В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность

Как это связано с квантовой теорией? Как и в случае с нашей идеей о том, что реальный мир существует, пока мы на него не смотрим, Уилер предполагал, что существует реальный предмет, который он пытался угадать. Но его не было. Реальными были только ответы на его вопросы – ив квантовом мире мы знаем только результаты экспериментов. Облако было в некотором роде создано самими вопросами – точно так же электрон создается в процессе экспериментальных проб. История подчеркивает фундаментальную аксиому квантовой теории, которая заключается в том, что ни один элементарный феномен не является феноменом, пока он не станет запротоколированным феноменом. И процесс протоколирования может играть странные шутки с нашим обычным представлением о реальности.

Чтобы обосновать свое мнение, Уилер предложил еще один мысленный эксперимент, вариацию опыта с двумя прорезями. В этой версии игры две прорези совмещены с линзой, которая фокусирует свет, проходящий сквозь систему, а стандартный экран заменен другой линзой, которая может заставлять фотоны, проходящие через любую из двух прорезей, отклоняться в сторону. Проходящий через одну из прорезей фотон проходит сквозь второй экран и отклоняется второй линзой в сторону детектора, расположенного слева, а проходящий через другую прорезь фотон отправляется на детектор, расположенный справа. При таких условиях эксперимента мы знаем, какой из фотонов через какую прорезь прошел, с той же долей уверенности, с какой мы знаем это, наблюдая за обеими прорезями во время прохождения фотона. Как и в этом случае, если мы позволим проходить через аппарат одному фотону зараз, мы безошибочно определим тот путь, по которому он следует, причем интерференции не будет, так как не будет и суперпозиции состояний.

Теперь давайте снова изменим аппарат. Покроем вторую линзу фотографической пленкой, расположенной полосами, как жалюзи. Полоски можно закрыть, чтобы создать сплошной экран, тем самым не позволяя фотонам пройти сквозь линзу и отклониться с пути.

Или же полоски можно раскрыть, позволив фотонам проходить сквозь линзу, как и раньше. Когда полоски закрыты, фотоны оседают на экране, как в классическом эксперименте с двумя прорезями. У нас нет возможности сказать, сквозь какую из прорезей прошел каждый из фотонов, и при этом мы наблюдаем интерференционную картину, словно каждый отдельный фотон прошел одновременно сквозь обе прорези. И здесь проявляется трюк. С такими условиями нам не приходится решать, открывать или закрывать полоски, пока фотон не пройдет сквозь две прорези. Мы можем подождать, пока фотон пройдет сквозь прорези, и тогда

решить, создать ли эксперимент, в котором он прошел только сквозь одну прорезь или сквозь «обе одновременно». В этом эксперименте с отложенным выбором наши действия в настоящем оказывают неотвратимое влияние на то, что мы можем сказать о прошлом. История – по крайней мере, для одного фотона – зависит от того, как мы решим проводить измерения.

Философы долгое время обдумывали тот факт, что история не имеет значения – а прошлое не существует – в виде, отличном от того, как она записана в современности. Эксперимент Уилера с отложенным выбором облекает эту абстрактную идею в конкретные, практические рамки. «У нас не больше права объяснять, „что делает фотон“, пока он не запротоколирован, чем права сказать, „какое слово в комнате“, пока не завершена игра в вопросы и ответы» (Некоторая странность… с. 358).

Как далеко может зайти эта идея? Довольные квантовые повара, собирающие компьютеры и манипулирующие генетическим материалом, скажут вам, что все это лишь философские спекуляции, которые ничего не значат в обычном, макроскопическом мире. Но весь макроскопический мир построен из частиц, которые подчиняются квантовым законам. Все, что мы называем реальным, состоит из кусочков, которые не могут считаться реальными. «Разве есть у нас какой-нибудь иной выбор, кроме как сказать, что в некотором роде, который еще только предстоит открыть, все они должны покоиться на статистике миллиардов и миллиардов таких актов участия наблюдателя?»

Не боясь сделать огромный интуитивный скачок (достаточно вспомнить его представление о единичном электроне, пробивающемся сквозь пространство и время), Уилер пошел дальше и представил всю Вселенную в качестве соучастного, самовозбуждающегося цикла. Начиная с Большого взрыва Вселенная расширяется и охлаждается; спустя тысячи миллионов лет она создает существ, способных наблюдать Вселенную, и «действует с участием наблюдателя – с помощью механизма эксперимента с отложенным выбором, – давая в свою очередь материальную „реальности Вселенной – и не только сейчас, а с самого начала». Наблюдая фотоны фонового космического излучения, эхо Большого взрыва, мы, возможно, создаем Большой взрыв и Вселенную. Если Уилер прав, Фейнман был даже ближе к истине, чем думал, сказав, что в эксперименте с двумя прорезями «есть только одна

загадка».

Рис. 9.25. Эксперимент Уилера с отложенным выбором и двумя прорезями (см. текст).