Крылья Феникса; Введение в квантовую мифофизику

Пытаясь доказать неполноту или ошибочность копенгагенской интерпретации, Эйнштейн и Шредингер предложили знаменитые мысленные эксперименты, известные как парадокс Эйнштейна-- Подольского-Розена (ЭПР) и парадокс шредингеровской кошки соответственно, которые чрезвычайно способствовали если не прояснению ситуации, то во всяком случае осознанию ее глубочайшей нетривиальности. Подчеркнем, что речь идет о парадоксах не в смысле внутренних логических противоречий (таких противоречий в копенгагенской интерпретации по-видимому нет), а в смысле несовместимости ее выводов со здравым смыслом. Парадокс ЭПР затрагивает удивительное свойство квантовой реальности -- ее существенную нелокальность. Он будет рассмотрен в следующем разделе.

Перейдем к рассмотрению парадокса шредингеровской кошки. Этот парадокс призван продемонстрировать, что копенгагенская интерпретация в действительности ставит под сомнение существование детерминизма не только для микрообъектов, но даже и для макрообъектов. Учитывая ту роль, которую принцип дополнительности отводит существованию классических приборов, последнее действительно затрагивает самые основы этой интерпретации.

Рассматривается следующая мысленная ситуация. В герметически закрытый ящик поместили кошку (со всеми системами жизнеобеспечения, запасом пищи и т. д.). В том же ящике находится жуткое устройство: ампула с синильной кислотой и молоточек, способный ее разбить под действием электрического сигнала. Сигнал возникает при срабатывании счетчика Гейгера на один радиоактивный распад (технически это возможно), и тут же поблизости есть ядро радиоактивного изотопа. Согласно квантовой механике, никто не может сказать, когда именно распадется ядро. Оно находится в квантовом состоянии, которое, как говорят, является суперпозицией (наложением) состояний распавшегося и не распавшегося ядра. Тем самым, никто не может сказать (пока не вскроет ящик), жива кошка или нет. По всем законам квантовой физики она находится в суперпозиции состояний живой и мертвой кошки. Значит, если верна стандартная интерпретация квантовой механики, бегло изложенная выше, кошка является живой и мертвой одновременно. В заостренной форме этот мысленный эксперимент призван показать следующее: для любого макроскопического объекта (в данном случае его примером является кошка) можно создать такую ситуацию, когда его состояние однозначно определяется состоянием микрообъекта, и если детерминизма нет на микроуровне, его не будет и на макроуровне. Это явно противоречит тому интуитивно очевидному, по Шредингеру, обстоятельству, что мы вправе требовать от науки достоверных предсказаний по крайней мере для макрообъектов.

Для полноты освещения вопроса приведем также дзенскую историю о жестоком обращении с животным (по одному из толкований, описываемым событиям предшествовала дискуссия на тему Имеет ли кошка природу Будды?):

Однажды монахи западного и восточного крыла ссорились из-за кошки. Нансэн поднял кошку и сказал: Слушайте меня, монахи! Если кто-нибудь из вас сможет сказать хотя бы одно слово дзен, я выпущу ее; если нет, я убью ее! Ему никто не ответил, и он убил кошку. К вечеру в монастырь вернулся Дзесю. Узнав от Нансэна о случившимся, он снял туфлю, положил ее себе на голову и ушел. Если бы ты был здесь утром, я бы пощадил кошку! -- воскликнул Нансэн.

(Мумонкан)

Этическую сторону этого происшествия раскрывает следующий комментарий:

Если бы Дзесю был там,

История приняла бы другой оборот.

Он выхватил бы нож,

И Нансэн умолял бы о пощаде.