Кто наблюдает за наблюдателями?
Многомировая интерпретация квантовой механики берет свое начало в работе Хью Эверетта – выпускника Принстонского университета 1950-х годов. Он размышлял над странным требованием Копенгагенской интерпретации, в соответствии с которым волновые функции должны были магическим образом редуцироваться при наблюдении, и обсуждал альтернативные версии со многими, включая Джона Уилера, вдохновившего Эверетта разработать другой вариант интерпретации и описать его в своей докторской. Этот альтернативный взгляд на вещи отталкивается от очень простого вопроса – от логической кульминации рассмотрения последовательной редукции волновых функций, происходящей, когда я провожу эксперимент за закрытыми дверями, затем выхожу и сообщаю вам результат, о котором вы рассказываете своему другу в Нью-Йорке, после чего он информирует еще кого-нибудь и так далее. С каждым шагом волновая функция становится все более сложной и вбирает в себя все больше «реального мира». Но при этом на каждом шаге альтернативы остаются в равной степени возможными, представляя собой накладывающиеся друг на друга реальности, пока не становятся известными новости о результате эксперимента. Можно представить, как новости таким образом распространяются по всей Вселенной, пока вся Вселенная не становится совокупностью перекрывающих друг друга волновых функций, альтернативных реальностей, которые редуцируются до одного мира только тогда, когда установлено наблюдение. Но кто наблюдает за Вселенной?
|
|
|
Вселенная по определению замкнута. Она вмещает в себя все, поэтому нет такого внешнего наблюдателя, который замечает существование Вселенной и тем самым редуцирует сложную сеть взаимодействующих альтернативных реальностей до одной волновой функции. Идея Уилера о сознании – о нас самих – в качестве неотъемлемого наблюдателя, который может проследить всю причинность в обратном направлении, дойдя до Большого взрыва, является одним способом разрешить эту дилемму, но она предполагает использование круга в доказательстве, столь же загадочного, как и сама загадка, которую он должен устранить. Я бы, пожалуй, предпочел аргумент солипсизма, который гласит, что во Вселенной есть только один наблюдатель – я сам – и что мои наблюдения являются фактором первостепенной важности, который кристаллизует реальность, выводя ее из паутины квантовых возможностей, однако крайний солипсизм – это глубоко неубедительная философия для тех, кто вносит свой вклад в этот мир посредством создания книг, которые затем читают другие люди. Многомировая интерпретация Эверетта – это другая, более приятная и более полная трактовка.
|
|
|
Интерпретация Эверетта гласит, что перекрывающие друг друга волновые функции всей Вселенной, альтернативные реальности, взаимодействующие, чтобы создать измеримую интерференцию на квантовом уровне, не подвержены редукции. Все они одинаково реальны и существуют в собственных сферах «сверхпространства» (и сверхвремени). Когда мы производим измерения, на квантовом уровне сам процесс измерений вынуждает нас выбрать один из альтернативных вариантов, который становится частью того, что мы считаем «реальным» миром. Сам факт наблюдения разрывает связи, благодаря которым эти альтернативные реальности держатся вместе, и позволяет им двигаться в сверхпространстве собственными путями. При этом в каждой из альтернативных реальностей есть свой наблюдатель, который сделал то же самое наблюдение, но получил другой квантовый «ответ» и полагает, что он «редуцировал волновую функцию» до единственной квантовой альтернативы.
Коты Шрёдингера
Сложно понять, что имеется в виду, когда мы говорим о редукции волновой функции целой Вселенной, но гораздо проще понять, почему подход Эверетта являет собой шаг вперед, если обратиться к более привычному нам примеру. Наши поиски настоящего кота, скрытого внутри парадоксального ящика Шрёдингера, наконец-то подошли к концу, ведь этот ящик является именно тем примером, который необходим мне, чтобы продемонстрировать силу многомировой интерпретации квантовой механики. Сюрприз в том, что след приводит нас не к одному настоящему коту, а к целым двум.
|
|
|
Уравнения квантовой механики говорят нам, что внутри ящика в знаменитом мысленном эксперименте Шрёдингера есть две версии волновой функции – «живой кот» и «мертвый кот» – и они в равной степени реальны. Привычная нам Копенгагенская интерпретация смотрит на эти возможности с другого угла и заявляет, в свою очередь, что обе волновые функции одинаково нереальны и что только одна из них обращается реальностью, когда мы заглядываем в ящик. Интерпретация Эверетта полностью принимает квантовые уравнения на веру и гласит, что оба кота реальны. В ящике есть живой кот и есть мертвый кот, но они находятся в разных мирах. Радиоактивный атом в ящике не распался и не не распался, но сделал и то и другое. При необходимости принять решение весь мир – вся Вселенная – раскололся на две версии самого себя, которые идентичны во всем, за исключением того, что в одной из версий атом распался, и кот умер, а в другой атом не распался, и кот остался жив. Все это похоже на научную фантастику, но на самом деле эта трактовка гораздо глубже любой научной фантастики, будучи основана на безупречных математических уравнениях, стройном и логичном следствии буквального прочтения квантовой механики.
Дата добавления: 2018-10-26; просмотров: 226; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!