[показать]Нуль-бомба.
[показать]Супероружие, которое трудно остановить. Супероружие, которое не причиняет противнику ни малейшего вреда. Супероружие, которое просто выдавливает его из твоей реальности.
[показать]Как Разрушитель из романа Эдмонда Гамильтона «Звёздные короли»?
[показать]Круче.
[показать]Мысль об этом супероружии возникла у меня случайно, когда я вспоминал одну прочитанную на Хабрахабре заметку о научном эксперименте, который позволил засечь состояние частицы без одновременной безвозвратной кристаллизации этого состояния.
[показать]В чём, собственно, суть?
[показать]Состояние каждой элементарной частицы неопределённо. Электромагнитная корпускула или квант светового излучения может в принципе быть обнаружена в любом месте — она как бы размазана в пространстве до момента обнаружения. Причём это не иллюзорное свойство — с помощью специфических тестов, восходящих к некоей теореме Белла, о которой я как нематематик не могу ничего сказать, учёным как будто бы удалось установить, что частица действительно не имеет конкретного местоположения, пока мы её не обнаружим.
[показать]Что значит «мы»?
[показать]Вопрос и впрямь интересный.
[показать]Опыты показали, что если засечь местоположение частицы с помощью некоего устройства, но потом уничтожить полученную устройством информацию без доведения её до человеческих глаз, то частица продолжает «вести себя» так, словно её местоположение не засекли. Продолжает быть «размазанной».
[показать]Так что же получается, всё дело в «одушевлённости» наблюдателя? Мы боги, под нашим суровым взглядом Вселенная определяется, да здравствует квантовая магия?
[показать]Некоторые так и решили.
[показать]Но если бы под нашим взглядом каждая частица чётко определялась в пространстве, то это было бы равносильно утрате всей материей вокруг нас волновых свойств. Тогда под нашим взглядом не происходило бы световой интерференции, не играли бы причудливо солнечные лучи, проходящие сквозь узкую щель в шторах.
[показать]Кроме того:
[показать]— опыты показали, что, при уничтожении полученной механическим устройством информации о местоположении частицы, последняя не просто остаётся «размазанной», но и, как выясняется, остаётся таковой с самого момента неиспользованного замера.
[показать]То есть:
[показать]— человек за пультом устройства решает уничтожить информацию, полученную о местонахождении частицы около пяти секунд назад. Уничтожив эту информацию, он выясняет, что частица около пяти секунд назад так и осталась «размазанной».
[показать]— человек за пультом устройства решает не стирать данные о местоположении частицы пять секунд назад. Ознакомившись с этими данными, а затем ознакомившись с данными о дальнейшем состоянии частицы, он выясняет, что частица около пяти секунд назад резко вышла из состояния «размазанности».
[показать]Частица как будто знает заранее, решим мы спустя несколько секунд знакомиться с полученной информацией о её местоположении — или нет.
[показать]Или же мы, решив взглянуть на состояние частицы около пяти секунд назад, влияем на её прошлое?
[показать]Слабо проткнуть булавкой фотографию молодого Гитлера?
[показать]Есть иной парадокс, не менее странный.
[показать]К сожалению, чтобы понять всю его суть, следует разбираться в теории относительности, а я — хотя и составил в своей голове некое образно-интуитивное понимание её благодаря сайту www.relativity.ru — едва ли смогу этим пониманием поделиться. Просто поверьте на слово: с точки зрения теории относительности, причём неоднократно подтверждённой однозначными экспериментами, одновременности или мгновенности не существует — то есть вообще. Вам кажется, что события на разных концах письменного стола от вас произошли одновременно? Говорите, вы даже сделали специальную поправку на запаздывание света в уме? Так вот, если бы некий субъект, движущийся с другой скоростью относительно вас, наблюдал бы те же самые события на разных концах письменного стола — пусть даже точно так же сделав мысленную поправку «на запаздывание света» — он бы счёл их не одновременными. Потому что движение объектов с разными скоростями относительно друг друга придаёт им разное восприятие пространства и времени. Поэтому и считаются нереальными разнообразные телепортационные скачки из бульварной фантастики — даже не потому, что нельзя превысить скорость света, а потому что понятие «мгновенной телепортации» предполагает, что существует некое Единое Сейчас — единое для всей Вселенной. Меж тем, если даже некий телепортационный линкор и вправду «прыгнет» из Солнечной Системы в систему Альфы Центавра, в какое именно из многочисленных «сейчас» существования Альфы Центавра он попадёт? Также это может породить проблемы с причинностью — математические формулы теории относительности показывают, что если бы некое перемещение интерпретировалось как «мгновенное» одним наблюдателем, то для другого наблюдателя в другой системе отсчёта оно было бы противовременным, то есть быстрее мгновенного, то есть путешествием в прошлое.
[показать]Парадокс же, о котором выше шла речь, связан с одним из явлений квантовой механики, известным как «спутанность».
[показать]«Спутанность» — своего рода связь между частицами, родившимися в ходе одного процесса или вступившими некогда в особое взаимодействие. Частицы эти сохраняют между собой тождественность в некоем параметре — и, измерив этот параметр у одной частицы, можно ручаться за величину этого параметра у другой.
[показать]В чём загвоздка?
[показать]Выше было сказано, что местоположение частицы неопределённо до момента измерения. К упомянутому двумя абзацами выше параметру относится то же самое — он как будто объективно «размазан» до получения нами информации о нём.
[показать]Но, измерив этот параметр у частицы, мы «заставляем» её определиться в этом смысле.
[показать]И точно так же «заставляем» определиться в этом смысле другую частицу — «спутанную» с ней, где бы та ни была.
[показать]Тут мы имеем парадокс, неувязку, противоречие с теорией относительности — хотя и не могущей быть ошибочной ввиду неоднократной проверенности. Происходит «мгновенное» взаимодействие между частицами, воздействие измерительного акта над одной частицей на состояние другой, — «мгновенное» для нас. Вероятно, для движущегося с другой скоростью наблюдателя это взаимодействие не было бы «мгновенным», но почему тогда наша шкала отсчёта имеет приоритет? Кроме того, не может ли это породить проблем с причинностью?
[показать]Что мы имеем в результате?
[показать]Три парадокса:
[показать]— парадокс влияния измерительного акта на состояние частицы, что впрочем, само по себе ещё можно было бы как-то объяснить;
[показать]— парадокс влияния нашего знакомства с измерительным актом на состояние частицы в прошлом;
[показать]— парадокс способности упомянутого выше влияния пересекать пространство и время безо всяких оглядок на относительность.
[показать]Как бы всё это объяснить, чтобы без магии?
[показать]Магия ныне многим люба, как была люба в своё время и мне самому. Но как раз к подобным «особо любым» концепциям и следует относиться с особой осторожностью — именно потому, что к ним тянется наше подсознание, старательно изыскивая любые доводы и охотно притягивая любые научные или ненаучные концепции в их пользу, а стало быть, сознанию нашему следует играть роль компенсационного противовеса. Когда электричество только начало входить в человеческий быт в девятнадцатом столетии, множество мистиков пыталось рассуждать об электрической магии, отождествляя силу жизни и силу тока. Когда человечество только начало знакомиться с силами магнетизма и научно изучать их, многие пытались объяснить феномен гипноза существованием особых «магнетических сил» в человеке. Сейчас человеческое воображение поражает квантовая механика — стоит ли удивляться осознанным и неосознанным попыткам отыскать Источник Магии теперь уже в ней?
[показать]Замечу, что попытка объяснить упомянутые выше три парадокса через «магическую силу» человеческого наблюдательного акта неразумна по крайней мере по двум причинам:
[показать]1) уже упомянутый выше факт, что объекты вокруг нас в быту сохраняют свои волновые свойства, что подтверждается наблюдением за игрой света в узких щелях;
[показать]2) бессмысленность оной «магии» — действительно, получается, что при «взгляде» на элементарную частицу через пространство и время мы заставляем её определиться с состоянием, но на само состояние повлиять не можем.
[показать]И вправду — что за прок взглядом заставлять монетку побыстрее упасть, если на результат выпадения мы повлиять всё равно в силах?
[показать]
[показать]Многомировая интерпретация предоставляет логически приемлемое объяснение всех трёх парадоксов.
[показать]Какое?
[показать]Чтобы это объяснить, следует для начала осознать утверждения обычной квантовой механики, каковы они есть сами по себе или каковыми они являются в отрыве от многомировой интерпретации.
[показать]Как было сказано выше, квантовая механика видит состояние частицы «неопределённым», как бы «размазанным» до акта наблюдения. Частица разворачивается розочкой в пространстве и времени, скользя расплывчатым облаком, своими переливчатыми протуберанцами двигаясь по разным направлениям — но тут же готовясь «скукожиться» до одной-единственной малой точечки, как только мы попытаемся своим измерительным актом установить её состояние или местонахождение поточней. «Скукоживание» это по-научному называется «коллапсом функции» — и «коллапс» этот представляет существенную научную проблему, потому что происходит для наших глаз всегда мгновенно, в то время как само понятие «мгновенности» очень сомнительно.
[показать]Многомировая интерпретация, предложенная Хью Эвереттом в середине двадцатого века и набирающая всё большую популярность в научном мире в последние годы, утверждает, что никакого «коллапса функции» не происходит.
[показать]Вообще.
[показать]Частица разворачивается розочкой в пространстве и времени, вечно скользя переливчатым размазанным облаком по множеству маршрутов одновременно. Гармония Вселенной устроена столь дивно, что при встрече двух таких расплывчатых разноцветных облаков взаимодействуют между собой лишь синтонные друг другу части — как бы вибрирующие на одной волне или как бы выкрашенные в один цвет. Причём, едва лишь это произошло, они окончательно настраиваются друг на друга — в дальнейшем взаимодействуя лишь между собой.
[показать]Что происходит при измерении нами местоположения частицы?
[показать]Прибор, который мы использовали для измерения её местоположения, «настраивается» на частицу, входит во взаимодействие с ней.
[показать]Как и мы через него.
[показать]Но прибор состоит из множества элементарных частиц, каждая из которых может быть поэтически названа нами переливчатым разноцветным облаком.
[показать]Цвета — удобный символ для понимания.
[показать]Представьте себе, как разноцветная пульсирующая медуза при встрече с другой медузой останавливается и вступает с ней в дивно избирательное взаимодействие своими разноцветными щупальцами. Красное взаимодействует с красным. Синее с синим. Серое с серым.
[показать]Если до встречи двух медуз каждая из них могла в общих чертах видеть свою товарку целиком, то после встречи ситуация сменилась. Каждое из щупалец — допустим, что они наделены самостоятельным разумом, — теперь видит в медузе напротив лишь щупальце соответствующего цвета.
[показать]Ситуация «коллапса функции».
[показать]Если вы закроете глаза, то для вас исчезнет весь мир одновременно, вплоть до самых дальних звёзд. Но здесь не будет противоречия с теорией относительности — перемена произойдёт лишь в ваших глазах.
[показать]Так и тут.
[показать]Измерив местоположение частицы, мы даже не установили по-настоящему что-то объективное и уникальное.
[показать]Мы как бы настроили частоту своих тел на частоту одного-единственного участочка переливчатого разноцветного облака изучаемой нами волночастицы. Тем самым лишив себя возможности даже косвенно воспринимать остальные его участки — и видя в результате утерю частицей «расплывчатости».
[показать]Почему эта интерпретация называется «многомировой»?
[показать]Потому что наши тела и наши измерительные приборы состоят из тех же красиво разворачивающихся в пространстве и времени разноцветно-переливчатых розочек, при встрече врастающих друг в друга участками одного цвета. Потому что, когда я попытаюсь чётко установить местонахождение изучаемой волночастицы, внутри меня произойдёт вынужденная дизъюнкция — ну, или расщепление.
[показать]Неясно?
[показать]Выражусь наивно, до смешного: «синяя» часть меня при измерении местонахождения частицы обнаружит частицу в том месте, где реально находится лишь «синий» фрагмент её бескрайнего переливчатого облака, а «красная» часть меня обнаружит частицу там, где находился «красный» её фрагмент.
[показать]Ещё миг назад эти части меня составляли единое синхронное целое — но, решив изучить местоположение частицы, я сам создал условия для рассинхронизации.
[показать]Остаётся лишь добавить, что на мне дело не остановится. Эстафетная цепочка передаточных воздействий, дошедшая через измерительное устройство от частицы до меня, расширяющимися кругами захлестнёт лабораторию и всё вокруг.
[показать]Глупо?
[показать]Да, глупо.
[показать]По сути получается, что многомировая интерпретация утверждает, будто подброшенная монетка раздваивается на две — показавшую «орла» и показавшую «решку». А спустя миг раздваивает наблюдателя — на увидевшего «орла» и увидевшего «решку». А спустя четыре года точно так же создаст две Альфы Центавра — ту, с которой через сверхмощные телескопы альфацентавриане могли бы увидеть выпавшего «орла», и ту, с которой через сверхмощные телескопы альфацентавриане могли бы увидеть «решку».
[показать]Но, прежде чем обрушиваться всей мощью Здравого Смысла и Скепсиса на многомировую интерпретацию, обличая в ней очередную научную заумь, подумайте вот о чём:
[показать]— в сущности, квантовая механика per se утверждает то же самое.
[показать]Только без «коллапса функции».
[показать]Точно так же раздваивается монетка — то есть не монетка, разумеется, а частица, пребывая в неопределённо-размазанном расплывчатом состоянии до наблюдательного акта. Точно так же она разворачивается волновой розочкой в пространстве и времени.
[показать]Математически многомировая интерпретация квантовой механики пользуется теми же уравнениями, что и «обычная» квантовая механика. Только без «коллапса функции» — поэтому более простыми.
[показать]И она объясняет все три парадокса.
[показать]Первый парадокс? Легко: фиксируя частицу в определённом месте, мы спутались с ней в квантовое взаимодействие, одновременно расщепившись внутри себя при этом. Чтобы не пугать наш Здравый Смысл, не будем упоминать о том, на какое количество двойников мы при этом расщепились, каждый из которых обнаружил частицу в одном уникальном месте.
[показать]Второй парадокс? Ну, если измерительный прибор и вступил во взаимодействие с частицей, то мы-то ещё не вступили через него во взаимодействие с оной, не получив информацию с него. Соответственно, мы ещё имеем возможность всё обратить вспять.
[показать]Третий парадокс? Если «спутанные» частицы подобны друг другу, то естественно, что, подвергнув себя воздействию одной, мы подвергли себя и воздействию другой, сами отчасти будто «спутавшись» с ней. Кажущаяся «мгновенность» эффекта объясняется легко — всё происходит внутри нас самих, подобно тому как мгновенно покраснеют все звёзды на небе при надевании вами красных очков.
[показать]
[показать]Теперь, в общих чертах, пусть приблизительно и неточно, пояснив суть многомировой интерпретации — хотя скорее создав отдалённый намёк на иллюзию её понимания — я могу перейти к главному.
[показать]Что, собственно, главное?
[показать]Статья на Хабрахабре, утверждающая, что учёным удалось найти окольный путь выяснять состояние частицы без стабилизации этого состояния — благодаря этому следя за изменениями её состояния и произвольно выбирая, в каком состоянии частицу всё-таки стабилизировать, — выглядит то ли крушением основ квантовой механики, то ли существенным их переосмыслением.
[показать]Особенно с точки зрения многомировой трактовки.
[показать]Статья на Хабрахабре предлагает немудрёный путь использования феномена для конфиденциальной и при этом мгновенной передачи информации — ведь если частицу можно произвольно стабилизировать в том или ином состоянии, то ничто не помешает, имея пару «спутанных» частиц в разных местах, пересылать через них данные.
[показать]Что это означает?
[показать]Предположим, что первый участник информационного обмена, некая Анна, заставляет свой экземпляр «спутанной» частицы стабилизироваться в некоем конкретном состоянии. Допустим для простоты, что этих состояний всего два — «орёл» и «решка».
[показать]С точки зрения Анны сие означает, что её собеседник, Борис, также обнаружит свой экземпляр «спутанной» частицы в том же самом состоянии — скажем, в состоянии «орёл».
[показать]Многомировая интерпретация, однако, говорит, что так будет лишь с точки зрения Анны. «Обнаружив» частицу в «состоянии-орёл», Анна тем самым соединила себя с этим состоянием частицы — хотя вообще-то частица как «расплывчатое облачко» обладает обоими этими состояниями сразу. В связи с этим, кстати, не совсем ясно, каким образом косвенные измерения могут помочь заочно зафиксировать то или иное состояние частицы без его стабилизации — ведь по идее до стабилизации частица обладает всеми состояниями сразу? Ну да Сеть с их странными отчётами.
[показать]Интересней продолжить нить рассуждений дальше.
[показать]Борис, собеседник Анны, параллельно производит собственное измерение своего экземпляра частицы. Если это измерение происходит одновременно, то «расширяющаяся волна последствий», распространяющаяся от Анны в связи с выбором ею «состояния-орёл» для частицы, ещё не должна успеть дойти до него — так что он теоретически вполне может обнаружить частицу всё-таки и в «состоянии-решка».
[показать]Но что будет тогда?
[показать]Означает ли это, что в его вселенной — а говоря точнее, с учётом специфики многомировой интерпретации, во вселенной того из Борисов, кому довелось обнаружить частицу в «состоянии-решка», — не будет существовать Анны?
[показать]А также, вероятно, и изрядной части материальных объектов вокруг неё, до которых успела дойти упомянутая тремя абзацами выше «расширяющаяся волна последствий»?
[показать]
[показать]Если бы всё это могло взаправду сработать, то мы имели бы идеальную и уникальную в своём роде нуль-бомбу.
[показать]Чище нейтронной.
[показать]Сбрасываем на противника аппарат, содержащий в себе одну из двух «спутанных» частиц, косвенным образом постоянно замеряющий её состояние и регулярно стабилизирующий его при достижении им определённой фазы, после чего выдающий на табло сигналы об этом — тем самым приводя окружающую среду в состояние «квантовой спутанности» с частицей внутри. Одновременно производим сами замеры состояния своей «спутанной» частицы. Что в результате? — при каждом замере с пятидесятипроцентной вероятностью противник перестаёт существовать относительно нас.
[показать]Но, что характерно, не относительно себя.
[показать]С точки зрения самого противника, реальность вокруг не изменилась. Ну, спустилось с неба на парашюте странное устройство, ну, побибикало, ну и что с того?
[показать]Если бы это могло взаправду работать, то в будущем веке державы или даже мелкие страны получили бы уникальный шанс избавиться друг от друга и очистить друг от друга земной шарик.
[показать]Без кровопролития и без жестокости.
[показать]Жаль, однако, что в реальности сие имеет мало шансов сработать. Почти наверняка где-то в моих рассуждениях заложена обидная ошибка — может быть, даже доступная потенциально моему взгляду.
[показать]Сейчас, однако, я чересчур сонный, чтобы заметить её.