Mikä on kvanttimekaniikka ja miksi kvanttimaailma voidaan laskea ja jopa ymmärtää, mutta sitä ei voi kuvitella? Yrittäessään kuvitella näille periaatteille rakennettua universumia (tai pikemminkin jopa kokonaisia klustereita, universumien faneja), monet kvanttifysiikan asiantuntijat kaivautuvat filosofisiin ja jopa mystisiin sfääriin.
Vuonna 1874 16-vuotias lukiolainen Max Planck kohtasi vaikeaa valintaa: omistautua elämäänsä musiikille tai fysiikalle. Samaan aikaan hänen isänsä halusi Maxin jatkavan laillista dynastiaa. Hän järjesti pojalleen tapaamisen professori Philip von Jollyn kanssa ja pyysi häntä viilentämään perillisen kiinnostusta fysiikkaan. Kuten Planck kirjoitti muistelmissaan, Jolly "kuvasi fysiikkaa erittäin kehittyneenä, melkein täysin uupuneena tieteenä, joka on lähellä sen lopullisen muodon omaksumista …". Monet olivat sitä mieltä 1800-luvun lopulla. Mutta Planck valitsi kuitenkin fysiikan ja oli tämän tieteen suurimman vallankumouksen alku.
Huhtikuussa 1900 fyysikko Lord Kelvin, jonka mukaan absoluuttisten lämpötilojen asteikko on nyt nimetty, sanoi luennolla, että teoreettisen fysiikan rakennuksen kauneutta ja puhtautta varjostivat vain pari "pimeää pilviä" horisontissa: epäonnistuneet yritykset havaita maailman eetteri ja ongelma selittää lämmitetyn säteilyn spektrin Puh. Mutta ennen vuoden päättymistä ja sen kanssa 1800-luvulta Planck ratkaisi lämpöspektrin ongelman ottamalla käyttöön kvantin käsitteen - vähimmäisosan säteilyenergiasta. Ajatus siitä, että energiaa voidaan lähettää vain kiinteinä osina, kuten konekiväärin kuulat, eikä letkusta tulevaa vettä, meni klassisen fysiikan ideoiden vastaisesti ja siitä tuli lähtökohta kvanttimekaniikan tiellä.
Planckin työ oli alku erittäin outojen löytöjen ketjulle, joka muutti suuresti vakiintunutta fyysistä kuvaa maailmasta. Mikromaailman kohteet - molekyylit, atomit ja alkeishiukkaset - kieltäytyivät noudattamasta matemaattisia lakeja, jotka olivat osoittautuneet klassisessa mekaniikassa. Elektronit eivät halunneet kiertää ytimien ympärillä mielivaltaisilla kiertoradoilla, mutta ne rajoittuivat vain tietyille erillisille energiatasoille, epävakaat radioaktiiviset atomit hajoivat arvaamattomassa hetkessä ilman erityisiä syitä, liikkuvat mikro-objektit ilmentyivät joko pistehiukkasina tai aaltoprosesseina, jotka peittävät merkittävän avaruusalueen. …
Fyysikot ovat tottuneet 1600-luvun tieteellisestä vallankumouksesta siihen tosiasiaan, että matematiikka on luonnon kieltä, ja he järjestivät todellisen aivoriihi-istunnon ja olivat 1920-luvun puoliväliin mennessä kehittäneet matemaattisen mallin mikrohiukkasten käyttäytymisestä. Kvanttimekaniikaksi kutsuttu teoria osoittautui tarkimmaksi kaikista fyysisistä tieteenaloista: toistaiseksi ei ole löytynyt yhtä poikkeamaa sen ennusteista (vaikka osa näistä ennusteista tulee matemaattisesti merkityksettömistä lausekkeista, kuten kahden äärettömän suureen ero). Mutta samaan aikaan kvanttimekaniikan matemaattisten rakenteiden tarkka merkitys käytännössä kyseenalaistaa selityksen jokapäiväisessä kielessä.
Otetaan esimerkiksi epävarmuusperiaate, yksi kvanttifysiikan perussuhteista. Siitä seuraa, että mitä tarkemmin alkupartikkelin nopeus mitataan, sitä vähemmän voidaan sanoa missä se on, ja päinvastoin. Jos autot olisivat kvanttikohteita, kuljettajat eivät pelkää valokuvarekisteröinnin rikkomuksia. Heti kun auton nopeus mitattiin tutkalla, sen sijainti muuttuisi epävarmaksi, eikä se varmasti olisi kehyksessä. Ja jos päinvastoin, sen kuva kiinnitettiin kuvaan, tutkan mittausvirhe ei salli nopeuden määrittämistä.
Tarpeeksi hullu teoria
Mainosvideo:
Tavallisten koordinaattien ja nopeuksien sijasta kvanttihiukkanen kuvataan ns. Aaltofunktiolla. Se sisältyy kaikkiin kvanttimekaniikan yhtälöihin, mutta sen fyysinen merkitys ei ole saanut ymmärrettävää tulkintaa. Tosiasia on, että sen arvoja ei ilmaista tavallisilla, vaan kompleksiluvuilla, ja lisäksi niitä ei ole saatavilla suoraan mittaukseen. Esimerkiksi liikkuvalle hiukkaselle aaltofunktio määritetään jokaisessa äärettömän avaruuden pisteessä ja muuttuu ajassa. Hiukkanen ei ole missään tietyssä pisteessä eikä liiku paikasta toiseen kuin pieni pallo. Se näyttää olevan tahriintunut avaruuteen ja jossain tai toisessa asteessa on läsnä kaikkialla kerralla, jonnekin keskittymässä ja jossain katoamassa.
Tällaisten "tahriintuneiden" hiukkasten vuorovaikutus vaikeuttaa kuvaa entisestään synnyttäen niin sanottuja sotkeutuneita tiloja. Tässä tapauksessa kvanttiobjektit muodostavat yhden järjestelmän, jolla on yhteinen aaltofunktio. Kun hiukkasten määrä kasvaa, sotkeutuneiden tilojen monimutkaisuus kasvaa nopeasti, ja käsitteet yksittäisen hiukkasen sijainnista tai nopeudesta muuttuvat merkityksettömiksi. On äärimmäisen vaikeaa miettiä tällaisia outoja esineitä. Ihmisen ajattelu liittyy läheisesti kieleen ja visuaalisiin kuviin, jotka muodostuvat kokemuksesta käsitellä klassisia esineitä. Kvanttihiukkasten käyttäytymisen kuvaus kielellä, joka ei sovellu tähän, johtaa paradoksaalisiin väitteisiin. "Teoriasi on hullu", Niels Bohr sanoi kerran Wolfgang Paulin puheen jälkeen. "Ainoa kysymys on, onko hän tarpeeksi hullu ollakseen oikea."Mutta ilman puhekielen ilmiöiden oikeaa kuvausta on vaikeaa tehdä tutkimusta. Fyysikot ymmärtävät usein matemaattisia rakenteita verraten niitä arjen yksinkertaisimpiin esineisiin. Jos klassisessa mekaniikassa he etsivät 2000 vuoden ajan matemaattisia keinoja, jotka sopivat jokapäiväisen kokemuksen ilmaisemiseen, niin kvanttiteoriassa kehittyi päinvastainen tilanne: fyysikot tarvitsivat kipeästi riittävän suullisen selityksen erinomaisesti toimivasta matemaattisesta laitteesta. Kvanttimekaniikkaa varten tarvittiin tulkinta, eli kätevä ja yleisesti oikea selitys sen peruskäsitteiden merkityksestä.sitten kvanttiteoriassa kehittyi päinvastainen tilanne: fyysikot tarvitsivat kipeästi riittävän suullisen selityksen erinomaisesti toimivasta matemaattisesta laitteesta. Kvanttimekaniikkaa varten tarvittiin tulkinta, eli kätevä ja yleisesti oikea selitys sen peruskäsitteiden merkityksestä.sitten kvanttiteoriassa kehittyi päinvastainen tilanne: fyysikot tarvitsivat kipeästi riittävän suullisen selityksen erinomaisesti toimivasta matemaattisesta laitteesta. Kvanttimekaniikkaa varten tarvittiin tulkinta, eli kätevä ja yleisesti oikea selitys sen peruskäsitteiden merkityksestä.
Oli useita peruskysymyksiä, joihin oli vastattava. Mikä on kvanttiobjektien todellinen rakenne? Onko heidän käyttäytymisensä epävarmuus perustavaa vai heijastaako se vain tietomme puutetta? Mitä tapahtuu aaltofunktiolle, kun laite havaitsee hiukkasen tietyssä paikassa? Lopuksi, mikä on tarkkailijan rooli kvanttimittausprosessissa?
Nopan jumala
Käsite mikrohiukkasten käyttäytymisen arvaamattomuudesta oli ristiriidassa kaikkien fyysikkojen kokemusten ja esteettisten mieltymysten kanssa. Determinismi pidettiin ihanteellisena - minkä tahansa ilmiön pelkistyminen yksiselitteisiksi mekaanisen liikkeen laeiksi. Monet odottivat, että mikromaailman syvyydessä olisi todellisempi perustaso, ja kvanttimekaniikkaa verrattiin tilastolliseen lähestymistapaan kaasun kuvaukseen, jota käytetään vain siksi, että kaikkien molekyylien liikkeitä on vaikea seurata, eikä siksi, että he itse "eivät tiedä" missä ovat. Tätä "piilotettujen parametrien hypoteesia" puolusti aktiivisimmin Albert Einstein. Hänen asemansa meni historiaan tarttuvan iskulauseen alla: "Jumala ei pelaa noppaa".
Bohr ja Einstein pysyivät ystävinä huolimatta kvanttimekaniikan perusteista käydystä kovasta tieteellisestä kiistasta. Elämänsä loppuun asti Einstein ei tunnustanut Kööpenhaminan tulkintaa, jonka useimmat fyysikot hyväksyivät. Kuva: SPL / EAST NEWS
Hänen vastustajansa, Niels Bohr, väitti, että aaltofunktio sisältää kattavaa tietoa kvanttiobjektien tilasta. Yhtälöt mahdollistavat yksiselitteisen laskemisen sen muutoksista ajassa, ja matemaattisesti se ei ole huonompi kuin fyysikoille tutut aineelliset pisteet ja kiinteät aineet. Ainoa ero on, että se ei kuvaa itse hiukkasia, vaan niiden havaitsemisen todennäköisyyttä yhdessä tai toisessa avaruuspisteessä. Voimme sanoa, että tämä ei ole itse hiukkanen, vaan sen mahdollisuus. Mutta missä se tarkalleen löydetään havainnoinnin aikana, on periaatteessa mahdotonta ennustaa. "Sisällä" hiukkasia ei ole piilotettuja parametreja, joihin ei voida päästä mittaamaan ja jotka määrittävät milloin ne hajoavat tai missä avaruuspisteessä havainto havaitaan. Tässä mielessä epävarmuus on kvanttiobjektien perusominaisuus. Tämän tulkinnan puolellajota alettiin kutsua Kööpenhaminaksi (sen kaupungin mukaan, missä Bor asui ja työskenteli), oli Occamin partaveitsen voima: se ei olettanut yhtään muuta kokonaisuutta, joka ei olisi kvanttimekaanisissa yhtälöissä ja havainnoissa. Tämä tärkeä etu suostutteli useimmat fyysikot hyväksymään Bohrin kannan kauan ennen kokeen vakuuttavaa osoittamista, että Einstein oli väärässä.
Kööpenhaminan tulkinta on kuitenkin puutteellinen. Hänen arvostelunsa pääsuunta oli kvanttimittausprosessin kuvaus. Kun kokeilija rekisteröi hiukkasen, jolla on suurella tilavuudella hajautettu aaltofunktio, tietyssä paikassa, sen pysymisen todennäköisyys tästä pisteestä tulee nollaksi. Tämä tarkoittaa, että aaltotoiminnon on välittömästi keskityttävä hyvin pienelle alueelle. Tätä "katastrofia" kutsutaan aaltofunktion romahdukseksi. Ja se on katastrofi paitsi havaitulle hiukkaselle myös Kööpenhaminan tulkinnalle, koska romahdus etenee kvanttimekaniikan yhtälöiden vastaisesti. Fyysikot viittaavat tähän lineaarisuuden rikkomiseen kvanttimittauksessa.
On käynyt ilmi, että kvanttimekaniikan matemaattinen laite toimii vain paloittain jatkuvassa tilassa: yhdestä ulottuvuudesta toiseen. Ja "risteyksissä" aaltofunktio muuttuu äkillisesti ja kehittyy edelleen pohjimmiltaan arvaamattomasta tilasta. Teorialle, joka pyrkii kuvaamaan fyysistä todellisuutta perustasolla, tämä oli erittäin vakava virhe. "Laite poimii tilasta, joka oli olemassa ennen mittausta, yksi sen tarjoamista mahdollisuuksista", kirjoitti yksi kvanttimekaniikan perustajista Louis de Broglie tästä ilmiöstä. Tämä tulkinta johti väistämättä kysymykseen tarkkailijan roolista kvanttifysiikassa.
Orpheus ja Eurydice
Otetaan esimerkiksi yksi radioaktiivinen atomi. Kvanttimekaniikan lakien mukaan se hajoaa spontaanisti ennalta arvaamattomana ajankohtana. Siksi sen aaltofunktio edustaa kahden komponentin summaa: yksi kuvaa koko atomia ja toinen hajoaa. Ensimmäistä vastaava todennäköisyys pienenee ja toinen kasvaa. Fyysikot puhuvat tällaisessa tilanteessa kahden yhteensopimattoman tilan päällekkäisyydestä. Jos tarkistat atomin tilan, sen aaltofunktio romahtaa ja atomi tietyllä todennäköisyydellä on joko kokonainen tai hajonnut. Mutta missä vaiheessa tämä romahdus tapahtuu - kun mittalaite on vuorovaikutuksessa atomin kanssa tai kun ihmisen tarkkailija saa tietää tuloksista?
Molemmat vaihtoehdot näyttävät houkuttelevilta. Ensimmäinen johtaa siihen johtopäätökseen, jota ei voida hyväksyä, että mittauslaitteen atomit ovat jotenkin erilaisia kuin muut, koska niiden vaikutuksesta aaltofunktio romahtaa takertuneen muodon sijasta, kuten sen pitäisi olla kvanttihiukkasten vuorovaikutuksessa. Toinen vaihtoehto tuo teoriaan subjektiivisuuden, jota fyysikot niin rakastavat. Meidän on sovittava, että tarkkailijan tietoisuus (hänen ruumiinsa kvanttimekaniikan kannalta on edelleen sama laite) vaikuttaa suoraan aaltofunktioon, toisin sanoen kvanttiobjektin tilaan.
Erwin Schrödinger terävöitti tätä ongelmaa kuuluisan ajatuskokeilun muodossa. Laitetaan kissa laatikkoon ja laite, jossa on myrkkyä, joka laukeaa, kun radioaktiivinen atomi hajoaa. Suljetaan laatikko ja odotetaan, kunnes hajoamisen todennäköisyys saavuttaa esimerkiksi 50%. Koska laatikosta ei tule mitään tietoa, sen atomia kuvataan kokonaisuuden päällekkäisyydeksi ja hajoavaksi. Mutta nyt atomin tila on erottamattomasti sidoksissa kissan kohtaloon, joka on niin kauan kuin laatikko on lukittu, ja se on oudossa elävien ja kuolleiden päällekkäisyydessä. Mutta on vain avattava laatikko, näemme joko nälkäisen eläimen tai eloton ruumiin, ja todennäköisesti käy ilmi, että kissa on ollut tässä tilassa jonkin aikaa. On käynyt ilmi, että vaikka laatikko oli suljettu, ainakin kaksi versiota tarinasta kehitettiin samanaikaisesti,mutta yksi mielekäs katse laatikon sisällä riittää, että vain yksi heistä pysyy todellisena.
Kuinka ei muistaa myyttiä Orpheuksesta ja Eurydicestä:
"Aina kun pystyi // Hän kääntyy ympäriinsä (jos kääntyy ympäri, // Hän ei tuhonnut tekoa, // Tuskin toteutunut) - katso // Hän voisi seurata heitä hiljaa" ("Orpheus. Eurydice. Hermes" R M. Rilke). Kööpenhaminan tulkinnan mukaan kvanttiulottuvuus, kuten Orpheuksen huolimaton katse, tuhoaa välittömästi joukon mahdollisia maailmoja, jättäen vain yhden sauvan, jota pitkin historia liikkuu.
Yksi maailman aalto
Kvanttimittausten ongelmaan liittyvät kysymykset ovat jatkuvasti kiihdyttäneet fyysikkojen kiinnostusta uusien kvanttimekaniikan tulkintojen etsimiseen. Yksi mielenkiintoisimmista ideoista tähän suuntaan esitettiin vuonna 1957 yhdysvaltalainen fyysikko Princetonin yliopistosta Hugh Everett III. Väitöskirjassaan hän priorisoi lineaarisuuden periaatetta ja siten kvanttimekaniikan lineaaristen lakien jatkuvuutta. Tämä johti Everettin johtopäätökseen, että tarkkailijaa ei voida tarkastella erillään havaittavasta kohteesta, jonkinlaisena ulkoisena kokonaisuutena.
Mittaushetkellä tarkkailija on vuorovaikutuksessa kvanttiobjektin kanssa, ja sen jälkeen tarkkailijan tilaa tai kohteen tilaa ei voida kuvata erillisillä aaltofunktioilla: niiden tilat sotkeutuvat ja aaltofunktio voidaan kirjoittaa vain yhdelle kokonaisuudelle - "tarkkailija + havaittava" -järjestelmälle. Mittauksen suorittamiseksi tarkkailijan on verrattava uutta tilaansa muistiinsa kiinnitettyyn edelliseen tilaan. Tätä varten vuorovaikutuksen aikana syntynyt takertunut järjestelmä on jälleen jaettava tarkkailijaksi ja esineeksi. Mutta tämä voidaan tehdä eri tavoin. Tuloksena ovat erilaiset mitatut arvot, mutta mielenkiintoisemmin eri tarkkailijat. On käynyt ilmi, että jokaisessa kvanttimittauksen näytössä tarkkailija on jaettu useisiin (mahdollisesti äärettömän moniin) versioihin. Jokainen näistä versioista näkee oman mittaustuloksensa ja muodostaa sen mukaisesti oman historiansa ja oman versionsa maailmankaikkeudesta. Tässä mielessä Everettin tulkintaa kutsutaan usein monimaailmaksi, ja monimuuttujaa universumia itse kutsutaan multiversumiksi (jotta sitä ei sekoitettaisi kosmologiseen multiversumiin - joukko itsenäisiä maailmoja, jotka on muodostettu joissakin maailmankaikkeuden malleissa - jotkut fyysikot ehdottavat kutsuvan sitä vaihtosuuntaiseksi).
Everettin idea on vaikea ja usein väärinymmärretty. Useimmiten voit kuulla, että jokaisen hiukkastörmäyksen yhteydessä koko maailmankaikkeus haarautuu ja tuottaa monia kopioita törmäyksen mahdollisten lopputulosten määrän mukaan. Itse asiassa kvanttimaailma on Everettin mukaan täsmälleen yksi. Koska kaikki sen hiukkaset ovat suoraan tai epäsuorasti vuorovaikutuksessa toistensa kanssa ja ovat siten sotkeutuneessa tilassa, sen perustavanlaatuinen kuvaus on yksi maailman aaltofunktio, joka kehittyy sujuvasti kvanttimekaniikan lineaaristen lakien mukaisesti. Tämä maailma on yhtä deterministinen kuin Laplacin klassisen mekaniikan maailma, jossa kaikkien partikkeleiden paikat ja nopeudet tietyllä ajanhetkellä voidaan laskea koko menneisyys ja tulevaisuus. Everettin maailmassa lukemattomat hiukkaset on korvattu erittäin monimutkaisella aaltofunktiolla. Tämä ei johda epävarmuustekijöihin,koska kukaan ei voi tarkkailla maailmankaikkeutta ulkopuolelta. Sisällä on kuitenkin lukemattomia tapoja jakaa se tarkkailijaan ja ympäröivään maailmaan.
Seuraava analogia auttaa ymmärtämään Everettin tulkinnan merkityksen. Kuvittele maa, jossa on miljoonia asukkaita. Jokainen sen asukas arvioi tapahtumia omalla tavallaan. Joissakin hän osallistuu suoraan tai epäsuorasti, mikä muuttaa sekä maata että hänen näkemyksiään. Muodostetaan miljoonia erilaisia kuvia maailmasta, joiden kantajat pitävät todellisimpana todellisuutena. Mutta samaan aikaan on olemassa myös itse maa, joka on olemassa jonkun ajatuksista riippumatta ja tarjoaa mahdollisuuden heidän olemassaoloonsa. Samoin Everettin yhtenäinen kvanttiuniversumi tarjoaa tilaa valtavalle määrälle itsenäisesti olemassa olevia klassisia maailmankatsomuksia, jotka syntyvät eri tarkkailijoilta. Ja kaikki nämä kuvat ovat Everettin mukaan täysin todellisia, vaikka kukin on olemassa vain sen tarkkailijalle.
Einstein-Podolsky-Rosen-paradoksi
Einstein-Bohrin kiistan ratkaiseva argumentti oli paradoksi, joka on 70 vuoden aikana siirtynyt ajatuskokeesta toimivaan tekniikkaan. Hänen ajatuksensa ehdotti vuonna 1935 Albert Einstein itse yhdessä fyysikkojen Boris Podolskyn ja Nathan Rosenin kanssa. Heidän tavoitteenaan oli osoittaa Kööpenhaminan tulkinnan epätäydellisyys johtaen siitä järjetön johtopäätös kahden suurella etäisyydellä erotetun hiukkasen välittömän keskinäisen vaikutuksen mahdollisuudesta. Viisitoista vuotta myöhemmin amerikkalainen Kööpenhaminan tulkkausasiantuntija David Bohm, joka työskenteli läheisessä yhteistyössä Einsteinin kanssa Princetonissa, keksi periaatteessa toteutettavan version kokeesta fotoneja käyttäen. Vielä 15 vuotta on kulunut, ja John Stuart Bell muotoilee selkeän kriteerin eriarvoisuuden muodossa, jonka avulla voidaan kokeellisesti testata piilotettujen parametrien läsnäolo kvanttiobjekteissa.1970-luvulla useat fyysikkoryhmät perustivat kokeita tarkistaakseen, täyttyivätkö Bellin eriarvoisuudet ristiriitaisilla tuloksilla. Vasta vuosina 1982-1985 Alan Aspect Pariisissa, joka on huomattavasti lisännyt tarkkuutta, todistaa lopulta, että Einstein oli väärässä. Ja 20 vuotta myöhemmin useat kaupalliset yritykset loivat kerralla huippusalaisten viestintäkanavien tekniikoita, jotka perustuivat kvanttihiukkasten paradoksaalisiin ominaisuuksiin, ja Einstein katsoi, että se kumosi Kööpenhaminan kvanttimekaniikan tulkinnan.perustuu kvanttihiukkasten paradoksaalisiin ominaisuuksiin, joita Einstein katsoi kumottavan kvanttimekaniikan Kööpenhaminan tulkinnan.perustuu kvanttihiukkasten paradoksaalisiin ominaisuuksiin, joita Einstein piti kvanttimekaniikan Kööpenhaminan tulkinnan kumotuksena.
Varjosta valoon
Harvat kiinnittivät huomiota Everettin väitöskirjaan. Jo ennen puolustustaan Everett itse hyväksyi kutsun sotilasosastolta, jossa hän johti yhtä ydinkonfliktien seurausten numeeriseen mallintamiseen osallistuvista yksiköistä ja teki siellä loistavan uran. Aluksi hänen tieteellinen neuvonantajansa John Wheeler ei jakanut oppilaansa näkemyksiä, mutta he löysivät teorian kompromissiversion, ja Everett toimitti sen julkaistavaksi tieteellisessä lehdessä Reviews of Modern Physics. Toimittaja Bryce DeWitt reagoi häneen hyvin kielteisesti ja aikoi hylätä artikkelin, mutta sitten yhtäkkiä hänestä tuli kiihkeä teorian kannattaja, ja artikkeli ilmestyi lehden kesäkuussa 1957 ilmestyneessä numerossa. Wheelerin jälkiasennuksella: En usko, että kaikki tämä on oikein, mutta se on ainakin utelias eikä turha. Wheeler vaati, että teoriasta tulisi keskustella Niels Bohrin kanssa,mutta hän tosiasiassa kieltäytyi harkitsemasta sitä, kun Everett vietti puolitoista kuukautta Kööpenhaminassa vuonna 1959. Eräänä päivänä vuonna 1959 Kööpenhaminassa ollessaan Everett tapasi Bohrin, mutta uusi teoria ei vaikuttanut häneen.
Tavallaan Everettillä ei ollut onnea. Hänen työnsä menetettiin samaan aikaan tuotettujen ensiluokkaisten julkaisujen virtaan, ja se oli myös liian "filosofista". Everettin poika Mark sanoi kerran:”Isä ei koskaan puhunut minulle koskaan teorioistaan. Hän oli minulle vieras, olemassa jonkinlaisessa rinnakkaisessa maailmassa. Luulen, että hän oli syvästi pettynyt siihen, että tiesi itsestään olevansa nero, mutta kukaan muu maailmassa ei epäillyt sitä. " Vuonna 1982 Everett kuoli sydänkohtaukseen.
Nyt on jopa vaikea sanoa kiitos kenelle se tuotiin unohduksesta. Todennäköisesti tämä tapahtui, kun kaikki samat Bryce DeWitt ja John Wheeler yrittivät rakentaa yhtä ensimmäisistä "kaiken teorioista" - kenttoteoriaa, jossa kvantisointi olisi rinnakkain suhteellisen suhteellisuusperiaatteen kanssa. Sitten tieteiskirjallisuuden kirjoittajat panivat silmänsä tähän epätavalliseen teoriaan. Mutta vasta Everettin kuoleman jälkeen hänen ideansa todellinen voitto alkoi (tosin jo DeWittin muotoilussa, jonka Wheeler kategorisesti hylkäsi vuosikymmenen kuluttua). Alkoi tuntua, että monien maailmojen tulkinnalla on valtava selittävä potentiaali, jonka avulla voidaan antaa johdonmukainen tulkinta paitsi aaltofunktion käsitteestä myös tarkkailijasta salaperäisellä "tajunnallaan". Vuonna 1995 amerikkalainen sosiologi David Rob suoritti kyselyn johtavien amerikkalaisten fyysikkojen keskuudessa, ja tulos oli upea:58% kutsui Everettin teoriaa "oikeeksi".
Kuka tuo tyttö on?
Maailmojen rinnakkaisuuden ja heikkojen (yhdessä tai toisessa mielessä) vuorovaikutusten teema on ollut pitkään läsnä fantastisessa fiktiossa. Muistakaamme ainakin Robert Zelaznyn grandioosi eepos, Meripihkan aikakirjat. Viimeisten kahden vuosikymmenen aikana on kuitenkin tullut muodiksi rakentaa vankka tieteellinen perusta tällaisille juoniliikkeille. Ja Michel Houellebecqin romaanissa "Saaren mahdollisuus" kvanttimultiversumi esiintyy jo suoraan viittaamalla vastaavan konseptin kirjoittajiin. Mutta rinnakkaiset maailmat itse ovat vain puolet taistelusta. Teorian toiseksi tärkein ajatus - hiukkasten kvanttiinterferenssi vastineisiinsa - on paljon vaikeampaa kääntää taiteelliselle kielelle. Ei ole epäilystäkään siitä, että juuri nämä upeat muutokset aloittivat David Lynchin fantasian, kun hän työskenteli Mulholland Driven parissa. Elokuvan ensimmäinen kohtaus - sankaritar ajaa yöllä maantiellä pitkin limusiinia kahden miehen kanssa, yhtäkkiä limusiini pysähtyy ja sankaritar käy keskustelun kumppaniensa kanssa - toistetaan elokuvassa kahdesti. Vain tyttö näyttää olevan erilainen, ja jakso päättyy eri tavalla. Lisäksi aikavälillä tapahtuu jotain, joka näyttää estävän näiden kahden jakson pitämisen identtisinä. Samalla heidän läheisyytensä ei voi olla vahingossa. Sankaritarien muuttuminen toisiksi kertoo katsojalle, että hänen edessään on sama hahmo, vain hän voi olla eri (kvantti) tilassa. Siksi aika lakkaa olemasta lisäkoordinaattien rooli eikä se voi enää virrata riippumatta siitä, mitä tapahtuu: se etenee spontaanisti hyppäämällä Multiversumin kerroksesta toiseen. Israelin fyysikko David Deutsch, yksi Everettin ideoiden tärkeimmistä popularisoijista, tulkitsi ajan "ensimmäiseksi kvantti-ilmiöksi". Syvä fyysinen ajatus antaa taiteilijalle syyn halveksia kaikkia rajoja, jotka hillitsevät hänen halua monipuolistaa juonen kehitysvaihtoehtoja ja rakentaa näiden eri vaihtoehtojen "sekatiloja".
Tietoisuuden etsiminen
Mikä tahansa järjestelmä, esimerkiksi tietokone, voi olla tarkkailija, joka muistaa sen aiemmat tilat ja vertaa niitä uusiin. "Koska monimutkaisten automaattien parissa työskentelevät ihmiset ovat hyvin tietoisia, käytännössä kaikki hyväksytty subjektiivisen kokemuksen kieli on täysin sovellettavissa tällaisiin koneisiin", Everett kirjoittaa väitöskirjassaan. Siten hän välttää kysymystä tietoisuuden luonteesta. Mutta hänen seuraajansa eivät enää olleet taipuvaisia olemaan niin varovaisia. Tarkkailija nähtiin yhä enemmän ajattelevana ja tahdollisena tietoisena eikä pelkästään sensorina, jolla on muistia. Tämä avaa mahdollisuuden yhtä kiinnostaville ja kiistanalaisille yrityksille yhdistää yksi käsite perinteinen objektivistinen fysiikka ja erilaiset esoteeriset ajatukset ihmisen tietoisuuden luonteesta.
Esimerkiksi fysiikan ja matematiikan tohtori Mikhail Mensky fysiikan instituutista. P. N. Lebedev RAS kehittää aktiivisesti laajennettua Everett-konseptiaan, jossa se identifioi tietoisuuden itse vaihtoehtojen erottamisprosessin kanssa. Fyysinen todellisuus on puhtaasti kvanttista ja sitä edustaa yksi maailman aaltofunktio. Mensky on kuitenkin järkevästi ajatteleva tietoisuus kykenemätön ymmärtämään sitä suoraan ja tarvitsee "yksinkertaistetun" klassisen maailmankuvan, jonka osan hän itse havaitsee ja jonka se itse luo (tämä on sen luonne). Tietyllä valmistautumisella ja vapaaehtoisella tajunnalla tietoisuus kykenee enemmän tai vähemmän mielivaltaisesti valitsemaan, minkä äärettömästä joukosta kvanttiversumin klassisia projektioita se "elää". Ulkopuolelta tällainen valinta voidaan nähdä "todennäköisenä ihmeenä"jossa "taikuri" voi löytää itsensä juuri haluamastaan klassisesta todellisuudesta, vaikka sen toteutuminen on epätodennäköistä. Tässä Mensky näkee yhteyden ajatustensa ja esoteeristen opetusten välillä. Hän esittelee myös käsitteen "ylitajunta", joka aikoina, jolloin tietoisuus sammuu (esimerkiksi unessa, transissa tai meditaatiossa), kykenee tunkeutumaan vaihtoehtoisiin Everett-maailmoihin ja vetämään sinne tietoa, johon järkevälle tajunnalle ei ole periaatteessa pääsyä.kykenee tunkeutumaan vaihtoehtoisiin Everett-maailmoihin ja ammentamaan sieltä tietoa, johon järkevälle tajunnalle on periaatteessa pääsy.kykenee tunkeutumaan vaihtoehtoisiin Everett-maailmoihin ja ammentamaan sieltä tietoa, johon järkevälle tajunnalle ei ole periaatteessa pääsyä.
Heidelbergin yliopiston professori Heinz-Dieter Ze on kehittänyt erilaista lähestymistapaa yli vuosikymmenen ajan. Hän ehdotti kvanttimekaniikan monitekoista tulkintaa, jossa aaltofunktion kuvaaman aineen ohella on erilaisia luonteisia kokonaisuuksia - "mielet". Loputon tällaisten "mielien" perhe liittyy jokaiseen tarkkailijaan. Jokainen tarkkailijan Everett-jakaminen, tämä perhe on myös jaettu osiin, jotka seuraavat kutakin haaraa. Osuus, johon ne on jaettu, heijastaa kunkin haaran todennäköisyyttä. Tse: n mielestä "mielet" varmistavat henkilön tajunnan identiteetin, esimerkiksi aamulla herätessä tunnistat itsesi samaksi henkilöksi, jonka menit eilen nukkumaan.
Tse-ideat eivät ole vielä löytäneet laajaa hyväksyntää fyysikoiden keskuudessa. Yksi kriitikoista, Peter Lewis, huomautti, että tämä käsite johtaa melko outoihin johtopäätöksiin osallistumisesta hengenvaarallisiin seikkailuihin. Esimerkiksi, jos sinulle tarjottaisiin istua samassa laatikossa Schrödingerin kissan kanssa, kieltäydyisit todennäköisesti. Moni-älykkäästä mallista seuraa kuitenkin, että et vaaranna mitään: niissä todellisuuden versioissa, joissa radioaktiivinen atomi hajosi ja sinä ja kissa myrkytit, mukana olevat "älykkyydet" eivät pääse sinuun. Kaikki he seuraavat turvallisesti haaraa, jossa sinun on tarkoitus selviytyä. Tämä tarkoittaa, että sinulle ei ole vaaraa.
Tämä päättely, muuten, liittyy läheisesti ajatukseen niin kutsutusta kvanttikuolemattomuudesta. Kun kuolet, niin tapahtuu luonnollisesti vain joissakin Everettin maailmoissa. Voit aina löytää klassisen projektion, jossa pysyt hengissä tällä kertaa. Jatkamalla tätä päättelyä loputtomasti voimme tulla johtopäätökseen, että sellaista hetkeä, jolloin kaikki "kloonisi" kuolevat kaikki moninaisuuden maailmat, ei koskaan tule, mikä tarkoittaa ainakin jossain, mutta elät ikuisesti. Perustelut ovat loogisia, mutta tulos on käsittämätön, eikö vain?
Alexander Sergeev