Книга: Сейчас. Физика времени

Скелет в квантовом шкафу

Скелет в квантовом шкафу

Ничего не может быть неприятнее для физика, чем наша полная неспособность определить, что подразумевается под измерением. Мы усмехаемся, когда рассказываем студентам про кота Шрёдингера, но в глубине души понимаем, что эта история не повод для смеха. Когда мы не в состоянии честно ответить на вопросы студентов про кота, то уходим от ответа; мы всего лишь следуем совету Фейнмана и избегаем думать об этом, опасаясь сойти с ума.

Существуют целые книги, отдельные главы, конференции и эссе, посвященные теории измерений. Google дает на этот запрос 239 миллионов ссылок; Bing – 17,8 миллиона. Эти результаты могут любого ввести в заблуждение и дать понять, что такая теория существует. Если порыться как следует, то обнаружится, что на самом деле в наличии только набор мыслей, многие из которых противоречат друг другу и ни одна из которых не привела до сих пор к удовлетворительному выводу.

Один из возможных вариантов гласит, что для достоверного измерения необходим человек – разумная, сознающая себя, мыслящая душа. Именно на эту идею нападал Шрёдингер, придумывая историю с котом. Вы можете всерьез поверить, что кот одновременно мертв и жив до тех пор, пока человек не заглянет в коробку? Мартин Рис[198] удачно спародировал замечательную идею о том, что никакое измерение нельзя считать свершившимся фактом, если в нем не задействован человек. Он сказал:

Мне это высказывание Риса кажется карикатурой на эгоистичное представление человека о том, что всякое измерение требует его участия; это же представление высмеивал Эйнштейн, когда говорил, что Луны не существует, пока мы на нее не посмотрим, и его же пытался высмеять Шрёдингер своей кошачьей историей.

Роджер Пенроуз[199] предполагает, что Вселенная сама проводит измерения. В нормальных условиях мы их не замечаем, потому что они происходят не мгновенно; на это требуется некоторое время. Луне не нужен Эйнштейн, который бы на нее смотрел; она находится достаточно далеко, чтобы Вселенная каким-то образом сделала ее реальной прежде, чем Эйнштейн бросит на нее взгляд. Пенроуз называет это объективной редукцией[200], или объективным коллапсом. Он считает, что это происходит «всякий раз, когда существенно расходятся две геометрии пространства-времени и, следовательно, два варианта гравитационных эффектов». Мне кажется, Пенроуз на верном пути, но его теория нуждается в количественных оценках; она должна что-то предсказывать. Что-то ведь заставляет волновые функции коллапсировать задолго до того, как они доберутся до людей. Я не знаю, что именно вызывает этот эффект, и не знаю также, сколько времени на это потребуется. Пенроуз тоже не утверждает, что ему это известно; он всего лишь указывает направление. Мудрая мысль очень ценна, но к сложным физическим вопросам следует подходить, вооружившись экспериментами. Исследования запутанных переменных (о них в следующей главе) позволяют предположить, что этот волшебный временной интервал равен как минимум одной миллионной доле секунды, по крайней мере в лаборатории.

Еще одна попытка разобраться с загадкой измерений называется многомировой интерпретацией[201]. Об этом мы тоже поговорим в следующей главе.

До сих пор произошел лишь один великий экспериментальный прорыв – такой, что вносит в вопрос намного больше ясности, чем любая склока среди многочисленных теоретиков. Стюарт Фридман и Джон Клаузер опубликовали свое открытие в 1972 году. Их работа доказала, что Эйнштейн был неправ.