Якщо у лісі впало дерево, а цього ніхто не чує – чи видає воно звук при падінні? Деякі науковці схильні вважати, що ні. В усьому винен квантовий парадокс – новий тренд у фізиці, який доходить до того, що ставить під сумнів навіть наше існування.

Понад півстоліття тому нобелівський лауреат з фізики Юджин Вігнер описав цю дивакувату модель квантової механіки в уявному експерименті. Він припустив, що його приятель, замкнений у лабораторії, вимірює атом. Принцип суперпозиції дозволяє атому займати кілька місць у просторі одночасно, але факт спостереження змушує атом колапсувати лише до однієї точки.

Утім, для самого спостерігача, себто Вігнера, суперпозиція залишається, а колапс відбудеться, лише коли він власноруч зробить виміри. Ба більше, приятель і сам буде для Вігнера в суперпозиції.

У нещодавно опублікованому дослідженні науковці довели, що «парадокс одного Вігнера» реальний. Вони транслювали цей уявний експеримент у математичну теорему, яка підтверджує нерозв’язну суперечність такого сценарію. Вігнер вважав, що для об’єктивного погляду на вирішення парадоксу необхідно «відключити» квантову механіку у великих системах. Однак дослідники вважають, що, можливо, не існує і самої об’єктивності, а факт існує лише для окремого спостерігача.

Візуалізація експерименту з другом Вігнера.

Оскільки вся сучасна наука стоїть на об’єктивних оцінках, науковці так просто не здалися. Вони зробили чотири припущення. Перше: результати, які отримує друг, реальні, себто їх можна з’єднати з іншими вимірами та отримати єдиний корпус знань. Друге: квантова механіка діє як для спостерігачів, так і для атомів.

Третє: вибір, який робить спостерігач, вільний від впливу супердетермінізму  Це складний термін, який постулює, що усі вимірювані системи мають причинний зв’язок із вибором того, які вимірі над ними проводити. Четверте припущення полягало у тому, що фізика є локальною і вільною від усього, крім обмежених форм квантової заплутаності. Математичний аналіз теореми показав, що суперечності все ж таки зберігаються.

Згідно з результатами, від однієї з чотирьох передумов доведеться відмовитися, і наразі найслабша ланка серед всіх – об’єктивність.

Насправді фізики не настільки сумніваються щодо супердетермінізму або локальності. Деякі ставлять під сумнів твердження, що спостерігачі можуть проводити виміри емпірично, адже тоді факти для одного не будуть фактами для іншого.

Сам Вігнер вважав, що проблема полягає у квантовій механіці. Ця дисципліна дуже добре описує поведінку крихітних об’єктів на кшталт атомів. Але навіть з такої точки зору їхня поведінка здається дивакуватою. Здебільшого квантова теорія не дає однозначної відповіді на питання «у якому місці зараз перебуває частинка?», а описує лише її ймовірні локації.

Втім, якщо ви знайомі з котом Шредінгера – уявні експерименти з випадковими квантовими подіями не сильно вас здивують.

Підтримайте Токар
50 грн.

10% середньостатистичної статті,
або ж пів дня роботи нашого сервера

Підтримати
Ось вона, нагода стати причетним до розвитку незалежних медіа!
Коменти
Юрій

Нічого не зрозумів.