Квантовая механика. Вы наверняка слышали эти слова морозным утром из динамика радиоточки, собираясь на работу. На любимый завод. Или читали об этом в свежей, пахнувшей типографской краской газете, купленной в синем ларьке возле проходной. Со всеми же было, да?😁
Но что же это такое?
Нет, друзья мои. Это не название какой-то футуристической коробки передач супернового японского автомобиля. Нет. Так называется одна из фундаментальных теорий квантовой физики. Она создана для описания поведения материи и энергии на атомном и субатомном уровнях.
Квантовая механика. О чём это вообще?
Основная идея этой теории такова: свойства частиц, таких как электроны и фотоны, могут быть представлены волновыми функциями, которые можно использовать для расчёта вероятности обнаружения частицы в определённом месте или с определённой энергией.
Вроде всё просто, да?
Квантовая механика успешно объясняет широкий спектр явлений. Включая поведение атомов в химических реакциях, свойства твёрдых материалов и даже излучение далёких звёзд.
Но всё это ерунда. Интересно здесь вот что: любая интерпретация истинной природы процессов, описываемых квантовой механикой (а таких интерпретаций несколько!) представляет собой набор философских (!) предположений и концепций, которые используются для объяснения и осмысления этой теории.
Но причём тут философия? Тут такое дело: квантовая механика — это математическая теория, описывающая поведение материи и энергии на атомном и субатомном уровне, о чём мы узнали чуть выше. Описывающая, понимаете? Эта теория никак не объясняет, что означает это поведение. Квантовая механика никаким образом не даёт нам представление об истинной природе реальности.
Разные мнения
Именно поэтому существуют различные интерпретации квантовой механики. Они предлагают разные взгляды на очень интересные вопросы. И могут иметь разные последствия для понимания истинной природы нашей Вселенной.
Некоторые интерпретации квантовой механики сосредотачиваются на вероятностной природе всего, что мы видим вокруг себя. Их сторонники предполагают, что квантовая механика описывает мир, который в своей основе является неопределённым. Другие исследователи подчёркивают роль события измерения и наблюдателя. И предполагают, что акт наблюдения или измерения квантовой системы может оказать глубокое влияние на её поведение. Третьи указывают на важнейшую роль волновой функции. И предполагают, что она представляет собой реальное физическое поле. Есть и те, кто предполагает существование огромного количества всех возможных вариантов Вселенной!
В настоящий день в научном мире нет единого мнения о том, какая интерпретация квантовой механики является правильной. В результате этой неопределённости вопрос о том, как интерпретировать квантовую механику, является предметом постоянных дискуссий и углубленных исследований в физике и философии.
Существует несколько различных интерпретаций квантовой механики, каждая из которых предлагает свой взгляд на фундаментальную природу реальности. К наиболее известным из них относятся:
Копенгагенская интерпретация
Копенгагенская интерпретация, которая, возможно, является наиболее широко принятой, утверждает, что квантовая механика — это законченная теория, которая даёт правильное описание реальности. Однако реальность, которую она описывает, принципиально неопределённая. Согласно этой интерпретации, волновая функция квантовой системы представляет собой набор всех возможных результатов, которые могли возникнуть. А фактически наблюдаемый результат определяется только актом измерения.
Если говорить по-русски, это означает, что пока наблюдатель не совершит акт наблюдения (какой странный термин) состояние системы остаётся неопределённым. Кот Шредингера и жив, и мёртв одновременно, помните?
Многомировая интерпретация.
Многомировая интерпретация предполагает, что каждый возможный результат квантового измерения соответствует отдельной реальности. Или отдельному «миру». И что все эти миры существуют одновременно. Согласно этой интерпретации, волновая функция представляет собой состояние всей Вселенной сразу. А каждый акт измерения заставляет Вселенную «расщепляться» на несколько копий. Каждая из которых соответствует разным результатам.
Перевожу. Это означает, что в любой момент времени, когда существует несколько вариантов развития событий, оба варианта реализуются отдельно друг от друга. И что где-то есть Вселенная, в которой Адольф Гитлер так и остался никому не известным художником. И жил с Евой Браун в Вене под мостом Йозефа фон Шемерля. Если, конечно, такой вариант был возможен.
А быть может есть мир, где он, будучи ефрейтором, получил пулю в голову от российского солдата, неосторожно высунув её из окопа.
Только представьте, какое колоссальное количество Вселенных уже должно существовать, если любая возможность реализуется отдельно где-то ещё! Только представьте – где-то есть мир, где исполнились все Ваши самые заветные желания! (Хм. Кто знает, как туда попасть?).
Интерпретация де Бройля-Бома.
Интерпретация де Бройля-Бома, также известная как теория пилотной волны, предполагает, что квантовые системы управляются лежащим в их основе детерминистическим процессом. И что волновая функция представляет собой реальное физическое поле, управляющее движением частиц.
Это означает, если сильно упростить, что всё, что должно произойти, уже предопределено. И при одинаковом наборе начальных условий всегда будет происходить один и тот же процесс. И получаться один и тот же результат. Как в компьютерной программе. Если эта интерпретация верна, то вполне вероятно мы живём в искусственном мире. Здравствуй, матрица! (Кто знает, как обратиться в службу поддержки?).
Итак, что можно сказать, друзья мои, подводя итог нашей сегодняшней статьи? Очевидно одно: мы ещё почти ничего не знаем об истинной сути нашего мира. И нам предстоит долгий путь по дороге его познания.
Но сможем ли мы когда-нибудь установить истинную природу нашей Вселенной?