Що таке багатосвітова інтерпретація квантової механіки?

Стандартним способом розуміння квантової фізикиє Копенгагенська інтерпретація, запропонована Нільсом Бором, одним із творців сучасної фізики. Відповідно до інтерпретації квантовий світ повністю відокремлений від нашого повсюдного досвіду, до того ж починається з парадоксу. Співрозмовником Бора був його аспірант-фізик-теоретик Вернер Гейзенберг. Разом вони обговорювали як реальні, так і уявні експерименти, розглядаючи пропозиції та заперечення Ейнштейна, Шредінгера, Паулі, Пола Дірака та інших. Гейзенберг, наприклад, вважав, що з квантової теорії має випливати єдино правильна інтерпретація, довести яку можна у процесі подальших досліджень. Ейнштейн, проте, було змиритися з тим, що випливає з цього припущення – існування «паралельних всесвітів», у кожному з яких діють одні й самі закони природи. І справді, подібні припущення нелегко узгодити з нашим сприйняттям Всесвіту.

Якщо існує безліч світів, то чим ми зайняті у них?

У двох місцях одночасно

Однією з найдивніших ідей, що з'явилися вфізиці 20-го століття, є багатосвітова інтерпретація квантової механіки, яка намагається пояснити загадкові та суперечливі ефекти цієї теорії. Згідно з Копенгагенською інтерпретацією кожен фізичний експеримент, незалежно від того, відноситься він до явищ повсякденного життя або до явищ атомної фізики, повинен бути описаний у поняттях класичної фізики. Разом вони утворюють мову, за допомогою якої ми описуємо наші досліди та результати.

Ось тільки замінити ці поняття нічим, а їхзастосовність обмежена співвідношенням невизначеностей. Виходить, ми повинні мати на увазі обмежену застосування класичних понять і не намагатися виходити за рамки цієї обмеженості. І щоб краще зрозуміти цей парадокс, необхідно порівняти інтерпретацію досвіду у класичній та квантовій фізиці.

Деякі фізики вважають, що можуть існувати різні частинки, різні сили, навіть різна кількість вимірів простору, порівняно з тим, що ми бачимо навколо нас.

Явлення, про які йдеться, схожі на квантовуінтерференцію, при якій квантова частка, що проходить через подвійну щілину, створює інтерференційну картину, що може статися лише у тому випадку, якщо частка проходить через обидві щілини одночасно.

Інтерпретація багатьох світів пояснює такий стан речей ідеєю у тому, що у експерименті беруть участь два всесвіти Нагадаємо, що явище інтерференції відбувається при взаємодії двох і більше хвиль однакової частоти, що розповсюджуються у різних напрямках.

В одному з цих всесвітів частинка проходить черезодну щілину, тоді як в іншій проходить через другу. В іншому ці всесвіти ідентичні. Інтерференційна картина виникає тому, що ці всесвіти перебувають у квантовій суперпозиції.

Це цікаво: Чи може квантова механіка пояснити існування простору-часу?

Копенгагенська інтерпретація

Отже, інтерпретація багатьох світів свідчить, що все, що може статися, насправді відбувається в паралельному всесвіті. Таким чином, має існувати нескінченна кількість паралельних всесвітів, що містять все, що будь-коли могло статися. В одному з таких всесвітів ви політик, в іншій знаменитий музикант.

Згодна, прийняти цю ідею нелегко, особливочерез інші проблеми з інтерпретацією багатьох світів. Так, вона передбачає, що всі можливі результати дійсно трапляються, але не пояснює, чому фізики бачать найбільш ймовірний результат у сто разів частіше, ніж інші. Тому багато вчених залишаються при своїй думці і продовжують шукати більш правдоподібні інтерпретації.

Квантова заплутаність – явище, яке ми не можемо пояснити

Одна з таких запропонована фізиками з університетуГриффіта в Австралії. Вони вважають, що знайшли альтернативну інтерпретацію, яка вирішує проблеми квантової механіки, що суперечать, і здатна пояснити дивні дивні результати наукових досліджень.

На перший погляд, нова інтерпретація маєдеяка подібність з інтерпретацією багатьох світів, припускаючи реальне існування множини різних паралельних всесвітів. Але є важливі відмінності – кожен із цих всесвітів розвивається відповідно до класичної ньютонівської фізики, – зазначають дослідники.

Однак ці всесвіти можуть взаємодіятиза допомогою "відштовхування", яка не дозволяє частинкам у різних всесвітах наближатися один до одного близько. "Всі квантоподібні ефекти виникають через існування цієї взаємодії", - пишуть автори наукової роботи. «У відсутності міжсвітової взаємодії світи розвиваються незалежно відповідно до суто ньютонівської динаміки».

Більше теми: Чи передбачає квантова механіка множинність світів чи що таке інтерпретація Еверетта?

То скільки ж існує всесвітів?

Дослідники стверджують, що згідно з квантовоютеорії може існувати «безліч взаємодіючих світів». Це твердження негайно вирішує проблему ймовірності, тому що квантові ймовірності не відіграють жодної ролі в жодному світі. Парадоксально, але фізики кажуть, що «імовірності виникають лише тому, що спостерігачі не знають, у якому світі вони є».

Виходить, світи розвиваються по-різному, залежно від того, що насправді відбувається у кожному з них. Це дозволяє згрупувати їх у класи відповідно до макроскопічних результатів.

ніхто точно не знає, які квантові процеси у реальному світі відповідальні за зіткання тканини простору-часу.

Фізики продовжують вивчати ряд прикладів, у якихвідштовхуюча взаємодія між різними світами призводить до різних квантових ефектів, що вони бачать. У інтерпретації безлічі взаємодіючих світів фізики уявляють два паралельних світу, у кожному у тому числі частка направляється до бар'єру. В одному світі частка відскакує від нього, але в іншому відштовхування між частинками дає другий імпульс, необхідний подолання бар'єру.

На думку авторів дослідження, збільшення числа світів все більше схоже на передбачену квантову механіку.

І все ж таки попереду ще багато проблем.Можливо, найсерйознішим і, отже, найцікавішим є те, як інтерпретація безлічі світів, що взаємодіють, справляється з квантовою заплутаністю.

Докладніше про те, що таке ми розповідали тут.

Оригінальна копенгагенська інтерпретаціяквантової механіки все ще популярна, а нова теорія може призвести до прогнозованих прогнозів. Ключ знаходиться в кількості світів, які насправді складають всесвіт або мультисвіт. Але якщо це так, що двома всесвітами справа не скінчиться — їхня кількість прагнутиме нескінченності.

Якщо є інші всесвіти, то скільки їх?

Але якщо існує кінцева кількість світів, значитьвчені рано чи пізно зможуть це довести. Безумовно, для цього потрібен час, але результати однозначно варті перевірки наших очікувань. Ідея мультивсесвіту стає популярною, а квантова механіка – наш ключ до пошуку інших світів. А як ви думаєте, якщо паралельний всесвіт існує, як у ньому склалося ваше життя? Відповідь чекатимемо тут, а також у коментарях до цієї статті.