Квант

Не говори, какой счет

Недавно мы с братом болтали о квантовой механике и футболе (о чем еще говорить?), и он продемонстрировал то чувство, которое, должно быть, знакомо многим из нас и очень похоже на роль наблюдателя в квантовой механике. Видите ли, мы оба всю жизнь болеем за «Лидс Юнайтед», и брат частенько задумывался, что, если он запишет матч «Лидса» на видео, а затем сядет смотреть его, не зная счета, для него исход матча будет еще не решен. Но если мы доведем стандартную интерпретацию квантовой механики до логического завершения, то получится, что дело не в его незнании финального счета, ведь информация «доступна» и известна миллионам людей. Для него суперпозиция всех возможных результатов схлопывается только в тот момент, когда он досмотрел матч до конца и увидел единственный измеренный им исход – итоговый счет на экране.
Однако, пока он не позвонит мне, чтобы сказать счет, полагая, будто я его еще не знаю, для меня мой брат будет пребывать в суперпозиции обладания знанием о всех возможных результатах. Услышав от него новости, я, в свою очередь, проведу измерение его квантового состояния и заставлю суперпозицию всевозможных счастливых и печальных версий брата схлопнуться в одну.
Я пишу это, и у меня в ушах снова звучат слова Джули. Но тут мне пришлось бы с ней согласиться – это действительно «просто бред»! Я предпочитаю думать, что есть некая «объективная реальность», которая существует вне зависимости от того, наблюдаю ли я. Вот более серьезный пример: ядро радиоактивного урана, похороненное в земле, испустит альфа-частицу, которая может оставить видимый след дефектов кристалла в скале. Неважно, когда мы посмотрим на эту скалу – сегодня, через сотню лет или никогда. След будет там. Что, если скала находится на Марсе и никогда не видывала наделенного сознанием наблюдателя? Находится ли она в неопределенном состоянии, одновременно имея на себе след и не имея его? Очевидно, измерения каким-то образом должны происходить всегда, и сознательные наблюдатели, будь они в белых халатах или без них, не могут влиять на их исход. Правильно будет сказать, что измерение считается произошедшим в момент регистрации «события» или «явления». При желании мы сможем понять это позже.

 

Простая оптическая иллюзия грубо демонстрирует, как факт измерения влияет на квантовую систему. Внимательно посмотрев на один из белых кругов, вы заметите черные точки, которые появляются и исчезают в некоторых из окружающих его кругов. Но стоит вам тотчас перевести взгляд на одну из этих черных точек, как круг снова станет белым и останется таковым под вашим наблюдением. Вам не удастся поймать черную точку с поличным. Естественно, секрет этого фокуса не имеет ничего общего с квантовой механикой, но мне кажется, что аналогия довольно хороша.

 

Это утверждение может показаться таким логичным и очевидным, что вам простительно недоумевать, как квантовые физики вообще могут быть настолько глупыми, чтобы придерживаться противоположных взглядов. Но не забывайте, если мы что-то и узнали о квантовой механике, так это то, что поиск рациональных объяснений в ней абсолютно бесполезен. О проблемах квантового измерения размышляли многие великие умы – и большинство их выводов не стоит отрицать столь поспешно.
За прошедшие годы я не раз обсуждал все это со своим коллегой, физиком-теоретиком Рэем Макинтошем. Мы не всегда и не во всем соглашаемся, но почти всегда я прихожу к заключению, что он приводит веские доводы. Самые интересные наши «дебаты», как правило, проходят в барах, где мы проводим вечера, когда ездим в командировки на конференции по ядерной физике. (Физики-теоретики частенько выбирают бары для таких глубоких дискуссий, так как они лишены «удовольствия» всю ночь напролет сидеть в лабораториях, как физики-экспериментаторы.) В ответ на критику точки зрения о том, что ничто не существует до проведения измерений (и коллапса соответствующей волновой функции), Макинтош обычно заявляет следующее. Само собой, электрон – или атом, или Луна – существует и до измерения. Все объекты, будь они микроскопическими или макроскопическими, обладают множеством определенных параметров (то есть величин, которые не пребывают в суперпозиции более чем одного значения), таких как их масса или электрический заряд. Эти параметры не подвержены неопределенности. Следовательно, тот факт, что до проведения измерений нам приходится полагаться на волновую функцию, не означает, что описываемый ею объект нереален. Конечно же нельзя сказать, что определенные его параметры, такие как его точное положение или энергия, обладают конкретными значениями, однако такова природа квантовых объектов. Нам не стоит отрицать их существование, только потому что мы не можем вообразить, каковы они на самом деле.
Показать оглавление

Комментариев: 0

Оставить комментарий