Роджер Пенроуз о физике и квантовой механике | Беседы «Ближе к истине»

Квантовые дилеммы и невероятные пределы физики. Представьте себе мир, в котором сама ткань реальности подлежит обсуждению — место, где правила, кажется, меняются в зависимости от того, насколько пристально вы смотрите. Это суть путешествия Роджера Пенроуза в квантовую механику, область, известную своими странными двойственностями и неразгаданными тайнами. В основе квантовой механики лежит драматическое противоречие. С одной стороны, существует плавная, детерминированная эволюция, описываемая уравнением Шредингера. С другой стороны, внезапный, казалось бы, случайный коллапс волновой функции, когда квантовая система «выбирает» определенное состояние при измерении. Большинство физиков признают, возможно, слишком легко, что этот коллапс является лишь побочным продуктом сложных взаимодействий с окружающей средой - процесс, известный как декогеренция. Но Пенроуза всегда беспокоило это аккуратное объяснение. Он видит в этом ловкость рук, двойной сдвиг в наших предположениях о том, что реально, что скрывает истинную тайну. Пенроуз утверждает, что традиционное повествование, в котором реальность спокойно переходит от квантовой нечеткости к классической определенности, опирается на своего рода философскую уловку. Мы начинаем с того, что рассматриваем квантовое состояние как реальное, а затем переходим к математической конструкции, называемой матрицей плотности, чтобы справиться с беспорядочностью многих возможных результатов. Но как только кажется, что мы избежали проблемы, мы возвращаемся, утверждая, что вероятности в этой матрице отражают фактические состояния реальности. Для Пенроуза это красивое, но в корне ошибочное рассуждение. Так чего же не хватает? Пенроуз настаивает на том, что квантовая механика не просто неполна - она неверна в том, как она обрабатывает сокращение квантового состояния. По его мнению, эта теория отчаянно нуждается в механизме для этого коллапса, в чем-то встроенном, а не прикрепленном. Его собственные исследования привели его к радикальной идее: конфликт между квантовой суперпозицией и принципом эквивалентности в основе общей теории относительности. Другими словами, когда вы пытаетесь поместить что-то столь же тяжелое, как пылинка, или большее, в квантовую суперпозицию, сама гравитация может восстать, заставив систему выбрать единую реальность в пределах исчислимого промежутка времени. Это не просто академические размышления. Предложение Пенроуза выдвигает проверяемое предсказание: существует определенный срок жизни, в течение которого массивный объект может оставаться в квантовой неопределенности, прежде чем гравитация заставит его перейти в одно состояние. Это понятие объединяет две величайшие теории двадцатого века - квантовую механику и общую теорию относительности - подчеркивая их непростое сосуществование. Конечно, Пенроуз не одинок в выявлении трещин в квантовой теории. Некоторые обратились к скрытым переменным или к интерпретации многих миров, в которой каждый возможный результат фактически происходит в своей собственной параллельной вселенной. Пенроуз сам недолго заигрывал с этой идеей, но в конечном итоге счел ее неудовлетворительной. Представление о том, что сознание может быть силой, разрушающей волновую функцию, также не убеждает его, вызывая абсурдные сценарии, когда погода на безжизненной планете остается в квантовой неопределенности, пока не будет замечена далеким существом миллионы лет спустя. Точка зрения Пенроуза — это призыв продолжать копать, отказываться принимать простые ответы, когда речь идет об основах реальности. Для него настоящее приключение заключается в том, чтобы противостоять головоломкам, стремясь к более глубокому пониманию того, почему Вселенная на самом фундаментальном уровне ведет себя так странно и, возможно, почему она вообще ведет себя.