Всё, что движется. Прогулки по беспокойной Вселенной от космических орбит до квантовых полей

Рецепт раздачи вероятностей основательным историям обобщает правило Борна и представляет собой фундаментальный постулат, заодно снабженный ясной пользовательской инструкцией: применять его надо всегда, а не только когда делается измерение (в нем вообще не упоминаются измерения). Вероятности историй – это больший объем информации, чем вероятности того, что система придет к одному из свойств в финальный момент времени (t₃ в приведенном выше каркасе). Если же нас интересуют только вероятности этих финальных исходов, то надо просто просуммировать вероятности всех историй, приводящих к каждому из них. Здесь есть, правда, один абсолютно ключевой вопрос. Может ли так случиться, что два различных каркаса, которые «ведут» от одного и того же начального состояния к одному и тому же финальному разбиению, дадут различные вероятности для (одних и тех же, как было сказано) исходов? Ведь в каждом каркасе эти вероятности складываются из своих собственных историй со своими собственными вероятностями. Удается тем не менее доказать, что любые два каркаса с одним и тем же «началом» и одним и тем же «концом» всегда дают одинаковые вероятности для конечных исходов, вне зависимости от того, насколько непохожи соответствующие им наборы историй, – что, конечно, представляет собой важный элемент основательности всей теории.

Обладая вероятностями историй, мы можем теперь урегулировать все вопросы, например, по поводу того, какими свойствами обладал, а какими не обладал тот или иной электрон «по пути от Пети к Ане». Во-первых, он мог обладать только какими-то из тех свойств, что включены в данный каркас, а во-вторых, нам полностью известен весь «вероятностный расклад». Ничто не мешает отвечать на вопросы типа «С какой вероятностью в момент времени t₂ электрон имел свойство B₂, если известно, что в момент времени t₃ он имел свойство A₃?». Вот на какой натянутой струне балансирует ОКТ: известны ответы на все вопросы (разумеется, ответы вероятностные, поскольку вероятностный характер квантовой механики никто не отменял), но только в рамках одного выбранного каркаса. Другие наблюдатели «нарисуют другие классики» и дадут другие ответы по поводу того, чем была наполнена эволюция «по пути от Пети к Ане». Среди каркасов нет более истинных и менее истинных, каждый из них предлагает свою реальность, которая не лучше и не хуже любой другой; эти реальности нельзя обсуждать совместно. Правых или неправых при этом нет, потому что единой реальности нет. С этим предлагается примириться как с основной чертой квантового мира.

ОКТ: единой реальности нет

Уравнение Шрёдингера становится в ОКТ отчасти вспомогательным средством, используемым для вычисления вероятностей, а до того – и, собственно, главным образом – еще и для проверки основательности историй в рамках каждого каркаса. И хотя в проверке основательности историй нет ничего неясного или неоднозначного, это определенно самая неудобная в применении часть всей схемы. Процедура получается довольно громоздкой: ни о какой заинтересовавшей вас отдельной истории самой по себе говорить нельзя, необходимо сначала включить ее в подходящий каркас, следя при этом за полнотой, а в нем рассмотреть все истории, и, если они действительно не интерферируют, вы наконец сможете делать выводы о том, с какой вероятностью могла бы случиться выбранная история.

Проблема измерения решена в ОКТ тем, что измерительный прибор рассматривается как часть составной квантовой системы; возможные показания прибора (уж какие предусмотрены в конкретном эксперименте) просто задают еще одно разбиение на несколько возможностей: это разбиение на случаи «что угодно для электрона и показание 1 для прибора», «что угодно для электрона и показание 2 для прибора» и т. д. Займемся, например, измерением спина электрона, который достается нам в каком-то общем спиновом состоянии ψ = a · |↑⟩ + b · |↓⟩. Выберем каркас таким, что – для ясности – от начального момента t₀ до момента t₁ еще ничего не происходит, а вот в интервале от t₁ до t₂ электрон взаимодействует с прибором Штерна – Герлаха. Сам прибор сначала находится в состоянии «готов», которое мы продолжаем обозначать как |□⟩_п, а в финальных состояниях мы различаем две возможности для прибора – наши обычные состояния прибора со стрелкой вверх и со стрелкой вниз. Тогда каркас выглядит так: