Кот Шредингера умер. Финские ученые предложили революционную интерпретацию квантовой механики

Новая интерпретация квантовой механики

Для начала стоит упомянуть, что Линдгрен и Люкконен являются физиками-любителями. В зависимости от того, как научный мир примет их теорию, это обстоятельство может сыграть им и в плюс, и в минус.

Поклонники таланта Альберта Эйнштейна любят вспоминать, что он создавал Общую теорию относительности, работая в патентном бюро.

Как бы то ни было, Линдгрен и Люкконен в своей работе, результаты которой были опубликованы в авторитетном издании Symmetry, готовы замахнуться на основы квантовой механики.

Они анализируют знаменитую Копенгагенскую интерпретацию и принцип неопределенности Хайзенберга. И приходят к выводу, что реальность все-таки не зависит от наблюдателя.

Тут нужно вспомнить, что на заре квантовой механики в 1920-х возник принципиальный спор, который длится по сей день, несмотря на то, что уже сменилось несколько поколений ученых.

Нильс Бор и Вернер Гейзенберг предложили Копенгагенскую интерпретацию, согласно которой сознание человека, который проводит эксперимент, влияет на его результат.

В то же время не менее маститые физики Альберт Эйнштейн и Карл Поппер считали, что объективная реальность все-таки существует. Объективная, в данном контексте, означает то, что она не зависит от наблюдателя.

Проще говоря, Эйнштейн и Поппер утверждали, что сознание и восприятие автора эксперимента никак не может повлиять на результаты этого эксперимента.

Собственно, знаменитый «кот», который одновременно жив и мертв, появился в качестве аргумента физика Эрвина Шредингера именно в качестве доказательства несовершенства принципов квантовой механики.

Линдгрен и Люкконен сосредоточились на принципиальном моменте — на принципе неопределенности Гейзенберга, озвученном еще в 1927 году.

Он гласит, что координаты и импульс не могут быть определены одновременно с высокой точностью, поскольку человек, который проводит измерения, всегда влияет на их значения.

Однако, Линдгрен и Люкконен утверждают, что корреляция между координатами и импульсом является фиксированной. Проще говоря, реальность не зависит от человека, который пытается измерить ее параметры.

Финские ученые использовали стохастическую динамическую оптимизацию. Тот самый принцип, которые используется для расчета траекторий полета космических кораблей (так мы отправили людей на Луну, к примеру). И рассмотрели одну из ключевых гипотез квантовой механики сквозь призму статистики.

В их представлении принцип неопределенности Гейзенберга является проявлением термодинамического равновесия, в рамках которого корреляция между случайными переменными не исчезает.

Это звучит сложно, но возможно и более простое объяснение. «Наши результаты позволяют предположить, что нет логических причин для того, чтобы результаты эксперимента зависели от человека, который за ними наблюдает», — формулирует Юсси Линдгрен.

По его словам, исследование показывает, что нет причин полагать, что сознание наблюдателя может оказывать влияние на реальность или течение эксперимента.

Таким образом, работа финских исследователей поддерживает интерпретацию квантовой механики в рамках традиционной физики.

Авторы особенно подчеркивают, что использовали математический анализ в качестве инструмента для объяснения квантовой механики.

И пользуясь принципом бритвы Оккама, финские ученые постарались отсечь все сложные вероятные объяснения в пользу простейшего.

«Наша интерпретация объективна и реалистична, — подчеркивает Юкка Люкконен. — Мы предпочитаем ясность и предпочли избавиться от какого бы то ни было мистицизма».

По словам Линдгрена, стоит рассматривать квантовую механику как статистическую теорию. Математический инструмент позволяет получить максимальную ясность. «Некоторые говорят, что математика — это скучно, — говорит Линдгрен. — Но является ли объяснение реально объяснением, если оно не достаточно точно?».

Таким образом исследователь намекает на то, что большинство существующих квантовых теорий имеют интересный «окрас», но в действительности не дают точного объяснения многим феноменам.

А как же кот Шредингера?

Например, такой мистический окрас есть у нашумевшего Йельского эксперимента.

Ранее НВ писал об эксперименте физиков из Йельского университета, которые создали фотонного «кота» и проверили мысленный эксперимент Эрвина Шредингера.

«Кот» состоял из 80 фотонов, которые с помощью двух резонаторов, задающих фотонам одинаковую длину, были введены в состояние квантовой запутанности.

Теоретически, изменение состояния фотонов в одном резонаторе должно было приводить к изменению состояния запутанных фотонов в другом.

Эксперимент показал, что именно это в сущности и происходит.

Грубо говоря, эксперимент продемонстрировал, что «кот» может быть не только одновременно жив и мертв, но также может находиться в двух местах в одно и то же время.

Но узнать о его состоянии можно, только заглянув в оба резонатора. Если же заглянуть только в один из них, то наблюдатель увидит просто набор фотонов.

80 фотонов — это уже весьма крупный «кот». Не за горами момент, когда ученые смогут создать «животное», которое можно будет увидеть невооруженным взглядом. Возможно, именно такие эксперименты в конце концов позволят понять, почему люди не ощущают квантовых эффектов в реальной жизни. Или почему ощущают, но не могут понять, что ощущают.