Квантовые миры Эверетта-Уилера
Модель Эверетта была не первой и не последней попыткой упразднить или хотя бы обойти серьезную внутреннюю логическую рассогласованность квантовой механики, выявленную еще в конце 20-х годов. Как известно, вся физически интерпретируемая информация о квантовомеханическом объекте заложена в его волновой функции (она же волновой вектор). Квантовое описание имеет статистический характер – например, вероятность обнаружить электрон в определенной точке пространства в данный момент времени определяется квадратом модуля того значения, которое принимает в этой точке и в этот момент его волновая функция. Чтобы вычислить это значение, надо решить уравнение Шредингера, описывающее поведение волновой функции во времени и пространстве.
Тут-то и зарыта собака. Предположим, что мы размещаем в пространстве детекторы, один из которых пошлет в момент T0 сигнал о поимке электрона. Это означает, что вероятность нахождения отслеживаемой частицы в этот момент в месте расположения детектора тут же превращается в единицу, тогда как вероятность ее появления в любом другом месте и в иное время сразу падает до нуля. Но если бы мы решили уравнение Шредингера до срабатывания детектора, то оказалось бы, что волновая функция непрерывно распределена во времени и пространстве (в принципе она не равна нулю даже в туманности Андромеды и в эпоху динозавров). Выходит, что акт измерения мгновенно модифицирует волновой вектор, причем не гладко, а с разрывом. Эту модификацию называют коллапсом волновой функции или редукцией волнового пакета. Однако все дело в том, что уравнение Шредингера просто не имеет подобных «коллапсирующих» решений. Так что же происходит с волновой функцией в процессе измерения и как эти процессы описать на языке квантовой механики?
Этим вопросом задавались многие. С точки зрения стандартной, так называемой копенгагенской интерпретации квантовой механики, проблема разрешается просто. Измерение – это акт взаимодействия квантового объекта с классической системой, в результате которого она переходит от одного макросостояния к другому (в нашем примере речь идет об электроне и детекторе, но понятие измерения в квантовой механике куда шире). Поэтому измерение и не должно описываться шредингеровским уравнением, которое действует лишь в чисто квантовой зоне. Копенгагенская интерпретация принимает редукцию как объективную данность и фактически вводит ее в рассмотрение особым постулатом, который не вытекает из уравнения Шредингера, но, строго говоря, и не противоречит ему. На этом постулате основан хорошо разработанный формальный аппарат расчетов поведения квантовомеханических объектов, дающий результаты, стопроцентно совпадающие с данными эксперимента.
