Специально для mixstuff – Игорь Абрамов

Законы квантового мира настолько причудливы, что если вы будете следовать их логике, вас ожидают некоторые весьма странные результаты. Вот почему квантовая физика так изобилует мысленными экспериментами. Возможно, вы уже слышали о «коте Шредингера».

Суть этого мысленного эксперимента, предложенного австрийским физиком-теоретиком, одним из создателей квантовой механики Эрвином Шредингером, заключается в следующем. Если вы поместите кота в коробку, где находится пузырек с ядом, который с вероятностью 50 на 50 убьет кота, то до тех пор, пока вы не открыли коробку, в соответствии с принципом квантовой суперпозиции, кот одновременно является и живым и мертвым.

Не хотите для разнообразия попробовать провести мысленный эксперимент по квантовому самоубийству? В сущности, в этом сценарии вы играете роль кота Шредингера, за исключением того, что не умираете ни при каких обстоятельствах.

Мысленный эксперимент «квантового самоубийства» был впервые поставлен Максом Тегмарком в 1997 году, а выглядит он примерно так: представьте, что пистолет подключен к машине, которая реагирует на вращение квантовой частицы при каждом нажатии на курок. Если частица вращается по часовой стрелке, пистолет выстрелит, а если против часовой стрелки – нет.

Итак, человек направляет оружие на мешок с песком и нажимает на курок 10 раз. Пистолет ведет себя, казалось бы, абсолютно произвольно: «выстрел-щелчок-выстрел-выстрел-выстрел-щелчок-щелчок-выстрел-щелчок-щелчок». Затем человек приставляет ствол к своей голове и пытается нажать на спуск еще десять раз. Что же он слышит? «Щелчок-щелчок-щелчок-щелчок-щелчок-щелчок-щелчок-щелчок-щелчок-щелчок». Как такое возможно?

Теперь давайте вернемся во времени к тому моменту, когда он направил пистолет себе в голову. Он нажимает на спуск, и пистолет стреляет. Как это может произойти, когда мы уже знаем, что пистолет так и не выстрелил? Дело в том, что каждый раз, когда он нажимает на курок, вселенная распадается на два состояния. В одном из  них пистолет выстрелил, а в другом – нет. Когда человек направлял пистолет в мешок с песком, он существовал в той вселенной, или в том ее состоянии, где происходила последовательность выстрелов и щелчков. Но с момента, когда он приставил ствол к виску, человек может существовать только в таком состоянии вселенной, где он выжил – и, следовательно, только в том, где пистолет не сработал.

Такой способ мышления известен как многомировая интерпретация квантовой механики Эверета. Согласно этой теории, наша реальность – это просто один из вариантов в бесконечной паутине состояний вселенной. Трудно вообразить подобную путаницу, но с другой стороны, очень интересно поразмышлять на такую тему, не так ли?. Если многомировая интерпретация Эверета верна, то каждый раз, когда мы что-то делаем, вселенная раскалывается на два состояния.

Так, вы сейчас читаете эту статью, но есть другой сценарий, где вы закрыли страницу. Нынешним утром вы встали с постели в какое-то определенное время, но есть и другое состояние вселенной, где вы продолжали спать. Вы выбрали одну какую-то карьеру в жизни, но есть другое состояние вселенной, где вы выбрали нечто совершенно иное. В любом случае, все, что вы видите вокруг и все, что вы знаете о мире – это лишь свойства того состояния вселенной, в котором вы находитесь.

В своей статье, опубликованной в 1994 году, Макс Тегмарк указал на один любопытный иронический нюанс своей многомировой интерпретации квантовой механики (автор использует аббревиатуру MWI):

«Многие физики, несомненно, были бы очень обрадованы, если бы у смертного одра их посетил всезнающий джинн и в награду за многолетнюю любознательность предложил бы им ответ на любой из мучивших их вопросов по их собственному выбору. Но были бы они столь же счастливы, если бы джинн запретил им говорить об этом кому-либо?

Возможно, величайшая ирония квантовой механики состоит в том, что если теория MWI верна, то возникает в точности такая же ситуация, как если бы вы, решив, что готовы умереть, стали раз за разом повторять квантовое самоубийство: экспериментальным путем вы убедились бы в справедливости теории MWI, но вы никогда не смогли бы убедить в этом кого-то еще!»