Kvantdarwinismen är där naturligt urval mäter kvantmekanik

Ordet Darwinism har blivit en synecdoche för alla mekanismer som antyds av Malthusian-konceptet "de överlevande av de fittestaste" - tanken att de starkaste medlemmarna i ett system överlever att reproducera och vidarebefordra sin genetik till avkomma. Men det naturliga urvalet behöver inte begränsas till Darwins finkar. När vi tillämpar denna idé på fysik får vi kvantdarwinismen, teorin om att biologins styrande lagar gäller partiklar.

Det är mycket att ta in, så låt oss börja från början.

Klassisk fysik, som omfattar newtonska rörelserätt, elektrodynamik, termodynamik och generell relativitet, framträder från kvantvärlden, men universums två förståelser passar inte snyggt ihop. I klassisk fysik rör sig världen och arbetar med en viss typ av elegans. I kvantfysiken finns å andra sidan kaos på atomskala. Forskare kan inte förutse vad som kommer att hända - allt vi har är sannolikheter för vad skulle kunna hända.

År 2003 föreslog en teoretisk fysiker med namnet Wojciech Zurek och några av hans kollegor Quantum Darwinism att länka de två systemen. Som du kanske redan vet, i kvantmekanik tenderar mätningar av ett system att påverka det systemet direkt. Detta mätproblem uppstår genom att olika kvanttillstånd överlagras på varandra, vilket skapar paradoxala situationer där en partikel existerar i motsägelseförhållanden på samma gång.

Självklart ser vi bara ett händelse inträffar faktiskt. När vi ser på dessa händelser från en klassisk lins, ger systemet bara ett utfall.

Kvantdarwinismen förklarar att överlagda stater är "utvalda" baserat på vad som är bäst föredragna och förutsägbara under klassiska stater. Darwinism väljer möjligheter från kvantsystem baserat på trycket i det klassiska systemet.

Zurek skisserar hela saken i ett 2009-papper, men det finns några faktiska bevis som stöder kvantdarwinismen. En studie från 2010 tog bilder av ärrstrukturer på kvanta punkter och fann att förekomsten av periodiska ärrkommande stater utvecklas till ett mer robust tillstånd. Denna typ av atomutveckling mot en stabil existens är vad du skulle förutsäga under kvantdarwinismen.

Den större punkten med kvantdarwinismen är emellertid inte bara att det kan vara nyckeln till att hjälpa till att bryta över två fysikskolor som bestäms av en avsmakning. Det ger också stöd för tanken att darwinismen - den överlevande av de fittestaste - är universell för alla andra naturliga processer i universum. Det förklarar inte bara varför något liv utvecklas och annat liv dör - det förklarar också varför vissa partiklar och fysiska processer uppträder och varför andra inte gör det. Kvantmekanik anses ofta som en till synes slumpmässig process, men det visar sig att den atomvärld vi inte kan se fungerar väldigt mycket som den ekologiska världen vi upplever varje dag.

Vi är långt ifrån att kunna berätta om "darwinismens" teori, till "lag". Men bli inte förvånad om du börjar höra mer och mer om det under de kommande årtiondena. Större, kraftfullare fysikinstrument tillåter oss att observera saker som vi inte ens drömde om - inklusive de lyckliga partiklar som är starka nog att utvecklas.