Человек и квантовая теория: существует ли то, что мы не наблюдаем.

Прошло почти 100 лет после открытия основного уравнения квантовой механики, а физики и философы все еще не могут ответить на вопрос, какова роль человека в квантовой теории. Одно из разногласий лежит в области определения роли наблюдателя - зависит ли от наличия человека и его сознания, в первую очередь, коллапс волновой функции - явление, которое лежит в основе всей теории, или происходит вне зависимости от того, наблюдает человек или нет
. Хайтек" перевел и адаптировал статью Scientific American, чтобы понять, насколько преждевременны выводы о наличии коллапса волновых функций и какие эксперименты доказывают их и опровергают.
Человеческое сознание на квантовый мир влияет?
Демонстрация, опровергнувшая предположения великого Исаака ньютона о природе света, была ошеломляюще проста. Это "Можно с Легкостью Повторить, где бы ни Сияло Солнце", - заявил английский физик Томас юнг в ноябре 1803 года членам королевского общества в Лондоне, описывая то, что сейчас известно, как эксперимент на двух щелях, или опыт юнга. Юнг не искал сложных путей и не сделал из своего опыта фиглярское шоу. Он просто придумал элегантный и решительный эксперимент, демонстрирующий волновую природу света на примере обычных подручных материалов, и тем самым опроверг теорию ньютона о том, что свет сделан из корпускул или частиц.

В дополнение к волновой функции на пространстве всех возможных конфигураций теория де бройля - бома постулирует реальную конфигурацию, которая существует, даже не будучи измеряемой. В ней волновая функция определяется для обеих щелей, но каждая частица имеет четко определенную траекторию, которая проходит точно через одну щель. Итоговое положение частицы на детекторном экране и щель, через которую она проходит, определяется начальным положением частицы. Такое исходное положение непознаваемо или неуправляемо со стороны экспериментатора, так что есть видимость случайности в закономерности детектирования.
В 1979 году Крис дьюдни и его коллеги из колледжа бирбека смоделировали теоретические варианты траекторий частиц, проходящих через две щели. В последнее десятилетие экспериментаторы убедились, что существуют такие траектории, хотя и с использованием достаточно спорного метода, так называемого слабого измерения. Несмотря на противоречия, эксперименты показывают, что теория де бройля - бома объясняет поведение квантового мира.
Существенным в этих измерениях является то, что теории не нужны наблюдатели, измерения или человеческое участие.
Так называемые теории коллапса утверждают, что коллапс волновых функций происходит случайным образом. Чем больше частиц в квантовой системе, тем вероятнее он. Наблюдатели просто фиксируют результат. Команда Маркуса арндта в венском университете проверяла эти теории, отправляя все большие и большие частицы через щели. Теории коллапса гласят, что когда частицы материи становятся более массивными, чем определенный показатель, они не могут оставаться в квантовом поле, проходящем через обе щели одновременно, это разрушит интерференционную картину. Команда арндта послала частицу с более чем 800 атомами через щели, и перераспределение интенсивности света все же произошло. Поиск продолжается критического значения.
У Роджера пенроуза есть своя версия теории коллапса: чем выше масса объекта в квантовом поле, тем быстрее он перейдет из одного состояния в другое из-за гравитационной неустойчивости. Опять же, это теория, не требующая вмешательства человека. Сознание здесь ни при чем. Дирк боумистер из калифорнийского университета в Санта - Барбаре тестирует идею пенроуза с помощью эксперимента юнга.
По сути, идея состоит в том, чтобы не просто заставить фотон пройти через обе щели, но и поставить одну из прорезей в суперпозицию - в двух местах одновременно. По словам пенроуза, смещенная щель будет либо оставаться в суперпозиции, либо приведет к коллапсу, пока проходит фотон, что приведет к разным типам интерференционных картин. Коллапс будет зависеть от размера щелей. Боумистер работает над этим экспериментом в течение целого десятилетия и вскоре сможет подтвердить или опровергнуть заявления пенроуза.
Лишь в том случае, если не произойдет что-либо революционное, эти эксперименты покажут, что мы пока не можем претендовать на абсолютное познание природы реальности. Даже если попытки мотивированы математически или философски. И выводы нейробиологов и философов, не согласных с природой квантовой теории и утверждающих, что коллапс волновых функций имеет место быть, в лучшем случае преждевременны, а в худшем - ошибочны и лишь вводят всех в заблуждение.