Квантовая механика – одна из самых загадочных и фундаментальных областей физики. Одна из ключевых ее особенностей – принцип суперпозиции: частица может находиться в нескольких состояниях одновременно, пока не будет измерена. Но что происходит в момент измерения? В 1957 году американский физик Хью Эверетт III предложил ответ: в этот момент Вселенная разделяется, и обе возможные реальности продолжают существовать независимо друг от друга.

Эта гипотеза, известная как многомировая интерпретация (Many-Worlds Interpretation, MWI), радикально отличается от традиционных взглядов на квантовую механику. Она устраняет понятие коллапса волновой функции и предполагает, что все возможные исходы происходят, но в разных ветвях реальности.

Как работает теория Эверетта? В стандартной копенгагенской интерпретации квантовой механики, предложенной Нильсом Бором и Вернером Гейзенбергом, система находится в суперпозиции до момента измерения, после чего волновая функция "коллапсирует", оставляя только одно состояние.

Эверетт предложил альтернативу:

1. Квантовая система не коллапсирует. Вместо этого, в момент измерения Вселенная "разветвляется", создавая копии самой себя, в которых реализуются все возможные исходы.
2. Каждая ветвь существует независимо. Люди в этих параллельных реальностях не могут взаимодействовать между собой.
3. Все вероятности реализуются. Например, если экспериментатор измеряет спин электрона, и он может быть либо вверх, либо вниз, то одна реальность получает результат "вверх", а другая – "вниз".

Научные аргументы "за"

1. Объяснение проблемы измерения. В традиционной квантовой механике непонятно, почему измерение приводит к коллапсу. В MWI измерение – это просто процесс разделения вселенной.
2. Совместимость с уравнениями квантовой механики. Уравнение Шрёдингера описывает эволюцию волновой функции детерминированно, но понятие коллапса добавляет неопределенность. MWI полностью следует уравнениям Шрёдингера без дополнительных постулатов.
3. Поддержка среди физиков. Ричард Фейнман, Стивен Хокинг и Макс Тегмарк считали многомировую интерпретацию одной из наиболее элегантных гипотез.
4. Космологические следствия. В инфляционной космологии уже предполагается существование множества вселенных. MWI может быть естественным объяснением параллельных миров.

Аргументы "против"

1. Отсутствие экспериментального подтверждения. MWI – интерпретация, а не тестируемая теория. Нет способа проверить существование параллельных миров.
2. Проблема вероятностей. Если все исходы реализуются, то как объяснить вероятность? Почему мы наблюдаем именно те вероятности, которые предсказывает квантовая механика?
3. Философские трудности. Если все возможные события происходят, то нет свободы воли в классическом смысле: любое наше действие просто порождает новую ветку реальности.

Хотя многомировая интерпретация остается теоретической, некоторые эксперименты подкрепляют ее ключевые принципы:

• Эксперимент с двойной щелью. Электроны ведут себя как волны и проходят через две щели одновременно. В MWI это объясняется тем, что в параллельных ветвях электроны идут разными путями.
• Квантовая телепортация и запутанность. Эксперименты по запутанности (Aspect, 1982) показывают, что частицы мгновенно взаимодействуют на расстоянии. Это согласуется с идеей о множественных вселенных.

Если многомировая интерпретация верна, то:

• Наш мир – лишь один из бесконечного множества.
• Смерти в абсолютном смысле не существует: во всех возможных вариантах событий есть версии "нас", которые продолжают жить.
• Свобода воли – иллюзия, так как все возможные решения принимаются в разных ветвях реальности.

Теория Эверетта предлагает революционный взгляд на природу реальности. Хотя пока невозможно доказать ее экспериментально, она решает фундаментальные проблемы квантовой механики и находит поддержку среди физиков. Вопрос о существовании параллельных вселенных остается открытым, но исследования продолжаются, а идеи MWI находят применение в квантовых вычислениях и космологии.

Источники

1. Everett, H. "The Theory of the Universal Wave Function." Princeton University, 1957.
2. Tegmark, M. "Many Worlds in Context." Foundations of Physics, 2007.
3. Deutsch, D. "The Fabric of Reality." Penguin Books, 1997.
4. Aspect, A. "Experimental Test of Bell's Inequalities." Physical Review Letters, 1982.