Новая теория указывает, что физическая реальность - это просто квантовые зеркала.
Представьте, что вы садитесь и берете в руки свою любимую книгу. Вы смотрите на изображение на обложке, проводите пальцами по гладкой обложке книги и ощущаете знакомый книжный запах, перелистывая страницы. Для вас книга включает в себя ряд чувственных проявлений.
Но вы также ожидаете, что книга будет иметь свое собственное независимое существование за этими видимостями. Итак, когда вы кладете книгу на кофейный столик, идете на кухню или выходите из дома, чтобы отправиться на работу, вы ожидаете, что книга по-прежнему выглядит, ощущается и пахнет так же, как когда вы держали ее в руках.
Ожидать, что объекты будут иметь свое собственное независимое существование — независимо от нас и любых других объектов – на самом деле глубоко укоренившееся предположение, которое мы делаем о мире.
Это предположение берет свое начало в научной революции 17 века и является частью того, что мы называем механистическим мировоззрением. Согласно этой точке зрения, мир подобен гигантскому часовому механизму, части которого управляются установленными законами движения.
Этот взгляд на мир ответственен за большую часть нашего научного прогресса с 17 века. Но, как утверждает итальянский физик Карло Ровелли в своей новой книге «Гельголанд», квантовая теория – физическая теория, описывающая Вселенную в мельчайших масштабах, – почти наверняка показывает, что это мировоззрение ложно.
Вместо этого Ровелли утверждает, что мы должны принять “относительное” мировоззрение.
Что значит быть относительным?
Во время научной революции английский пионер физики Исаак Ньютон и его немецкий коллега Готфрид Лейбниц разошлись во мнениях о природе пространства и времени.
Ньютон утверждал, что пространство и время действуют как “контейнер” для содержимого Вселенной. То есть, если бы мы могли удалить содержимое Вселенной – все планеты, звезды и галактики, – мы остались бы с пустым пространством и временем. Это “абсолютный” взгляд на пространство и время.
С другой стороны, Лейбниц утверждал, что пространство и время — это не что иное, как общая сумма расстояний и длительностей между всеми объектами и событиями мира.
Если бы мы удалили содержимое Вселенной, мы бы также удалили пространство и время. Это “относительный” взгляд на пространство и время: это всего лишь пространственные и временные отношения между объектами и событиями. Относительный взгляд на пространство и время был ключевым источником вдохновения для Эйнштейна, когда он разрабатывал общую теорию относительности.
Ровелли использует эту идею для понимания квантовой механики. Он утверждает, что объекты квантовой теории, такие как фотон, электрон или другие фундаментальные частицы, — это не что иное, как свойства, которые они проявляют при взаимодействии с другими объектами – по отношению к ним.
Свойства квантового объекта определяются с помощью экспериментов, включая такие вещи, как положение объекта, импульс и энергия. Вместе они составляют состояние объекта.
Согласно интерпретации отношений Ровелли, эти свойства — это все, что есть у объекта: нет лежащей в основе индивидуальной субстанции, которая “обладает” этими свойствами.
Итак, как это помогает нам понять квантовую теорию?
Рассмотрим хорошо известную квантовую головоломку о коте Шредингера. Мы помещаем кошку в коробку с каким-нибудь смертельным веществом (например, пузырьком с ядовитым газом), запускаемым квантовым процессом (например, распадом радиоактивного атома), и закрываем крышку.
Квантовый процесс — это случайное событие. Это невозможно предсказать, но мы можем описать это таким образом, который говорит нам о различных шансах распада атома или нет в течение некоторого периода времени. Поскольку распад вызовет открытие пузырька с ядовитым газом и, следовательно, смерть кошки, жизнь или смерть кошки также является чисто случайным событием.
Согласно ортодоксальной квантовой теории, кот ни мертв, ни жив, пока мы не откроем коробку и не понаблюдаем за системой. Остается загадкой, на что было бы похоже, если бы кошка не была ни живой, ни мертвой.
Но согласно реляционной интерпретации, состояние любой системы всегда находится по отношению к какой-либо другой системе. Таким образом, квантовый процесс в коробке может иметь неопределенный результат по отношению к нам, но иметь определенный результат для кошки.
Таким образом, совершенно разумно, что кошка не является для нас ни мертвой, ни живой, и в то же время сама определенно мертва или жива. Один факт реален для нас, и один факт реален для кошки.
Когда мы открываем коробку, состояние кошки становится для нас определенным, но кошка никогда не находится в неопределенном состоянии для самой себя.
В реляционной интерпретации нет глобального взгляда на реальность “Божьим оком”.
Что это говорит нам о реальности?
Ровелли утверждает, что мы должны прислушаться к этим урокам, поскольку наш мир в конечном счете квантовый. В частности, такие объекты, как ваша любимая книга, могут обладать своими свойствами только по отношению к другим объектам, включая вас.
К счастью, это также включает в себя все другие объекты, такие как ваш журнальный столик. Итак, когда вы идете на работу, ваша любимая книга продолжает появляться в том виде, в каком вы ее держали. Несмотря на это, это драматическое переосмысление природы реальности.
С этой точки зрения, мир представляет собой сложную сеть взаимосвязей, так что объекты больше не имеют своего собственного индивидуального существования, независимого от других объектов – подобно бесконечной игре квантовых зеркал. Более того, вполне может не существовать независимой “метафизической” субстанции, составляющей нашу реальность, которая лежит в основе этой сети.
Как выразился Ровелли: “Мы не что иное, как образы образов. Реальность, включая нас самих, — это не что иное, как тонкая и хрупкая завеса, за которой… ничего нет ”.