Квантовое бессмертие и параллельные вселенные
Что, если я скажу вам о том, что бессмертие не такое уж фантастическое понятие? И сейчас речь идет не о каких-то футуристических криокапсулах и прочей фантастике, а о том, что может существовать сейчас, в нашем современном мире. Ну или почти в нашем. Эта идея на столько обширна, что для ее объяснения нужно будет затронуть все известные нам миры и даже теорию мультивселенной. Заинтригованы? Тогда начнем.
Чтобы начать путь к осознанию понятия квантового бессмертия, придется начать издалека. Иначе, вы ничего не поймете. Квантовое бессмертие потому так и называется, что объяснить его можно лишь в квантовом мире. Так что для начала позвольте вас с ним познакомить.
Ни для кого же не секрет, что в нашей обозримой вселенной находится несколько так называемых миров со своими объектами и формами жизни? Нет, это не разные планеты, как некоторые могли подумать. Существует условная классификация этих миров:
- Мегамир – планеты, звездные скопления, галактики.
- Макромир – то, где мы с вами живем. Все, что мы видим, слышим, чувствуем в данный момент.
- Микромир – молекулы, атомы и элементарные частицы.
Эти миры, хоть и связаны между собой, но живут по разным законам. Законы физики, которым мы подчиняемся каждый день макромире, попросту не работают в мире квантовом. Если кто не понял, это и есть тот самый микромир. Все частицы, живущие там, обитают по своим законам, которые трудно понять и объяснить в двух словах. Недаром квантовая механика – одна из самых сложных физических дисциплин. Но нам все это и не нужно. На нашем долгом пути к квантовому бессмертию, нам понадобится осознать лишь малую часть из всего этого. И я постараюсь вам ее доступно объяснить.
Знакомы ли вы с принципом суперпозиции? Это когда квантовые частицы находятся одновременно во всех состояниях, пока за ними не начнется наблюдение. Подобная природа поведения описывается волновой функцией, которая включает в себя одновременно все свойства, которые может иметь частица.
Говоря простым языком, квантовая частица повернута сразу во всех направлениях, пока ученые на нее не посмотрят. В этот момент она принимает одно положение и начинает вести себя вполне естественно, двигаясь в одном направлении. Если мы посмотрим на нее еще раз, направление снова может поменяться и теперь она будет двигаться уже в другую сторону. Из этого можно сделать вывод, что частица находится одновременно во всех позициях, в суперпозиции, пока на нее не будет оказано какое-либо воздействие из вне. В нашем случае это наблюдение. Скажете, что мы не оказываем никакого влияния, просто наблюдая? Отвечу, что это не так. Оптика, через которую мы и следим за частицами, и даже наш взгляд воздействуют на них, заставляя выбрать определенную позицию. Чтобы это объяснить, нужно углубиться в физику и загрузить вас тонной сложных понятий. Но мы здесь не за этим, поэтому просто примите на веру, а лучше поищите в интернете, чтобы убедиться.
Теперь вы немного узнали, как все это происходит в квантовом мире, и, возможно, уже даже начали о чем-то догадываться, но не спешите с выводами, теперь нужно перенести данную ситуацию в привычный нам с вами макромир, чтобы досконально понять, как это работает.
Эксперимент с котом Шредингера
Об этом вы точно должны были хотя бы слышать. Сразу скажу, что это лишь мысленный эксперимент, и ни один кот при нем не пострадал.
Суть данного опыта вот в чем. Кот заперт в стальной коробке со смертельным устройством, внутри которого находится счетчик Гейгера с небольшим количеством радиоактивного вещества. Этого вещества так мало, что за час распадется лишь один атом, а может и вовсе ни одного. Шансы 50/50. Если атом не распадется, кот останется жив и все будут счастливы. Но, если распад все же произойдет, считывающий механизм счетчика колыхнется, потянув за собой специальное реле, привязанное к молотку, который в свою очередь опустится, разбив колбу с синильной кислотой, и кот, естественно, умрет.
Таким образом, этот эксперимент, оставленный на час, может либо убить кота, либо нет. Весь этот час мы не будем знать, живой он или мертвый, пока не заглянем в коробку. Так шансы на выживание у кота 50 на 50, мы можем смело утверждать, что кот в этой коробке в равной степени и находится в сознании, и пребывает в вечном сне в каждый отрезок времени. Поэтому можно сказать, что в данный момент он и жив, и мертв одновременно, то есть находится в суперпозиции. Заглянув в коробку, мы заставим кота принять какое-то одно состояние: жизнь или смерть.
«Но как такое может быть?» — спросите вы. Как можно быть и живым, и мертвым одновременно? На этот вопрос вам ответит теория мультивселенной.
Теория существования мультивселенной
Книги, фильмы, комиксы постоянно говорят нам о возможности существования нескольких вселенных. Вы только представьте, что наша вселенная не единственная, и где-то существует параллельный мир, в котором живут альтернативные версии нас самих. Где есть такие же вы и такой же я, возможно, пишущий сейчас такую же статью.
То же самое возможно и для того самого кота. В одной вселенной он сейчас жив, в другой уже мертв. Сидя в этой коробке, он как бы находится на стыке двух миров, и в каком именно из них он окажется, станет понятно только открыв коробку. Посмотрев на этого кота, мы закрепляем одно его состояние в нашей вселенной. Открыв коробку, мы завершаем эксперимент и оставляем кота в нашей вселенной в том состоянии, в котором мы его обнаружили. Но что, если посмотреть на этот эксперимент изнутри с точки зрения самого кота? Здесь все становится гораздо интереснее. Вот теперь мы наконец-то подошли к основной теме этой статьи. Готовы узнать нечто настолько невероятное, что оно просто перевернет ваше сознание?
Представьте, что вместо кота в этой коробке оказались вы. Эксперимент идет, и вы сидите рядом с опасной кислотой, пары которой могут убить вас в любой момент. Вы не знаете произойдет ли это наверняка, но при этом боитесь и ждете смерти каждую секунду. А что, если я скажу вам, что вы зря боитесь? Что вы попросту не можете умереть, пока эксперимент продолжается. Помните о принципе суперпозиции? В данный момент времени в вашей конкретной вселенной вы и живы, и мертвы одновременно для всех окружающих. Поэтому вы не можете быть стопроцентно мертвым, пока участвуете в эксперименте. По крайней мере в этой вселенной. Если вы окажетесь мертвым, эксперимент просто не будет иметь смысла, так как обратно вас уже будет не вернуть. Поэтому, чтобы продолжать участие в нем, вы должны быть живы. А как нам известно, эксперимент закончится лишь тогда, когда кто-то откроет коробку. Так что, пока вы внутри, и никто на вас не смотрит, вы можете хоть в голову себе выстрелить из пистолета, и все равно не сможете умереть. Проверять это, конечно, не стоит, потому что в реальных условиях вы скорее всего таки умрете. Но в условиях нашего мысленного эксперимента вы не можете вершить свою судьбу. Ваша жизнь или смерть определится наблюдателем лишь в тот момент, когда он посмотрит на вас и зафиксирует ваше состояние в своей вселенной. До того момента, пока идет эксперимент, вы не умрете. Иначе не будет никакой суперпозиции, и теория станет противоречить сама себе.
Если вы сейчас думаете, что понять все выше описанное было сложно, то постарайтесь все это переварить, принять и успокоиться, потому что то, что я хочу поведать вам в конце, то, к чему мы так долго подбирались на протяжении всей статьи, не просто перевернет ваш разум, а изменит всю понимаемую вами концепцию жизни.
Итак, казалось бы, причем здесь вообще бессмертие? Ведь в конце концов вы все равно можете умереть с вероятностью в 50%. Такие себе шансы как для бессмертного. Но теория квантового бессмертия заключается в том, что вы в принципе никогда не умрете. Потому что, если в своей вселенной вы оказались мертвы, когда наблюдатель открыл коробку, то в другой вы обязательно выжили. Теория гласит о том, что если вы умерли в своей вселенной до окончания эксперимента, то вы перемещаетесь в другую, альтернативную реальность, чтобы продолжать участие в опыте, потому что эксперимент, как мы все помним, не может завершиться раньше того момента, когда кто-либо откроет коробку. Вы находитесь в суперпозиции в двух состояниях одновременно и не подчиняетесь законам физики, существующим в нашем мире. Вы, ваше тело и сознание сейчас находитесь не в нашем мире и не в каком-либо другом. И, если ваше тело умрет в коробке, до окончания опыта, вселенной придется опровергнуть собственные законы, порвать пространственно-временной континуум, а сделать она этого, естественно, не может.
Тогда, что же ей делать и как быть? У вашей вселенной просто не останется другого выбора, как оставить ваше тело мертвым здесь, а ваше сознание просто выплюнуть из себя, тем самым создав параллельную реальность, поместив вас в такое же тело, в те же условия, где вы будете живы, чтобы продолжать эксперимент и не дать вселенной уничтожить саму себя. Таким образом, если и в новой вселенной вы умрете до конца опыта, она поступит точно так же, создав для вас еще одну. Альтернативные вселенные будут создаваться снова и снова, и вы будете перемещаться по ним до тех пор, пока эксперимент не закончится, и вы не увидите довольное лицо наблюдателя, который радуется тому, что вы живы. Потому что по-другому просто не может быть. Если вы умрете в 59 минут 59 секунд, вы отправитесь в новую вселенную А в 60 минут ровно эксперимент закончится и угрозы для вашей жизни уже не будет, так как вы поспешите покинуть коробку, боясь смерти, и так никогда и не узнав, в скольких мирах вы только что побывали.
Где-то там вас уже не будет, события в этом мире станут развиваться иначе, будут происходить без вас. Но вы этого уже никогда не узнаете, ведь эксперимент все еще идет, вы все еще живы, и ни одна сила в мире, ни даже сама вселенная не сможет убить вас, пока опыт не закончится.
Помните, что все это лишь теория, и опыт этот тоже мысленный. Но согласитесь, теперь у вас будет над чем подумать на досуге. А значит и мой эксперимент с написанием этой статьи прошел не зря.
Источник
Понять Вселенную: что такое квант и почему его так любят экстрасенсы
Теории и практики
В зависимости от точки зрения квантовая теория — это либо свидетельство обширных успехов науки, либо символ ограниченности человеческой интуиции, которая вынуждена бороться со странностью субатомной сферы. Для физика квантовая механика — одна из трех великих опор, на которых основано понимание природы (наряду с общей и специальной теориями относительности Эйнштейна). Для тех, кто всегда хотел хоть что-нибудь понять в фундаментальной модели устройства мира, объясняют ученые Брайан Кокс и Джефф Форшоу в своей книге «Квантовая вселенная», которая вышла в издательстве МИФ. T&P публикуют небольшой отрывок о сути кванта и истоках теории.
«Квантовая вселенная»
Теории Эйнштейна имеют дело с природой пространства и времени и силой притяжения. Квантовая механика занимается всем остальным, и можно сказать, что, как бы она ни взывала к чувствам, сбивала столку или завораживала, это всего лишь физическая теория, описывающая то, как природа ведет себя в действительности. Но даже если мерить ее по этому весьма прагматичному критерию, она поражает своей точностью и объяснительной силой. Есть один эксперимент из области квантовой электродинамики, старейшей и лучше всего осмысленной из современных квантовых теорий. В нем измеряется, как электрон ведет себя вблизи магнита. Физики-теоретики много лет упорно работали с ручкой и бумагой, а позже с компьютерами, чтобы предсказать, что именно покажут такие исследования. Практики придумывали и ставили эксперименты, чтобы выведать побольше подробностей у природы. Оба лагеря независимо друг от друга выдавали результаты с точностью, подобной измерению расстояния между Манчестером и с погрешностью в несколько сантиметров. Примечательно, что цифры, получавшиеся у экспериментаторов, полностью соответствовали результатам вычислений теоретиков; измерения и вычисления полностью согласовывались.
Квантовая теория — возможно, наилучший пример, как бесконечно сложное для понимания большинства людей становится крайне полезным. Она сложна для понимания, поскольку описывает мир, в котором частица может реально находиться в нескольких местах одновременно и перемещается из одного места в другое, исследуя тем самым всю Вселенную. Она полезна, потому что понимание поведения малейших кирпичиков мироздания укрепляет понимание всего остального. Она кладет предел нашему высокомерию, потому что мир намного сложнее и разнообразнее, чем казалось. Несмотря на всю эту сложность, мы обнаружили, что все состоит из множества мельчайших частиц, которые двигаются в соответствии с законами квантовой теории. Законы эти настолько просты, что их можно записать на обратной стороне конверта. А то, что для объяснения глубинной природы вещей не требуется целая библиотека, уже само по себе одна из величайших тайн мира.
Представьте мир вокруг нас. Скажем, вы держите в руках книгу, сделанную из бумаги — перемолотой древесной массы. Деревья — это машины, способные получать атомы и молекулы, расщеплять их и реорганизовывать в колонии, состоящие из миллиардов отдельных частей. Они делают это благодаря молекуле, известной под названием хлорофилл и состоящей из ста с лишним атомов углерода, водорода и кислорода, которые имеют изогнутую особым образом форму и скреплены еще с некоторым количеством атомов магния и водорода. Такое соединение частиц способно улавливать свет, пролетевший 150 000 000 км от нашей звезды — ядерного очага объемом в миллион таких планет, как Земля, — и переправлять эту энергию вглубь клеток, где с ее помощью создаются новые молекулы из двуокиси углерода и воды и выделяется дающий нам жизнь кислород.
Именно эти молекулярные цепи формируют суперструктуру, объединяющую и деревья, и бумагу в этой книге, и все живое. Вы способны читать книгу и понимать слова, потому что у вас есть глаза и они могут превращать рассеянный свет от страниц в электрические импульсы, интерпретируемые мозгом — самой сложной структурой Вселенной, о которой мы вообще знаем. Мы обнаружили, что все вещи в мире — не более чем скопища атомов, а широчайшее многообразие атомов состоит всего из трех частиц — электронов, протонов и нейтронов. Мы знаем также, что сами протоны и нейтроны состоят из более мелких сущностей, именуемых кварками, и на них уже все заканчивается — по крайней мере, так мы думаем сейчас. Основанием для всего этого служит квантовая теория.
Таким образом, картину Вселенной, в которой обитаем мы, современная физика рисует с исключительной простотой; элегантные явления происходят где-то там, где их нельзя увидеть, порождая разнообразие макромира. Возможно, это самое выдающееся достижение современной науки — сведение невероятной сложности мира, включая и самих людей, к описанию поведения горстки мельчайших субатомных частиц и четырех сил, действующих между ними. Лучшие описания трех из четырех этих сил — сильного и слабого ядерных взаимодействий, существующих внутри атомного ядра, и электромагнитного взаимодействия, которое склеивает атомы и молекулы, — предоставляет квантовая теория. Лишь сила тяжести — самая слабая, но, возможно, самая знакомая нам сила из всех — в настоящий момент не имеет удовлетворительного квантового описания.
Стоит признать, что квантовая теория имеет несколько странную репутацию, и ее именем прикрывается множество настоящей ахинеи. Коты могут быть одновременно живыми и мертвыми; частицы находятся в двух местах одновременно; Гейзенберг утверждает, что все неопределенно. Все это действительно верно, но выводы, которые часто из этого следуют — раз в микромире происходит нечто странное, то мы окутаны дымкой тумана, — точно неверны. Экстрасенсорное восприятие, мистические исцеления, вибрирующие браслеты, которые защищают от радиации, и черт знает что еще регулярно прокрадывается в пантеон возможного под личиной слова «квант». Эту чепуху порождают неумение ясно мыслить, самообман, подлинное или притворное недопонимание либо какая-то особенно неудачная комбинация всего вышеперечисленного. Квантовая теория точно описывает мир с помощью математических законов, на столько же конкретных, как и те, что использовали Ньютон или Галилей. Вот почему мы можем с невероятной точностью рассчитать магнитное поле электрона. Квантовая теория предлагает такое описание природы, которое, как мы узнаем, имеет огромную предсказательную и объяснительную силу и распространяется на множество явлений — от кремниевых микросхем до звезд.
Как часто бывает, появление квантовой теории спровоцировали открытия природных явлений, которые нельзя было описать научными парадигмами того времени. Для квантовой теории таких открытий было много, притом разнообразного характера. Ряд необъяснимых результатов порождал ажиотаж и смятение и в итоге вызвал период экспериментальных и теоретических инноваций, который действительно заслуживает расхожего определения «золотой век». Имена главных героев навсегда укоренились в сознании любого студента-физика и чаще других упоминаются в университетских курсах и посей день: Резерфорд, Бор, Планк, Эйнштейн, Паули, Гейзенберг, Шредингер, Дирак. Возможно, в истории больше не случится периода, когда столько имен будут ассоциироваться с величием науки при движении к единой цели — созданию новой теории атомов и сил, управляющих физическим миром. В 1924 году, оглядываясь на предшествующие десятилетия квантовой теории, Эрнест Резерфорд, физик новозеландского происхождения, открывший атомное ядро, писал: «1896 год… ознаменовал начало того, что было довольно точно названо героическим веком физической науки. Никогда до этого в истории физики не наблюдалось такого периода лихорадочной активности, в течение которого одни фундаментально значимые открытия с бешеной скоростью сменяли другие».
Термин «квант» появился в физике в 1900 году благодаря работам Макса Планка. Он пытался теоретически описать излучение, испускаемое нагретыми телами, — так называемое «излучение абсолютно черного тела». Кстати, ученого наняла для этой цели компания, занимавшаяся электрическим освещением: так двери Вселенной порой открываются по самым прозаическим причинам. Планк выяснил, что свойства излучения абсолютно черного тела можно объяснить, только если предположить, что свет испускается небольшими порциями энергии, которые он и назвал квантами. Само это слово означает «пакеты», или «дискретные». Изначально он считал, что это лишь математическая уловка, но вышедшая в 1905 году работа Альберта Эйнштейна о фотоэлектрическом эффекте поддержала квантовую гипотезу. Результаты были убедительными, потому что небольшие порции энергии могли быть синонимичны частицам.
Идея того, что свет состоит из потока маленьких пулек, имеет долгую и славную историю, начавшуюся с Исаака Ньютона и рождения современной физики. Однако в 1864 году шотландский физик Джеймс Кларк Максвелл, казалось, окончательно рассеял все существовавшие сомнения в ряде работ, которые Альберт Эйнштейн позднее охарактеризовал как «самые глубокие и плодотворные из всех, что знала физика со времен Ньютона». Максвелл показал, что свет — это электромагнитная волна, распространяющаяся в пространстве, так что идея света как волны имела безукоризненное и, казалось бы, неоспоримое происхождение. Однако в серии экспериментов, которые Артур Комптон и его коллеги провели в Университете Вашингтона в , им удалось отделить световые кванты от электронов. Те и другие вели себя скорее как бильярдные шары, что явно подтвердило: теоретические предположения Планка имели прочное основание в реальном мире. В 1926 году световые кванты получили название фотонов. Свидетельство было неопровержимым: свет ведет себя одновременно как волна и как частица. Это означало конец классической физики — и завершение периода становления квантовой теории.
Источник