Как квантовая физика превращается в сказку?

Возьмем хотя бы неопределенность Гейзенберга или изучение причин гравитации. Добавим к этому квантовую физику, о которой обычно знают, что она «просто есть». Самое важное и интересное упускается, а все темы кажутся в итоге откровенным… бредом.

Как правило самой интересной и даже загадочной оказывается именно квантовая физика. Прочитав пару статей по теме складывается впечатление, что учебник квантовой физики — это что-то из серии «защиты от темных искусств» и в этом направлении теряется вся научность. Но это совсем не так!

Поскольку квантовую физику я изучаю самостоятельно (увы, ни в школе, ни в универе, ни даже в аспирантуре всё это не доносилось должным образом), по мере появления новых знаний видно, как некоторые источники поворачивают мысль совсем не в ту сторону. В итоге квантовая физика воспринимается чем-то из серии описания жизни Деда Мороза.

Квантовые вопросы действительно полны загадок и они действительно не линейны, как простая механика. Порой картина мира тут выглядит как фантастика. Но при этом квантовая теория — это всё-таки наука.

Одной из причин такой проблемы является распространенность плохих объяснений. Они приводят к тому, что теряется вся научность вопроса, а происходящее конфликтует со здравым смыслом. Давайте рассмотрим несколько таких примеров.

Думаю, что вы много раз слышали, что квантовые системы находятся в «нескольких состояниях одновременно»? Скорее всего при этом вы представляете себе два одновременно существующих состояния. Но исходя из множества материалов, которые я изучил, следует, что такой взгляд — результат выхватывания части вопроса из контекста. Красивого выхватывания, не поспорить. Но не совсем-таки научного.

На самом деле квантовая система всегда имеет одно и только одно состояние. Могут быть ситуации, когда система имеет несколько возможных будущих состояний — вы не будете знать наверняка, какое из них произойдет, пока не проведете измерение и не посмотрите на результат. Это обычная ситуация в квантовой теории.

Однако, это не то же самое, что на самом деле находиться более чем в одном состоянии одновременно — такого никогда не бывает.

То же самое и с утверждениями, что «электрон находится в двух (или более) местах одновременно». Это тоже очень плохая формулировка, хотя она и не лишена смысла. Фейнман научил нас избегать разговоров о значении измеримой величины до ее фактического измерения. Может быть с того всё и началось.

Прежде чем измерить положение электрона, мы не должны говорить об этом положении как о существующем. А почему? Да только потому, что мы его пока не знаем :)…

Действительно есть несколько мест, где электрон может быть найден будущими измерениями.

Это не то же самое, что быть в нескольких местах прямо сейчас.

Когда мы измерим эту позицию, мы получим один результат. Итак, электроны либо не имеют положения (до измерения), либо имеют одно (после измерения). Но не больше одного. А вот измерение как раз и проявит это самое состояние. Однако, про эффект наблюдателя потом напишут, что-то из серии «с помощью наблюдения можно менять реальность» 😏

Это всего два примера, но здесь есть скрыта распространенная проблема.

Акценты делаются не на том, а суть в итоге уходит. Так получается, что физика — это вовсе уже и не физика. Потом в комментариях пишут, что это посмешище.

Квантовая теория действительно содержит некоторые удивительные аспекты. Квантование само по себе не является интуитивным — наша интуиция формируется в макро-мире, где законы микро-мира не работают (или не работают в полном объеме). Это довольно просто осознать, если вы просто откажитесь от понятия «интуиция».

В квантовой теории действительно нельзя предсказать точный результат, как в классической физике. Вы берете исходную конфигурацию, делаете предположение о том, какой может быть окончательная конечная конфигурация, а затем вычисляете вероятность наступления этого события. Для того, кстати говоря, и нужен математический аппарат.

Затем вы выбираете другой возможный результат и повторяете процесс вычислений. Когда сумма всех вероятностей станет достаточно близкой к 1, это значит, что вы нашли наиболее вероятный результат. Но не стоит воспринимать неопределенность как набор фантазий.

Квантовая физика ломает восприятие ещё и тем, что допускает случайности. Но случайность не есть «не-научность». Просто по ряду причин (в том числе из-за недостаточной теоретической базы) физика не может быть точной в этих вопросах. Поэтому, случайность пока ещё воспринимается как часть научной теории.

Ни один из этих аргументов не делает квантовую физику антинаучной. Зато вот и описываемые рассуждения приводят к формированию к физике определенного отношения. Не нужно путать специфику научной сферы и сказочность.

Большинство же статей с радостью будут смаковать тот аспект эффекта наблюдателя, который вроде как позволяет управлять реальностью взглядом, но не скажут ни слова о научной специфике этого сложного вопроса. Вот и становится квантовая физика…сказкой :)…