Терри Пратчетт - Наука Плоского Мира Страница 25

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.

«Я, ээ, попросил провести это собрание», — начал он, — «так как у меня есть опасения, что мы все делаем не так».

«Да не может быть», — возразил Декан, — «Это же наша Вселенная»!

«Да, Декан. И, мм, нет. Она создала свои собственные правила».

«Нет, нет, не может такого быть», — заявил Архканцлер, — «Мы разумные существа. Это мы создаем правила. Кучка камней на такое не способна».

«Не совсем, сэр», — ответил Думминг, вкладывая в эту фразу обычный смысл «ничего подобного», — «Внутри Проекта действуют кое-какие правила».

«Как? Вмешался кто-то еще?» — спросил Декан, — «Может, там появился Творец?»

«Интересная мысль, сэр. Боюсь, что я не в состоянии ответить на этот вопрос. Я хотел обратить внимание на тот факт, что если мы хотим добиться конструктивных результатов, нам нужно следовать правилам».

Преподаватель Современного Руносложения посмотрел на стол, накрытый к обеду.

«Не понимаю», — вмешался он, — «Нож с вилкой ведь не учат меня, как надо есть».

«Ээ… На самом деле в некотором смысле именно это они и делают, сэр».

«Хочешь сказать, что правила встроены в саму Вселенную?» — спросил Чудакулли.

«Да, сэр. Например: большие камни тяжелее маленьких».

«Да какое же это правило? Это просто здравый смысл!»

«Да, сэр. Просто чем больше я наблюдаю за Проектом, тем меньше я понимаю этот самый здравый смысл. Сэр, если мы хотим создать мир, это должен быть шар. Большой шар».

«Тупс, это же религиозная чушь, к тому же устаревшая»[42].

«Да, сэр. Но во Вселенной Проекта это так. Некоторые из ша… сфер, сделанных нашими студентами, получились действительно огромными».

«Да, я их видел. По мне так это просто показуха».

«Я имел в виду шар поменьше. И я вполне уверен, что он будет удерживать предметы на поверхности. Я провел несколько экспериментов».

«Эксперименты?» — удивился Декан — «От них-то какая польза?».

Двери распахнулись. Ассистент Думминга, Турнепс, быстро пересек зал и подошел к столу. Было заметно, как он волновался.

«Господин Тупс! ГЕКС кое-что обнаружил!»

Волшебники уставились на него. Турнепс пожал плечами.

«Золото», — пояснил он.

«Гильдии Алхимиков это точно не понравится», — заметил Главный Философ, когда волшебники собрались вокруг Проекта. — «Сами знаете, как они держатся за разделение труда».

«Дельное замечание», — согласился Чудакулли, продолжая смотреть в вездескоп. — «Дадим им несколько минут. Если они не заявятся сюда, то мы продолжим, идет?»

«Как бы нам его оттуда достать?» — поинтересовался Декан.

Думминг в ужасе посмотрел на него: «Сэр! Это же Вселенная, а не копилка! Нельзя просто перевернуть ее, вставить в щель нож и потрясти!»

«А почему бы и нет», — возразил Чудакулли, не отвлекаясь от вездескопа, — «Люди это все время делают». Он отрегулировал фокусировку: «Но лично я рад, что оттуда ничего нельзя достать. Считайте меня старомодным, но я бы не хотел оказаться в одной комнате с облаком взрывающегося газа длинной в миллионы миль. Что случилось?»

«ГЕКС утверждает, что одна из звезд взорвалась».

«Думминг, для звезд они слишком большие. Мы это уже обсуждали».

«Да, сэр», — возразил Думминг.

«Им всего-то пять минут от роду».

«Несколько дней, сэр. Но внутри Проекта прошли миллионы лет. Туда бросали всякий мусор, и, мне кажется, часть попала внутрь… мне кажется, эта зве… топка была с самого начала сделана не слишком хорошо».

Взорвавшаяся звезда начала уменьшаться, но вокруг нее остался сверкающий газовый ореол. Из-за него загорелась часть каменных глыб, которые сделали волшебники. «Вот и еще одно правило», — решил Думминг, — «Все стремится слиться воедино, но стоит ему стать слишком большим, как оно взрывается».