Про эту вашу физику (СИ)

Или давеча мы видели в журнале чересчур философскую версию копенгагенской интерпретации, в которой решают применить к квантовым вероятностям байесианскую логику. Это такая логика, в которой вероятность события до эксперимента сильно отличается от вероятности после эксперимента. Так сказать, априорная и апостериорная вероятности. Поэтому мы в итоге видим исключительно апостериорную вероятность, полученную конкретным наблюдателем. А ежели случится другой наблюдатель, то в эксперименте будет другой результат. Впрочем, что из этого следует, не очень понятно. Но философия забориста и смахивает на субъективный идеализм: все, что меня окружает, существует лишь потому, что я это в данный момент вижу (измеряю, наблюдаю).

Квантовая декогеренция

В конце концов, наиболее скучные физики устали ломать головы в поисках прикольных интерпретаций и предложили унылый вариант, помиривший кота Шрёдингера с квантовым миром. Говоря вкратце, квантовые явления безусловно существуют, но они все такие загадочные только в изолированных системах. Если квантовый объект хорошенько оградить от внешнего мира, то его можно поддерживать в суперпозиции (в когерентном состоянии) довольно долгое, а может, и бесконечное время. Но мы живем в мире, где все и всё зависят друг от друга. В итоге квантовый объект взаимодействует с миром и теряет свои загадочные свойства. Помните закон термодинамики, когда нагретое тело (без продолжающегося нагревания) рано или поздно остывает до температуры окружающей среды? Так вот и с квантовыми событиями похожее явление. Квантомеханическая система, взаимодействуя с окружающей средой, необратимо проявляет классические черты. Чем больше «участников» в такой системе, чем больше атомов, участвующих в процессе, тем быстрее волновая функция схлопнется в одно конкретное состояние. Стабильность «съедает» неопределенность.

Поэтому в случае с котом Шредингера нельзя говорить, что кот жив и мертв одновременно. Благодаря декогеренции, кот встретился со своей судьбой задолго до открытия коробки и парадокса не существует. А также и не существует загадочного «наблюдателя» — измерением мы только ускоряем декогеренцию, то есть связываем закрытую квантовую систему с окружающим миром.

Что ж, в этой лекции вы много узнали о больном воображении этих ваших ученых. Не зря один американский физик, утомившись от попыток коллег интерпретировать сами знаете что, ясно и коротко высказался: заткнись и считай! Этим предлагалось всем, кто занимается квантовой механикой и подобными вещами, прекратить искать объяснения, а сосредоточиться на сборе новой информации. Авось что-нибудь да проявится.

Поэтому в следующей главе мы поговорим об интересных эффектах и следствиях квантового мира без фантазий на тему «а чаво это они».

Глава 13

Неопределенность Гейзенберга

Уважаемые знатоки!

Против вас играет Эрвин Шрёдингер,

физик-теоретик из Вены…

Внимание, черный ящик!

Штош. В наших предыдущих псевдолекциях мы как могли растолковали простому люду про чёртов корпускулярно-волновой дуализм, о том, что вся материя вокруг нас на самом деле имеет волновые свойства, даже кирпич или бутылка коньяка, и что наблюдение за квантовым объектом лишает его вездесущности.

Мы продолжим издеваться над обывателями и расскажем в предельно доступной форме про неопределенность, правящую миром, вызвав у тех, кто профессионально разбирается в предмете тонны ненависти и раздражения.

К сожалению или к счастью, квантовый мир открыл человечеству еще более удивительные вещи, от которых у многих классических физиков навсегда испортилось настроение, и споры о том, является ли вселенная такой, как нам повествует квантмех, длились еще много лет.

Одним из камней преткновения оказалось вычисление местоположения электрона в атоме и его скорости в определенный момент времени. По странным и непонятным причинам ученые никак не могли вывести формулу для расчета обоих значений одновременно. Как вы уже знаете, Эйнштейн говорил, что все эти теоретики — неучи и двоечники, потому что чего-то упускают, и бог, знаете ли, не играет со Вселенной в азартные игры. Нильс Бор попивал пиво и утверждал, что классическая физика вообще не применяется для таких случаев как движение электронов. И тут вундеркинд Гейзенберг заявил: все нормально, мужики, так и должно быть.

Давайте вместе ужаснемся открытию на примере. Если пнуть ногой мяч с точно рассчитанной силой, то удивительная и не всем доступная наука физика, в частности классическая механика, легко ответит нам на вопрос, где будет находиться мяч через пять секунд после пинка и какова его скорость. Это же элементарно: расстояние равно время умножить на скорость. Садись, Вовочка, пять по физике!