Наука Плоского Мира

Тем не менее, сам Шредингер считал такой подход глупым и в поддержку своего мнения придумал мысленный эксперимент, известный как «кот Шредингера». Представим себе ящик с крышкой, которая закрыта идеально плотно, так что даже всплеск квантовой волны не сможет вырваться наружу. В ящике находится радиоактивный атом, который в некоторый случайный момент времени распадется и испустит частицу и детектор, который при обнаружении такой частицы выпускает ядовитый газ. Посадим в ящик кота, закроем крышку и немного подождем.

Кот жив или мертв?

Если атом распался, то кот мертв. Если же нет — кот жив. Однако ящик закрыт, поэтому мы не можем наблюдать происходящее внутри него. Так как квантовые системы представляют собой волны, то по законам квантовой механики атом должен находиться в «смешанном» состоянии — наполовину распался и наполовину цел. Следовательно, кот, который тоже состоит из атомов и сам является огромной квантовой системой, тоже находится в смешанном состоянии: наполовину жив и наполовину мертв. В 1935 году Шредингер обратил внимание на то, что коты устроены совсем по-другому. Кот — это макроскопическая система, для которой действует классическая физика с четкими ответами «да» и «нет». Шредингер хотел показать, что Копенгагенская интерпретация не объясняет — и даже не пытается объяснить — связь между микроскопической квантовой физикой и классической физикой макроскопических тел. Копенгагенская интерпретация всего лишь заменяет сложный физический процесс (который мы не понимаем) магией: волна схлопывается, как только вы на нее посмотрели.

Большую часть времени, потраченного на обсуждение этой проблемы, физики умудряются поставить слова Шредингера с ног на голову. «Нет, квантовые волны действительно устроены именно так!» Множество экспериментов было проведено для доказательства этой точки зрения. За исключением того, что… в этих экспериментах нет ни ящика, ни ядовитого газа, как и мертвых или живых котов. Они просто предлагают аналоги в квантовых масштабах: электрон вместо кота, положительный спин означает «живой», отрицательный спин — «мертвый», а вместо ящика — «непреодолимый барьер», через который можно наблюдать все, что угодно. Но все делают вид, что не замечают.

Эти обсуждения и эксперименты — всего-навсего «ложь для детей»: их цель — убедить очередное поколение в том, что квантовые системы действительно ведут себя таким странным образом. Пусть так…., но коты здесь вообще не при чем. Волшебники Незримого Университета ничего не знают об электронах, зато весьма близко знакомы с котами, и они бы не повелись на такой обман. Как и Гита Ягг, чей кот Грибо был заперт внутри ящика в романе «Дамы и господа». Грибо — это кот, который может напасть на злобного волка и закусить им[40]. В книге «Ведьмы за границей» он случайно съел вампира, и ведьмы никак не могли понять, почему жители деревни так этому радовались.

У Грибо свой подход к квантовым парадоксам. «Грибо провел в заточении не самые приятные минуты. С формальной точки зрения, кот, закрытый в ящике, может быть либо живым, либо мертвым. Но определить это можно, только открыв крышку. Именно это действие, связанное с открыванием ящика, определяет состояние кота, хотя ученые ошибаются — на самом деле состояний у кота может быть три, а именно: Живой, Мертвый и Вне Себя От Бешенства»[41].

Шредингеру бы понравилось. Он ведь вовсе не квантовые состояния имел в виду, он хотел понять, как они связаны с обычной классической физикой, действующей в большом масштабе. И он понимал, что Копенгагенская интерпретация не дает ответа на этот вопрос. Так как же классические ответы «да»/«нет» возникают из квантовой «муравьиной страны»? Лучший ответ, который у нас есть — это нечто под названием «декогеренция». Изучение этого явления занимались такие ученые, как Энтони Леггетт, Ролан Омнес, Серж Арош и Луис Давидович. Если взять большой набор квантовых волн и предоставить его самому себе, то связь между отдельными волнами исчезнет, и они замаскируют друг друга. Именно так «на самом деле» устроен классический объект с точки зрения квантовой физики. Так что коты ведут себя, как и положено котам. Эксперименты показывают, что этот результат остается в силе, даже если в роли детектора выступает микроскопический квантовый объект: волновая функция фотона может схлопнуться и без участия наблюдателей. Даже смерть квантового кота наступает в тот момент, когда детектор замечает распад атома. Присутствие разума здесь не требуется.

Короче говоря, Архканцлер, Вселенная всегда следит за котом. И падение дерева в лесу тоже слышно, даже когда никого нет рядом. Ведь сам лес по-прежнему на месте.

Глава 13. Нет, не может такого быть

Архканцлер Чудакулли оглядел своих коллег. Они решили собраться за длинным столом в Большом Зале, так как в здании ИВМ в последнее время стало слишком людно.

«Все здесь? Хорошо», — сказал он, — «Продолжайте, господин Тупс». Думминг просмотрел свои бумаги.