Czym jest mechanika kwantowa i dlaczego można obliczyć, a nawet zrozumieć świat kwantowy, ale nie można go sobie wyobrazić? Próbując wyobrazić sobie Wszechświat zbudowany na tych zasadach (a raczej nawet całe gromady, zwolennicy wszechświatów), wielu ekspertów w dziedzinie fizyki kwantowej zagłębia się w sfery filozoficzne, a nawet mistyczne.
W 1874 roku 16-letni absolwent liceum Max Planck stanął przed trudnym wyborem: poświęcić swoje życie muzyce lub fizyce. W międzyczasie jego ojciec chciał, aby Max kontynuował legalną dynastię. Zaaranżował dla swojego syna spotkanie z profesorem Philipem von Jolly, prosząc go o ostudzenie zainteresowania dziedzica fizyką. Jak napisał Planck w swoich wspomnieniach, Jolly „przedstawiał fizykę jako wysoko rozwiniętą, prawie całkowicie wyczerpaną naukę, która jest bliska przyjęcia ostatecznej formy…”. Pod koniec XIX wieku wielu podzielało tę opinię. Niemniej jednak Planck wybrał fizykę i stał się początkiem największej rewolucji w tej nauce.
W kwietniu 1900 roku fizyk Lord Kelvin, od którego pochodzi obecnie nazwa skali temperatur absolutnych, powiedział na wykładzie, że piękno i czystość budowy fizyki teoretycznej zostało przyćmione tylko przez kilka „ciemnych chmur” na horyzoncie: nieudane próby wykrycia eteru świata i problem wyjaśnienia widma promieniowania podgrzanego Tel. Jednak przed końcem roku, a wraz z nim XIX wieku, Planck rozwiązał problem widma termicznego, wprowadzając pojęcie kwantu - minimalnej ilości energii promieniowania. Pomysł, że energia może być emitowana tylko w stałych porcjach, jak kule z karabinu maszynowego, a nie woda z węża, był sprzeczny z ideami fizyki klasycznej i stał się punktem wyjścia na drodze do mechaniki kwantowej.
Praca Plancka była początkiem łańcucha bardzo dziwnych odkryć, które znacznie zmieniły ustalony fizyczny obraz świata. Obiekty mikroświata - cząsteczki, atomy i cząstki elementarne - odmówiły przestrzegania praw matematycznych, które sprawdziły się w mechanice klasycznej. Elektrony nie chciały krążyć wokół jąder na dowolnych orbitach, ale były ograniczone tylko do pewnych dyskretnych poziomów energii, niestabilne atomy radioaktywne rozpadały się w nieprzewidywalnym momencie bez żadnych konkretnych powodów, poruszające się mikro-obiekty manifestowały się jako cząstki punktowe lub jako procesy falowe obejmujące znaczny obszar przestrzeni …
Przyzwyczajeni od XVII-wiecznej rewolucji naukowej do faktu, że matematyka jest językiem natury, fizycy zorganizowali prawdziwą burzę mózgów i do połowy lat dwudziestych XX wieku opracowali model matematyczny zachowania mikrocząstek. Teoria, zwana mechaniką kwantową, okazała się najdokładniejszą ze wszystkich dyscyplin fizycznych: jak dotąd nie stwierdzono ani jednego odchylenia od jej przewidywań (chociaż niektóre z tych przewidywań pochodzą z matematycznie pozbawionych znaczenia wyrażeń, takich jak różnica między dwiema nieskończonymi wielkościami). Ale jednocześnie dokładne znaczenie matematycznych konstrukcji mechaniki kwantowej praktycznie wymyka się wyjaśnieniom w języku potocznym.
Weźmy na przykład zasadę nieoznaczoności, jedną z fundamentalnych zależności w fizyce kwantowej. Wynika z tego, że im dokładniej mierzona jest prędkość cząstki elementarnej, tym mniej można powiedzieć o tym, gdzie się ona znajduje i odwrotnie. Gdyby samochody były obiektami kwantowymi, kierowcy nie obawialiby się naruszeń rejestracji zdjęć. Gdy tylko prędkość samochodu zostanie zmierzona radarem, jego pozycja stanie się niepewna i na pewno nie zostanie uwzględniona w ramie. A jeśli wręcz przeciwnie, jego obraz zostałby utrwalony na obrazie, to błąd pomiaru na radarze nie pozwoliłby określić prędkości.
Wystarczająco szalona teoria
Film promocyjny:
Zamiast zwykłych współrzędnych i prędkości, cząstkę kwantową opisuje tak zwana funkcja falowa. Jest zawarta we wszystkich równaniach mechaniki kwantowej, ale jej fizyczne znaczenie nie otrzymało zrozumiałej interpretacji. Faktem jest, że jego wartości są wyrażane nie przez liczby zwykłe, ale za pomocą liczb zespolonych, a ponadto nie są dostępne do bezpośredniego pomiaru. Na przykład dla poruszającej się cząstki funkcja falowa jest definiowana w każdym punkcie nieskończonej przestrzeni i zmienia się w czasie. Cząstka nie znajduje się w żadnym konkretnym miejscu i nie przemieszcza się z miejsca na miejsce jak mała kulka. Wydaje się, że jest rozmazana w przestrzeni iw pewnym stopniu jest obecna wszędzie naraz, gdzieś się koncentruje, a gdzieś znika.
Oddziaływanie takich „rozmazanych” cząstek dodatkowo komplikuje obraz, powodując powstanie tzw. Stanów splątania. W tym przypadku obiekty kwantowe tworzą pojedynczy system o wspólnej funkcji falowej. Wraz ze wzrostem liczby cząstek złożoność stanów splątanych gwałtownie rośnie, a pojęcia dotyczące położenia lub prędkości pojedynczej cząstki stają się bez znaczenia. Niezwykle trudno jest myśleć o tak dziwnych przedmiotach. Ludzkie myślenie jest ściśle związane z językiem i obrazami wizualnymi, które kształtują się w doświadczeniu obcowania z klasycznymi przedmiotami. Opis zachowania cząstek kwantowych w nieodpowiednim do tego języku prowadzi do paradoksalnych stwierdzeń. „Twoja teoria jest szalona” - powiedział kiedyś Niels Bohr po przemówieniu Wolfganga Pauliego. "Jedyne pytanie brzmi, czy jest wystarczająco szalona, żeby mieć rację."Jednak bez poprawnego opisu zjawisk w języku mówionym trudno jest prowadzić badania. Fizycy często pojmują konstrukcje matematyczne, porównując je do najprostszych przedmiotów z życia codziennego. Jeśli w mechanice klasycznej przez 2000 lat szukali matematycznych środków do wyrażenia codziennych doświadczeń, to w teorii kwantowej rozwinęła się sytuacja odwrotna: fizycy rozpaczliwie potrzebowali adekwatnego werbalnego wyjaśnienia doskonale działającego aparatu matematycznego. W przypadku mechaniki kwantowej wymagana była interpretacja, to znaczy wygodne i ogólnie poprawne wyjaśnienie znaczenia jej podstawowych pojęć.następnie w teorii kwantowej rozwinęła się sytuacja odwrotna: fizycy pilnie potrzebowali adekwatnego werbalnego wyjaśnienia doskonale działającego aparatu matematycznego. W przypadku mechaniki kwantowej wymagana była interpretacja, czyli wygodne i ogólnie poprawne wyjaśnienie znaczenia jej podstawowych pojęć.następnie w teorii kwantowej rozwinęła się sytuacja odwrotna: fizycy pilnie potrzebowali adekwatnego werbalnego wyjaśnienia doskonale działającego aparatu matematycznego. W przypadku mechaniki kwantowej wymagana była interpretacja, czyli wygodne i ogólnie poprawne wyjaśnienie znaczenia jej podstawowych pojęć.
Trzeba było odpowiedzieć na kilka podstawowych pytań. Jaka jest prawdziwa struktura obiektów kwantowych? Czy niepewność ich zachowania jest fundamentalna, czy tylko odzwierciedla brak naszej wiedzy? Co dzieje się z funkcją falową, gdy instrument wykryje cząstkę w określonym miejscu? Wreszcie, jaka jest rola obserwatora w procesie pomiaru kwantowego?
Bóg kości
Pojęcie nieprzewidywalności zachowania mikrocząstek było sprzeczne z całym doświadczeniem i estetycznymi preferencjami fizyków. Za ideał uznano determinizm - sprowadzenie dowolnego zjawiska do jednoznacznych praw ruchu mechanicznego. Wielu spodziewało się, że w głębi mikroświata będzie bardziej fundamentalny poziom rzeczywistości, a mechanikę kwantową porównano ze statystycznym podejściem do opisu gazu, które jest stosowane tylko dlatego, że trudno jest śledzić ruchy wszystkich cząsteczek, a nie dlatego, że one same „nie wiedzą” gdzie są. Tej „hipotezy ukrytych parametrów” najaktywniej bronił Albert Einstein. Jego pozycja przeszła do historii pod chwytliwym hasłem: „Bóg nie gra w kości”.
Bohr i Einstein pozostali przyjaciółmi pomimo zaciekłych naukowych kontrowersji dotyczących podstaw mechaniki kwantowej. Do końca życia Einstein nie uznał interpretacji kopenhaskiej, która została zaakceptowana przez większość fizyków. Zdjęcie: SPL / EAST NEWS
Jego przeciwnik, Niels Bohr, argumentował, że funkcja falowa zawiera wyczerpujące informacje o stanie obiektów kwantowych. Równania pozwalają jednoznacznie obliczyć jego zmiany w czasie, a matematycznie nie jest gorszy od znanych fizykom punktów materialnych i ciał stałych. Jedyna różnica polega na tym, że nie opisuje samych cząstek, ale prawdopodobieństwo ich wykrycia w jakimś punkcie przestrzeni. Można powiedzieć, że nie jest to sama cząstka, ale jej możliwość. Ale gdzie dokładnie zostanie znaleziony podczas obserwacji, jest zasadniczo niemożliwe do przewidzenia. „Wewnątrz” cząstek nie ma żadnych ukrytych parametrów niedostępnych do pomiaru, które określają, kiedy dokładnie rozpadają się lub w którym punkcie przestrzeni pojawiają się podczas obserwacji. W tym sensie niepewność jest podstawową właściwością obiektów kwantowych. Po stronie tej interpretacjiktórą zaczęto nazywać Kopenhagą (od miasta, w którym mieszkał i pracował Bor), była mocą „brzytwy Ockhama”: nie obejmowała żadnych dodatkowych bytów, które nie byłyby w równaniach i obserwacjach mechaniki kwantowej. Ta ważna zaleta przekonała większość fizyków do zaakceptowania stanowiska Bohra na długo przed tym, zanim eksperyment w przekonujący sposób wykazał, że Einstein się mylił.
Jednak interpretacja kopenhaska jest błędna. Głównym kierunkiem jej krytyki był opis procesu pomiaru kwantowego. Gdy w pewnym miejscu eksperymentator zarejestruje cząstkę o funkcji falowej rozproszonej w dużej objętości przestrzeni, prawdopodobieństwo jej pozostania z dala od tego punktu wynosi zero. Oznacza to, że funkcja falowa musi natychmiast skoncentrować się na bardzo małym obszarze. Ta „katastrofa” nazywana jest załamaniem funkcji falowej. I jest to katastrofa nie tylko dla obserwowanej cząstki, ale także dla interpretacji kopenhaskiej, ponieważ upadek przebiega wbrew równaniom samej mechaniki kwantowej. Fizycy określają to jako naruszenie liniowości pomiaru kwantowego.
Okazuje się, że aparat matematyczny mechaniki kwantowej działa tylko w trybie odcinkowo ciągłym: z jednego wymiaru do drugiego. A „na skrzyżowaniach” funkcja falowa zmienia się gwałtownie i dalej rozwija się z zasadniczo nieprzewidywalnego stanu. Jak na teorię próbującą opisać fizyczną rzeczywistość na podstawowym poziomie, była to bardzo poważna wada. „Urządzenie wydobywa ze stanu, który istniał przed pomiarem, jedną z możliwości jakie zawiera” - napisał o tym zjawisku jeden z twórców mechaniki kwantowej Louis de Broglie. Ta interpretacja nieuchronnie doprowadziła do pytania o rolę obserwatora w fizyce kwantowej.
Orfeusz i Eurydyka
Weźmy na przykład pojedynczy radioaktywny atom. Zgodnie z prawami mechaniki kwantowej samorzutnie rozpada się w nieprzewidywalnym momencie. Dlatego jego funkcja falowa jest sumą dwóch składników: jeden opisuje cały atom, a drugi - rozpad. Prawdopodobieństwo odpowiadające pierwszemu maleje, a drugiemu wzrasta. Fizycy w takiej sytuacji mówią o superpozycji dwóch niezgodnych stanów. Jeśli sprawdzisz stan atomu, jego funkcja falowa załamie się i atom z pewnym prawdopodobieństwem będzie cały lub zepsuty. Ale w którym momencie następuje to załamanie - kiedy urządzenie pomiarowe oddziałuje z atomem lub kiedy obserwator dowiaduje się o wynikach?
Obie opcje wyglądają nieatrakcyjnie. Pierwsza prowadzi do niedopuszczalnego wniosku, że atomy urządzenia pomiarowego różnią się w jakiś sposób od reszty, ponieważ pod ich wpływem funkcja falowa załamuje się, zamiast tworzyć stan splątania, jak powinno być w interakcji cząstek kwantowych. Druga opcja wprowadza do teorii subiektywizm, którego fizycy nie lubią. Musimy się zgodzić, że świadomość obserwatora (jego ciało z punktu widzenia mechaniki kwantowej jest tym samym urządzeniem) wpływa bezpośrednio na funkcję falową, czyli stan obiektu kwantowego.
Problem ten został zaostrzony przez Erwina Schrödingera w formie słynnego eksperymentu myślowego. Do pudełka włóżmy kota i urządzenie z trucizną, które uruchamia się, gdy rozpadnie się radioaktywny atom. Zamknijmy to pudełko i poczekajmy, aż prawdopodobieństwo zaniku osiągnie, powiedzmy, 50%. Ponieważ żadna informacja nie dociera do nas z pudełka, atom w nim jest opisany jako superpozycja całości i rozpad. Ale teraz stan atomu jest nierozerwalnie związany z losem kota, który póki pudełko pozostaje zamknięte, znajduje się w dziwnym stanie superpozycji żywych i umarłych. Ale wystarczy otworzyć pudełko, zobaczymy albo głodne zwierzę, albo martwe zwłoki i najprawdopodobniej okaże się, że kot jest w tym stanie od jakiegoś czasu. Okazuje się, że gdy pudełko było zamknięte, co najmniej dwie wersje historii rozwijały się równolegle,ale jedno znaczące spojrzenie do wnętrza pudełka wystarczy, aby tylko jeden z nich pozostał prawdziwy.
Jak nie przypomnieć sobie mitu Orfeusza i Eurydyki:
„Kiedy tylko mógł // Odwrócił się (jeśli się odwrócił, // Nie zniszczył swojego czynu, // Ledwo dokonał) - patrz // Mógłby za nimi podążać po cichu” („Orfeusz. Eurydyka. Hermes” R M. Rilke). Zgodnie z interpretacją kopenhaską wymiar kwantowy, podobnie jak nieostrożne spojrzenie Orfeusza, natychmiast niszczy całą masę możliwych światów, pozostawiając tylko jeden pręt, po którym porusza się historia.
Jedna fala światowa
Pytania związane z problemem pomiarów kwantowych nieustannie podsycały zainteresowanie fizyków poszukiwaniem nowych interpretacji mechaniki kwantowej. Jeden z najciekawszych pomysłów w tym kierunku wysunął w 1957 roku amerykański fizyk z Uniwersytetu Princeton, Hugh Everett III. W swojej rozprawie na pierwszym miejscu postawił zasadę liniowości, a co za tym idzie ciągłość liniowych praw mechaniki kwantowej. To doprowadziło Everetta do wniosku, że obserwator nie może być postrzegany w oderwaniu od obserwowanego obiektu, jako pewnego rodzaju byt zewnętrzny.
W chwili pomiaru obserwator wchodzi w interakcję z obiektem kwantowym, po czym ani stanu obserwatora, ani obiektu nie da się opisać oddzielnymi funkcjami falowymi: ich stany splątają się, a funkcja falowa może być zapisana tylko dla jednej całości - układu „obserwator + obserwowalny”. Aby zakończyć pomiar, obserwator musi porównać swój nowy stan z poprzednim utrwalonym w jego pamięci. W tym celu splątany system, który powstał w momencie interakcji, należy ponownie podzielić na obserwatora i obiekt. Ale można to zrobić na różne sposoby. Rezultatem są różne wartości mierzonej wielkości, ale, co ciekawsze, różni obserwatorzy. Okazuje się, że w każdym akcie pomiaru kwantowego obserwator jest podzielony na kilka (być może nieskończenie wiele) wersji. Każda z tych wersji widzi własny wynik pomiaru i działając zgodnie z nim tworzy własną historię i własną wersję Wszechświata. Mając to na uwadze, interpretacja Everetta jest często nazywana wieloświatami, a sam wielowymiarowy Wszechświat nazywany jest Multiwersem (aby nie mylić go z kosmologicznym Multiwersem - zbiorem niezależnych światów ukształtowanych w niektórych modelach Wszechświata - niektórzy fizycy sugerują nazwanie go Alterverse).
Pomysł Everetta jest trudny i często źle rozumiany. Najczęściej można usłyszeć, że przy każdym zderzeniu cząstek cały wszechświat rozgałęzia się, dając początek wielu kopiom zależnie od liczby możliwych skutków zderzenia. W rzeczywistości świat kwantowy, według Everetta, jest dokładnie jeden. Ponieważ wszystkie jego cząstki bezpośrednio lub pośrednio oddziałują ze sobą, a zatem są w stanie splątania, jego podstawowym opisem jest pojedyncza funkcja falowa świata, która płynnie ewoluuje zgodnie z liniowymi prawami mechaniki kwantowej. Ten świat jest równie deterministyczny jak świat mechaniki klasycznej Laplace'a, w którym znając położenie i prędkości wszystkich cząstek w określonym momencie czasu, można obliczyć całą przeszłość i przyszłość. W świecie Everetta niezliczone cząstki zostały zastąpione wysoce złożoną funkcją falową. Nie prowadzi to do niepewności,ponieważ nikt nie może obserwować wszechświata z zewnątrz. Jednak w środku istnieje niezliczona ilość sposobów na podzielenie go na obserwatora i otaczający go świat.
Poniższa analogia pomaga zrozumieć znaczenie interpretacji Everetta. Wyobraź sobie kraj o populacji milionów ludzi. Każdy z jego mieszkańców na swój sposób ocenia wydarzenia. W niektórych bierze udział bezpośrednio lub pośrednio, co zmienia zarówno kraj, jak i jego poglądy. Powstają miliony różnych obrazów świata, które ich nosiciele postrzegają jako najbardziej realną rzeczywistość. Ale jednocześnie jest też sam kraj, który istnieje niezależnie od czyichś pomysłów, stwarzając szansę ich istnienia. Podobnie, ujednolicony wszechświat kwantowy Everetta zapewnia miejsce dla ogromnej liczby niezależnie istniejących klasycznych światopoglądów, które pochodzą od różnych obserwatorów. I wszystkie te obrazy, zdaniem Everetta, są całkowicie prawdziwe, chociaż każdy istnieje tylko dla swojego obserwatora.
Paradoks Einsteina-Podolskiego-Rosena
Decydującym argumentem w sporze Einsteina-Bohra był paradoks, który w ciągu 70 lat przeszedł od eksperymentu myślowego do działającej technologii. Jego pomysł został zaproponowany w 1935 roku przez samego Alberta Einsteina wraz z fizykami Borisem Podolskim i Nathanem Rosenem. Ich celem było wykazanie niekompletności interpretacji kopenhaskiej i wyciągnięcie z niej absurdalnego wniosku o możliwości natychmiastowego wzajemnego oddziaływania dwóch cząstek oddalonych od siebie. Piętnaście lat później David Bohm, amerykański specjalista od interpretacji kopenhaskiej, który blisko współpracował z Einsteinem w Princeton, wymyślił zasadniczo wykonalną wersję eksperymentu z użyciem fotonów. Minęło kolejne 15 lat, a John Stuart Bell formułuje jasne kryterium w postaci nierówności, które pozwala eksperymentalnie zbadać obecność ukrytych parametrów w obiektach kwantowych. W latach siedemdziesiątych kilka grup fizyków rozpoczęło eksperymenty, aby sprawdzić, czy nierówności Bella zostały spełnione, a wyniki były sprzeczne. Dopiero w latach 1982-1985 Alan Aspect w Paryżu, znacznie zwiększając dokładność, ostatecznie udowadnia, że Einstein się mylił. A 20 lat później kilka firm komercyjnych jednocześnie stworzyło technologie ściśle tajnych kanałów komunikacyjnych w oparciu o paradoksalne właściwości cząstek kwantowych, które Einstein rozważał jako zaprzeczenie kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej.oparty na paradoksalnych właściwościach cząstek kwantowych, które Einstein rozważał jako zaprzeczenie kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej.oparty na paradoksalnych właściwościach cząstek kwantowych, które Einstein rozważał jako zaprzeczenie kopenhaskiej interpretacji mechaniki kwantowej.
Od cienia do światła
Niewielu zwróciło uwagę na rozprawę Everetta. Sam Everett jeszcze przed obroną przyjął zaproszenie z wydziału wojskowego, gdzie stanął na czele jednej z jednostek zajmujących się numerycznym modelowaniem skutków konfliktów nuklearnych i zrobił tam błyskotliwą karierę. Początkowo jego doradca naukowy John Wheeler nie podzielał poglądów swojego ucznia, ale znaleźli kompromisową wersję teorii, którą Everett przekazał do publikacji w czasopiśmie naukowym Reviews of Modern Physics. Redaktor Bryce DeWitt zareagował na nią bardzo negatywnie i zamierzał odrzucić artykuł, ale nagle stał się gorącym zwolennikiem teorii i artykuł ukazał się w czerwcowym numerze magazynu z 1957 roku. Jednak z posłowiem Wheelera: ja, mówią, nie sądzę, że to wszystko jest poprawne, ale jest to co najmniej ciekawe i nie ma sensu. Wheeler nalegał, aby omówić tę teorię z Nielsem Bohrem,ale właściwie odmówił rozważenia tego, kiedy w 1959 roku Everett spędził półtora miesiąca w Kopenhadze. Pewnego dnia w 1959 roku, będąc w Kopenhadze, Everett spotkał się z Bohrem, ale nowa teoria nie zrobiła na nim wrażenia.
W pewnym sensie Everett miał pecha. Jego twórczość zaginęła w strumieniu pierwszorzędnych publikacji, które powstały w tym samym czasie, a także była zbyt „filozoficzna”. Syn Everetta, Mark, powiedział kiedyś: „Ojciec nigdy, nigdy nie mówił mi o swoich teoriach. Był dla mnie obcy, żył w jakimś równoległym świecie. Myślę, że był głęboko rozczarowany, że wiedział o sobie, że jest geniuszem, ale nikt inny na świecie o tym nie wiedział”. W 1982 roku Everett zmarł na atak serca.
Teraz nawet trudno powiedzieć, dzięki komu został wyprowadzony z zapomnienia. Najprawdopodobniej stało się tak, gdy wszyscy ci sami Bryce DeWitt i John Wheeler próbowali zbudować jedną z pierwszych „teorii wszystkiego” - teorię pola, w której kwantyzacja współistniałaby z ogólną zasadą względności. Następnie pisarze science fiction zwrócili uwagę na tę niezwykłą teorię. Ale dopiero po śmierci Everetta rozpoczął się prawdziwy triumf jego pomysłu (choć już w sformułowaniu DeWitta, którego Wheeler kategorycznie wyparł się dekadę później). Zaczęło się wydawać, że interpretacja wielu światów ma kolosalny potencjał wyjaśniający, pozwalający na jednoznaczną interpretację nie tylko koncepcji funkcji falowej, ale także obserwatora z jego tajemniczą „świadomością”. W 1995 roku amerykański socjolog David Rob przeprowadził ankietę wśród czołowych amerykańskich fizyków, a wynik był oszałamiający:58% określiło teorię Everetta jako „poprawną”.
Kim jest ta dziewczyna?
Temat równoległych światów i słabych (w takim czy innym sensie) interakcji między nimi był od dawna obecny w fantastycznej fikcji. Przypomnijmy przynajmniej wspaniałą epopeję Roberta Żelaznego „Kroniki bursztynu”. Jednak w ciągu ostatnich dwóch dekad modne stało się budowanie solidnych podstaw naukowych dla takich ruchów fabularnych. A w powieści „The Possibility of an Island” Michela Houellebecqa kwantowy multiwers pojawia się już z bezpośrednim odniesieniem do autorów odpowiadającej mu koncepcji. Ale same światy równoległe to tylko połowa sukcesu. Dużo trudniej jest przełożyć na język artystyczny drugą najważniejszą ideę teorii - kwantową interferencję cząstek z ich odpowiednikami. Nie ma wątpliwości, że to właśnie te fantastyczne przemiany zapoczątkowały fantazję Davida Lyncha podczas pracy nad Mulholland Drive. Pierwsza scena filmu - bohaterka jedzie nocą wiejską drogą w limuzynie z dwoma mężczyznami, nagle limuzyna zatrzymuje się, a bohaterka wdaje się w rozmowę z towarzyszami - powtarza się w filmie dwukrotnie. Tylko dziewczyna wydaje się inna, a odcinek kończy się inaczej. Ponadto w interwale dzieje się coś, co wydaje się uniemożliwiać uznanie tych dwóch epizodów za identyczne. Jednocześnie ich bliskość nie może być przypadkowa. Przekształcenie się bohaterek w siebie mówi widzowi, że przed nim jest ta sama postać, tylko on może znajdować się w różnych (kwantowych) stanach. Dlatego czas przestaje odgrywać rolę dodatkowej współrzędnej i nie może już płynąć niezależnie od tego, co się dzieje: ujawnia się w spontanicznych skokach z jednej warstwy Multiwersu do drugiej. Izraelski fizyk David Deutsch, jeden z głównych popularyzatorów idei Everetta, zinterpretował czas jako „pierwsze zjawisko kwantowe”. Dlatego głęboka idea fizyczna daje artyście powód, by gardzić jakimikolwiek granicami, które powstrzymują jego pragnienie dywersyfikacji opcji rozwoju fabuły i budowania „stanów mieszanych” tych różnych opcji.
W poszukiwaniu świadomości
Obserwatorem może być dowolny system, na przykład komputer, zapamiętujący swoje poprzednie stany i porównujący je z nowymi. „Ponieważ ludzie pracujący ze złożonymi automatami są dobrze świadomi, praktycznie cały przyjęty język subiektywnego doświadczenia ma pełne zastosowanie do takich maszyn” - pisze Everett w swojej rozprawie. W ten sposób unika pytania o naturę świadomości. Ale jego zwolennicy nie byli już skłonni być tak ostrożni. Obserwator był coraz częściej postrzegany jako myśląca i wolicjonalna świadomość, a nie tylko jako czujnik pamięci. Otwiera to pole do równie interesujących, jak i kontrowersyjnych prób połączenia w jednym pojęciu tradycyjnej fizyki obiektywistycznej z różnymi ezoterycznymi ideami dotyczącymi natury ludzkiej świadomości.
Na przykład doktor nauk fizycznych i matematycznych Michaił Mensky z Instytutu Fizyki. P. N. Lebedev RAS aktywnie rozwija swoją rozszerzoną koncepcję Everett, w której identyfikuje świadomość z samym procesem wyodrębniania alternatyw. Rzeczywistość fizyczna ma charakter czysto kwantowy i jest reprezentowana przez pojedynczą funkcję falową świata. Świadomość racjonalnie myśląca, zdaniem Mensky'ego, nie jest jednak w stanie jej bezpośrednio dostrzec i potrzebuje „uproszczonego” klasycznego obrazu świata, którego część postrzega i sam tworzy (taka jest jej natura). Przy pewnym przygotowaniu, korzystając z wolnej woli, świadomość jest w stanie mniej lub bardziej arbitralnie wybrać, który z nieskończonej liczby klasycznych projekcji kwantowego wszechświata będzie „żył”. Z zewnątrz taki wybór można odebrać jako „cud probabilistyczny”w którym „mag” jest w stanie znaleźć się dokładnie w tej klasycznej rzeczywistości, jakiej pragnie, nawet jeśli jej realizacja jest mało prawdopodobna. W tym Mensky widzi związek między swoimi ideami a ezoterycznymi naukami. Wprowadza też pojęcie „nadświadomości”, która w tych okresach, kiedy świadomość się wyłącza (np. We śnie, w transie czy medytacji), jest w stanie przeniknąć do alternatywnych światów Everetta i wyciągnąć tam informacje fundamentalnie niedostępne dla świadomości racjonalnej.jest w stanie przeniknąć do alternatywnych światów Everett i wyciągnąć z nich informacje, które są zasadniczo niedostępne dla racjonalnej świadomości.jest w stanie przeniknąć do alternatywnych światów Everett i wyciągnąć z nich informacje, które są zasadniczo niedostępne dla racjonalnej świadomości.
Od ponad dziesięciu lat profesor z Uniwersytetu Heinz-Dieter Zeh opracowuje inne podejście. Zaproponował multiinteligentną interpretację mechaniki kwantowej, w której obok materii opisanej funkcją falową występują byty o innej naturze - „umysły”. Z każdym obserwatorem związana jest nieskończona rodzina takich „umysłów”. Dla każdego rozszczepienia obserwatora przez Everetta ta rodzina jest również podzielona na części, podążając wzdłuż każdej gałęzi. Proporcja, w jakiej są podzielone, odzwierciedla prawdopodobieństwo wystąpienia każdej z gałęzi. To „umysły”, według Tse, zapewniają tożsamość świadomości osoby, na przykład budząc się rano, rozpoznajesz siebie jako tę samą osobę, którą wczoraj szedłeś do łóżka.
Pomysły Tse nie znalazły jeszcze szerokiej akceptacji wśród fizyków. Jeden z krytyków, Peter Lewis, zauważył, że koncepcja ta prowadzi do dość dziwnych wniosków dotyczących udziału w zagrażających życiu przygodach. Na przykład, gdyby zaproponowano ci siedzenie w tym samym boksie z kotem Schrödingera, najprawdopodobniej odmówiłbyś. Jednak z modelu multiinteligentnego wynika, że nic nie ryzykujesz: w tych wersjach rzeczywistości, w których rozpadł się radioaktywny atom, a ty i kot zostaliście otryci, towarzyszące im „inteligencje” nie dotrą do was. Wszyscy bezpiecznie podążą za gałęzią, w której masz przetrwać. Oznacza to, że nie ma dla Ciebie żadnego ryzyka.
Nawiasem mówiąc, rozumowanie to jest ściśle związane z ideą tak zwanej nieśmiertelności kwantowej. Kiedy umierasz, dzieje się to naturalnie tylko w niektórych światach Everetta. Zawsze możesz znaleźć klasyczną projekcję, w której tym razem pozostaniesz przy życiu. Kontynuując to rozumowanie w nieskończoność, możemy dojść do wniosku, że taki moment, w którym zginą wszystkie wasze „klony” we wszystkich światach Multiverse, nigdy nie nadejdzie, co oznacza, przynajmniej gdzieś, ale będziecie żyć wiecznie. Rozumowanie jest logiczne, ale wynik jest niewyobrażalny, prawda?
Aleksandra Siergiejewa