Квантовая механика — между физикой и магией

«Там, у них, уклад особый — нам так сразу не понять!» В. Высоцкий

«Чем больших успехов добивается квантовая теория, тем глупее она выглядит» А. Эйнштейн

Прежде, чем говорить о связи между миром идей и миром материи, необходимо объяснить архитектуру нашего мира с позиций квантовой механики

Квантовая механика

Квантовая механика – пожалуй, одна из самых экспериментально проверенных теорий. Многие думают, что эта теория описывает только мир элементарных частиц – но это не так! Абсолютно все объекты подпадают под ее положения — в отличие от мира классической физики. Мира, который мы непосредственно наблюдаем –  в виде иллюзии, интерпретации, порождаемой нашим сознанием. Видимый нами мир – это  частный случай видов реальности, так же, как прямая линия – редкий частный случай кривых.

Отличия квантовой механики от классической физики

Вы, наверное, знаете ли Вы, что:

— объект в квантовом состоянии может быть в нескольких местах одновременно;

— такой объект может также находиться в нескольких состояниях одновременно;

— «запутанные» между собой объекты могут телепортировать друг другу информацию о себе – моментально, независимо от расстояния и без перемещения в пространстве  носителей информации;

— телепортация информации между «запутанными» объектами происходит и во времени. Не из настоящего в будущее — это было бы слишком просто – а из будущего (запланированного условием эксперимента) в прошлое.

Все перечисленные свойства квантовых объектов называются «нелокальностью» и в корне отличаются от основополагающего принципа «локальности» классического мира.

Мы видим, что все объекты в нашем мире находятся в каком-то определенном месте, а в каждый момент времени – в каком-то определенном состоянии. Иначе не работал бы принцип причинности – еще более фундаментальный принцип, без которого не работал бы никакой физический закон. Но в квантовом мире все по-другому. Объект находится в каком-то состоянии не потому, что к этому привело предыдущее состояние и физическое взаимодействие, а потому, что он находится во всех возможных состояниях одновременно.

Принцип причинности

Таким образом, в квантовой механике нарушается фундамент всех законов – принцип причинности. Из-за этого нельзя точно измерить состояние объекта. При наблюдении за квантовой системой, в результате взаимодействия, она перестает быть квантовой и становится классической. В итоге — можно увидеть только одно из присущих ей состояний. Какое именно – вычислить невозможно; максимум, что можно предсказать – это вероятность того или иного состояния.

Однако и это — еще не все!

В квантовом мире могут нарушаться некоторые фундаментальные законы, в частности — второй закон термодинамики.

Еще пример:   теоретически и практически доказана   возможность вечного двигателя – например, на основе эффекта Казимира.

А еще — существуют виртуальные частицы, возникающие из вакуума и не соблюдающие законы сохранения (ничего страшного, согласно квантовой теории поля). Их нельзя измерить обычными приборами, их поведение не объяснимо с точки зрения классической физики, но их существование доказывается порождаемыми и фиксируемыми полями, энергиями и процессами. Интересующихся — отсылаю в Википедию и другие источники.

Известно, что живые организмы используют квантовые эффекты. Недостижимая пока эффективность фотосинтеза растений связана с использованием квантовых эффектов.

Наиболее важным, на мой взгляд, является следующий факт: Любой объект может получить прямой (а не последовательный, как в классическом мире) доступ к информации любого другого объекта в произвольной точке пространства и времени – если уметь управлять «запутанностью». Во всем мире, включая Россию, сейчас  идет гонка за первенство в создании квантовых сетей и квантовых компьютеров. Одна из практических задач на этом пути – управление «запутанностью».

Организация доступа к информации

Информация в квантовой механике играет основополагающую роль. Первоначально, наука считала материю первичной во Вселенной. На следующем этапе пришло убеждение, что в основе всего лежит энергия — неуничтожимая и количественно неизменная (в отличие от материи) субстанция, а материя — лишь сублимация энергии. Однако, с точки зрения квантовой механики, в основе всего лежит информация — и она неуничтожима.

Если рассматривать архитектуру мира в терминах компьютерщика, в наблюдаемой реальности существует две технологии доступа к информации:

  • Последовательный, когда из одной точки в другую можно попасть только через все промежуточные точки. Например: магнитофонная лента или лента накопителя в первых компьютерах. Соответствует пространству в мире классической физики, принципу локальности.

С точки зрения логической организации данных – отсортированный массив информации. Простой, но неэффективный метод организации. Соответствует однонаправленному времени.

  • Прямой доступ, когда можно попасть из одной точки в другую без перемещения через промежуточные точки. Это похоже на граммофонный диск или жесткий диск компьютера, однако еще эффективнее, т.к. времени не требуется даже на перемещение считывающей головки. Соответствует квантовому состоянию, принципу нелокальности.

Аналог логической организации — проиндексированные базы данных (в т.ч. базы  поисковых систем в Интернете).

«Запутанность» возникает: а) при взаимодействии систем; б) при схожести некоторых характеристик. Например, когерентное (согласованное по характеристикам) излучение лазера может быть источником  запутанных фотонов (что неоднократно использовалось в опытах по телепортации).  У меня сформировалось подозрение, что некоторые квантовые эффекты могут порождаться некоторыми людьми в некоторых практиках – например, в магии.