Общественно-политический журнал

 

Квантовая реальность

Опрос, проведенный среди экспертов по квантовой физике, показал, что они до сих пор не имеют единого мнения ни о природе реальности, ни о реальности природы.

При всей своей запутанности и «абсурдности» принципы квантовой механики лежат в основе огромного числа реально работающих устройств и технологий - лазеров и сверхпроводников, криптографических и электронных систем. При всей своей невероятности они подтверждаются экспериментально с поразительной точностью.

Но в основе своей квантовая механика - это новое представление о «истинной природе реальности», в корне отличное от всего, что представляется нам на основе нашего обыденного опыта. В этом согласны все, кто разбирается в квантовой механике. Но на этом всякая реальность заканчивается - и заканчивается всякое согласие. Интересное исследование, проведенное под руководством крупного австрийского физика Антона Зейлингера (Anton Zeilinger), показало, что в этом вопросе между специалистами до сих пор нет единого мнения.

Ученые провели опрос среди 33 отобранных знатоков квантовой механики: физиков, математиков, философов - признанных авторитетных экспертов. Отвечая на 16 вопросов, они должны были тем самым показать свое отношение и свой взгляд на различные проблемы квантовой механики, на ее основания - а в итоге и на основания самого мироздания. К удивлению, ответы были даны на редкость разнобойно, и по многим вопросам

Например, отвечая на вопрос «Считаете ли вы, что физические объекты имеют определенные заданные свойства, существующие до и независимо от процесса их измерений», мнения разделились практически поровну: 48% ответило «нет», а 52% - «в некоторых случаях да». 3% ответило «да» однозначно и 9% не смогло дать определенный ответ.

Вариантов ответов в некоторых случаев могло быть довольно много - например, выбор «предпочитаемой вами интерпретации квантовой механики» имел 12 версий. Самой популярной предсказуемо оказалась Копенгагенская (42%),  заметно оторвавшаяся от основного конкурента - Многомировой (18%) версии. При этом 21% опрошенных признались, что меняли избранную интерпретацию как минимум несколько раз (а один заявил, что делает это несколько раз в день).

Весьма показателен и разброс ответов на вопрос «Когда будет создан действующий квантовый компьютер». 9% ответили - «в ближайшие 10 лет», 15% - «никогда». Более популярными оказались ответы «через 10-25 лет» (42%) и «через 25-50 лет» (30%).

Ясно, что ничего неясно: и сегодня, спустя почти столетие после появления квантовой механики по многим ее аспектам единого мнения не существует. Впрочем, за это время у квантовой механики появились и вполне доказанные преимущества: отличная предсказательная способность и несомненная польза на практике.

Справка:

Интерпретации квантовой механики — различные философские воззрения на сущность квантовой механики как физической теории, описывающей материальный мир. Консенсуса в понимании «её глубинного смысла» всё ещё нет. Известны, по меньшей мере, четыре интерпретации: копенгагенская, многомировая, статистическая интерпретация волновой функции, теория де Бройля — Бома

Копенгагенская интерпретация — интерпретация (толкование) квантовой механики, которую сформулировали Нильс Бор и Вернер Гейзенберг во время совместной работы в Копенгагене около 1927 года. Бор и Гейзенберг усовершенствовали вероятностную интерпретацию волновой функции, данную М. Борном, и попытались ответить на ряд вопросов, возникающих вследствие свойственного квантовой механике корпускулярно-волнового дуализма, в частности на вопрос об измерении.

Копенгагенская интерпретация предполагает, что на волновую функцию могут влиять два процесса:

  • унитарная эволюция согласно уравнению Шрёдингера
  • процесс измерения

По поводу первого процесса не возникает разногласий ни у кого, а по поводу второго имеется ряд различных интерпретаций, даже в пределах самой копенгагенской интерпретации.

Весьма неофициальный опрос, сделанный в 1997 году на симпозиуме под эгидой UMBC, показал, что некогда доминировавшая Копенгагенская интерпретация поддерживается менее чем половиной участников

Многомироваая интерпретаация  — это интерпретация квантовой механики, которая предполагает существование, в некотором смысле, «параллельных вселенных», в каждой из которых действуют одни и те же законы природы и которым свойственны одни и те же мировые постоянные, но которые находятся в различных состояниях. В действительности, термин «многомировая» только вводит в заблуждение; многомировая интерпретация не предполагает реального наличия именно других миров, она предлагает лишь один реально существующий мир, который описывается единой волновой функцией, которую, однако, для завершения процесса измерения какого-либо квантового события, необходимо разделить на наблюдателя (который проводит измерение) и объект, описываемых каждый своей волновой функцией. Однако сделать это можно по-разному, а потому в результате получаются разные значения измеряемой величины и, что характерно, разные наблюдатели. Поэтому считается, что при каждом акте измерения квантового объекта, наблюдатель как бы расщепляется на несколько (предположительно, бесконечно много) версий. Каждая из этих версий видит свой результат измерения и, действуя в соответствии с ним, формирует собственную предшествующую измерению историю и версию Вселенной. С учетом этого данную интерпретацию как правило и называют многомировой, а саму многовариантную Вселенную — Мультиверсом.