Это всё квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего - Харрис Жереми

Вот как будет выглядеть наша система, прежде чем экспериментатор заглянет в коробку:

А теперь он смотрит внутрь. И точно так же, как кот, пистолет и датчик, расщепляется на две отдельные копии:

Теперь представьте, что вы спрашиваете экспериментатора – обе его версии, – каков результат эксперимента. Мертв ли кот?

Одна копия уверенно отвечает «да», другая уверенно отвечает «нет».

Вы что, видели кота, который и жив и мертв одновременно?

Обе копии дают очевидный ответ: «Конечно нет! Что за дурацкий вопрос?»

В обоих случаях экспериментатор видит только один результат: кот либо жив, либо мертв, но не жив и мертв сразу – хотя по законам квантовой механики существуют обе версии кота.

Экспериментатор этого попросту не замечает, поскольку застрял в одной из двух временных линий и вторую не видит.

Об этом-то и говорил Эверетт: мы никогда не видели ни зомбокотов, ни полувыстреливших пистолетов потому, что в миг, когда мы смотрим на эти объекты, мы и сами расщепляемся и разбегаемся по множеству временных линий, в каждой из которых одна наша копия видит свой, однако совершенно определенный результат.

Пока что я говорил о двух группах кет-скобок (в одной кот жив, а в другой мертв) как о «сюжетах», «историях» или «временных линиях», однако их можно назвать и другим словом – «вселенные». Ведь обе временные линии, и «живая», и «мертвая», дальше будут резко меняться.

Скажем, экспериментатор, увидевший мертвого кота, настолько огорчится, что уволится с работы и никогда не изобретет важнейшую технологию, которой в будущем пользовались бы миллионы людей. И эта громадная разница между «живой» и «мертвой» вселенными вызвана всего-навсего вращением одного крошечного электрона.

В соответствии с этой идеей, поскольку вокруг нас электроны и другие частицы ведут параллельные жизни, наша мультивселенная постоянно расщепляется и порождает новые временные линии, или вселенные, где реализуются все возможные результаты взаимодействий.

Нечего и говорить, что картина, которую предложил Эверетт, была чудовищно далека от привычных представлений о природе вещей. Но ведь и волшебный квантовый коллапс Бора, и надежно скрытые переменные Эйнштейна на самом деле не менее диковинны. В сущности, вся эта борьба идей о квантовых сюжетах вынудила физиков признать, что независимо от того, кто в итоге окажется прав, вселенная – место куда более странное, чем рисовало ее даже самое смелое воображение.

А как вы, должно быть, и сами понимаете, перерисовывание всей картины вселенной в соответствии с представлениями Бора, Эйнштейна или Эверетта имеет важные последствия для самого главного объекта в вашем личном уголке этой вселенной – для вас самих.

Что квантовая механика делает с мозгами

Любая интерпретация квантовой механики требует от нас радикального пересмотра представлений о себе с начала и до конца, причем каждый раз по-своему.

Картина Бора вынуждает нас задаться вопросом, обладают ли люди и животные какими-то особыми свойствами, которые заставляют квантовые системы избавиться от своих множественных личностей и коллапсировать, стоит нам на них взглянуть. Неужели в сознании и наблюдении есть нечто поистине магическое? Или у коллапса есть менее странное объяснение?

Скрытые переменные Эйнштейна вынуждают задуматься о другом: если вся хореография будущего предопределяется скрытыми переменными, разве это не превращает меня в зазнавшегося робота? Разве из этого не следует, что у меня нет свободы воли? А если нет, то зачем нужно сознание? И вообще – что это за скрытые переменные такие?

Параллельные вселенные Эверетта ставят под сомнение саму идею, что вообще можно говорить о «вас». Если всего через долю секунды «вам» суждено расщепиться на миллиарды версий, которая из них «вы»? А может, все они? Как это сказывается на важных решениях в вашей жизни и на чувстве ответственности за свои действия?

Эти вопросы – лишь верхушка огромного, жуткого и непонятного айсберга. И ответы на них породят дикое множество дальнейших вопросов, многие из которых когда-то считались не относящимися к физике. Одиноки ли мы во вселенной? Создавалась ли она с учетом того, что в ней будет существовать человечество? Есть ли жизнь после смерти? А вдруг анимизм – все-таки правда? Обладают ли сознанием атомы? Почему натуральное арахисовое масло коварно расслаивается в банке – и потом поди размешай его до однородности?

Когда квантовый ящик Пандоры открылся, это застало всех врасплох. Веками научный прогресс означал, что чем дальше, тем увереннее мы судим о фундаментальной природе вселенной, тем яснее наша картина мироздания. И тут вдруг квантовая механика распахнула двери, которые мы считали навеки замурованными, и пригрозила вновь привнести двусмысленность и неопределенность в наше понимание физики.

На этих страницах мы заново откроем мир, глядя на него сквозь призму разных интерпретаций квантовой механики. Мы посмотрим, насколько разные истории они рассказывают о вселенной, о жизни, о людях и нашем месте в мироздании. И увидим, как сильно эти идеи влияют на то, что вроде бы вообще не имеет отношения к физике, – например, на общество и законодательство. В каком-то смысле мы исследуем с вами физику добра и зла.

А заодно мы увидим, насколько научный процесс грязен, сколько в нем политики и черного юмора и как академические структуры в конечном счете играют с нашим пониманием реальности в собственных корыстных целях.

Глава 2

Коллапс, вызываемый сознанием, и физика души

Древние египтяне, когда у них болели зубы, ловили мышь, растирали в пасту и мазали этой пастой из дохлой мыши больной зуб.

Если вы в последнее время видели рекламу какой-нибудь зубной пасты, вы наверняка знаете, что девять из десяти стоматологов можно заставить согласиться приблизительно с чем угодно. Но, сдается мне, даже они сказали бы решительное «нет» пасте с добавлением дохлых мышей, в какие бы красивые тюбики производитель ее ни заталкивал.

Это я вот к чему: если нужно решить важную задачу, первое, что приходит нам в голову, обычно так себе вариант, и прежде чем мы изобретем зубную щетку, придется миновать этап пасты из мышатины. Это справедливо и для стоматологии, и для квантовой механики.

Когда была сформулирована проблема зомбокотов, все решили, что это загадка без решения. Насколько все могли судить, квантовая механика предсказывала, что наша вселенная полным-полна одновременно и живых, и мертвых котов и бейсбольных мячей, способных лететь во все стороны сразу. Однако простой житейский опыт этому противоречил.

Физики столетиями убеждали себя, будто могут объяснить практически любое явление во вселенной, поэтому их корежило от одной мысли, что их новенькая блестящая теория так плохо описывает очевидную реальность. Именно поэтому они рады были любому решению, любой, даже самой сырой гипотезе, лишь бы она давала ответ на загадку зомбокотов.

И этим решением – пастой из мышатины применительно к квантовой теории – стала интерпретация квантовой механики по Бору, идея коллапса. Как мы уже знаем, по мысли Бора, мы не видим зомбокотов (а также другие крупные объекты, которые делают много всего одновременно) потому, что акт наблюдения заставляет эти нечеткие системы коллапсировать только в одно какое-то состояние, которое мы и воспринимаем.

Но тогда возникает следующий больной вопрос: что считать наблюдением?

Вернемся к эксперименту с зомбокотом. У нас есть серый электрон, его сканирует датчик, этот датчик заставляет (или не заставляет) пистолет выстрелить, и это определяет судьбу кота, о коей затем узнает экспериментатор. Когда же происходит «наблюдение», вызывающее коллапс зомбокота, – в момент, когда экспериментатор открывает коробку и заглядывает внутрь? Или когда кот слышит выстрел? Или когда пистолет получает сигнал от датчика? Или, если уж на то пошло, когда датчик только сканирует электрон?