Невероятная физическая теория может объяснить, почему у нас одна реальность, а не множество.
Ключевые выводы
- Квантовый дарвинизм, теория, созданная Войцехом Зуреком, может объяснить декогеренцию.
- Теория пытается примирить квантовую механику с классической физикой.
- Три недавних исследования подтверждают эту теорию.
Квантовая механика всегда хороша для головокружительных идей - отчасти из-за ее кажущейся несовместимости с классической физикой. Одной из главных загадок, которую он предлагает, является концепция суперпозиции - способность частицы существовать в диапазоне возможных состояний. Это, конечно, не сочетается с нашим повседневным опытом. Кажется, что мы живем в единой непротиворечивой реальности, где объекты, которые мы можем наблюдать, не возникают и не исчезают. Причина может заключаться в квантовом дарвинизме,теории, подкрепленной тремя недавними экспериментами.
Объединение классической и квантовой механики было священным Граалем физики. Квантовый дарвинизм, теория, впервые предложенная в 2003 году польским физиком-теоретиком Войцехом Зуреком из Лос-Аламосской национальной лаборатории, пытается примирить эти два понятия, объясняя процесс декогеренции - способ перехода квантовой системы в классическое состояние. Теория Зурека предполагает, что именно то, как система взаимодействует с окружающей средой, вызывает декогерентность, а не наблюдение за ней. Повсеместное влияние окружающей среды является причиной того, что мы не видим большие объекты, такие как мы сами или, например, Луна, находящиеся в квантовых состояниях.
Зурек говорит, что квантовые системы демонстрируют «состояния указателя» - такие характеристики, как местоположение или скорость частицы, которые можно измерить. Во время взаимодействия с окружающей средой суперпозиции частицы (например, альтернативные скорости или местоположения) декогерентны, и сохраняется только состояние указателя. Это то состояние, которое люди могут наблюдать, поскольку оно «отпечатывает» свою копию в окружающей среде. Согласно Зуреку, в результате декогеренции выйдет только самое «приспособленное» состояние, лучше всего приспособленное к окружающей среде. Отсюда и связь с дарвинизмом.
В интервью The Foundational Questions Institute в 2008 году Зурек подробно изложил свои мысли, сказав: «Основная идея квантового дарвинизма заключается в том, что мы почти никогда ничего не измеряем напрямую». Он добавил, что «[окружающая среда] подобна большому рекламному щиту, на котором множество копий информации о нашей вселенной размещено повсюду».
Квантовый дарвинизм - доктор Войцех Зурек
«Квантовый дарвинизм», объяснение доктора Войцеха Зурека
Если вы все еще следите за этой головокружительной идеей, вы были бы рады узнать, что недавно были проведены эксперименты по проверке квантового дарвинизма, как сообщает журнал Quanta. Три отдельные группы исследователей из Италии, Китая и Германии искали следы отпечатков, оставленных квантовой системой в окружающей среде. Два эксперимента включали отправку лазерных фотонов через оптические устройства, а в третьем использовался дефект вакансий азота. Как сказал Зурек Quanta: «Все эти исследования показывают то, что ожидается, по крайней мере приблизительно».
Исследование было проведено Мауро Патерностро, физиком из Королевского университета Белфаста, и сотрудниками Римского университета Сапиенца, экспертом по квантовым вычислениям Цзянь-Вей Паном и соавторами из Университета науки и технологий Китая., а в третью группу входил физик Федор Железко из Ульмского университета в Германии в сотрудничестве с Зуреком и другими.
Эти исследования в этой области все еще находятся в зачаточном состоянии, и в будущих экспериментах предстоит понять больше, чтобы получить более полную картину того, как наша реальность сгущается из различных возможностей.