Через століття після публікації епохального рівняння Ервіна Шредінгера квантові фізики повертаються до фундаментального питання: як саме спостереження формує реальність? Рівняння Шредінгера залишається основним математичним інструментом для розуміння квантового світу, але сучасні дослідження показують, що ігнорування ролі спостерігача могло бути критичним недоглядом.
Нерозгадана таємниця квантової революції
До роботи Шредінгера в 1926 році квантова механіка вже була дивним ландшафтом, де частинки існували в кількох станах одночасно, а вимірювання принципово змінювало результати. Рівняння стало основою для обчислення ймовірностей у цьому дивному світі, але обійшло головну проблему: Чому акт спостереження спричиняє колапс хвильової функції в єдиний певний стан? Ця «проблема вимірювання» з тих пір не давала спокою фізикам.
Остання робота в галузі квантових систем відліку пропонує новий підхід. Основна ідея проста, але революційна: розглядати спостерігача, включно з його вимірювальними інструментами, як частину самої квантової системи. Це не просто академічна вправа; це дає дивовижні результати.
Роль спостерігача: більше, ніж просто пасивний спостерігач
Такі фізики, як Анна-Катрін де ла Хамет з Федеральної політехнічної школи Цюріха, підкреслюють, що фізика історично розглядала себе як зовнішню силу, а не як невід’ємну частину рівняння. Включаючи спостерігача, зокрема його «квантовий годинник» (пристрої, керовані квантовою невизначеністю), дослідники виявляють, що такі явища, як заплутаність і суперпозиція, не є абсолютною істиною, а залежать від того, хто спостерігає.
«Речі, які не здаються заплутаними в одній системі відліку, можуть виглядати заплутаними в іншій». – Анн-Катрін де ла Хаметт
Це означає, що сама природа квантових зв’язків може змінюватися в залежності від точки зору спостерігача. Це не просто теорія; експерименти підтверджують ці реальності, що залежать від спостерігача.
Наслідки для чорних дір і квантової гравітації
Наслідки поширюються на деякі з найскладніших проблем у фізиці. Спроби узгодити квантову механіку із загальною теорією відносності Ейнштейна, особливо щодо чорних дір, були затьмарені нескінченністю та протиріччями. Дивно, але включення квантових систем відліку в математичні розрахунки спрощує ці розрахунки. Додавання спостерігача з квантовим годинником робить проблеми, які раніше були нерозв’язними, розв’язними.
Це свідчить про те, що простір-час сам по собі може бути не фіксованим фоном, а скоріше емерджентною властивістю, пов’язаною зі спостереженням. Якщо Всесвіт принципово залежить від спостерігача, це може змінити наше розуміння гравітації та структури реальності.
Зростаюча спільнота та майбутні перспективи
Сфера набирає обертів, проводяться спеціальні конференції та швидко зростає спільнота. Зараз дослідники переглядають класичні мисленнєві експерименти, такі як друг Віґнера, з цієї нової точки зору. Питання про те, що відбувається в момент спостереження, залишається центральним, але включення спостерігача більше не є сторонньою думкою; це стає основним принципом.
Наступне століття квантової фізики, ймовірно, визначатиметься її готовністю нарешті визнати, що хтось має спостерігати. Урок, як каже де ла Хаметт, полягає в тому, що «ми не повинні забувати про спостерігача».
