Кот Шрёдингера — сердце квантовой физики. Полная история эксперимента с 2 щелями

4 июня, 2024 2:59 пп

Великие, Квантовая физика, Физика

464

Кот Шрёдингера!

(Статья подготовлена по материалам ArXiv)

Чтобы вас до печёнок пронял этот кот Шрёдингера, я решила рассказать полную историю двухщелевого эксперимента. Так что по заявкам телезрителей делаю второе длинное видео.

Весь смысл квантовой физики можно выразить одной замечательной цитатой. Эту фразу сказал физик сэр Артур Эддингтон.

«Что-то неизвестное делает неизвестно что».

Начнём с того, что меня в комментариях один мужчина мучил 4 дня, потому что постоянно писал, что свет – это волна. Я ему говорю: «корпускулярно-волновой дуализм! Это же официальное определение света!»

Нет! «Свет – это волна».

А из-за того, что многие действительно думают, что свет – это всего лишь волна, потому-то вы и не понимаете всей магии квантовой физики!

1801 — первый двухщелевой эксперимент

Итак, в далёком 1801 году Томас Юнг провёл свой первый в истории двухщелевой эксперимент и доказал, что свет – это волна.

Cosmos - ⭐ Fun Fact ⭐ Thomas Young was a late 18th-century polymath who performed a double-slit experiment and discovered that light was a wave. | Facebook

Но дело в том, что на 100 лет раньше Ньютон уже выпустил свой труд «Оптика». И там он придерживался корпускулярной теории света. Поэтому у Юнга были свои хейтеры, которые тоже ему всё время писали: «Свет состоит из частиц. Как ты посмел против батьки переть?»

На что Юнг отвечал:

«Несмотря на моё безграничное уважение к Ньютону, я не обязан верить, что он непогрешим».

Итак, каким образом двухщелевой эксперимент показал, что свет – это волна? Если вы направляете луч света на стену, вы видите размытое пятно.

Как вы думаете, если вы поставите между светом и стеной пластину с двумя параллельными вертикальными прорезями, что вы увидите на стене? Если свет состоит из частиц, то есть из маленьких шариков, то они будут проходить через обе щели и оставят на стене две полосы. Но это совершенно не то, что происходит на самом деле. И вы можете убедиться в этом сами, проведя двухщелевой эксперимент дома.

Очень классно всё видно живьём. Берёте картонку, я просто обложку от тетради взяла, вырезаете в ней окошечко, выдёргиваете волос с головы, прилепляете, это будет перегородка между щелями. И потом просто на этот волос светите лазером, и видите, интерференция появляется. Живьём гораздо лучше, попробуйте.

Quantum Physics

Теперь представьте, если через две щели выпустили не свет, а воду, как она себя поведёт? Из каждой щели пойдёт вода кругами, и эти волны будут интерферировать.

Quantum double-slit experiment done with molecules for the first time | Research | Chemistry World

То есть интерференция – это просто наложение волн друг на друга. И когда эти волны в фазе, то горбики попадают на горбики, там получается ещё больше горбик, а впадина на впадину, там ещё больше впадина. Но если горбик попадает на впадину, то они друг друга нивелируют, то есть получается плоская вода.

И выяснилось, что когда мы пропускаем свет через обе щели, он ведёт себя на самом деле как вода. Там, где волны складываются, то есть горбик на горбик, там получается светлая полоса наибольшей яркости. А там, где они нивелируют друг друга, уничтожают друг друга, то есть горбик на впадинку, там тёмные полосы.

Пока что всё просто. Хорошо, свет — волна.

Но прежде чем я расскажу вам, как двухщелевой эксперимент показывает, что свет ведёт себя как набор частиц, я вам расскажу про другие опыты, которые доказывают то же самое.

То есть так получается: сначала Ньютон сказал, что это корпускулы, потом пришёл Юнг и сказал, что это волны, потом пришёл Эйнштейн и сказал, что это всё-таки корпускулы. И получил за это Нобелевскую премию!

Эйнштейн и его Нобелевская премия за фотоэлектрический эффект

Для тех, кто не знал, интересный факт. Эйнштейн получил Нобелевку не за теорию относительности, а за то, что объяснил, как действует фотоэлектрический эффект. И не только Эйнштейн это сделал.

За 5 лет до него Макс Планк провёл опыты с чёрным телом. Он доказал, что атомы излучают энергию дискретными частями, то есть определёнными порциями. И он назвал эти порции — «кванты».

Вот отсюда и пошло всё название «квантовая физика». Но дело в том, что Макс Планк решил, что это всего лишь его математический трюк, приёмчик, чтобы математически объяснить то, что происходит в эксперименте. Это называется формализм. И мы к этому ещё вернёмся. То есть сам Макс Планк не предполагал, что это действительно по-настоящему так происходит.

А в 1905 году, представляете, Эйнштейн ещё работал клерком в этом своём патентном бюро! Написал работу по фотоэлектрическому эффекту, и бах! Нобелевка! И всемирная известность.

Объясняю, как работает фотоэлектрический эффект.

Ставят две пластинки, которые заряжены. Одна отрицательно, другая положительно. Помещают обе пластины в вакуум. Снизу объединяют их каким-нибудь амперметром. Электроны справа стремятся налево, потому что минус тянется к плюсу. Но между ними расстояние. Электроны не могут просто так преодолеть такое расстояние.

Photoelectric effect hi-res stock photography and images - Alamy

Дальше чуть-чуть вспоминаем химию. У нас есть валентная оболочка вокруг ядра атома. Это крайняя оболочка, где есть электроны. И эти электроны в проводниках, например, очень легко отрываются от своих атомов и становятся свободными электронами. Они начинают движение и таким образом индуцируют электрический ток.

What Is Valency? - Difference between Valency & Oxidation Number

Но для того, чтобы вырваться с этой оболочки, им нужна дополнительная энергия. И вот, значит, логика такая. А давайте светить светом на эту пластину! Свет будет отдавать свою энергию, и электроны побегут на другую сторону. И мы увидим силу тока.

А давайте! И начинают светить слабым красным светом. Ничего не происходит.

Потом, такие, давайте светить сильнее. Прибавляют интенсивности. Теперь представьте это по аналогии, например, с волнами воды или с волнами звука.

Сила волны, в нашем понимании, связана с амплитудой. То есть чем выше волна, тем сильнее она шарашит. Звук прибавляешь — сильнее удар по барабанным перепонкам.

Высокие волны скорее прибьют лодку к берегу, чем мелкая река. Но сколько бы они не прибавляли интенсивности красному свету, электроны не начинали свой бег. Электричество не появлялось.

Ну непонятно. Никакого накопительного эффекта. Ничего.

Решили цвет поменять. Включили зеленый. И вдруг пошел электрический ток.

Ну вы же знаете, что цвет зависит от частоты. Чем волна короче, тем больше раз она помещается в определенный период.

То есть у красного самая большая длина волны. Самая маленькая знаете у какого? Light blue — практически белый голубой. Ну и раньше считалось, что частота волн вообще ни на что не влияет. Только на цвет.

Но оказалось, что конкретно со светом все по-другому. Что именно частота волны определяет, насколько много энергии. Так вот, почему же красные волны, например, ну сколько ты ни грей эти электроны, — ну не накапливают они энергию. А почему зеленые даешь, и тоже не плавно начинается и плавно затухает при увеличении интенсивности, а всегда одинаково.

И тогда Эйнштейн предположил, что свет действительно несет энергию какими-то дискретными частями. То есть вот летят такие маленькие батареечки. И электрон способен либо принять, либо не принять один такой заряд, одну такую батарейку. И если в этой батарейке достаточно энергии, чтобы он оторвался, то он отрывается. А если недостаточно, то он просто отторгает такой фотон. Ну и если больше энергии, чем нужно, он поглощает все равно, отрывается, а вся остальная энергия уходит в кинетическую — это насколько далеко он перелетит.

Вот так вот Эйнштейн доказал, что все равно свет состоит из корпускул, которые назвали фотонами. Так что отвечая этому комментатору, хочу процитировать Эйнштейна:

Все эти 50 лет сознательных размышлений ни на шаг не приблизили меня к ответу на вопрос, что такое свет. Однако каждый Вася и Петя думает, что он это знает.

Также Дэвид Бом, один из основателей квантовой физики, сказал, что ее отличительной особенностью является корпускулярно-волновой дуализм, причем не только света, но и материи, потому что электроны ведут себя так же. (А теперь выяснили, что и молекулы, и даже бактерии).

Подходим к самому интересному.

В 1900 году началась история квантовой механики

Тогда это называли механика, как отделение общей физики. Но сейчас называют уже квантовой физикой, потому что это уже слишком обширная область.

Итак, в чем проявляется корпускулярное поведение фотонов в эксперименте с двумя щелями? Дело в том, что даже когда мы начинаем стрелять по одному фотону, а сделать это, оказывается, очень просто: я-то думала, что это только в наше время начали делать, нет! Оказывается, достаточно убавить интенсивность света до такого еле-еле огонька, чтобы по одному фотону начало бить. То есть мы подтверждаем уже это все просто визуально, то, что фотоны попадают на фотопластину в виде точек.

И когда закрывают одну щель, через другую свет идет все равно как волна, но дифрагирует, то есть загибается. И мы на выходе на фотопластине получаем такое размытое пятно. Самая жуть начинается, это когда они стреляют по одному через обе.

Сначала кажется, что точки появляются хаотично, но в конце они все равно формируют интерференцию. Если бы я была первым физиком, который это увидел, я бы решила, что я привидение вижу.

Ну вы можете себе представить, какова вероятность? Вы сидите, кидаете об стену яблоки. И они складываются у вас в идеальные полосы. Вы подходите, линейкой меряете, везде одинаковое расстояние между ними.

По классике вам дальше объясняют, что как только ученые решили посмотреть, через какую же щель проходит фотон, как он так себя ведет, почему он делает интерференцию. Как только они поставили детекторы, как тут же фотоны перестали себя вести себя как волна, а начали вести себя, как частицы — пошли ровненько себе через эти щели. Каждый фотон — через одну щель.

И тут начинаются вот эти спекуляции.

«Это все детекторы помешали! Ах, это вот фотон ударил по фотопластину, схлопнулась волна, дальше он не пошел, вот и нет интерференции!»

Боже мой! Ну 200 лет физики, лучшие умы человечества, реальные гении пытаются разгадать эту загадку. Никто не догадался, блин, что там фотопластинка помешала. Я вам хочу по этому поводу процитировать Фейнмана.

Фейнман — это офигительный совершенно чувак, я отдельно про него сделаю обзор. Он в 60-х работал над атомной бомбой в США. Его учебники по физике — это просто настольные библии всех физиков мира.

И он сказал про двухщелевой эксперимент:

«Мы решили исследовать явление, которое совершенно невозможно объяснить каким-либо классическим способом. И это является сердцем квантовой физики».

Теперь цитата одного квантового физика другому квантовому физику про третьего квантового физика. Про Бора, который основал Копенгагенскую интерпретацию.

«Бор был непоследователен, неясен и прав. Эйнштейн был последователен, ясен, практичен и неправ». (Джон Белл Грэму Фармело)

В этой связи, конечно, для меня вообще очень изумительно, что Эйнштейн выступал против квантовой теории всегда. Я-то думала, с его-то воображением, уж ему-то по силам! Но нет, он говорил:

«Чем больший успех приобретает квантовая теория, тем более нелепо она выглядит». (ridiculous)

Вернемся к двухщелевому.

Вы скажете — неубедительно. Всё равно ведет себя как волна, пусть и частицами.

Хорошо.

Уже в 20-х годах начали проводить эксперименты с электронами. Точно такие же. А уж про электроны уже все знали, что у них есть масса и что это уж определенно частица. Но они показывают опять ту же самую картину, ту же самую интерференцию.

1920 — Копенгагенская интерпретация

В 1920 году появляется Копенгагенская интерпретация, которая принята до сих пор. Она-то как раз и является самой сумасшедшей. Она утверждает, что квант находится не в каком-то положении или состоянии, а во всех возможных позициях, состояниях и положениях одновременно. Я устала это повторять: ОДНОВРЕМЕННО.

Авторами Копенгагенской интерпретации являются Бор и Гейзенберг.

И Гейзенберг позже писал:

Интенсивное изучение всех вопросов интерпретации квантовой теории в Копенгагене привело, наконец, к полному и, как полагают многие физики, удовлетворительному прояснению ситуации. Но это было не то решение, которое можно было бы легко принять. Я помню дискуссии с Бором, которые длились много часов до поздней ночи и закончились почти отчаянием; и когда в конце дискуссии я пошел один гулять в соседний парк, я снова и снова повторял себе вопрос: может ли природа быть такой абсурдной, какой она казалась нам в этих атомных экспериментах?

Вы понимаете, что физики не говорили бы таких вещей про абсурдность ситуации, если бы там все было просто и понятно?

И вот мы как раз приблизились к Шрёдингеру.

Кот Шрёдингера

Копенгагенская интерпретация использует уравнение Шрёдингера. Это уравнение волновой функции. Когда они хотят предсказать положение точки фотона на фотопластине при интерференции, они используют волновую функцию. То есть, понимаете, они для частицы используют распространение волны.

Ну да, кто-то скажет, свет — это же волна!

Нет же!

Почему появился этот кот Шрёдингера?

Это была иллюстрация, которую Шрёдингер придумал, чтобы объяснить суть проблемы Эйнштейну. То есть гуляют два физика: Шрёдингер и Эйнштейн. И один другому рассказывает всю нелепость этих опытов и наблюдений, которые они проводят, и не может объяснить ему суть, в чем прикол.

И говорит: представь себе, что у нас есть коробка. Мы в коробку засовываем кота. В этой коробке также стоит пузырек с ядом. И еще туда кладут какое-нибудь радиоактивное вещество. А дело в том, что радиация может в 50% случаев начаться, а может не начаться. Он может начать излучение, а может не начать. То есть ситуация чисто случайная. Если началась радиация, включается счетчик Гейгера и открывает пузырек с ядом. И по прошествии какого-то времени мы не можем уже сказать, кот умер или живой. И увидим мы это только, когда откроем коробку.

Так вот, ситуация с двухщелевым экспериментом абсолютно такая же. Пока ты не наблюдаешь за фотонами или за электронами, ты не можешь сказать, через какую щель каждый проходит. Та же самая ситуация: 50% — левая, 50% — правая.

И узнать через какую щель ты можешь только подглядев. То есть открыв коробку с котом.

Ну и парадокс-то в том, что только в этот момент они определяются.

Что вот когда ты смотришь — они определяются, через какую щель и начинают вести себя как частицы. Это как если бы кот оказался бы живым или мертвым не раньше, пока вот этот эксперимент идет, а в тот момент, как ты коробку открыл. То есть ты своим действием вызываешь осуществление события.

Эту аналогию конечно сейчас все куда-нибудь там приводят, впихивают, но потому что это очень смешно.

Вот мой любимый мем — «Тарелки Шрёдингера».

Ну потому что эти тарелки одновременно и целые и разбитые. И все зависит от того, откроешь ты шкафчик или не откроешь. И точно так же кванты — одновременно частицы и одновременно волны. И все зависит от того, подглядываешь ты за ними или не подглядываешь.

И вот тут я хочу вернуться к этому понятию математический формализм.

Помните, как Планк думал, что он просто какой-то приемчик нашел в математике, чтобы рассчитать результаты эксперимента?

Пенроуз про двухщелевой эксперимент

Вот что пишет математик Пенроуз по поводу Копенгагенской интерпретации. Он пишет, что многие физики придерживаются точки зрения, что это всего лишь математический формализм. Что мы просто прибегли к какой-то математической хитрости, чтобы рассчитать все вероятности события.

Но существует также другой лагерь физиков. Они считают, что вот есть квантовая система, и она развивается унитарно, то есть последовательно. У нее происходит какое-то развитие, движение, расширение, не знаю. И что эта квантовая ситуация полностью описывает реальную реальность. И отсюда идет тревожный вывод, что все квантовые альтернативы, например: электрон вокруг ядра может быть тут, тут, тут, и там, — что они все должны существовать. Это пишет математик Пенроуз.

Цитата Пенроуза целиком:

«Этот формализм (математический), как утверждают многие квантовые физики, по существу ничего не говорит нам о реальной квантовой реальности мира, а просто позволяет нам вычислять вероятности альтернативных реальностей, которые могут возникнуть.

С другой стороны, есть много квантовых физиков, которые придерживаются (на первый взгляд) диаметрально противоположной точки зрения: что унитарно развивающееся квантовое состояние полностью описывает реальную реальность, с тревожным выводом, что практически все квантовые альтернативы должны всегда продолжать существовать (в суперпозиции) […] «

Это не моя выдумка. Вы все думаете, что я принадлежу к этим, которые там карты желаний рисуют, астрологию какую-то изучают. Это ФИЗИКА. Я вам цитирую физиков.

1927 — пилот-волна

В 1927 году появляется интерпретация пилот волны. Ребята, она мне не очень интересна. Правда, в последнее время она приобрела какие-то новые подвижки.

Над ней работали Бром и Бойль.

И вот что они предложили.

Что как будто бы частица едет верхом на волне. Она генерирует какую-то волну. Она въезжает на этой волне в одну из щелей. В смысле — сама частица въезжает на волне. Но так как волны после прохождения двух щелей интерферируют, то частица приобретает вот эти вот странные траектории.

По его функциям тоже получаются правильные предсказания.

Там ерунда в том, что раз Копенгагенская дает те же самые результаты, зачем это теперь? К тому же многие её раскритиковали. И основная критика такая, с которой я согласна:

Если каждая частица генерирует волны, — каждая частица во Вселенной, — вы представляете? То конкретно эта частица в эксперименте с двумя щелями не может ехать только на своей волне. Там будет такой волновой шум вокруг. И тогда движение этой частицы будет зависеть от интерференции всех волн, которые существуют во Вселенной.

А это совершенно непредсказуемая ситуация. Как помните — «Задача трёх тел». Даже когда три тела — невозможно предсказать, как они друг на друга повлияют. Что уж говорить о волнах всей Вселенной.

Дальше уже интереснее.

1957 — Много миров Эверетта

В 1957 году Эверетт написал свою интерпретацию «Много миров». По-нашему — Мультивселенные!

Эверетт – это вам тоже не хухры-мухры. Он работал в Пентагоне. Его туда забрали сразу же после университета. Вы представляете, какой гениальный уже тогда был, что его сразу — хоп! Причём он написал эту интерпретацию — и в Пентагон. «А вы теперь делаете тут что хотите с этим!»

Но не всё так гладко, конечно.

В 1959 году его физик Уиллер, тоже крутой, позвал в Копенгаген, чтобы тот встретился с Бором, который как раз отец-основатель Копенгагенской интерпретации.

А Уиллер — тоже наш человек. Видимо, он хотел, чтобы Эверетт поделился своими идеями с Бором. Причём мне, знаете, как удивительно, мне кажется, что многомировая интерпретация – она какое-то прямое следствие из Копенгагенской. Ну типа, раз эти альтернативы, все вот эти альтернативные состояния, должны продолжать существовать, то что с ними случается после коллапса волновой функции? Значит, они продолжают существовать где-то в параллельных мирах.

Однако, визит Эверетта к Бору был полной катастрофой:

Бор «отверг подход Эверетта в целом, защищая копенгагенский подход к измерениям». Концептуальная пропасть между их позициями была слишком велика, чтобы допустить какое-либо согласие; Леон Розенфельд, один из приверженцев Бора, назвал Эверетта «неописуемо глупым» и сказал, что тот «не может понять простейших вещей в квантовой механике». Позже Эверетт описал этот опыт как «ад… обреченный с самого начала».

Ой, кто не понял, что такое коллапс волновой функции?

Многие думают, что имеется в виду коллапс волны, что типа вот ударился фотон о детектор и коллапсировал.

Да нет, конечно, потому что если бы это был коллапс волны, то мы бы видели линию, во-первых, а не точку. Во-вторых, нет никаких реальных волн, потому что нет среды передачи. Это именно то, о чем мы говорим: что нет эфира.

Это не какие-то физические волны. Это просто летит какое-то электромагнитное поле, которое по дороге пульсирует. А волновая функция – это описание движения, которое приводит точку в определённое место.

Фейнман, например, про это вообще сказал что-то крышесносное. Фримен Дайсон (1980):

«Тридцать один год назад Дик Фейнман рассказал мне о своей версии квантовой механики, основанной на «сумме по историям». «Электрон делает все, что хочет», — сказал он. «Он просто движется в любом направлении с любой скоростью, вперед или назад во времени, как ему нравится, а затем вы складываете амплитуды, и это дает вам волновую функцию». Я сказал ему: «Ты сумасшедший». Но это не так».

Так вот, как только мы пытаемся пронаблюдать, через какую щель, коллапсирует не волна, коллапсирует именно функция эта математическая. И дальше квант уже ведёт себя как частица.

Ну и теперь мы подходим к самому моему любимому…

1961 — интерпретация фон Неймана Вигнера: сознание влияет на коллапс волновой функции

Наверное, она самая моя любимая, потому что вызывает у всех адский баттхёрт (butthurt).

Помните даже в сериале «Разрабы», когда эта белобрысая сидела на лекциях по физике? И там преподавательница в коляске вещает как раз про интерпретацию фон Неймана-Вигнера, про то, что сознание влияет на коллапс волновой функции. И эта девка как вскакивает: «Вы что, смеётесь? Фон Нейман-Вигнер?!?» И аж выскочила из аудитории.

Я не вижу, чем это хуже остального безумия!

Вигнер был до фон Неймана задолго. Он, видимо, выдвинул такую идею. А фон Нейман потом продолжил.

И что он предложил? Что у нас на самом деле во время любого физического эксперимента происходит развитие двух процессов. Он назвал это процесс 1 и процесс 2. Процесс 2 — это непосредственно то, что делают кванты, или объекты наблюдения. А процесс 1 — это то, что происходит у нас в сознании в момент наблюдения, как у наблюдателя.

И он говорил, что мы не можем поставить чёткую границу между процессом 1 и процессом 2. Например, когда мы смотрим на температуру на градуснике: где разделяются системы? Система наблюдения и система Наблюдатель. Где этот раздел? На ртутном столбе? На сетчатке глаза? В сознании уже, в мозгу?

Цитируем фон Неймана:

Тем не менее, фундаментальным требованием научной точки зрения – так называемым принципом психофизического параллелизма – должна быть возможность описать внефизический процесс субъективного восприятия так, как если бы он находился в действительности в физическом мире. т. е. приписать ее частям эквивалентные физические процессы в объективной среде, в обычном пространстве. […] Но в любом случае, как бы далеко мы ни рассчитывали – до ртутного сосуда, до шкалы термометра, до сетчатки глаза или до мозга, когда-нибудь мы должны сказать: и это воспринимается наблюдателем.

То есть мы всегда должны делить мир на две части: одна — наблюдаемая система, другая — наблюдатель.

Но остальные физики как решили: ой, да всё это неважно, что у тебя там в процессе 1. Это не может повлиять на процесс 2. Но сам фон Нейман, конечно же, так не считал, потому что многочисленные эмпирические доказательства показывали обратное. Ну то есть сколько ты этот опыт не проводи, ну вот только ты смотришь, только ты получаешь информацию, через какую щель, — коллапсирует волновая функция. Ну типа, ну нечему уже больше влиять, да что ж такое? Ну что ещё остаётся-то? Ну сознание, наверное.

Цитата из ArXiv:

Некоторые утверждали, что «постулат проекции» фон Неймана не является существенной частью квантовой механики. Эта точка зрения рассматривает постулат как нефизический процесс и «опциональную отмену определенных ветвей вектора состояния, которые нерелевантны для решения поставленной задачи»

Внимательное прочтение фон Неймана показывает, что он тоже рассматривал «процесс 1» не как общепринятый физический процесс, а скорее как экстрафизический процесс субъективного восприятия. Но он, конечно, не считал это необязательным. 

Убедительной эмпирической причиной того, почему этот процесс не может считаться “необязательным”, является возникновение интерференции или пятен на фотопластинах, с закономерностью, которая не может быть чисто унитарной эволюцией квантового состояния.

Иногда у многих вот и возникает вопрос, что почему же тогда мир остаётся объективным? Если бы каждый своим сознанием влиял на какие-то события, то мы бы видели разный мир. И поэтому я постоянно приплетаю к Кастанеду, потому что у него есть прекрасное объяснение — общее описание мира! Что мы с самого рождения до самой смерти все друг с другом договариваемся об одинаковом описании мира. Ну, хотите по-другому, мы определяем его одинаково.

Мы все сцеплены друг с другом кольцами внимания. То есть если мы наблюдаем какое-то событие сообща, мы все воспринимаем это событие одинаково. Можно назвать это коллективным сознанием.

Вы посмотрите, какое чудесное развитие это получает. Например — эффект Манделы — это какие-то разрывы между этими сцепленными кольцами. То есть разные группы людей одно и то же событие воспринимают по-разному, определяют по-разному. И в итоге у нас у всех разное описание, но коллективно, огромными группами людей. Понимаете теперь, как это круто?

И дальше очень интересно, как Пенроуз про это пишет. У них произошло такое разделение, что фон Нейман считал, что процесс-2, то есть непосредственный эксперимент, является квантовым, в то время как процесс-1 неквантовый. То есть процесс-2 квантами не может заразить наше сознание. Пенроуз его поддерживал, но кроме вот этой маленькой детали, потому что он считал, что сознание тоже обладает квантовыми процессами. То есть, что процесс-1 — квантовый.

Цитата из ArXiv:

Пенроуз: […] «Основная трудность, с которой сталкиваются квантовые физики и которая приводит многих из них к таким взглядам, — это конфликт между двумя квантовыми процессами U и R». (U и R — это то же, что процесс 1 и 2)

Последняя фраза интересна. Для фон Неймана «процесс 1» был принципиально неквантово-механическим. Итак, существует важное различие между тем, как фон Нейман рассматривал свой «процесс 1», и тем, как Пенроуз предпочел бы смотреть на свой процесс R.

И отсюда пошло развитие: Пенроуз в своей книге «Новый ум короля» предположил, что в мозгу происходят квантовые процессы. То, что буквально на днях было доказано нейробиологами!

Какие еще у нас есть вариации эксперимента с двумя щелями?

Больше всего и наиболее подробно я объяснила, как работает эксперимент с квантовым стиранием.

И вы можете пойти и посмотреть. Я всем советую посмотреть этот опыт, потому что вы увидите сетап наконец. Вы увидите, что такое детекторы.

Что ничего там не схлопывается при ударе о детектор. Потому что, как бы через детектор эти лучи ни шли, — фотоны или электроны, — детекторы остаются там ВСЕГДА. Их не убирают, понимаете? Даже в самых примитивных опытах их просто включают-выключают. Они всегда там находятся.

Но с квантовым стиранием лучше всего показывает этот принцип. То есть измерение происходит, интерактив между частицей и детектором происходит. Но в одном из случаев информация стирается. То есть мы все равно не узнаем, какой путь приняла частица, в какую щель она прошла. Это стирание происходит уже после взаимодействия. И после стирания информации опять появляется интерференция.

Если вы предполагаете, что фотон ударился о детектор, и произошел коллапс, то какого черта потом опять появляется интерференция, как от волны?

Дальше — эти опыты уже проводят с массивными частицами, то есть с атомами. В 2015 году, кажется, провели с атомом гелия, причем с квантовым стиранием. Сейчас уже эти двухщелевые проводятся с молекулами и бактериями. Но это я отдельно буду рассказывать.

Закончить я хочу цитатой, которой, видимо, дышали все квантовые физики 20 века. Джордано Бруно:

«Опубликуй и погибни!»