Книга Простая сложная Вселенная - Кристоф Гальфар

До того как вы откроете коробку, распад происходит и не происходит одновременно, так же как яд проливается и не проливается.

Так же как и кот мертв и не мертв.

Мертвый и живой.

Услышав это, вы сразу же открываете коробку, чтобы проверить.

Кот выскакивает, целый, невредимый и очень милый.

И на дне нет никакого дохлого кота.

Вы чешете затылок.

Все эти «суперпозиции состояний» и «последующий коллапс квантовых возможностей» вдруг выглядят довольно сложным трюком, а не реальным феноменом.

Может, мы неверно поняли? То, что кот действительно некоторое время был мертв и жив, или это все обман?

Давайте посмотрим.

Открытие коробки заставляет вас взаимодействовать с экспериментом, не так ли?

Ну да.

Так что вы вмешались. Вы пронаблюдали. А когда производится наблюдение, природа должна выбрать.

Так что выбор, коллапс, происходя реально, должен был случиться, оставив кота в живых.[54]

Но замерла ли судьба кота до того, как вы открыли коробку? Или же это произошло с ней потом, молниеносно быстро?

Вы вернулись к первоначальному вопросу: происходит ли коллапс вообще?

Шредингер придумал свой мысленный эксперимент в 1935 году, и в течение многих лет никто не мог разгадать его загадку, пока французскому физику Сержу Арошу и американскому физику Дэвиду Вайнленду не удалось разработать реальный эксперимент, способный обнаружить те самые суперпозиции, которые существовали, когда должны были уже разрушиться.

КВАНТОВАЯ ЧАСТИЦА МОЖЕТ И ОДНОВРЕМЕННО СУЩЕСТВУЕТ В РАЗНЫХ, ВЗАИМОИСКЛЮЧАЮЩИХ СОСТОЯНИЯХ. НА СЕГОДНЯШНИЙ ДЕНЬ ЭТО ОСНОВНАЯ ПРИЧИНА, ПО КОТОРОЙ ИНЖЕНЕРЫ ПЫТАЮТСЯ СОЗДАТЬ КВАНТОВЫЕ КОМПЬЮТЕРЫ.

Хотя они не использовали кота.

Они использовали атомы и свет.

И они увидели, что квантовые суперпозиции вполне реальны; что практически любая квантовая частица может и одновременно существует в разных, взаимоисключающих состояниях. По сути, на сегодняшний день это основная причина, по которой инженеры пытаются создать квантовые компьютеры. Используя способность квантовых частиц находиться в разных состояниях одновременно, компьютеры могут в принципе получить в разы большую производительность, чем та, что может быть достигнута нашими классическими компьютерами, позволяя одновременно осуществлять «параллельные» расчеты. Арош и Вайнленд совместно получили за это Нобелевскую премию по физике 2012 года. Так или иначе, они доказали, что кот Шредингера на каком-то этапе эксперимента на самом деле был мертв и жив одновременно.

Так, и в чем здесь секрет?

Он связан с тем, что исчезло.

Суперпозиции реальны, отлично. Вот что доказали Арош и Вайнленд. Нам придется принять эту данность.

Но, когда вы открыли коробку, когда произошел коллапс и выпрыгнул живой кот, куда исчезли не увиденные вами возможности? И так как это должно было быть реальным на каком-то этапе, то куда же девался дохлый кот?

В этом и секрет.

Многие ученые задавались таким же вопросом, и в последнее время начали набирать популярность несколько предполагаемых ответов. Некоторые считают, что не наблюденные возможности постепенно расплываются, как капли чернил, попавшие в озеро; озеро, представляющее собой мир, в котором мы живем, как будто жемчужины нереализованных возможных реальностей рассеиваются в одной-единственной превалирующей реальности, частью которой мы являемся. Другие полагают, что ко всему этому какое-то отношение имеет наше сознание и что как раз сам факт эксперимента или даже мысли о нем замораживает реальность в одном состоянии, тем самым создавая ее.

И тут нам нужен американский физик-теоретик Хью Эверетт III.

Родившийся в 1930 году Эверетт был весьма странным человеком. Блестяще одаренный, он изучал математику, химию и физику, написав в итоге докторскую диссертацию под руководством одного из самых влиятельных американских физиков всех времен, Джона Арчибальда Уилера из Принстонского университета. Хотя Эверетт перестал заниматься физикой сразу же после защиты диссертации, в основном потому что, по-видимому, считал ее слишком странной. Неудачные попытки Уилера помочь идеям своего ученика быть серьезно воспринятыми научным сообществом, вероятно, также сыграли свою роль. В возрасте 21 года, забыв о теоретических вопросах, Эверетт начал трудиться над сверхсекретными разработками оружия в Вооруженных силах Соединенных Штатов и в конце концов умер от излишнего количества спиртного и сигарет. За сверхъестественное сходство судеб некоторых известных поэтов или художников, молча прожигавших свои таланты в годы молодости и презираемых сверстниками, диссертация Эверетта, написанная им в 1956 году, позже стала классикой. В ней он сделал экстраординарное заявление, что, раз квантовые идеи замечательно работают в микромасштабах, их следует всерьез использовать на всем отрезке пути до нашего масштаба. Все в нашей Вселенной создано из квантов, поэтому все следует рассматривать как огромную квантовую волну возможностей, существующих одновременно.

Если смотреть с такой точки зрения, никакого коллапса никогда не произойдет. Каждая возможность существует.

С этой точки зрения, вся Вселенная создает ответвление всякий раз, когда необходимо сделать выбор в результате эксперимента или чего-то еще. Следовательно, должно существовать непостижимо много параллельных вселенных, где все возможности, все альтернативные результаты являются фактами.

Согласно теории Эверетта, нас должны окружать параллельные сюжеты.

Вы медлите с решением, стоя между двумя лифтами, прежде чем зайти в один из них? Ваше второе я, находящееся в ответвленной параллельной вселенной, выбирает другой лифт. Еще в одной вселенной вы ударяетесь в стену между ними. А еще в одной поднимаетесь по лестнице. Таким образом, осуществляются все возможности.

В некотором смысле буквальное понимание квантовой физики Эверетта говорит о том, что если избавиться от эгоизма, то никогда не придется расстраиваться. Всякий раз, когда что-то плохое случается с вами здесь, в ваших бесконечно многих параллельных вселенных вам удается его избежать и чувствовать себя счастливым.

В еще одной бесконечности параллельных реальностей Эверетт все еще жив и даже читает эту книгу. В некоторых ему нравится то, что я о нем пишу. В других – не нравится. В еще одних он сам написал эту книгу, и в ней кот Шредингера – это зеленая собака.

Согласно интерпретации Эверетта, никакого реального выбора никогда не происходит по своей природе. Все возможности случаются.

Вы просто не знаете об этом.

Неудивительно, что он отказался от физики.

Безусловно, теория Эверетта странная, но теперь она серьезно воспринимается некоторыми из величайших физиков нашего времени вместе с большим количеством использованных в ней математических моделей, относящихся к происхождению пространства-времени. Конечно, не существует экспериментального подтверждения (или отказа от) заявления Эверетта, но оно служит заманчивой причиной того, почему реальность, в которой мы живем, не суперпозиция квантовых возможностей: возможности, нами не использованные, все равно воплощены, но в другом месте.