[краткий путеводитель «там за облаками»]

1_погода
2.1_темно | 2.2_неясно
3.1_хью | 3.2_____ | 3.3_____

3.1_хью

(6)

К 1957 году, когда аспирант Принстонского университета Хью Эверетт III подготовил свою диссертацию^]31[ с абсолютно новым взглядом на квантовую механику, эта наука уже имела статус «царицы физики». В первую очередь, конечно же, из-за атомной бомбы.

Однако успехи в военных и прочих практических приложениях никак не помогли разрешить фундаментальную проблему в основе квантовой теории. Мир квантовых объектов в корне отличается от наблюдаемого человеком мира классического, а как понимать это принципиальное различие – ясности не было не только в 1950-е, но нет ее и поныне.

Суть проблемы в том, что волновая функция Шредингера, применяемая для описания квантовых объектов, оперирует комплексными числами. Но это такие величины, которые в мире нашей реальности для описания не подходят.

«У нас» результатом всякого измерения – будь то скорости, положения, спина – может быть лишь одно числовое значение. А комплексное число мало того, что состоит из двух частей, так еще и одна из них является «мнимой». Иначе говоря, всегда имеется компонент, задающий величину в каком-то еще «нереальном» измерении, связанном с числом i или квадратным корнем из (-1).

Так что квантовый объект, при взгляде из мира классического, всегда выглядит как одновременная совокупность или суперпозиция несовместимых друг с другом состояний. Из-за этой принципиальной неоднозначности любое измерение состояния квантового объекта не может быть четко предсказуемым и дает лишь вероятностные значения. Хотя сама по себе волновая функция является вполне детерминированной – в терминах комплексных чисел.

(7)

То, как эту проблему с несоответствием описаний решает Копенгагенская интерпретация, изложено во всех учебниках квантовой физики. В ее рамках придумана идея коллапса волновой функции, происходящего при всяком измерении и «схлопывающего» суперпозицию до единственного значения с той или иной вероятностью.

Не секрет, что эта идея порождает лишь видимость объяснения, попутно ставя кучу новых вопросов. Главный из которых – что представляет собой мир в промежутках между измерениями?

Очевидная заслуга Хью Эверетта была в том, что он сумел оставить полностью нетронутой хорошо работающую математику уравнений, но при этом дать им существенно другую, логичную и куда менее искусственную интерпретацию.

Эверетт, можно сказать, предложил просто довериться формулам. И если математика показывает, что объекты квантового мира существуют постоянно и непрерывно, а не кусочно-рваными фрагментами от измерения до измерения, то так оно, скорее всего, и есть на самом деле.

А важную роль наблюдателя, постоянно совершающего измерения и таким образом «реализующего» ветвящийся мир квантовой физики к более привычному нам виду мира классического, он предложил возложить на саму вселенную.

В исходном, развернутом варианте^]32[ диссертации Эверетта впервые в науке, похоже, появляется формулировка квантовой механики в терминах совсем новой по тем временам теории информации Шеннона.

Опираясь на этот фундамент, Эверетт предположил, что частицы вселенной в совокупности можно уподобить вычислительной системе, или в его терминологии «сложному автомату», со способностью запоминать свои прежние состояния и сравнивать их с состояниями новыми.

(8)

При всяком очередном взаимодействии частиц друг с другом, то есть при взаимных измерениях состояний, они образуют единую квантовую систему. Или, в терминологии Эверетта, становятся «скоррелированными» (сегодня обычно пользуются термином «сцепленными»). Итог каждого такого взаимодействия-измерения запоминается, так что детерминированные записи измерений становятся «субъективным опытом» наблюдателей-частиц.

В итоге же, как показывал Эверетт, на основе учета этих записей можно вычислять те же самые эмпирические предсказания, что и при традиционном вероятностном подходе. Но только в данном случае правильнее считать, что все состояния системы равно реальны, образуя разветвленное множество миров с разными вероятностями реализации…

Сам Эверетт считал, что вполне понятно продемонстрировал, каким образом его подход порождает точно такую же картину вероятностных исходов измерений, что и в Копенгагенской интерпретации. ^]33[

Однако для всех остальных – равно противников и сторонников – это совпадение итоговых картин осталось совершенно неочевидным. Также осталось неясным, каким образом механизм разветвления может быть реализован в природе.

В целом же столь радикальный пересмотр традиционных научных воззрений на реальность, как известно, тогдашним светилам квантовой теории совершенно не понравился. Интерпретацию Эверетта обозвали «новой теологией», а для того, чтобы она все-таки утвердилась в научном мейнстриме под названием мультиверс или многомирие, потребовалось несколько десятилетий споров и дополнительных разработок.

Но только уже без самого автора, разочарованного реакцией коллег на его открытие. Сразу же после защиты диссертации Хью Эверетт навсегда, по сути, расстался с «царицей физики». ^[1E]

(Читать далее)

___

[1E] Интерпретация Эверетта, https://kniganews.org/map/n/00-01/hex1e/

Внешние ссылки:

]31[. Hugh Everett . «‘Relative state’ formulation of quantum mechanics«. Reviews of Modern Physics (1957) 29 (3): 454–462. http://www.univer.omsk.su/omsk/Sci/Everett/paper1957.html

]32[. Hugh Everett III «The Theory of the Universal Wavefunction«, Manuscript (1955), pp 3–140 of Bryce DeWitt, R. Neill Graham, eds,  «The Many-Worlds Interpretation of Quantum Mechanics«, Princeton University Press (1973). http://www.pbs.org/wgbh/nova/manyworlds/pdf/dissertation.pdf

]33[. Peter Byrne, «Everett and Wheeler, the Untold Story«, pp 521-541 in Saunders S. et al (Eds) «Many Worlds? Everett, Quantum Theory, and Reality«, Oxford University Press (2010)

___