В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность

Цепочка бесконечна. Представьте, что мы заранее объявили об эксперименте заинтригованному миру, но чтобы избежать вмешательства прессы, провели его за закрытыми дверями. Даже после того как мы открыли ящик и либо поприветствовали друга, либо вытащили наружу его труп, репортеры по другую сторону двери не знают, что происходит внутри. Для них все здание, в котором расположена лаборатория, находится в суперпозиции состояний. И так далее до бесконечности.

Рис. 9.21. Диаграмма Фейнмана (пространственно-временная) истинного взаимодействия нескольких частиц, обнаруженных на фотографии из пузырьковой камеры и описанных Фритьофом Капрой в «Дао физики».

Рис. 9.22. Единичный протон может быть задействован в целой сети виртуальных взаимодействий, подобных этому, из книги «Мир элементарных частиц» К. Форда, Blaisdell, Нью-Йорк, 1963. Такие взаимодействия происходят постоянно. Ни одна частица не является такой одинокой, как кажется на первый взгляд.

Но представьте, что мы заменили друга Вигнера компьютером. Компьютер может зарегистрировать информацию о радиоактивном распаде или его отсутствии. Может ли компьютер редуцировать волновую функцию (хотя бы внутри ящика)? Почему нет? Согласно еще одной точке зрения, значение имеет не осведомленность человека об исходе эксперимента и даже не осведомленность живого существа, а тот факт, что результат события, произошедшего в квантовом мире, был запротоколирован или оказал влияние на макромир. Радиоактивный атом может пребывать в суперпозиции состояний, но как только счетчик Гейгера – хотя бы – «проверяет» наличие продуктов распада, атом вынужден принять одно из двух положений: он становится либо распавшимся, либо не распавшимся.

Рис. 9.23. Протон, антинейтрон и пион могут появляться из ничего в качестве вакуумной флуктуации на короткое время перед аннигиляцией (А). Такое же взаимодействие можно представить в качестве петли времени, в которой протон и нейтрон преследуют друг друга в вихре времени, связанные пионом (В). Оба представления одинаково верны.

Рис. 9.24. Точно так же протон может преследовать во времени свой хвост.

Таким образом, в отличие от мысленного эксперимента ЭПР, эксперимент с котом в ящике действительно имеет некоторый оттенок парадокса. Невозможно смириться со строгой Копенгагенской интерпретацией, не приняв «реальность» живого-мертвого кота, и это подвигло Вигнера и Джона Уилера рассмотреть возможность того, что из-за бесконечной регрессии причины и следствия вся Вселенная может быть обязана своим «реальным» существованием исключительно тому факту, что ее наблюдают разумные существа. Самая парадоксальная из всех свойственных для квантовой теории особенностей является прямым последствием эксперимента с котом Шрёдингера и основывается на том, что Уилер назвал экспериментом с отложенным выбором.

Соучастная Вселенная

На протяжении четырех десятилетий Уилер написал много тысяч слов во множестве разных публикаций, рассуждая о значении квантовой теории[57]. Возможно, самое ясное описание его понятия «соучастной Вселенной» содержится в его тексте, включенном в сборник «Некоторая странность пропорций» (под редакцией Гарри Вульфа), куда вошли работы, подготовленные для симпозиума в честь столетия со дня рождения Эйнштейна. В этом сборнике (в главе 22) он рассказывает историю о том, как однажды за ужином играл в двадцать вопросов. Когда настала его очередь выйти из комнаты, чтобы оставшиеся в ней могли сговориться, каким предметом станет «это», его не пускали обратно «невероятно долго», а это было верным признаком того, что противники либо выбирали особенно сложное слово, либо задумывали какую-то проказу. По возвращении он обнаружил, что сначала каждый из гостей по очереди быстро отвечал на вопросы вроде «Это животное?» и «Это зеленое?», но постепенно на ответ требовалось все больше времени. Это было довольно странно, учитывая, что вся компания должна была сговориться о загаданном предмете, а ответить требовалось лишь «Да» или «Нет». Зачем человеку так сильно задумываться, прежде чем дать простой ответ? Наконец у Уилера остался только один вопрос, и он угадал: «Это облако?» Вслед за ответом «да» раздался взрыв смеха, и ученого посвятили в тайну.

Гости сговорились не выбирать конкретный предмет, который необходимо угадать. Вместо этого каждый должен был отвечать на вопросы, думая о каком-нибудь настоящем предмете, который пришел ему в голову и который подходил под ответы, данные ранее. По мере продвижения игры для отвечающего она становилась столь же сложной, как и для отгадывающего.