[МУЗЫКА] [МУЗЫКА] Было бы жестоко познакомить вас со всеми этими чудесами, со всеми без объяснения. В квантовой механике разработан строгий математический аппарат, позволяющий описывать указанные явления. Согласно этой теории, положение частицы в пространстве описывается не координатой, а некоторой функцией вероятности, размазанной сразу по целой области пространства. Наблюдение частицы вызывает коллапс этой волновой функции и превращение ее в координату. Например, в эксперименте с двумя щелями фотон проходит через обе щели, но только это не совсем фотон, а его волновая функция. Не понятно? И никому не понятно. Первое понятное и математически строгое объяснение дал в 1956 году американский математик, физик Хью Эверетт III. Вспомним всеми любимый мысленный эксперимент с котом Шредингера. Кот заперт в ящике с адской машиной, [ШУМ] поведение которой зависит от какой-то микроскопической частицы, например от поведения электрона в интерферометре Юнга. То есть у нас есть две щели и пушка, которая выпускает электроны. Вся эта конструкция находится в ящике. Если электрон проходит через верхнюю щель, он запускает адскую машину, которая убивает кота, если через нижнюю щель, то ничего не происходит. Проблема в том, что до момента того, как мы измерили систему, то есть открыли ящик, электрон находится в суперпозиции каких-то базисных состояний, прохождение, например, через верхнюю щель и через нижнюю щель одновременно. И в каком-то смысле кот первый измеряет эту суперпозицию. Давайте нарисуем на нашей картинке наблюдателя. Назовем его «наблюдатель 1». До того как наблюдатель 1 измерил систему в ящике, до того как он пронаблюдал кота, система в ящике по законам квантовой механики должна была развиваться линейно и унитарно, то есть коллапса волновой функции не должно было происходить. И, соответственно, с точки зрения наблюдателя 1, до того момента, как он открыл ящик, система находится в состоянии: электрон прошел через верхнюю щель, и кот мертв, плюс электрон прошел через нижнюю щель, и кот жив. Причем оба эти состояния, с точки зрения наблюдателя 1, внутри ящика совершенно реальны. Еще немножко усложним нашу картинку — добавим за стенкой наблюдателя 2. С точки зрения наблюдателя 2, система находится в таком состоянии: это у нас волновая функция наблюдателя 1. Допустим, наблюдатели договорились, что наблюдатель 1 ровно в 12 часов открывает коробку и смотрит на кота. Тем самым он формирует у себя некий субъективный чувственный опыт с результатом, например, что кот мертв. И субъективно для наблюдателя 1 система переходит в состояние: электрон пролетел через верхнюю щель, и кот мертв. Здесь у нас волновая функция наблюдателя, наблюдателя 1. Но, с точки зрения наблюдателя 2, вся система в комнате измерению не подвергалась и, соответственно, тоже была, тоже развивалась линейно и унитарно, и, соответственно, представляет собой суперпозицию двух состояний: то которое субъективно воспринял наблюдатель 1, и то, которое, с точки зрения наблюдателя 1, не реализовалось удачным исходом для кота. [ШУМ] Вот такая система находится в комнате, с точки зрения наблюдателя 2, который знает, что наблюдатель 1 в 12 часов открыл коробку и посмотрел на кота. Для наблюдателя 2 оба обе эти версии наблюдателя 1 (и веселая, и грустная) абсолютно реальны. Но где же существуют эти реальные копии наблюдателя? Для того чтобы ответить на этот вопрос, давайте рассмотрим всю эту ситуацию в пространстве времени. В момент времени t0 у нас есть снимок в пространстве времени, снимок Вселенной, в которой фотон вылетает, скажем, из лазера в направлении интерферометра Юнга. Далее, в момент времени t1 возможны два варианта развития событий: фотон пролетает через нижнюю щель, и фотон пролетает через верхнюю щель. Давайте пронумеруем наши снимки: это снимок 1, 2, 3. Причем для снимков 2 и 3 предшественником их в пронстранстве-времени является снимок 1. И поскольку оба эти снимка физически возможны и нет никакого критерия, по которому мы могли бы предпочесть один другому, то Эверетт делает заключение, что оба эти снимка реально существуют в пространстве времени. Таким образом, наша Вселенная, согласно интерпретации Эверетта, сложнее, чем кажется. В ней существуют снимки всей Вселенной, соответствующие разным вариантам развития одних и тех же событий. И для любой точки, любой точки во времени, существует множество ее потомков, соответственно, копий Вселенных. Здесь, например, t0, t1, t2. И обитатели параллельных снимков Вселенной не могут взаимодействовать друг с другом. Каждый из них субъективно воспринимает свою временную линию. Но если параллельные снимки не могут взаимодействовать друг с другом, откуда тогда берется интерференционная картина на экране? Давайте рассмотрим момент времени t2, когда наш фотон достиг второго экрана. И рассмотрим на экране, например, черную полосу интерференционной картины, какую-то точку p на этой черной полосе. В точку p фотоны из разных щелей попадают в противофазе. Причем уже в самой точке p нельзя сказать, из какой щели пришел фотон. Соответственно, для точки p на снимке t2 обе Вселенные, 2 и 3, оба снимка являются предшественниками. Но этого не может быть, потому что тогда получается, что фотон приходит в противофазе с самим собой. И поэтому, поскольку это противоречит здравому смыслу, снимка, подобного этому, в пространстве времени просто не существует. Вот откуда берутся темные полосы интерференционной картины. Вселенных, в которых фотон приходит в точке этих полос, копии Вселенных, просто не существует multiverse — Мультивселенной — в пространстве-времени. Если же в точке p мы можем сказать, из какой щели пришел фотон — например, мы запутали его позицию с поляризацией в интерферометре Юнга, — то тогда противоречие для снимка 4 исчезает, Вселенная со снимка 4 имеет право на существование в пространстве-времени, в multiverse. И также исчезает интерференционная картина. Интерпретация Эверетта — это всего лишь объяснение, не меняющего математического аппарата теории. С точки зрения математической модели нам не важно, как мы будем понимать коэффициента, например, в таком состоянии: как какие-то параметры волновой функции или как доли Вселенных, в которых наш фотон проходит через верхнюю и через нижнюю щели, например, в 1 / 3 Вселенных он проходит через верхнюю, в 2 / 3 — через нижнюю. Но подобные объяснения позволят нам иногда лучше понимать тот математический аппарат, которым нам придется пользоваться на следующих неделях.
