశ్వం అనేది ఒక భారీ స్వీయ-సృష్టి ప్రక్రియ, ఇక్కడ మన చైతన్యం ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తుంది. మనం విశ్వాన్ని గమనించడానికి వచ్చినప్పుడే, విశ్వం ఉనికిలోకి వస్తుంది!

సుదూర నక్షత్రం నుంచి వచ్చే కాంతి: విశ్వం ఒక భారీ ప్రయోగమా?

డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్ యొక్క చిక్కులు కేవలం ప్రయోగశాలలో చేసే చిన్న ప్రయోగాలకే పరిమితం కాదని జాన్ వీలర్ గ్రహించాడు. అతను ఈ ఆలోచనను విశ్వం యొక్క అతిపెద్ద స్థాయికి, అత్యంత పురాతన కాలానికి విస్తరించాడు. దీనిని “క్వాసార్ డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్” అని కూడా పిలుస్తారు.

ఊహించండి: బిలియన్ల కాంతి సంవత్సరాల దూరంలో ఉన్న ఒక నక్షత్రం లేదా క్వాసార్ (విశ్వంలో అత్యంత ప్రకాశవంతమైన వస్తువులలో ఒకటి) నుండి ఒక ఫోటాన్ బయలుదేరింది. అది బిలియన్ల సంవత్సరాల పాటు విశ్వంలో ప్రయాణిస్తుంది. దాని మార్గంలో, ఒక భారీ గెలాక్సీ క్లస్టర్ యొక్క గురుత్వాకర్షణ శక్తి కారణంగా ఆ కాంతి వంగుతుంది. దీనినే ‘గురుత్వాకర్షణ లెన్సింగ్’ (Gravitational Lensing) అంటారు. భూమిపై ఉన్న ఒక పరిశీలకుడికి, ఈ ఫోటాన్ రెండు వేర్వేరు మార్గాల గుండా వచ్చినట్లు కనిపిస్తుంది – గెలాక్సీ క్లస్టర్ కుడివైపు నుండి ఒకటి, ఎడమవైపు నుండి ఒకటి. వాస్తవానికి ఫోటాన్ ఒకటే, కానీ గురుత్వాకర్షణ దాని మార్గాన్ని వంచి, రెండు వేర్వేరు ప్రతిబింబాలను సృష్టిస్తుంది.

ఇప్పుడు, ఈ ఫోటాన్ భూమిని చేరుకోవడానికి బిలియన్ల సంవత్సరాలు పట్టింది. అది మన దగ్గరకు చేరుకుంటున్న చివరి క్షణంలో, భూమిపై ఉన్న పరిశీలకుడు ఒక ఎంపిక చేయవచ్చు. వారు ఆ కాంతిని ఎలా కొలవాలని ఎంచుకోవచ్చు:

• ఆ రెండు వేర్వేరు మార్గాల నుండి వచ్చినట్లుగా గమనించడం (అంటే కణ స్వభావాన్ని కొలవడం, ఏ మార్గం గుండా వచ్చిందో గుర్తించడం).
• ఆ రెండు మార్గాల నుండి వచ్చిన కాంతిని కలిపి, అది జోక్యం చేసుకుంటుందా లేదా చూడటం (అంటే తరంగ స్వభావాన్ని కొలవడం).

ఈ ఎంపిక బిలియన్ల సంవత్సరాల ప్రయాణం తర్వాత, ఆ ఫోటాన్ విశ్వంలో బయలుదేరినప్పుడు, అది తరంగం వలె రెండు మార్గాల సూపర్‌పొజిషన్‌లో ఉందా, లేక కణం వలె ఒక మార్గాన్ని ఎంచుకుందా అనేది నిర్ణయిస్తుంది. బిలియన్ల సంవత్సరాల క్రితం జరిగిన ఒక సంఘటన, ఇప్పుడు మనం చేస్తున్న పరిశీలన ద్వారా ప్రభావితం అవుతోంది!

ఇది కేవలం సిద్ధాంతం మాత్రమే కాదు. ఇలాంటి ప్రయోగాలను సుదూర ఖగోళ వస్తువుల నుండి వచ్చే కాంతిని ఉపయోగించి నిర్వహించడానికి శాస్త్రవేత్తలు ప్రయత్నిస్తున్నారు. ఇది విశ్వం మొత్తమే ఒక భారీ క్వాంటం ప్రయోగం లాంటిదని, మరియు దాని గతం కూడా వర్తమాన పరిశీలనపై ఆధారపడి ఉంటుందని సూచిస్తుంది.

తత్వవేత్తల మదిలో రేకెత్తిన ప్రశ్నలు: వాస్తవం, భ్రమ, చైతన్యం

జాన్ వీలర్ డిలేడ్ ఛాయిస్ ప్రయోగం కేవలం భౌతిక శాస్త్ర చర్చల్లోనే ఆగదు. ఇది వేల సంవత్సరాలుగా తత్వవేత్తలు వేధిస్తున్న ప్రశ్నలను మళ్ళీ తెరపైకి తెచ్చింది, వాటికి ఒక కొత్త, శాస్త్రీయ కోణాన్ని జోడించింది.

• వాస్తవికత అంటే ఏమిటి? మనం చూసే ప్రపంచం నిజంగా స్వతంత్రంగా ఉనికిలో ఉందా (రియలిజం)? లేక అది మన మనస్సు యొక్క సృష్టియా (ఐడియలిజం)? క్వాంటం మెకానిక్స్ మరియు డిలేడ్ ఛాయిస్ ప్రయోగం, కనీసం సూక్ష్మ స్థాయిలో, పరిశీలకుడి ప్రమేయం లేకుండా వాస్తవికత ఉండదని సూచిస్తున్నట్లు కనిపిస్తున్నాయి. ప్రాచీన భారతీయ తత్వశాస్త్రంలో ‘మాయ’ అనే భావన ఉంది – ప్రపంచం మనం అనుకునేంత నిజం కాదు, అది కేవలం ఒక భ్రమ, ఒక ప్రదర్శన మాత్రమే అని. వీలర్ ఆలోచనలు ఆ దిశగా సూచనలు ఇస్తున్నట్లు అనిపిస్తాయి.
• చైతన్యం పాత్ర ఏంటి? చైతన్యం అనేది కేవలం మెదడు యొక్క ఫలితమా, ఒక భౌతిక ప్రక్రియనా? లేక అది విశ్వం యొక్క ప్రాథమిక అంశమా? వీలర్ ‘పార్టిసిపేటరీ యూనివర్స్’ లో చైతన్యం కేవలం గమనించేది కాదు, అది వాస్తవికతను నిర్మించేది. మన చైతన్యం విశ్వం యొక్క రహస్యంలోనే అంతర్భాగం అని ఇది సూచిస్తుంది.
• కాలం మరియు కారణత్వం: కాలం ఒక సరళ గీతనా? గతంలోకి వెనక్కి ప్రభావం పడటం సాధ్యమేనా? ఇది మన స్వేచ్ఛా సంకల్పం (Free Will) పై ఎలాంటి ప్రభావం చూపుతుంది? మనం నిజంగా స్వేచ్ఛగా నిర్ణయాలు తీసుకుంటున్నామా, లేక మన నిర్ణయాలు ఇప్పటికే క్వాంటం స్థాయిలో నిర్ధారించబడ్డాయా? డిలేడ్ ఛాయిస్ ప్రయోగం ఈ ప్రశ్నలకు సులభమైన సమాధానాలు ఇవ్వదు, కానీ వాటి గురించి లోతుగా ఆలోచించమని మనల్ని ప్రేరేపిస్తుంది.

ఈ ప్రయోగం శాస్త్రం మరియు తత్వశాస్త్రం వేర్వేరు రంగాలు కాదని, అవి ఒకదానితో ఒకటి ముడిపడి ఉన్నాయని, విశ్వం యొక్క లోతైన రహస్యాలను అర్థం చేసుకోవడానికి రెండూ అవసరమని గుర్తు చేస్తుంది.

ఈ ప్రయోగం మన జీవితాన్ని ఎలా ప్రభావితం చేస్తుంది?

సరే, ఇదంతా చాలా సైద్ధాంతికంగా, ప్రయోగశాల విషయాలుగా అనిపించవచ్చు. కానీ జాన్ వీలర్ డిలేడ్ ఛాయిస్ ఎక్స్‌పెరిమెంట్ మన రోజువారీ జీవితాన్ని మనం ఎలా చూస్తామో దానిపై కూడా ప్రభావం చూపగల శక్తిని కలిగి ఉంది.

ఒకవేళ గతం నిజంగానే మనం అనుకునేంత స్థిరమైనది కాకుండా, వర్తమాన పరిశీలన ద్వారా ప్రభావితం కాగలదు అంటే? అప్పుడు మనం గతంలో చేసిన తప్పుల గురించి, వాటిపై పశ్చాత్తాపం గురించి ఎలా భావించాలి? మనం చేసిన పని యొక్క ఫలితం అప్పటికే నిర్ణయించబడలేదని, మన ప్రస్తుత అవగాహన మరియు ఎంపికలు ఆ గత సంఘటన స్వభావాన్ని కూడా నిర్ధారిస్తాయని తెలుసుకుంటే, అది మనకు గతంపై ఒక కొత్త దృక్పథాన్ని ఇవ్వగలదు. బహుశా పశ్చాత్తాపం అనేది కేవలం ఒక భావన మాత్రమే కాకుండా, గతాన్ని మనం ఎలా అర్థం చేసుకుంటామో దాన్ని మార్చే ఒక శక్తివంతమైన శక్తి కావచ్చు.

ఒకవేళ భవిష్యత్తు కేవలం గతం యొక్క అనివార్య ఫలితం కాకుండా, మన ప్రస్తుత ఎంపికలు విశ్వం యొక్క చిత్రాన్ని మలచడంలో నిజంగా పాత్ర పోషిస్తే? అప్పుడు మన ప్రతి నిర్ణయానికి, ప్రతి ఆలోచనకు మరింత ప్రాముఖ్యత లభిస్తుంది. మనం కేవలం ఈ ప్రపంచంలో నివసించడం లేదు, మనం దాన్ని నిరంతరం సృష్టిస్తున్నాము. మన చైతన్యం యొక్క శక్తిని, మన చర్యల బాధ్యతను ఇది నొక్కి చెబుతుంది. మనం నిర్లక్ష్యంగా తీసుకునే ప్రతి నిర్ణయం, లేదా స్పృహతో తీసుకునే ప్రతి ఎంపిక, కేవలం మన భవిష్యత్తునే కాదు, విశ్వం యొక్క వాస్తవికతను కూడా మారుస్తుందేమో.

మనం జీవితాన్ని పుట్టుక నుంచి మరణం వరకు సాగే ఒక సరళమైన గీత వలె చూస్తాము. సమయం ముందుకే కదులుతుంది. కానీ జాన్ వీలర్ ప్రయోగం కాలం యొక్క ఈ సరళమైన భావనను సవాలు చేస్తుంది. గతం, వర్తమానం, భవిష్యత్తు ఒకదానితో ఒకటి ముడిపడి ఉంటే, మరి మరణం అంటే ఏమిటి? అది నిజంగా అంతం కాదా? బహుశా అది ఒక స్థితి నుండి మరొక స్థితికి మారడం కావచ్చు. మన చైతన్యం విశ్వం యొక్క శాశ్వతమైన, నిరంతరం మారుతున్న నమూనాలో భాగం కావచ్చు. ఈ ఆలోచన మరణం భయాన్ని తగ్గించి, ఉనికి యొక్క విస్తృత దృక్పథాన్ని ఇవ్వగలదు.

జాన్ వీలర్ ‘పార్టిసిపేటరీ యూనివర్స్’ అనేది మనకు విశ్వంతో ఒక లోతైన, అంతర్గత సంబంధం ఉందని గుర్తు చేస్తుంది. మనం కేవలం ఈ భౌతిక శరీరంలో ఉన్న చిన్న ప్రాణులం మాత్రమే కాదు, మనం ఈ వాస్తవికతను ఉనికిలోకి తేవడంలో ఒక ముఖ్యమైన పాత్ర పోషిస్తున్నాము. మన చైతన్యం విశ్వం యొక్క ప్రాథమిక నిర్మాణంలో భాగం.

ఈ ప్రయోగం మనకు మన పరిమితులను గుర్తించి, మన ఊహలను విస్తరించి, విశ్వం యొక్క లోతైన రహస్యాలను మరింత వినయంతో, ఆసక్తితో మరియు అద్భుతంతో పరిశోధించడానికి ఆహ్వానిస్తుంది. మనం చూసేది నిజంగా వాస్తవికతేనా, లేక మన స్పృహ యొక్క సృష్టియా అనే ప్రశ్న, మనల్ని మనం, మన చుట్టూ ఉన్న ప్రపంచాన్ని కొత్త కళ్ళతో చూడమని సవాలు చేస్తుంది. ఇది మన ఉనికి యొక్క అర్థాన్ని వెతకడానికి ఒక నిరంతర ప్రేరణ. ఈ ప్రయోగాలు భవిష్యత్తులో మన వాస్తవికతపై అవగాహనను ఎలా మారుస్తాయో చూడటం ఆసక్తికరంగా ఉంటుంది, కాదా?