Разъясните-ка про квантовое бессмертие, только простым языком?

Впереди читателей ждёт длиннопост. :)

Следует начать издалека.

Чтобы понять, что такое квантовое бессмертие, сначала необходимо разобраться в эксперименте под названием «кот Шредингера». Итак, кошка заперта в ящике, в котором помимо нее находится маленькое количество радиоактивного вещества, также есть счетчик Гейгера, который фиксирует уровень радиации; к этому счетчику привязан молоток. Под молотком находится колба с опасным химическим веществом.

Суть в том, что радиоактивный распад является случайным процессом; его не предсказывают, следовательно, он случится с вероятностью 50/50 (шансы равны). Если распад все-таки случится, то это зафиксирует счетчик Гейгера, и он отпустит молоток, а тот, в свою очередь, разобьет колбу, и кошки не станет. Если же распад не случится – кошка выживет.

Так как мы не уверены, сработал счетчик Гейгера или нет, нам точно неизвестно умерла ли кошка, пока мы не откроем коробку и ни посмотрим туда. Пока мы туда не заглянули, мы задаем себе вопрос «что с кошкой?». Получается, для нас кошка одновременно жива и мертва.

Это мысленный эксперимент, который был придуман австрийским физиком-теоретиком Эрвином Шредингером в 1935 г.

И это не просто эксперимент, но и один из ключевых моментов квантовой механики.

Двигаемся далее. Итак, существует много разных миров: микромир, макромир, и мегамир.

Макромир – это наш привычный мир, к нему относится все то, что нас окружает: тело, дом, кружка, лампочка. К мегамиру же относятся звезды, планеты, солнечные системы и т. д. А вот с микромиром все несколько сложнее – это мир невероятно маленьких объектов, к нему можно отнести молекулы, атомы.

В макромире все можно объяснить классической механикой, то есть в нем работают законы Ньютона, в микромире же этого не происходит; там дело обстоит иначе.

Итак, человек видит, как едут машины, как летают самолеты, и человечество привыкло думать, что везде все происходит по этим же законам, а если где-то классическая физика перестает работать, то это уже мистика или за гранью нашего понимания.

Квантовая механика как раз старается объяснить процессы, которые происходят в микромире.

В квантовой механике все находится в суперпозиции. Что это значит? Давайте представим: мы видим вилку, лежащую в комнате на полу. Представим, что комната – это квантовая система, а вилка не лежит на полу просто так, она находится в суперпозиции, а значит в нескольких возможных состояниях сразу: она лежит в правом углу комнаты, в левом, посередине комнаты и т. д.

Нам сложно представить, что какие-то вещи будут одновременно в двух разных местах, однако, как уже было отмечено, в квантовой механике совсем другие правила.

В микромире вместо вилки присутствуют фотоны, электроны и все что меньше атома, и они находятся в состоянии суперпозиции. Как только мы пытаемся выяснить их единственное положение, суперпозиция пропадает, и мы находим в комнате всего лишь одну книгу, а не все возможные.

Когда мы пытаемся измерить что-то в квантовой механике, суперпозиция тут же пропадает. Объекты там настолько малы и чувствительны, что даже сам факт того, что мы пытаемся их измерить, нарушает их правила.

Предположим, что существует бильярдный стол, на котором есть бильярдные шары. Один шар бьет другой шар, а мы хотим зафиксировать траекторию. Для этого мы берем фотоаппарат и фотографируем шар. Он продолжит катиться, мы ему не навредим, так как свет и вспышка – это фотоны. Они бьются о бильярдный шар, однако фотоны очень маленькие, поэтому шару от этого не меняет свою траекторию.

А теперь представим, что будет, если на бильярдном столе будут фотоны, которые мы хотим зарегистрировать. Мы берем тот же, грубо говоря, фотоаппарат, стреляем фотонами в фотоны, они сталкиваются, и так как они одного размера, безусловно, первые меняют свою траекторию. Данный мысленный эксперимент показывает, что измерить микромир невозможно без вмешательства в него, то есть наблюдение за микромиром всегда меняет его, и мы видим уже не сам по себе объект, а то, что мы с ним сделали.

Но что такое «наблюдение»? Здесь не подойдет стандартное определение этого слова; в квантовой механике «наблюдение» – это нечто совсем другое.

Ведь когда мы взглянем (будем наблюдать) на фотон, мы тем самым поменяем его траекторию, поэтому, можно предположить, что сама реальность нереальна, а изменена нами же, так как мы на нее смотрим.

Такой вывод мы можем сделать, исходя из эксперимента на двух щелях, которые находятся рядом друг с другом. Если мы направляем свет через две щели, то фотоны ведут себя как волна – это называется «интерференция», и это совершенно нелогично на первый взгляд. Как только мы начинаем регистрировать через какую именно щель проходят те или иные фотоны, интерференция пропадает, и появляется совершенно логичная и ожидаемая картина для нашего макромира, которую мы привыкли наблюдать. Однако как только мы уберем наблюдение – произойдет нечто странное, а именно, снова появится интерференция, законная для микромира.

Но на самом деле наблюдение и измерение объектов в микромире – это на наш взгляд, не какое-то разумное вмешательство, а лишь прибор, фиксирующий фотон или что-то другое. Эта фиксация будет в любом случае воздействовать на очень маленький объект в микромире. Своими измерениями человек нарушает квантовое состояние фотона.

Почему один объект находится в нескольких состояниях сразу? Это очень важный вопрос, и на него нет единого ответа у ученых. Существует несколько интерпретаций квантовой механики, и необходимо о них рассказать, прежде чем переходить к теме квантового бессмертия. Однако стоит понимать, что это лишь гипотезы.

Копенгагенская интерпретация квантовой механики появилась в 1927 г., ее сформировали датский физик-теоретик Нильс Бор и немецкий физик-теоретик Вернер Гейзенберг. Эта интерпретация гласит, что объекты в микромире возможны в двух и более состояниях. А в тот самый момент, когда мы пытаемся их измерить, мы выбираем одну из возможностей, а все остальные возможности пропадают.

У этой интерпретации есть как последователи, так и противники, однако мы все же подробнее рассмотрим многомировую интерпретацию.

В 1957 г. многомировую интерпретацию озвучил американский физик Хилл Эверетт. Ее суть состоит в том, что когда мы измеряем что-либо в микромире, вселенная разделяется на две или более, и мы находимся в той, которая случайно попалась.

В настоящее время этой интерпретации придерживаются многие ученые. И именно многомировая интерпретация поможет нам понять квантовое бессмертие.

Для этого вспомним эксперимент с кошкой Шредингера. Мы не знаем, что с ней, пока не откроем коробку. Теперь же возьмем человека и посадим его в комнату, закроем дверь; на этого человека направлен пистолет, который либо стрельнет, либо нет – это неизвестно.

Если копенгагенская интерпретация верна, то когда пистолет выстрелит, человек просто умрет. Однако если правдива многомировая интерпретация, то с каждым нажатием на курок вселенная разделяется на две: в одной человек умирает, а в другой – выживает.

Однако парадокс: представим, что, сколько бы пистолет ни выстреливал – человек выживает. Все дело в том, что эксперимент можно наблюдать лишь в том мире, где человек выжил, и, значит, он бессмертен. Он никогда не умрет, погибнет другой такой же человек, только испытуемого это никак не коснется.

Эксперимент может считать удачным только испытуемый в комнате, ведь он постоянно выживает, но это происходит только в его вселенной. В других же, когда ученые откроют дверь – они увидят мертвого человека.

Резюме сказанного выше - человек выживает всякий раз, когда ему грозит опасность, так как Вселенная делится на две разных, но при этом истинных: в одной человек обязательно жив, в другой - мертв. В этом и состоит суть квантового бессмертия.

P.S. Ответ составлялся на основе видео канала «Utopia Show» на YouTube. Ссылку на само видео можно найти ниже, в другом комментарии. :)