Задумалась я над этим феноменом, когда писала статью об возросшей геологической активности, «теории Геи» Лавлока, энтропии. Помните? Позже, размышляя о днях сегодняшних, я снова вспомнила Эрвина Шредингера и подвергнула переосмыслению знаменитый парадокс ученого.
Шредингер получил известность как один из создателей и теоретиков квантовой механики. Одной из проблемных мест квантовой физики является соотношение квантовых систем с классическими. И здесь проблема заключается в том, что частью квантовой системы становится сам наблюдатель. Тем не менее, это не логическая ошибка, потому как наблюдатель в квантовой механике, — это тоже часть квантового взаимодействия.
Однако не будем вдаваться в детали, потому что это нас затянет в подводные течения теории декогерентности, гамильтониану. Многое в квантовой механике необъяснимо. Главное в ней (что мы должны усвоить), это наличие треугольника — явление — измерение — наблюдатель.
То есть наблюдатель «встроен» в квантовую теорию, а значит результаты этих наблюдений по своему относительны. В этом и заключается проблема соотношения измерений и инструментария «наблюдателя» в квантовой механике. Где наблюдатель сам становится частью системы.
Отсюда основные характеристики квантовой механики — нелинейность и локальность (наблюдатель за процессом — это уже источник локализации). И наблюдатель и наблюдаемая система неразрывно связаны, — это является фундаментальным свойством квантовой физики. Таким образом, в квантовой физике нет «пассивных» наблюдателей.
Трудно сказать как Шредингер пришел к этой теории. Возможно к этому его привела личная жизнь. Он был очень любвеобилен и число его избранниц (по воспоминаниям современников) не поддавалось прикидкам, несмотря на длительный брак с Аннемари Бретель. Он имел даже несколько внебрачных детей, причем его избранницы зачастую были жены его сотрудников, друзей, соседей. Впрочем и Аннемари была под стать мужу крутя романы с коллегами Эрвина Паулем Эвальдом и Германом Вейлем автором «Теории групп и квантовая механика». Воистину, наука сближает.
Вероятно, такие отношения не оправдывались даже властвующей повсеместно тогда теорией относительности Эйнштейна и по-видимому, все-таки не все относительно.
Тем не менее, квантовая механика при всей своей непонятности реальна. Именно она позволила гению Паули рассчитать спектр атома водорода, тогда как другие опасались и браться за такие задачи.
Однако вернемся. Смысл парадокса с котом Шредингера заключается в следующем. Кот был посажен (это мысленный опыт, «зеленые» могут не отвлекаться от ветряков и углеводородов) в сейф и плотно закрыт таким образом, что нельзя никоим образом знать что там в сейфе происходит. Отдельно, вне сейфа взят минимальный кусочек радиоактивного вещества таким образом, чтобы за час распадался лишь один атом вещества. В момент этого гипотетического распада, счетчик Гейгера уловит этот момент и активизирует механический привод помещенный в сейф, который раздавит ампулу с синильной кислотой (интересно, не у него нацисты почерпнули идею газвагенов?). Вероятность распада — 50%
Фатальный результат произойдет беззвучно. Впрочем, если его не произойдет, то и живого кота мы не услышим из-за толстых стенок сейфа.
И вот ведь какая ситуация складывается!
Пока мы не откроем сейф, мы не знаем что с котом. С точки зрения квантовой физики, кот находится одновременно и в живом состоянии и в не живом. Этот дуализм возможен только в квантовой системе. Это и есть состояние суперпозиции в квантовом мире, когда электрон или иная частица может одновременно находится в двух состояниях или точках пространства одновременно. Это постулируется так, пока его местоположение не определено наблюдением. Ядро не распалось (50%)- кот жив, ядро распалось (50%) — кот мертв. Промежуточных состояний нет.
Мы можем описать состояние частицы, эмпирически определить какие-то ее параметры пользуясь математическим инструментом, но это лишено физического смысла, так как все крутится вокруг неосязаемого, оставляющего дишь минимальные следы на светочувствительной пленке. Бизон Хиггса например, лишь теоретически предсказанная единица и процесс наблюдения ее вообще проблема.
Система приобретает определенность только наблюдением.
Да, квантовая механика создавалась для изучения микромира там, где нет возможности применять инструментарий макромира, где все «вещественно». Где нет проблем с определением координат, фиксацией предметов изучения, параметров.
Современный мир, как мне кажется, внешне тоже имеет некие черты, которые схожи с квантовым миром. Политика, экономика, культурные феномены особенно в последнее время, имеют удивительно высокий коэффициент неопределенностей. Наличие одних факторов лишь постулировано, других отрицаемо но они существуют, а система очень неустойчива и множество неопределенностей. Как например, события на СП-2.
С точки зрения квантовой механики, в момент его строительства, эти потоки были сами по себе были Котом Шредингера. Уже строясь, они были наполовину живы, наполовину нет, не так ли? Просто мы не могли наблюдать эту суперпозицию.
Настал день и мы стали наблюдателями. И поняли, что «кот мертв».
Я пришла к выводу, что может быть имеет смысл относится ко всему подобным образом. Санкции, борьба с нацизмом, цены на нефть и проч. Это все суперпозиции, это все квантовая механика, где мы не можем стать наблюдателями до тех пор, пока «сейф не откроется». И предсказания здесь, — неблагодарное дело. Мы все видели как резко меняется жизнь и рушатся прогнозы. В какой-то степени все человеческое, — это мир неосязаемого, парадоксального, не поддающегося сколько-нибудь точному прогнозированию.
Да, возразите вы, — квантовая механика не для микромира. И будете по-своему правы. Но когда Демокрит постулировал, что мир состоит из атомов и потом это было доказано, спустя время оказалось, что они вовсе не неделимы. Существуют еще более мелкие частицы и еще.
Есть ли здесь противоречия? Не думаю. Возьмите свет. Он обладает корпускулярной природой, то есть проявляет себя как поток частиц и одновременно волновой (Макс Планк 1900 г.) И это ни у кого не вызывает проблем в восприятии, хотя противоречит классической физике. Но это вполне дружелюбно квантовой механике.
И ведь высказывались предположения, что макромир является копией микромира и повторяет в себе строение Вселенной. Частью которой являемся мы. А значит воспроизведение в мире Человеческом ее законов допустимо. Ведь вы прекрасно знаете, что макрокосмос и микрокосмос – это единое целое материи, отличие состоит лишь в существовании материи на разных уровнях.
Да и я не говорю о тождественности. Я все же говорю о сходности.
И в следующей части, исходя из этих положений, мы перейдем к практической стороне дела.