Kuuldamatu muusika
Praegu küsitakse kvantfüüsikas jätkuvalt: kas asjad on olemas, kui keegi neid ei vaatle? Küsime siis meie nii: kas muusika on olemas, kui keegi seda ei kuule? Just elektrooniline muusika annab põhjendatud aluse küsida nimelt nõndaviisi, sest iga teine pill peale elektroonilise annab teile helide vahendusel teada, et tehakse muusikat. Kuid süntesaator ei pruugi seda teha, kui olete võimendaja “heli maha keeranud”. Ometi võib joosta selles mingi programm, mis salamisi komponeerib mingit muusikat, kuigi keegi seda ei kuule. Kas see muusika on siis olemas või mitte? Kindel see, et “elektroonilises heliloojas” toimuvad mingid kvantmehaanilised protsessid, mis erinevad üsnagi meie argimaailma sündmustest.
Nüüdiselektroonika põhikomponendis transistoris ei tegutse mitte ainult elektronid vaid ka elektronide nihkumisest alles jäänud augud. Kui negatiivsed elektronid liiguvad pooljuhtkristallile rakendatud elektrivälja mõjul ühes suunas, siis neist kristallvõresse alles jäänud augud on neutraalse tausta suhtes positiivsed ja liiguksid justkui teises suunas. Loodus, isegi kvantloodus, muidugi tühja kohta ei salli, ja kui elektron on jätnud endast maha tühiku, täidab selle uus elektron. Sellest jääb omakorda maha uus tühik ehk auk.
Tegelikult on “auk” matemaatiline mõiste, ent rehkendusteks väga tulus. Aukjuhtivus on umbes sama asi, kui näiteks pika järjekorra keskelt läheb äkitselt üks inimene ära. Siis astuvad kõik sammukese edasi ja lahkunust alles jäänud auk liigub saba lõpu poole, justkui oleks see mingi aineline asi. Matemaatiliselt on see negatiivse märgiga inimene, inimese mitteolu. Ometi me näeme seda – kuid vaid tänu selle ümber olevatele positiivse märgiga inimestele.
Muusika, mis tekib transistoride koostöö tulemusena, pole ei nähtav ega kuuldav. Isegi raadiolampide ansambli puhul näeme, kuidas selle liikmed hõõguvad, ja mõnede lülituselementide puhul on mõnedel töörežiimidel kuulda ka helisid.
Pane aga kõrv mikrokiipidele kui lähedale tahes, mingit heli sealt kinni ei püüa. Hästi – kui kõrvaga ei saa ilma helivõimendajata teada, mis elektroonilise muusikamasina sees toimub, siis kas saab ehitada mõne mõõteriista, mis ometi meile ütleb, mis seal ikka täpsemalt juhtub, kui see näiteks Mozartit ja Pink Floydi miksib. Teisisõnu – kas elektroonilist muusikat saab mõõta? See on tegelikult üks kvantfüüsika põhiküsimusi.
Kvantmehaaniline kassikontsert
Kvantmaailm on oma olemuselt tõenäosuslik. Heisenbergi määramatuse printsiibi järgi pole võimalik korraga täpselt mõõta nii osakese asupaika kui ka tema kiirust. Alati jääb sisse mingi määramatus. Ja Bohri täiendatavuse printsiibi järgi käitub mateeria kord, nagu see oleks laineline, kord jälle, nagu oleks osakeseline. Asi, mille vastu Albert Einstein protesteeris elu lõpuni: “Jumal ei viska täringut.” Kuid selgus siiski, et ta teeb seda ikka küll, vähe sellest – ta ei tea ise ka, mis tulemuse viskega saab.
Kvantmaailma olemusliku juhuslikkuse näitlikustamiseks mõtles Viini kavalpea, kvantfüüsika rajajaid Erwin Schrödinger 1934. aastal välja oma kassi. Schrödingeri kass istub läbipaistmatus kastis. Me ei tea, mida ta teeb, kas ta näub või ei näu. Me ei tea isegi, kas ta on elus või surnud. Aga kastis on üks põrgulik seade – mürgiampull, mille vallandab radioaktiivse aine lagunemisest tekkiv osake. Kui osake kiirgab ja lendab ampullini, pääseb mürk välja ja kass sureb. Meie maailmas oleks kõik selge. Kass kas saab mürki ja sureb või ei saa mitte ja jääb ellu.
Kvantmaailmas on asjad aga teisiti: näiteks ühe tunni jooksul osake kas kiirgub või ei kiirgu. Nii üks kui teine on võimalik, kuid vaid mingi tõenäosusega. Kui näiteks tõenäosus, et osake kiirgub, on võrdne sellega, et see ei kiirgu, siis on kass võrdse tõenäosusega elus või surnud. Ning tähendab, et võrdse tõenäosusega ta kas teeb muusikat või ei tee.
Ometi teame, et kass ei saa olla korraga elus ja surnud. Kui avame kasti, veendume ju ise, et kassiga on lood nii või naa. Tuleb välja, et meie pilk kassile kas päästab või hukutab – vaatlus muudab maailma asju.
Niels Bohr, see suur Taani kvantprints, kinnitas, et meie teadmine kassi kohta ongi kõik, mis maailmas on. Pole olemas kassi iseeneses. Kant sai ninanipsu.
Kuulaja loob muusika
Kvantmehaanika üks konundrumeid on, et selles ei kehti lokaalsus. See tähendab, et esinevad põimunud olekud, mille puhul ühe põimunud osakese mõõtmine avaldab silmapilkselt oma kvantkaksiku olekule mõju. Kui kaks osakest sünnivad ühes ja samas paigas, aga lendavad siis teineteisest eemale olgu või valguse kiirusega, jäävad nad ometi koos musitseerima.
Viini füüsik Anton Zeilinger, üks nüüdseid kuulsamaid kvantfüüsikuid, on oma kolleegidega näidanud, et kahe kuni 144 kilomeetri kaugusel oleva punkti vahel esineb korrelatsioon. See tähendab, et otsustus, mida tehakse ühes otsas, mõjutab teist otsa silmapilkselt. See on jälgitud tõsiasi, ent teine asi on tõlgendamine. Mõned ütlevad, et maailm pole lokaalne, tähendab, et saab silmapilkselt mõjutada asju, mis asuvad kaugel eemal. See tähendab, et reaalsus sõltub vaatlejast. Passiivse maailma vaatlemise asemel, me tegelikult loome reaalsust.
Mõned eksperimendid osutavad, et kui näete laval näiteks süntesaatorit, siis võib ju olla kindel, et selle klahvid on näiteks valged ja mustad, olenemata sellest, kas vaatate seda või ei. Kuid kvantmehaanikas on asi teisiti. Kui küsida elektronilt, mis nooti see mängib, võib see öelda, et ülespidi spinniga. Kuid enne mõõtmist ei saa eeldada, et see on ülespidi spinniga. Vaatlus loob selles mõttes reaalsuse.
Kogu see jutt tähendab, et kuulaja loob ise elektronmuusika. Sest kuigi muusikat peetakse olemuslikult analoogseks, see tähendab mitte-kvantnähtuseks, siis paradoksina tekitab seda või vähemasti kannab üle kvantmaailm. Ja selle ülekandmise käigus tehakse muusika ka pisikesteks portsudeks ehk teisisõnu – digitaliseeritakse.
Enne kui elektronmuusikal pole kuulajat, pole seda ka olemas. Mis sest, et kusagil süntesaatori sees võib istuda Schrödingeri kass ja parajasti Bachi näuguda. Me saame seda teada alles siis, kui võimendi põhja keerame.
