Грег Иган - Карантин

– Ну и в чем проблема?

– Проблема вот в чем. До того, как вы произвели измерение, волновая функция не говорит вам, каким будет его исход. Она говорит только, что один из двух исходов реализуется с вероятностью пятьдесят на пятьдесят. Но после того, как вы произвели измерение, любое последующее измерение над этой системой даст тот же результат. Если кошка была мертва, когда вы ее увидели, она так и останется мертвой. С точки зрения волновых функций акт измерения каким-то образом превращает исходную смесь двух волн, представлявших смесь двух возможностей, в чистую волну – так называемое чистое состояние, – которая уже представляет только одну возможность. Это и называется «стягиванием» волновой функции – или «схлопыванием» системы.

Но почему процесс измерения должен отличаться от других процессов? Почему он обязан стягивать волновую функцию? Почему измерительное устройство, состоящее из отдельных атомов, каждый из которых сам подчиняется тем же законам квантовой механики, заставляет смесь возможностей свестись к одной из них? Если считать измерительное устройство еще одной частью системы, уравнение Шредингера утверждает, что после акта измерения это устройство тоже будет находиться в смешанном состоянии – так же как и любой объект, с которым оно взаимодействует. Волновая функция бутылки с газом будет смесью «разбитого» и «целого» состояний. Волновая функция кошки будет смесью «живого» и «мертвого» состояний. Но почему же мы всегда видим кошку в одном из двух чистых состояний – живой или мертвой?

– Может быть, вся теория неверна?

– Не так все просто. Квантовая механика – самая продуктивная научная теория из когда-либо созданных, но она невозможна без постулата о стягивании волновой функции. Если бы теория была ошибочна, не было бы микроэлектроники, лазеров, оптроники, наномашин, девяноста процентов химической и фармацевтической промышленности. Квантовая механика подтверждается всеми экспериментами, которые когда-либо проводились, но только если принять допущение, что существует вот такой особый процесс под названием «измерение» и он подчиняется не тем законам, что другие процессы.

Цель исследований проблемы измерения в квантовой механике и состоит в том, чтобы точно установить, что же такое измерение и почему оно так отличается от других явлений. Когда именно стягивается волновая функция – когда срабатывает детектор частиц, или когда разбивается бутылка, или когда умирает кошка? Или в тот момент, когда кто-то заглядывает в ящик?

Можно махнуть на все это рукой и сказать – квантовая механика правильно предсказывает вероятности конечных, видимых результатов, так чего же еще можно требовать? Атомы обнаруживают себя только при взаимодействии с научными приборами, так что если квантовая механика дает возможность правильно подсчитать, каков будет процент вспышек в определенном месте экрана или процент смертности кошек в ящике, то ничего большего ожидать нельзя.

Некоторые люди пытались доказать, что волновая функция обязана стягиваться, если система достигает определенных – критических – размеров, или критической энергии, или критической степени сложности, а все мыслимые измерительные устройства должны далеко превосходить эти критические пределы. Пытались учитывать термодинамические эффекты, квантовую гравитацию, гипотетические нелинейности в уравнениях... все что угодно. Но исчерпывающего объяснения фактов так и не получилось. И есть еще теория множественных миров...

– А, альтернативные истории, параллельные вселенные...

– Именно. В теории множественных миров волновая функция не стягивается. Вся вселенная расщепляется на отдельные версии, по одной на каждое возможное измерение. В одной вселенной кошка жива, и экспериментатор видит живую кошку. В другой вселенной кошка мертва, и экспериментатор видит мертвую кошку. Беда в том, что теория умалчивает о том, почему все это произошло именно так, и даже о том, в какой именно момент расщепляется вселенная. Что к этому приводит – детектор, бутылка, кошка, человек? Ответа нет.

– А если ответа вообще не может быть? Что, если все это метафизические софизмы?

– Эта метафизика стала экспериментальной наукой еще в восьмидесятых годах двадцатого века. Хотя лично я считаю, что всерьез о ней можно говорить только с сегодняшнего дня, – глянув на часы, она поправляется. – То есть со вчерашнего. Со вторника, двадцать четвертого июля две тысячи шестьдесят восьмого года.