Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей - Алексей Михайлович Семихатов
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Эверетт: происходит всё, только мы видим одно
Не очень понятно, на что рассчитывал Уилер: Бор был лидирующей фигурой в формулировании и пропаганде копенгагенской интерпретации квантовой механики[269]. Согласно этой системе взглядов, для придания смысла квантовому миру требуется мир классический, т. е. измерительные приборы, подчиняющиеся детерминистским, а не вероятностным законам, потому что никаких других приборов у макроскопических нас быть не может. Про свойства квантовой системы вообще можно говорить лишь постольку, поскольку указан экспериментальный метод их выявления. Внимательный анализ показывает, что некоторые методы нельзя применять одновременно; взаимная несовместимость определенных методов отражает несовместимость (на этих прогулках – «вражду») некоторых свойств. Эти наблюдения Бор развил в активно продвигавшуюся им идею дополнительности, временами понимаемую очень широко, практически на философском уровне. В экспериментах над природой дополнительность проявляет себя в том, что пользоваться можно только чем-то одним из взаимно дополнительных друг другу инструментов, а потому и говорить о взаимно дополнительных свойствах явлений можно только по очереди. В частности, одни эксперименты, использующие определенные инструменты, показывают, что квантовые объекты проявляют свойства волны, тогда как другие эксперименты с другими приборами свидетельствуют о наличии у тех же объектов свойств локализованных частиц (обстоятельство, выражаемое довольно расплывчатым понятием «корпускулярно-волновой дуализм»); и эти эксперименты мешают друг другу, их нельзя совместить. Есть и еще одна немаловажная подробность, которая прочно ассоциируется с копенгагенским пониманием квантовой механики, несмотря на то что сам Бор избегал ее упоминания: это тезис, что при взаимодействии с макроскопическим прибором волновая функция действительно выходит из подчинения уравнению Шрёдингера и схлопывается («коллапсирует», как это обычно называют) в зависимости от того, что измерил прибор. Поскольку измеряет он значение какой-либо физической величины, процесс измерения корежит волновую функцию так, что она переходит в одно из собственных состояний измеряемой величины – в то, которое отвечает именно измеренному значению; и случается это заведомо не по Шрёдингеру, а как-то еще (безжалостная математика запрещает коллапс для волновой функции, подчиняющейся уравнению Шрёдингера).
Коллапс не может регулироваться уравнением Шрёдингера
За этими взглядами стоял авторитет Копенгагена как места, связанного с созданием и разработкой квантовой механики, и, конечно, авторитет и активность самого Бора. В ключевом 1925 г. ему было 40 лет (а к моменту путешествия Уилера с диссертацией Эверетта на руках – уже 70), и, хотя он не был соавтором самых основополагающих работ эпохи Sturm und Drang, он во многом являлся вдохновителем и, как бы сейчас сказали, «лицом» построения квантовой механики в духе матричной механики Гайзенберга и проповедником дискретности квантового мира (а также дополнительности во взглядах на происходящее там)[270]. Копенгагенское понимание в значительной мере утвердилось по итогам дискуссий Бора с Эйнштейном о логической непротиворечивости и полноте квантовой теории. И тем не менее в его рамках так и не появилось ясного определения измерения или критерия того, какое взаимодействие считается измерением; не пояснялся и механизм схлопывания волновой функции, когда она временно (!) перестает подчиняться уравнению Шрёдингера. Деление природы на квантовый и классический миры осложнялось очевидной и уже упоминавшейся проблемой: вообще-то прибор состоит из того же, из чего квантовые системы, и к нему вообще-то надо применять общие для всех квантовые правила – или же заявить, что это не общие правила, но тогда провести границу. Как вообще возникает мир, где вещи ведут себя классически, если каждая деталь внутри него ведет себя квантово? Фон Вайцзеккеру принадлежит высказывание – сделанное, впрочем, уже на рубеже 1960–1970-х гг. – о том, что копенгагенская интерпретация сама нуждается в интерпретации. Применение логической схемы, не имеющей в своей основе четкого определения, требует умения приводить менее формальные, но убедительные аргументы, и Бору это определенно удавалось.
Идеи Эверетта Бор принял в штыки, потому что они противоречили копенгагенской интерпретации по нескольким ключевым пунктам. Общим, правда, был немаловажный тезис, что волновая функция дает максимально полное описание мира и кроме нее ничего не требуется; вероятно, на этом и основывались надежды Уилера. Но при всех попытках Уилера смягчить позицию Эверетта и представить его идеи как развитие копенгагенской интерпретации основное направление его мысли не вызвало у Бора больших иллюзий. Надо сказать, и Эверетт в письме к редактору научного журнала, написанном примерно год спустя, тоже не выбирал выражений:
Копенгагенская интерпретация непоправимо неполна из-за своей изначальной зависимости от классической физики… равно как и из-за своего философского уродства, когда «реальность» признается за макроскопическим миром, но в ней отказывают миру малого.
Эверетт предлагал последовательно лишить макроскопические приборы и вообще классический мир статуса подпорки мира квантового; все приборы и наблюдатели систематически описываются у него как часть мира, управляемого квантовой механикой (слова «прибор» и «наблюдатель» следует при этом понимать как примерно одно и то же, во всяком случае, в наиболее распространенных вариантах эвереттовской интерпретации). Нет ничего, кроме эволюции по Шрёдингеру, и, конечно, нет никакого коллапса волновой функции в результате измерения; он объясняется просто как субъективный опыт наблюдателей.
В самой ранней Вселенной нет места для классических приборов
По итогам переписки Уилера и Эверетта – вероятно, не самой приятной для обеих сторон – Эверетт представил к защите радикально
