Století po zveřejnění přelomové rovnice Erwina Schrödingera se kvantoví fyzici vracejí k základní otázce: jak samotné pozorování utváří realitu? Schrödingerova rovnice zůstává základním matematickým nástrojem pro pochopení kvantového světa, ale moderní výzkum naznačuje, že ignorování role pozorovatele mohlo být kritickým nedopatřením.
Nevyřešené tajemství kvantové revoluce
Již před Schrödingerovou prací v roce 1926 byla kvantová mechanika zvláštní krajinou, kde částice existovaly ve více stavech současně a měření zásadně změnilo výsledky. Rovnice poskytla základ pro výpočet pravděpodobností v tomto podivném světě, ale obešla hlavní problém: Proč akt pozorování způsobuje zhroucení vlnové funkce do jediného, určitého stavu? Tento „problém měření“ od té doby pronásleduje fyziky.
Nedávná práce v oblasti kvantových referenčních rámců nabízí nový přístup. Základní myšlenka je jednoduchá, ale revoluční: považovat pozorovatele – včetně jeho měřicích přístrojů – za součást samotného kvantového systému*. Toto není jen akademické cvičení; dává úžasné výsledky.
Role pozorovatele: více než jen pasivní přihlížející
Fyzici jako Anne-Catherine de la Hamette z Federální polytechnické školy v Curychu zdůrazňují, že fyzika se historicky považovala spíše za vnější sílu než za integrální součást rovnice. Zahrnutím pozorovatele, zejména jeho “kvantových hodin” (zařízení ovládaných kvantovou nejistotou), výzkumníci zjišťují, že jevy jako zapletení a superpozice nejsou absolutní pravdy, ale závisí na tom, kdo je pozoruje.
„Věci, které se nezdají být zapletené v jednom referenčním rámci, se mohou jevit jako zapletené v jiném.“ – Anne-Catherine de la Hamette
To znamená, že samotná povaha kvantových spojení se může měnit v závislosti na perspektivě pozorovatele. To není jen teorie; experimenty potvrzují tyto skutečnosti závislé na pozorovateli.
Důsledky pro černé díry a kvantovou gravitaci
Důsledky se rozšiřují na některé z nejobtížnějších problémů ve fyzice. Pokusy o sladění kvantové mechaniky s Einsteinovou obecnou teorií relativity, zejména pokud jde o černé díry, byly poznamenány nekonečny a rozpory. Začlenění kvantových referenčních soustav do matematických výpočtů tyto výpočty překvapivě zjednodušuje. Přidání pozorovatele s kvantovými hodinami činí dříve neřešitelné problémy řešitelnými.
To naznačuje, že samotný prostoročas nemusí být pevným pozadím, ale spíše vynořující se vlastností spojenou s pozorováním. Pokud je vesmír zásadně závislý na pozorovateli, mohl by přepsat naše chápání gravitace a struktury reality.
Rostoucí komunita a vyhlídky do budoucna
Obor nabírá na síle, pořádají se specializované konference a komunita rychle roste. Výzkumníci nyní přehodnocují klasické myšlenkové experimenty, jako je Wignerův přítel, z této nové perspektivy. Otázka, co se děje v okamžiku pozorování, zůstává ústřední, ale zahrnutí pozorovatele již není cizí myšlenkou; stává se základním principem.
Příští století kvantové fyziky bude pravděpodobně definováno její ochotou konečně přiznat, že někdo se musí dívat. Poučení, jak to říká de la Hamette, je, že „neměli jsme zapomenout na pozorovatele“.
