Гельголанд. Красивая и странная квантовая физика

37 P. A. M. Dirac, I principi della meccanica quantistica, Bollati Boringhieri, Torino, 1968 [Дирак П. А. М. Принципы квантовой механики / пер. с четвертого английского издания Ю. Н. Демкова и Г. Ф. Друкарева, под ред. и с предисловием акад. В. А. Фока. М.: Главное издательство физико-математической литературы, 1960]; L. D. Landau e E. M. Lifšits, Meccanica quantistica, Editori Riuniti, Roma, 1976; [Л. Д. Ландау, Е. М. Лифшиц. Теоретическая физика. В десяти томах. Том III. Квантовая механика. Нерелятивисткая теория. М.: Наука, 1989]; R. Feynman, La Fisica di Feynman, Addison-Wesley, London, vol. III, 1970 [Р. Фенман, Р. Лейтон, М. Сэндс, Фейнмановские лекции по физике. Том III / Пер. с англ. Копылова Г. И., Симонова Ю. А., редактор Я. А. Смородинский, АСТ, 2020]; E. H. Wichmann, Fisica quantistica, in La fisica di Berkeley, Zanichelli, Bologna, vol. IV, 1973 [Э. Вихман. Берклеевский курс физики. Том IV. Квантовая физика / Пер. с англ. под ред. А. И. Шальникова и А. С. Ахматова. М.: Наука, 1971]; A. Messiah, Quantum Mechanics, vol. I, North Holland Publishing Company, Amsterdam, 1967 [А. Мессиа. Квантовая механика. Том I / Пер. с франц. В. Т. Хозяинова под ред. Л. Д. Фаддеева. М.: Наука, 1978].

38 Цитирую по A. Pais, Ritratti di scienziati geniali. I fisici del XX secolo [Портреты гениальных ученых. Физики 20 века], Bollati Boringhieri, Torino, 2007, p. 31.

39 E. Schrödinger, Die gegenwärtige Situation in der Quantenmechanik, «Naturwissenschaften», 23, 1935, pp. 807–12.

40 Именно поэтому мы не замечаем квантовой механики в повседневной жизни. Мы не видим интерференционных эффектов и поэтому можем принять квантовую суперпозицию между бодрствующим и спящим котом просто за то, что мы не знаем, спит кот или нет. Подавление интерференционных явлений для объектов, взаимодействующих с большим числом переменных окружающей среды, хорошо изучено. По-научному оно называется «квантовая декогеренция».

41 Ход этой исторической дискуссии описан во множестве книг. Это, например, превосходная книга «Квант» Манджита Кумара (см. цит. выше) и недавно опубликованная Федерико Лаудизы «La realtà al tempo dei quanti» [ «Реальность в эпоху квантов»] (см. цит. выше). Лаудизе нравится интуиция Эйнштейна, я же, скорее, иду по стопам Бора и Гейзенберга.

42 D. Kaiser, How the Hippies Saved Physics: Science, Counterculture, and the Quantum Revival [Как хиппи спасли физику, контркультура и возрождение квантовой механики], W.W. Norton & Co, New York, 2012.

43 Одна из недавних публикаций в защиту этой интерпретации квантовой механики – научно-популярная книга Шона Кэролла: Sean Carroll, «Something Deeply Hidden: Quantum Worlds and the Emergence of Spacetime» [Нечто очень скрытое: квантовые миры и возникновение пространства-времени] (Dutton Books, New York, 2019).

44 Для определения и применения квантовой теории недостаточно лишь волновой функции ψ и уравнения Шредингера: надо также задать алгебру наблюдаемых величин – иначе ничего невозможно рассчитать и нельзя установить связь с явлениями нашего опыта. В других интерпретациях роль этой алгебры ясна, но мне непонятно, какова она в случае интерпретации с множественными мирами.

45 См. изложение аргументов в поддержку теории Бома в книге Дэвида З. Альберта: David Z. Albert. Quantum Mechanics and Experience (Harvard University Press, Cambridge – London, 1992).

46 Характер нашего взаимодействия с частицей нетривиальный, и его теоретическое объяснение часто бывает непонятным: волновая функция измерительного прибора взаимодействует с волновой функцией электрона, но динамика прибора определяется величиной общей волновой функции, определяемой положением электрона, и поэтому ее эволюция определяется тем, где на самом деле находится электрон.

47 Есть и другая возможность: квантовая механика – это всего лишь приближение, а скрытые переменные реально проявляются только в некотором определенном режиме. Но пока что соответствующие изменения в предсказаниях квантовой механики не наблюдаются.

48 Конфигурационное пространство множества всех частиц.

49 Есть разные варианты этих теорий, но все они весьма искусственные и неполные. Наиболее известны два: конкретный механизм, придуманный итальянскими физиками Джанкарло Гирарди, Альберто Римини и Туллио Вебером, и гипотеза Роджера Пенроуза, согласно которой коллапс происходит из-за гравитации, когда квантовая суперпозиция между различными конфигурациями прекращается при превышении порогового значения кривизны пространства-времени.

50 C. Calosi e C. Mariani, Quantum Relational Indeterminacy «Studies in History and Philosophy of Science. Part B: Studies in History and Philosophy of Modern Physics», 2020, в печати.

51 Точнее, величина ψ аналогична гамильтоновой функции S (решению уравнения Гамильтона-Якоби) в классической механике – это инструмент для расчетов, а не реальная сущность. В подтверждение заметим, что гамильтонова функция S действительно является классическим пределом волновой функции: ψ ~ exp iS/ℏ.

52 В смысле Фихте, Шеллингра и Гегеля.