Есть ли реальность за вашей спиной? О квантовой физике простым языком - Катрина Арье

Возможно ли это в реальном мире? Казалось бы, нет. Может ли масса машины, например, отделиться от машины? Или ощущение шелковистости ткани отделиться от шёлкового платья? На самом деле в микромире это возможно.

Были произведены эксперименты с потоком нейтронов. Вы знаете, что у частиц есть спин. Спин – это момент импульса частицы. Наличие спина показывает, что частица как будто вращается вокруг своей оси. То есть спин – это свойство частицы. И был проведён эксперимент, в котором частицы были зарегистрированы в одном месте, а их свойства, спины, – в другом. А потом через некоторое время частицы и спины опять соединились.

Частицы и их свойства могут быть разделены в пространстве.

Поразительно, правда?

Резюме и задания

 Резюме

• «Кот Шрёдингера» – это мысленный эксперимент, показывающий абсурдность законов квантовой физики, если их применяют к макрообъектам. В эксперименте кот находится в суперпозиции живого и мёртвого кота до момента, пока экспериментатор не откроет коробку и не увидит кота.

• Согласно многомировой интерпретации, когда коробку с котом открывают, Вселенная расщепляется на две разные Вселенные. В одной из них наблюдатель видит мёртвого кота, а в другой – живого.

• «Квантовое самоубийство» – это мысленный опыт с котом Шрёдингера с точки зрения кота. С его точки зрения, смерть не наступит никогда.

• Согласно эксперименту «Друг Вигнера», кота можно признать живым или, наоборот, мёртвым только тогда, когда все люди во Вселенной узна́ют результат эксперимента. А до этого момента кот остаётся живым и мёртвым одновременно.

• «Квантовый Чеширский Кот» – это реальный эксперимент, показывающий, что свойство объекта способно отделяться от самого объекта подобно тому, как Чеширский Кот уходил, а его улыбка оставалась.

 Задания

1. Как вы считаете, кот Шрёдингера определённо жив или мёртв до открытия коробки? Обоснуйте своё мнение.

2. Верите ли вы в многомировую интерпретацию? Если да, помечтайте о мирах, которые могут быть рядом с нами. Подумайте, как бы выглядел мир, если бы вы приняли другие решения в важные моменты жизни.

3. Порассуждайте о парадоксах «квантовое самоубийство» и «друг Вигнера». С вашей точки зрения, доказывают ли они субъективность реальности каждого человека?

4. Придумайте примеры, как свойства объектов отделяются от самих объектов. Не стесняйтесь: чем нелепее это будет выглядеть, тем интереснее!

Делитесь в соцсетях вашими историями с хештегом #арьекнига, и будем обсуждать их вместе!

Часть 5

Системы мироустройства

Вы исследуете основные научные теории о том, как устроен мир и что первично – материя или сознание; разберётесь, сколько измерений существует (их гораздо больше, чем три); изучите теорию декогеренции, где физика тесно переплетается с эзотерикой; узнаете, могут ли люди видеть то, чему не дали определения, способна ли корова стать орлом и как мы создаём свой субъективный мир.

Глава 1

Классические интерпретации

Как вообще всё устроено в мире? Почему существуют фундаментальные взаимодействия? Почему 14 миллиардов лет назад произошёл Большой взрыв? Играет ли сознание человека роль в создании реальности?

На эти темы рассуждают философы, биологи, химики и, конечно же, физики. Однозначного ответа не существует. Есть различные гипотезы. И некоторые из них мы с вами обсудим.

Наука не может постигнуть главную тайну мироздания, и всё потому, что мы сами являемся частью загадки, которую пытаемся разгадать.

Копенгагенская интерпретация

Первая и самая, пожалуй, известная теория мироустройства – это копенгагенская интерпретация. Она была разработана в 1920‑е годы Бором и Гейзенбергом.

Эта теория утверждает, что существует барьер, разделяющий странный мир частиц и привычный нам макроскопический мир. И нет смысла интересоваться, что же происходит в невидимой квантовой области. Как только откроете коробку с котом Шрёдингера, вы сможете произвести измерения и определить, жив кот или мёртв. Происходит коллапс волновой функции, волны исчезают, и остаются частицы. Кот соответствует определённому состоянию системы – он жив или мёртв.

В макромире царит здравый смысл, где всё понятно и привычно. А в микромире – нет.

На вопрос Эйнштейна «Неужели Луна существует только тогда, когда вы на неё смотрите?» копенгагенская школа в некотором смысле даёт положительный ответ. Любой макрообъект состоит из микрообъектов. Эта школа утверждает, что нет смысла говорить о том, что происходит в микромире между моментами наблюдения.

Во многих вузовских учебниках по физике излагается точка зрения копенгагенской школы. Но многие физики от неё уже отказались и считают, что мир един. Я лично даже не очень понимаю, почему копенгагенскую интерпретацию называют интерпретацией, а не теорией, так как она ничего не предлагает интерпретировать, а просто даёт хороший математический аппарат для вычислений.

Многомировая интерпретация