Перевод статьи “Quantum Reality” из Wikipedia
https://en.wikipedia.org/wiki/Quantum_Reality
«Квантовая реальность» – научно-популярная книга 1985 года физика Ника Герберта, члена группы Фундаментальной Физики, которая была сформирована, чтобы исследовать философские значения квантовой теории. В книге предпринята попытка рассмотреть онтологию квантовых объектов, их атрибуты и их взаимодействия, не полагаясь на передовые математические концепции. Герберт обсуждает наиболее общие интерпретации квантовой механики и их последствия, в свою очередь, выделяя концептуальные преимущества и недостатки каждой из них.
Восемь интерпретаций
Ник Герберт идентифицирует восемь интерпретаций квантовой механики, все они согласуются с наблюдениями и с вышеупомянутым математическим формализмам. Он уподобляет эти различные интерпретации притче о слепых и слоне – разные подходы к одной и той же основополагающей реальности, которые дают удивительно разные (но часто перекрывающие друг друга) картины. Интерпретации, идентифицированные Гербертом:
1. Копенгагенская интерпретация, часть I («Нет глубокой реальности»). Наиболее заметным образом связана с именами Нильса Бора и Вернера Гейзенберга. Герберт выделяет её как наиболее широко принятую интерпретацию среди физиков. В этой интерпретации динамические атрибуты не описывают реальность самих квантовых объектов, а заключаются во взаимосвязи между наблюдаемым объектом и измерительным устройством.
2. Копенгагенская интерпретация, часть II («Реальность создаётся путём наблюдения»). В этой вариации копенгагенской интерпретации, связанной с именем Джона Арчибальда Уилера, реальность квантовых атрибутов создаётся в акте наблюдения, что проиллюстрировано примером Уилера под названием «Эксперимент с отсроченным выбором».
3. «Реальность – это нераздельная целостность». Эта интерпретация, связанная с Дэвидом Бомом и Вальтером Гейтлером, предполагает, что состояние всей Вселенной может быть замешано в любом квантовом измерении. Герберт подчёркивает очевидное взаимодействие разделённых на больших расстояниях квантово-запутанных частиц, которые могут быть представлены единой комбинированной волновой функцией или «общей реальностью» в пространстве высокой размерности.
4. Многомировая интерпретация. Разработанная Хью Эвереттом, эта интерпретация устраняет концептуальную проблему коллапса волновой функции, предполагая, что все возможные результаты происходят одинаково, в постоянно ветвящемся дереве параллельных вселенных.
5. Квантовая логика («Мир подчиняется нечеловеческому виду рассуждений»). Эта интерпретация, связанная с Джоном фон Нейманом, Гарреттом Биркгофом и Дэвидом Финкельштейном, утверждает, что квантовые объекты действительно обладают врождёнными атрибутами, но что отношения между этими атрибутами регулируются недистрибутивной решёткой или «волновой логикой», в отличие от булевой решётки, управляющей классическими объектами. В примере «парадокса трёх поляризаторов» два сложенных ортогонально ориентированных поляризатора не пропускают свет (множество наборов фотонов, которые будут проходить через каждый фильтр, будет нулевым), но вставка диагонально-ориентированного поляризатора между ними позволяет свету проходить через пучок.
6. Неореализм («Мир состоит из обычных предметов»). Созданная Дэвидом Бомом, а также связанная с Луи де Бройлем, эта интерпретация утверждает, что квантовые объекты обладают определёнными атрибутами, но эти атрибуты могут мгновенно изменять значение в ответ на события в любом месте Вселенной, причём эта информация закодирована в физической пилотной волне, которая должна быть способна передвигаться быстрее света. Другие физики пытались построить объектно-ориентированные модели, которые покончили бы с этой сверхсветовой связью, но теорема Белла позже доказала, что это невозможно. По этой причине, по словам Герберта, неореализм отвергается большинством физического истеблишмента.
7. «Сознание создаёт реальность». Впервые предложенная Дж. Фон Нейманом, эта интерпретация наделяет особым статусом сознающий ум как место коллапса волновой функции, при которой множество возможностей квантовой системы сужается до одного наблюдаемого состояния. В отличие от копенгагенской интерпретации, в которой наблюдатель выбирает, какой атрибут будет рассматриваться как имеющий определённое значение, но не определяет самого значения, фон Нейман утверждал, что фактическое значение атрибута определяется в результате коллапса, происходящего на интерфейсе мозга и ума.
8. «Дуплексный мир Вернера Гейзенберга». Гейзенберг признал разделение, присущее копенгагенской интерпретации, между конкретной действительностью (феноменом) наблюдений и диапазоном потенциальности (ноуменом), описываемым волновой функцией. Стремясь решить онтологическую природу ненаблюдаемого мира, он считал квантовую теорию не просто успешной математической аналогией, а буквальным описанием лежащей в основе реальности. В описании Гербертом взгляда Гейзенберга ненаблюдаемый мир представляет собой мир, состоящий из возможности, качественно менее реальный, чем мир наблюдаемого факта.
Теорема Белла и её следствия
Добавив еще один намёк о природе квантовой реальности, Герберт представляет ЭПР парадокс и его разрешение в форме теоремы Белла. ЭПР парадокс, основанный на давнем предположении о локальности, предполагает существование «элементов реальности» – неизмеримых квантовых атрибутов, которые тем не менее реальны, – которые не предсказаны квантовой теорией. Теорема Белла решает этот парадокс, доказывая, что локальность исключается наблюдением, что любая модель реальности, согласующаяся с наблюдением, должна допускать нелокальное взаимодействие. Однако Герберт обращает внимание на то, что теорема Белла не влечёт за собой никаких предсказаний экспериментально наблюдаемых нелокальных явлений и не допускает сверхсветовой связи.
Затем Герберт переоценивает вышеупомянутые интерпретации квантовой реальности в свете теоремы Белла:
• В случае копенгагенской интерпретации «экспериментальная компоновка» наблюдаемого объекта и измерительного устройства со свойственными ему квантовыми атрибутами, которые Бор рассматривает как ограниченные локальным взаимодействием, должна быть расширена, чтобы включать в себя потенциально удалённые объекты, с которыми эти системы могут быть квантово запутаны.
• Согласно Герберту, теорема Белла поддерживает бомовское представление о скрытой реальности как нераздельной целостности.
• Хотя Герберт утверждает, что многомировая интерпретация не имеет контрфактической определённости, необходимой для доказательства теоремы Белла, он утверждает, что многомировая интерпретация по своей природе является внутренне нелокальной по любой разумной концепции локальности.
• По мнению Герберта, результат Белла наносит сильный удар по неореалистическим моделям, показывая, что якобы настоящая пилотная волна должна нарушать универсальный предел скорости Эйнштейна.
Герберт приходит к выводу, что, хотя теорема Белла не исключает ни одну из вышеупомянутых интерпретаций квантовой механики, он настаивает на том, что любая корректная интерпретация должна допускать нелокальное взаимодействие.
Рецензии
В своем обзоре «Квантовая реальность» газета «Нью-Йорк Таймс» высоко оценила усилия Герберта, направленные на то, чтобы сделать тему понятной для широкой аудитории. Физик Хайнц Пагельс назвал «Квантовую реальность» «прекрасным местом для широкого читателя, чтобы он начал изучать квантовую физику». Журнал “Kirkus Reviews”, однако, пришёл к выводу, что «Квантовая реальность», будучи занимательной книгой, может ввести читателей в замешательство.
Пост-анархистский писатель Хаким Бей использовал «Квантовую реальность» в качестве основы для анализа области квантовой физики с точки зрения социальных парадигм, на которые она может влиять и из которых она может опираться на свои метафоры.
Физик Дэвид Кайзер, который написал о группе «Фундаментальная Физика», к которой принадлежал Герберт, утверждает, что книга используется в курсах физики для студентов.
«Квантовая реальность» была переведена на немецкий, японский и португальский языки.
___________________________________________________
Ник Герберт (Nick Herbert), 7 сентября 1936 г.р., - американский физик и писатель, более всего известный за его книгу «Квантовая реальность».