Квантовую механику активно применяют не только в науке, но и при некоторых расчетах, связанных с работой электроники. Несмотря на заметные практические результаты, эта отрасль науки не имеет единых взглядов на то, как на самом деле устроена та самая физическая реальность, которую квантовая механика призвана описывать.
Журнал Nature провел по электронной почте крупнейший из когда-либо реализованных опросов ученых, связанных с квантовой механикой. Всего на его вопросы ответило около 1 100 человек. Ключевым из них был пункт о том, как они оценивают коллапс волновой функции — мгновенное изменение параметров квантовомеханического объекта, происходящее в момент измерения этого самого параметра. В научпопе его самым известным примером служит судьба кота Шредингера: в зависимости от результата измерения он либо мертв (с вероятностью 50%) либо жив (с той же), но до проведения измерения узнать это невозможно.
С научной и философской точки зрения этот момент выглядит странно. Получается, что действия ученого-наблюдателя влияют на судьбу наблюдаемого объекта. Неясна ни собственно физическая природа такого влияния, ни то, происходит ли оно вообще на самом деле.
Еще Альберт Эйнштейн выступил против ключевого автора копенгагенской интерпретации, датского физика Бора, с известным тезисом «Бог не играет в кости». Этим Эйнштейн (по сути скорее атеист, чем верующий) хотел сказать, что мнение о том, что до измерения в квантовой механике измеряемых параметров в определенном виде просто не существует, неверно. По мнению крупнейшего физика прошлого века, эти параметры имеют какой-то определенный характер, просто из-за неполноты квантовой механики на сегодняшний день мы не можем их рассчитать и вынуждены узнавать только после измерения.
В опросе 36% процентов исследователей показали себя сторонниками копенгагенской интерпретации: по их мнению, в момент измерения реально меняются физические параметры измеряемой подсистемы. Однако когда их спросили, уверены ли они в этом, половина сообщила, что нет. Более или менее уверенных в разной степени оказалось лишь порядка 18% опрошенных. 47% опрошенных посчитали, что такая интерпретация — скорее удобный инструмент расчетов, чем физическая реальность. То есть с их точки зрения, действия наблюдателя не изменяют объект наблюдения физически, но лишь позволяют выяснить, что с этим объектом происходит.
15% заявили, что они сторонники многомировой интерпретации квантовой механики. По ней после измерения условный шредингеровский кот может быть как мертв, так и жив одновременно: просто сам акт измерение создает два отдельных мира, в одном из которых кот выживает, в другом — погибает. 7% заявили, что они сторонники интерпретации квантовой механики де Бройля-Бома. По ней у квантовой подсистемы до измерения параметры все-таки есть, и наблюдатель не создает их, а лишь измеряет. Однако у нее есть слабость: она нелокальна, то есть в ряде ситуаций предполагает «мгновенное» действие на очень больших расстояниях. Другой неприятный момент: ряд интерпретаций этой интерпретации предполагают, что измеряемое состояние квантовой системы существует только для измеряющего, а для других людей — по сути не существует, поскольку они его не измерили.
Карлтон Кэйвс, физик-теоретик из Университета Нью-Мексико (США), считает, что сложившаяся ситуация неидеальна: «Это просто стыд, что у нас нет истории, которую мы могли бы рассказать людям — истории о том, что есть реальность». Другие опрошенные Nature ученые, напротив, находят ситуацию даже забавной, считая ее «ведущей к креативности».
С практической точки зрения наиболее вероятным сценарием остается неполнота современных квантовомеханических теорий. Вероятнее всего, они описывают квантово-механические процессы не полностью и более полные теории будут лишены недостатков копенгагенской и иных современных интерпретаций. Не исключено, что новая теоретическая основа, когда она все же будет создана, ускорит и работу над квантовыми компьютерами, которые, несмотря на громкие заявления в СМИ, все еще делают свои первые шаги и страдают массой детских болезней, затрудняющих их использование на практике.
Источник: naked-science.ru
Источник: ai-news.ru
