Последняя секунда Вселенной - Алиса Веспер
Шрифт:
Интервал:
Закладка:
Таким образом, могут быть функции, которые просто принимают такие значения (по мере необходимости) на основе точки Бесконечности. Точка ноль означает близко к Великому аттрактору, точка Бесконечность означает далеко, но положение этого искомого места может быть функцией чего-то другого, а именно: бесконечности, о которой думают персонажи. Тогда переход от +∞ к 0 вовсе не расстояние.
Они почти как одна и та же точка. Прочертите прямую от нуля до Бесконечности, а затем посмотрите на сферу из Северного полушария – они превратятся в одну точку. Именно этой математической магией пользуется Аннабель.
«Электрон – не волна, не метафора, не частица»
В первой главе Айвин и Аннабель обсуждают классический двухщелевой эксперимент квантовой механики. И – о, боги – это просто немыслимое упрощение.
Впервые двухщелевой эксперимент был проведен ученым Томасом Юнгом в 1801 году. Он полагал, что это доказало волновую природу света. На самом же деле свет фотоны (электроны, атомы и даже молекулы) могут вести себя и как волны, и как частицы.
В базовой версии двухщелевого эксперимента есть мощный источник света (лазерный луч), пластина с двумя параллельными щелями и экран за ней. Лазерный луч выпускает по одному фотону (или электрону) за раз. Если посмотреть на экран за щелями, то можно увидеть, что один фотон прошел через две щели, то есть он проявляет себя как волна. Но если понаблюдать, куда именно летит фотон, то он проходит только через одну щель. То есть становится частицей.
Это и называется эффектом наблюдателя (рис. 5) в физике. Нет, это не значит, что мы меняем реальность, просто глядя на нее. В физике наблюдением называется измерение, а эффект наблюдателя – это следствие несовершенства применяемых инструментов, которые изменяют состояние измеряемой величины.
Рис. 5. Эффект наблюдателя
Мы не можем просто посмотреть на электрон в телескоп – мы должны направить на него поток фотонов (частиц света), которые взаимодействуют с электронами и неизбежно оказывают на них влияние, изменяя характеристики электронов. Чем точнее измерение, тем сильнее сказывается на электронах воздействие фотонов.
Такой вот парадокс.
Для более полного погружения советую книгу «Вселенная. Курс выживания среди черных дыр, временных парадоксов и квантовой неопределенности» Д. Голдберга и Дж. Бломквиста.
В последние годы я много раз слышала, что люди, не связанные с физикой, обсуждают двухщелевой эксперимент в качестве метафоры. Почему бы и моим героям его не обсудить?
Существует несколько интерпретаций квантовой механики. Например, есть Копенгагенская интерпретация. До того, как наблюдатель посмотрел на мир, мир состоит из волн, которые и там, и здесь – везде. Реальности пока нет. А посмотрел, и – бах! – все в мире превратилось из вероятности в реальность. Волна перестала интерферировать и стала частицей. Это называется коллапсом волновой функции. Когда он случился, мир зафиксировался.
Но в «Последней секунде Вселенной» работает многомировая интерпретация Эверетта. Есть миры, похожие один на другой, есть те, что очень отличаются.
Когда-то они были одним миром, но в какой-то момент разошлись и со временем стали отличаться все сильнее и сильнее.
Как это работает?
Представьте, что во время проведения двухщелевого эксперимента ненаблюдаемые электроны взаимодействуют одновременно с разными параллельными вселенными, а во время наблюдения они закрепляются в одной реальности. Есть также версия, что при измерении квантового объекта сам наблюдатель расщепляется на несколько версий, и каждая из них видит разный результат.
Но если миры постоянно расходятся, то почему их всего одиннадцать с половиной тысяч? А если я скажу, что, возможно, их больше? Намного больше. Может, их стало так много, что они превысили критическую массу данной Вселенной, и именно из-за этого механизм Перевременья не выдержал?
Кто знает, как было на самом деле…
Интеграл по траекториям – что это за зверь такой?
А помните стихотворение Эйрика «самый краткий путь – сумма всех величин»? Эту идею я почерпнула из «Фейнмановских лекций по физике», том 6, глава 19. Нет, это не шутка.
Ричард Фейнман сформулировал уравнение, которое замещает классическое определение одиночной, уникальной траектории системы полной суммой (функциональным интегралом) по бесконечному множеству всевозможных траекторий для расчета квантовой амплитуды.
Обойдемся без уравнений. Просто посмотрите на три траектории, создающие вклад в вероятность перемещения квантовой частицы из точки A в точку B. А теперь представьте тысячи, миллионы, миллиарды траекторий. Ведь в представлении интеграла по траекториям квантовая амплитуда движется от точки А к точке В как интеграл по всем траекториям (рис. 6).
В общем, читайте Фейнмана, если хотите разобраться. Или попробуйте глянуть статью «Может ли наша реальность быть суммой всех прочих реальностей» на Хабре авторства OlegSivchenko.
Из художественной литературы на тему я могу посоветовать рассказ «Историю твоей жизни» Теда Чана (по нему сняли фильм «Прибытие» с Эми Адамс) и ранобэ или мангу «Квалиа сиреневого цвета» Уэо Хисамицу.
Рис. 6
Квантовая запутанность – вместе навсегда
Четыре наших героя всегда находили друг друга. Что это? Судьба? Провидение? Или, может, квантовая запутанность?
Это явление Альберт Эйнштейн прозвал «жутким действием на расстоянии». Он вообще невзлюбил квантовую механику.
Если говорить простыми словами, квантовая запутанность – это явление, при котором состояние двух или более элементарных частиц может быть взаимозависимым вне зависимости от их расстояния друг от друга. Даже если отдалить эти частицы на многие тысячи километров или поместить их на разных концах Вселенной друг от друга, каждая из них будет менять свое состояние в соответствии с изменением состояния другой частицы. Такие частицы называют запутанными, а само явление – квантовой запутанностью.
Запутанность нелокальна, и изменение объекта в одном месте мгновенно – и без всякого очевидного взаимодействия – изменяет другой объект совершенно в другом, этот квантовый феномен имеет экспериментальное подтверждение.
Хотя само понятие квантовой запутанности предложил в начале ХХ века Альберт Эйнштейн, математический метод доказательства того, что частицы могут быть запутаны между собой, был предложен спустя несколько десятилетий после него ирландским физиком Джоном Беллом. Этот метод получил название «неравенств Белла». Если при определении квантовой запутанности эти неравенства не имеют решения, то это доказывает наличие запутанности.
Тут я отсылаю вас к книге «Квантовая случайность. Нелокальность, телепортация и другие квантовые чудеса» Николя Жизана. Книга маленькая, но там есть над чем поломать голову.
А на этом физика заканчивается. Начинается магия.
Немного о сверхъестественном
В первой главе мы видим дерево, которое запоминает разговоры о любви, и
