Кіт Шредінґера помер. Фінські вчені запропонували революційну інтерпретацію квантової механіки

Нова інтерпретація квантової механіки

Для початку варто згадати, що Ліндґрен і Люкконен є фізиками-аматорами. Залежно від того, як науковий світ сприйме їх теорію, ця обставина може зіграти їм і в плюс, і в мінус.

Шанувальники таланту Альберта Ейнштейна полюбляють згадувати, що він створював загальну теорію відносності, працюючи в патентному бюро.

Хай там як, а Ліндґрен і Люкконен у своїй роботі, результати якої були опубліковані в авторитетному виданні Symmetry, готові зазіхнути на основи квантової механіки.

Вони аналізують знамениту копенгагенську інтерпретацію та принцип невизначеності Гайзенберґа. І доходять висновку, що реальність усе-таки не залежить від спостерігача.

Тут потрібно згадати, що на зорі квантової механіки в 1920-х виникла принципова суперечка, яка триває донині, незважаючи на те, що вже змінилося кілька поколінь учених.

Нільс Бор і Вернер Гайзенберґ запропонували Копенгагенську інтерпретацію, згідно з якою свідомість людини, яка проводить експеримент, впливає на його результат.

Водночас не менш імениті фізики Альберт Ейнштейн і Карл Поппер вважали, що об'єктивна реальність усе ж існує. Об'єктивна, у даному контексті, означає те, що вона не залежить від спостерігача.

Простіше кажучи, Ейнштейн і Поппер стверджували, що свідомість і сприйняття автора експерименту ніяк не можуть вплинути на результати цього експерименту.

Власне знаменитий «кіт», котрий одночасно живий і мертвий, з’явився як аргумент фізика Ервіна Шредінґера саме як доказ недосконалості принципів квантової механіки.

Ліндґрен і Люкконен зосередилися на принциповому моменті — на принципі невизначеності Гайзенберґа, озвученому ще в 1927 році.

Він стверджує, що координати й імпульс не можуть бути визначені одночасно з високою точністю, оскільки людина, яка проводить вимірювання, завжди впливає на їхні значення.

Однак Ліндґрен і Люкконен запевняють, що кореляція між координатами й імпульсом є фіксованою. Простіше кажучи, реальність не залежить від людини, яка намагається виміряти її параметри.

Фінські вчені використовували стохастичну динамічну оптимізацію. Той самий принцип, що використовують для розрахунку траєкторій польоту космічних кораблів (так ми відправили людей на Місяць, до прикладу). І розглянули одну з ключових гіпотез квантової механіки крізь призму статистики.

У їхньому уявленні принцип невизначеності Гейзенберґа є проявом термодинамічної рівноваги, у рамках якої кореляція між випадковими змінними не зникає.

Це звучить складно, але можливе і більш просте пояснення. «Наші результати дозволяють припустити, що немає логічних причин для того, щоб результати експерименту залежали від людини, яка за ними спостерігає», — формулює Юссі Ліндґрен.

За його словами, дослідження показує, що немає причин уважати, що свідомість спостерігача може впливати на реальність або перебіг експерименту.

Таким чином, робота фінських дослідників підтримує інтерпретацію квантової механіки в межах традиційної фізики.

Автори особливо наголошують, що використовували математичний аналіз як інструмент для пояснення квантової механіки.

І користуючись принципом бритви Оккама, фінські вчені постаралися відкинути всі складні ймовірні пояснення на користь найпростішого.

«Наша інтерпретація об'єктивна й реалістична, — наголошує Юкка Люкконен. — Ми надаємо перевагу ясності і вирішили позбутися будь-якого містицизму».

За словами Ліндґрена, варто розглядати квантову механіку як статистичну теорію. Математичний інструмент дозволяє отримати максимальну ясність. «Дехто каже, що математика — це нудно, — каже Ліндґрен. — Та чи є пояснення реально поясненням, якщо воно не є досить точним?».

Таким чином дослідник натякає на те, що більшість нинішніх квантових теорій мають цікаве «забарвлення», але насправді не дають точного пояснення багатьом феноменам.

А як же кіт Шредінґера?

Наприклад, таке містичне забарвлення має гучний Єльський експеримент.

Раніше НВ писав про експеримент фізиків із Єльського університету, які створили фотонного «кота» і перевірили уявний експеримент Ервіна Шредінґера.

«Кіт» складався з 80 фотонів, які за допомогою двох резонаторів, що задають фотонам однакову довжину, були введені у стан квантової заплутаності.

Теоретично зміна стану фотонів в одному резонаторі мала спричинити зміни стану заплутаних фотонів в іншому.

Експеримент показав, що саме це по суті й відбувається.

Грубо кажучи, експеримент продемонстрував, що «кіт» може бути не лише одночасно живим і мертвим, але може знаходитися у двох місцях в один і той самий час.

Проте дізнатися про його стан можна, тільки зазирнувши в обидва резонатори. Якщо ж зазирнути тільки в один з них, то спостерігач побачить просто набір фотонів.

80 фотонів — це вже дуже великий «кіт». Не за горами той момент, коли вчені зможуть створити «тварину», яку можна буде побачити неозброєним оком. Можливо, саме такі експерименти зрештою дозволять зрозуміти, чому люди не відчувають квантових ефектів у реальному житті. Або чому відчувають, але не можуть зрозуміти, що відчувають.