Первая серьёзная попытка составить карту взглядов исследователей вскрыла конфликт интерпретаций

Квантовая механика — одна из самых успешных теорий в науке, благодаря которой во многом стала возможной современная жизнь. Технологии — от компьютерных чипов до медицинских аппаратов — основаны на применении уравнений, впервые сформулированных столетие назад и описывающих поведение объектов на микроскопических масштабах.
Но исследователи до сих пор расходятся во мнениях о том, как лучше всего описать физическую реальность, которая скрывается за математикой, как показывает исследование Nature.
На мероприятии, посвящённом 100-летию квантовой механики, в июне 2025 году прославленные специалисты по квантовой физике вежливо, но активно спорили по этому вопросу. «Квантового мира не существует», — заявил физик Антон Цайлингер из Венского университета, изложив своё мнение о том, что квантовые состояния существуют только в его голове и что они описывают информацию, а не реальность. «Я не согласен», — ответил Ален Аспект, физик из Университета Париж-Сакле, который в 2022 году разделил Нобелевскую премию с Цайлингером за работу по квантовым явлениям.
Чтобы получить представление о том, как широкое сообщество интерпретирует квантовую физику в год её столетия, Nature провёл крупнейший в истории опрос на эту тему. Мы разослали электронные письма более чем 15 000 исследователей, чьи последние работы касались квантовой механики, а также пригласили принять участие в опросе участников встречи, посвящённой столетию этой науки, которая проходила на немецком острове Гелиголанд.
Ответы — а их было более 1100, в основном от физиков — показали, насколько сильно различаются исследователи в понимании самых фундаментальных особенностей квантовых экспериментов.

Как и в случае с Аспектом и Цайлингер, респонденты кардинально разошлись во мнениях о том, представляет ли собой волновая функция (математическое описание квантового состояния объекта) — нечто реальное (36%) или является просто полезным инструментом (47%) или тем, что описывает субъективные представления о результатах эксперимента (8%). Это говорит о том, что существует значительный разрыв между исследователями, придерживающимися «реалистических» взглядов, которые проецируют уравнения на реальный мир, и теми, кто придерживается «эпистемических» взглядов, которые утверждают, что квантовая физика работает только с информацией.

Мнения респондентов разделились и по вопросу о том, существует ли граница между квантовым и классическим миром (45% респондентов ответили «да», 45% — «нет» и 10% не уверены). Некоторых смутила постановка наших вопросов, и более 100 респондентов дали свои собственные интерпретации (опрос, методология и анонимизированная версия полных данных доступны по ссылкам).

«Мне кажется удивительным, что люди, хорошо разбирающиеся в квантовой теории, могут иметь совершенно противоположные взгляды», — говорит Джемма де ле Ковес, физик-теоретик из Университета Помпеу Фабра в Барселоне (Испания).
Nature спросил исследователей, какая, по их мнению, интерпретация квантовых явлений и взаимодействий наилучшая — то есть, попросили рассказать о предпочтениях, основанных на различных попытках учёных связать математическую теорию с реальным миром. Наибольшее количество ответов, 36%, было дано в пользу копенгагенской интерпретации — практического и часто преподаваемого подхода. Но опрос также показал, что некоторые, более радикальные, точки зрения имеют значительное количество приверженцев.
На вопрос о том, насколько они уверены в своём ответе, только 24% респондентов считают свою любимую интерпретацию правильной; остальные считают её просто адекватной или полезным инструментом в некоторых обстоятельствах. Более того, некоторые учёные, казалось бы, бывшие в одном лагере, не дали одинаковых ответов на последующие вопросы, что говорит о непоследовательности или разном понимании выбранной ими интерпретации.
«Для меня это было большой неожиданностью», — говорит Ренато Реннер, физик-теоретик из Швейцарского федерального технологического института (ETH) в Цюрихе. По его словам, это означает, что многие исследователи квантовых технологий просто используют квантовую теорию, не вникая в её смысл, — подход «заткнись и вычисляй» [shut up and calculate], если использовать фразу, придуманную американским физиком Дэвидом Мермином. Но Реннер, работающий над основами квантовой механики, сразу же уточняет, что нет ничего плохого в том, чтобы просто делать расчёты. «У нас не было бы квантового компьютера, если бы все были такими, как я», — говорит он.
Копенгаген всё ещё на коне
За последнее столетие исследователи предложили множество способов интерпретации реальности, лежащей в основе математики квантовой механики, которая, казалось бы, должна порождать парадоксы. В квантовой теории поведение объекта характеризуется его волновой функцией — математическим выражением, рассчитанным с помощью уравнения, разработанного немецким физиком Эрвином Шрёдингером в 1926 году. Волновая функция описывает квантовое состояние и его эволюцию как облако вероятностей. Пока частица остаётся ненаблюдаемой, она распространяется подобно волне, интерферирует с собой и другими частицами, существуя в «суперпозиции» состояний, как бы находясь во многих местах или имея несколько значений какого-либо атрибута одновременно. Но наблюдение за свойствами частицы — измерение — превращает это туманное существование в единое состояние с определёнными значениями. Это иногда называют «коллапсом» волновой функции.
Дальше — ещё страннее: перевод двух частиц в состояние совместной суперпозиции может привести к запутыванию, что означает, что их квантовые состояния остаются взаимосвязанными, даже когда частицы находятся на большом расстоянии друг от друга.
Немецкий физик Вернер Гейзенберг, который в 1925 году помог создать математическую основу квантовой механики, и его наставник, датский физик Нильс Бор, обошли чуждый им дуализм волны и частицы, признав, что классические способы понимания мира ограничены, и что люди могут знать только то, что им говорят наблюдения. Для Бора не было ничего страшного в том, что объект меняет своё поведение, переходя от частицы к волне, потому что это были концепции, заимствованные из классической физики, которые можно было раскрыть только по очереди, с помощью эксперимента. Экспериментатор жил в мире классической физики и был отделён от квантовой системы, которую он измерял.
Гейзенберг и Бор не только придерживались мнения, что невозможно говорить о местоположении объекта, пока он не будет наблюдаться в эксперименте, но и утверждали, что свойства ненаблюдаемой частицы действительно принципиально не определены до измерения – в отличие от интерпретации, в которой они изначально определены, но неизвестны экспериментаторам. Эта картина, как известно, обеспокоила Эйнштейна, который упорно продолжал считать, что реальность уже существует, а задача науки – её измерять.
Спустя десятилетия объединение не всегда совпадавших взглядов Гейзенберга и Бора стало известно как копенгагенская интерпретация, по названию университета, в котором дуэт выполнил свою фундаментальную работу. Эти взгляды остаются самым популярным видением квантовой механики сегодня, согласно опросу Nature. По мнению Часлава Брюкнера, квантового физика из Венского университета, сильные позиции этой интерпретации «отражают её неизменную полезность в руководстве повседневной квантовой практикой». Почти половина физиков-экспериментаторов, принявших участие в опросе, высказались за эту интерпретацию, по сравнению с 33% теоретиков. «Это самое простое объяснение, что у нас есть», — говорит Децио Краузе, философ из Федерального университета Рио-де-Жанейро (Бразилия), изучающий основы физики и участвовавший в опросе. По его словам, несмотря на свои проблемы, альтернативы «обладают другими проблемами, которые, на мой взгляд, ещё хуже».
Однако другие специалисты утверждают, что копенгагенская теория стала теорией по умолчанию из-за исторической случайности, а не её достоинств. Критики говорят, что она позволяет физикам игнорировать более глубокие вопросы.
Одна из них касается «проблемы измерения»: как измерение приводит к тому, что объекты переходят из квантовых состояний, описывающих вероятности, к свойствам, присущим классическому миру.
Другая неясная особенность — представляет ли волновая функция нечто реальное (этот ответ выбрали 29% сторонников копенгагенской интерпретации) или просто информацию о вероятностях обнаружения различных значений при измерении (этот ответ выбрали 63% участников этой группы). «Я разочарована, но не удивлена популярностью копенгагенской интерпретации», — говорит Элиза Крулл, философ физики из Городского университета Нью-Йорка. «Мне кажется, что физики не размышляли над этим вопросом достаточно глубоко».
Философские основы копенгагенской интерпретации стали настолько привычными, что уже не кажутся интерпретацией, добавляет Роберт Спеккенс, изучающий квантовые основы в Институте теоретической физики Периметра в Ватерлоо, Канада. По его словам, многие сторонники «просто употребляют копенгагенскую философию как фастфуд, не разбираясь в составе».
Респонденты, которые занимались исследованиями в области философии или квантовых основ, изучая предположения и принципы, лежащие в основе квантовой физики, реже всего отдавали предпочтение копенгагенской интерпретации — всего 20%. «Если я использую квантовую механику в своей лаборатории каждый день, мне не нужно выходить за пределы Копенгагена», — говорит Карло Ровелли, физик-теоретик из Университета Экс-Марсель во Франции. Но как только исследователи начинают проводить мысленные эксперименты, которые проникают глубже, «Копенгагена становится недостаточно», — говорит он.
Какие есть ещё варианты?
В годы после Второй мировой войны и создания атомной бомбы физики начали использовать возможности квантовой механики, а правительство США вливало в эту область деньги. Философские исследования отошли на второй план. Копенгагенская интерпретация стала доминировать в мейнстриме физики, но все же некоторые физики сочли её неудовлетворительной и предложили альтернативные варианты.
Квантовая механика: Пять интерпретаций
Вот пять достаточно широких подходов к интерпретации квантовой механики — и как они решают проблему квантовых измерений.
В квантовой теории ненаблюдаемую систему можно описать как находящуюся в суперпозиции нескольких возможных состояний одновременно, например, в разных местах. Её квантовое состояние задаётся волновой функцией, которая изменяется в соответствии с уравнением Шрёдингера гладким и предсказуемым образом. Но при взаимодействии с измерительным оборудованием система приобретает вполне определённое состояние, заранее неизвестное. Её волновая функция «схлопывается», как говорят некоторые. Как это понять?
Этот парадокс демонстрирует мысленный эксперимент «кот Шрёдингера». Разобьётся или нет капсула с ядом, который может убить кота, сидящего в коробке, зависит от испускаемого частицей излучения — случайного квантового события. Пока коробка не открыта, кота можно описать как суперпозицию живого и мёртвого; когда же мы заглянем внутрь коробки, то найдём его в одном из двух состояний.
1. Копенгагенская интерпретация
Согласно этой точке зрения, наблюдатель и его классический мир отличаются от квантовых систем, с которыми они могут взаимодействовать. Частица обладает свойствами только тогда, когда её измеряет наблюдатель; они не предопределены.

Плюсы: Практичность — хорошо описывает экспериментальные наблюдения.
Минусы: Не позволяет точно объяснить, что такое измерение и как оно вызывает изменение между квантовым и классическим мирами, или почему волновая функция должна предсказывать результаты эксперимента.
Как она решает проблему «кота Шрёдингера»: Измерение просто приводит квантовый объект в определённое состояние: такое объяснение не всем кажется удовлетворительным. Некоторые современные копенгагенские интерпретации используют эпистемический подход (см. далее), и поэтому не видят в этом никакой загадки.
На практике было бы чрезвычайно трудно изолировать квантовое состояние объекта размером с кота от состояния его шумного окружения; его состояние можно было бы определить как живое или мёртвое ещё до измерения.
2. Эпистемические подходы
Квантовые состояния представляют собой только информацию; они кодируют вероятности получения различных результатов при измерении. Примером может служить реляционная квантовая механика, в которой квантовые состояния системы могут быть определены только по отношению к другой конкретной системе. Другой пример – кьюбизм или квантовый байесианизм, в котором квантовые состояния всегда определяются с точки зрения конкретного наблюдателя или «агента».

Плюсы: Объясняет парадоксы мысленных экспериментов, в которых разные наблюдатели квантовой системы получают разные результаты. Позволяет считать запутанность (когда квантовые состояния двух частиц становятся неразделимыми, так что измерения их свойств коррелируют даже на больших расстояниях) чем-то нефизическим, что позволяет избежать необходимости во взаимодействиях быстрее света, которые противоречат теории относительности.
Минусы: Реальность не получится рассматривать с объективной точки зрения; некоторые формы этих теорий вообще отказываются от возможности описать внешнюю реальность.
Как она решает проблему «кота Шрёдингера»: Волновая функция рассматривается как исключительно математический инструмент; её коллапс не является физическим процессом, поэтому парадокса, связанного с реальностью, не возникает.
3. Множество миров
Волновая функция описывает нечто, соответствующее физической реальности. Когда наблюдатель производит измерение, он получает результат со своей точки зрения в одном мире; но на самом деле волновая функция никогда не коллапсирует. Вместо этого волновая функция разветвляется на множество вселенных, каждая из которых описывает различные результаты измерений.

Плюсы: Устраняет проблему измерения. Объясняет результаты измерений запутанных частиц тем, что каждая комбинация связанных результатов существует в другом мире, а не требует физического воздействия для перемещения в пространстве-времени.
Минусы: Позволяет создать огромное количество реальностей. Неясно, может ли она объяснить нашу способность предсказывать тот факт, что некоторые исходы более вероятны, чем другие.
Как она решает проблему «кота Шрёдингера»: В каждой разветвлённой вселенной есть копия наблюдателя, который видит определённый результат измерения, при этом «живые» и «мёртвые» возможности существуют в отдельных мирах.
4. Бомовская
Точечные частицы движутся по определённым траекториям, а их свойства имеют определённые значения. Волновая функция также описывает физическую реальность, служа волной-пилотом, которая направляет частицы. Полное состояние частицы, описываемое её положением, а также её волной, никогда нельзя узнать полностью; оно частично скрыто.

Плюсы: Указывает на то, что природа не является случайной по своей природе; свойства с определёнными значениями существуют до измерения.
Минусы: Для объяснения запутанности взаимодействия через волну-пилота происходит мгновенно. Если эти эффекты происходят быстрее скорости света, бомовскую механику становится трудно согласовать со специальной теорией относительности Эйнштейна.
Как она решает проблему «кота Шрёдингера»: Волновая функция является лишь частью системы: пилотные волны действуют как проводники для кота, у которого есть определённое (скрытое) состояние. Этот предопределённый результат выявляется при измерении.
5. Спонтанный коллапс
Интерпретирует квантовую механику как приближение к другой теории, в которой уравнение Шрёдингера модифицируется таким образом, что волновая функция коллапсирует сама по себе, без необходимости её измерения.

Плюсы: Решает проблему измерений.
Минусы: До сих пор ни один эксперимент не обнаружил доказательств модификации уравнения Шрёдингера. Как и другие теории, предполагающие мгновенный физический коллапс, её трудно совместить со специальной теорией относительности.
Как она решает проблему «кота Шрёдингера»: Когда мы наблюдаем состояние кота, его квантовое состояние становится запутанным с измерительным оборудованием (здесь — камерой). Любая большая коллекция квантовых объектов, подобная этой, неизбежно коллапсирует к определённому состоянию, согласно изменённому уравнению Шрёдингера.
На практике квантовое состояние объекта размером с кота было бы крайне сложно отделить от состояния его шумного окружения; его состояние было бы определено как живое или мёртвое ещё до измерения.
В 1952 году американский физик Дэвид Бом воскресил идею, впервые высказанную в 1927 году французским физиком Луи де Бройлем, а именно: странная двойственная природа квантовых объектов имеет смысл, если они являются точечными частицами с траекториями, определяемыми «пилотными» волнами. Преимущество «бомовской» механики заключалось в том, что она объясняла эффекты интерференции и одновременно восстанавливала детерминизм — идею о том, что свойства частиц имеют заданные значения до их измерения. По результатам опроса, проведённого журналом Nature, 7% респондентов сочли эту интерпретацию наиболее убедительной.
Затем, в 1957 году, американский физик Хью Эверетт предложил более странную альтернативу, за которую высказались 15% респондентов. Интерпретация Эверетта, позже получившая название «многомировой», гласит, что волновая функция соответствует чему-то реальному. То есть частица действительно находится, в некотором смысле, в нескольких местах одновременно. С точки зрения наблюдателя, измеряющего частицу в одном мире, он увидит только один результат, но на самом деле волновая функция никогда не коллапсирует. Вместо этого она разветвляется на множество вселенных, по одной на каждый исход. «Это требует кардинальной корректировки наших представлений о мире, но, на мой взгляд, именно этого и следует ожидать от фундаментальной теории реальности», — говорит Шон Кэрролл, физик и философ из Университета Джона Хопкинса в Балтиморе, штат Мэриленд, который участвовал в опросе.
В конце 1980-х годов теории «спонтанного коллапса» попытались решить такие проблемы, как проблема квантовых измерений. В этих версиях уравнение Шрёдингера настраивается таким образом, что для коллапса не требуется наблюдатель или измерение, а волновая функция иногда коллапсирует сама по себе. В некоторых из этих моделей объединение квантовых объектов усиливает вероятность коллапса, то есть приведение частицы в суперпозицию с помощью измерительного оборудования делает потерю объединённого квантового состояния неизбежной. Около 4% респондентов выбрали именно такие теории.
Опрос Nature предполагает, что «эпистемические» описания, в которых говорится, что квантовая механика открывает лишь знания о мире, а не отражает его физическую реальность, возможно, набирают популярность. Опрос 149 физиков, проведённый в 2016 году, показал, что только около 7% выбрали интерпретации, связанные с эпистемическим подходом, по сравнению с 17% в нашем опросе (хотя точные категории и методология опросов различаются). Некоторые из этих теорий, основанные на оригинальной копенгагенской интерпретации, возникли в начале 2000-х годов, когда такие приложения, как квантовые вычисления и коммуникации, стали рассматривать эксперименты в терминах информации. Приверженцы этой теории, такие как Цайлингер, рассматривают волновую функцию лишь как инструмент для предсказания результатов измерений, не имеющий никакого отношения к реальному миру.
Эпистемическая точка зрения привлекательна тем, что она наиболее осторожна, говорит Ладина Хаусманн, физик-теоретик из ETH, участвовавшая в опросе. «Она не требует от меня предположений, выходящих за рамки того, как мы используем квантовое состояние на практике», — говорит она.
Одна из эпистемических интерпретаций, известная как кьюбизм (которую несколько респондентов, выбравших «другое», записали как предпочтительную), доводит это до крайности, утверждая, что наблюдения, сделанные конкретным «агентом», являются полностью личными и действительными только для него. Аналогичная «реляционная квантовая механика», впервые изложенная Ровелли в 1996 году (её выбрали 4% респондентов), утверждает, что квантовые состояния всегда описывают только отношения между системами, а не сами системы.

Когда исследователям задавали уточняющие вопросы о том, как следует относиться к тем или иным аспектам квантовой механики, их мнения резко расходились, чего и следовало ожидать от разнообразия общих интерпретаций, которым они отдавали предпочтение.
Один из вопросов, вызвавших смесь ответов, касается одного из самых странных аспектов квантовой механики: результаты наблюдений за запутанными частицами коррелируют, даже если частицы удалены друг от друга на тысячи километров. Этот потенциал связи на расстоянии называется нелокальностью. Эта связь не позволяет передавать информацию быстрее света. Но вопрос о том, представляет ли она собой реальное и мгновенное влияние в пространстве-времени, когда измерение одной частицы мгновенно изменяет её запутанного партнёра и влияет на результаты будущих измерений, вызвал разногласия у респондентов.
В ходе опроса 39% респондентов заявили, что считают такое «действие на расстоянии» реальным. Остальные либо не уверены, либо не согласны по разным причинам. Если бы респонденты, ответившие «да», подразумевали, что физическое воздействие распространяется быстрее света, это противоречило бы специальной теории относительности Эйнштейна, говорит Фламиниа Джакомини, физик-теоретик из ETH. «Это должно беспокоить каждого серьёзного физика», — добавляет Реннер. «Я в недоумении».
Однако некоторые респонденты, например те, кто придерживается эпистемических взглядов, могли ответить «да», но интерпретировать мгновенное влияние как просто мгновенное изменение информации, а не физический эффект, говорит Джакомини.
Nature также задал вопрос об эксперименте с «двойной щелью», в котором электроны направляются на экран с двумя щелями. На другой стороне экрана детектор показывает картину, которая соответствует волнообразным частицам, проходящим через обе щели и интерферирующим между собой. (Если исследователи наблюдают электрон по пути, например, прикладывают детектор к одной из щелей, картина меняется, свидетельствуя о том, что частица прошла только через одну).
На вопрос о том, проходит ли ненаблюдаемый электрон через обе щели, 31% ответивших согласились, что согласуется с интерпретацией многих миров, но, как следует из опроса, это также взгляд на реальность, которого придерживаются многие последователи спонтанного коллапса и копенгагенского подхода. Однако 14% ответили, что это не так, что соответствует бомовско-механическому представлению об определённых траекториях электронов, а 48% сказали, что вопрос не имеет смысла — ответ, который дали большинство приверженцев эпистемического и копенгагенского подходов.

Выход из тупика
Как можно так сильно расходиться во взглядах на мир, который описывает квантовая теория, если все физики делают одни и те же расчёты? Помимо того, что опрос Nature выявил разное отношение экспериментаторов и теоретиков — а также тенденцию людей, изучающих квантовые основы, избегать копенгагенской интерпретации, — мнения, судя по всему, не коррелируют с другими факторами. Одним из таких факторов является пол (только 8% респондентов назвали себя женщинами, что, хотя и мало, согласуется с данными, полученными ранее в этом году, согласно которым только 8% старших авторов статей в Nature Physics были женщинами). Место работы и вероисповедание также не оказали существенного влияния (хотя на последний вопрос ответило слишком мало респондентов, чтобы результат можно было считать окончательным). Ближе всего к консенсусу респонденты подошли в том, что попытки интерпретировать математику квантовой механики физическим или интуитивным способом ценны — с этим согласились 86%.
Три четверти респондентов также считают, что квантовая теория в будущем будет заменена более полной теорией, хотя большинство также полагает, что её элементы сохранятся. Несмотря на то, что квантовая механика является одной из самых экспериментально подтверждённых теорий в истории, её математика не может описать гравитацию, которая объясняется как искривление пространства-времени общей теорией относительности. Это наводит многих исследователей на мысль, что квантовая физика может быть неполной.
Исследователи, работающие над квантовыми основами, говорят, что выбор интерпретации сводится к выбору между жертвами, которые влечёт за собой каждая из них. Принять множество миров — значит признать, что существует непостижимое количество вселенных, в которые мы, вероятно, никогда не сможем попасть. Быть кьюбистом означает признать, что квантовая теория не может описать единую реальность для всех наблюдателей (хотя в этом случае не обязательно отрицать существование общей для всех реальности). Цена, которую кто-то готов заплатить, зависит не только от физического образования, но и от личных качеств, говорит Реннер. «Это очень глубоко эмоциональная вещь», — говорит он. Почти половина респондентов, принявших участие в опросе Nature, заявили, что на физических факультетах не уделяется достаточного внимания квантовым основам (и только 5% сказали, что «слишком много»).
Все интерпретации, в общем, предсказывают одни и те же результаты. Но это не значит, что нельзя найти способы их различать. Предложение британского физика Джона Белла, выдвинутое в 1960-х годах, уже ограничило квантовую физику. Его мысленные эксперименты, реализованные с тех пор во многих форматах, используют измерения запутанных частиц, чтобы доказать, что квантовая физика не может быть одновременно реалистичной и локальной. Реализм означает, что частицы обладают свойствами, которые существуют независимо от того, измеряются они или нет, а локальность означает, что на объекты влияет только их непосредственное окружение, а не далёкое и не связанное.
Продолжают появляться и новые способы исследования квантовых интерпретаций. Например, в прошлом месяце физики, изучающие явление квантового туннелирования, при котором частицы проникают сквозь барьеры, которые классически невозможно преодолеть, утверждали, что измеренная скорость этого процесса не согласуется с предсказаниями теории волны-пилота Бома. Около 58% респондентов, принявших участие в опросе Nature, считают, что результаты экспериментов помогут определиться между жизнеспособными подходами. Некоторые респонденты упомянули о попытках масштабировать суперпозиции до биологических систем. Другие говорили об исследовании взаимодействия между квантовой физикой и гравитацией.
Некоторые физики считают, что использование суперпозиции в квантовых компьютерах позволит больше узнать о подобных явлениях. В 2024 году Хартмут Невен, основатель Google Quantum AI в Санта-Барбаре (Калифорния), анонсировал квантовый чип Willow, заявив, что его способность выполнять вычисления, которые заняли бы больше времени, чем возраст Вселенной на самом быстром классическом компьютере, «подтверждает идею о том, что квантовые вычисления происходят во многих параллельных вселенных». Он ссылался на расширение теории множества миров, сделанное в 1997 году Дэвидом Дойчем, физиком из Оксфордского университета (Великобритания).
Согласие с единой интерпретацией может стать поводом для выработки совершенно нового подхода. «Когда мы найдём правильную интерпретацию, она заявит о себе благодаря тому, что будет более последовательной, чем все предыдущие», — говорит Спеккенс. «Я думаю, мы должны стремиться к этому».
Является ли нынешнее положение дел проблемой или нет, зависит от того, кого вы спросите. «Просто стыдно, что у нас нет истории, которую мы могли бы рассказать людям о том, что такое реальность», — заключает Карлтон Кейвс, физик-теоретик из Университета Нью-Мексико в Альбукерке и модератор дискуссии о фундаментах на встрече в Гелиголанде.
Крулл с этим не согласна. По её словам, люди серьёзно относятся к вопросу интерпретаций, «и это не приводит к хаосу и не вызывает смущения. Это ведёт к прогрессу, к творчеству. В этом есть своё удовольствие».
Комментарии (45)
kauri_39
19.08.2025 12:07результаты наблюдений за запутанными частицами коррелируют, даже если частицы удалены друг от друга на тысячи километров...
В ходе опроса 39% респондентов заявили, что считают такое "действие на расстоянии" реальным.
Вот и я так считаю. Предлагаю своё объяснение. На известном нам отрезке эволюции материи действует его общий закон. Он описывает образование новых, всё более масштабных форм материи - от кварков до цивилизаций. Форма - это множество представляющих её конкретных элементов, которые являются системами взаимодействующих элементов предыдущей формы.
Закон гласит: "Вначале элементы исходной формы материи взаимодействуют на принципе своей внутренней связи, а затем реализуют для этого принципиально новую, более дальнодействующую внешнюю связь, на основе которой они объединяются в системы - более масштабные элементы очередной формы материи". Что это действительно так, можно убедиться, ознакомившись с выводом общего закона эволюции.
Согласно этому закону, человечество вначале может общаться с другими цивилизациями лишь на принципе своей внутренней связи - световой, где носителем информации служат фотоны. Так это и происходит. Но потом оно должно обрести более дальнодействующую, уже сверхсветовую связь. Так поступают и другие цивилизации нашей Вселенной, чтобы в её объёме объединиться в систему - образовать более масштабный элемент очередной формы материи. Вероятно, во Вселенной уже сложилась единая система цивилизаций. Носителем информации её внутренней связи служат, скорей всего, продольные волны физического вакуума.
В эволюционной модели мира, которая в сжатом виде описана здесь, такие вселенные называются разумными. Расширение вселенных - разумных, и с неполной внутренней эволюцией - завершается их переходом во взаимно сжатое состояние. Так из них образуются вселенные следующего масштаба пространства и времени. Квантами вакуума такой вселенной становятся вселенные с неполной эволюцией, а квантами её материи, её фотонами, становятся разумные вселенные. А они, согласно общему закону эволюции, применяют для связи друг с другом вначале свою внутреннюю сверхсветовую связь. Поэтому их внешняя связь тоже сверхсветовая, почти мгновенная - с точки зрения наблюдателя вмещающей их вселенной.
Поэтому мы, наблюдатели в нашей Вселенной, вводим фотоны в запутанное состояние и регистрируем их мгновенное взаимодействие - их "нелокальную корреляцию". А иначе и быть не может, потому что они по эволюционной модели мира являются разумными вселенными предыдущего масштаба с присущими им свойствами. По-моему, это самое разумное объяснение "действия на расстоянии" между запутанными фотонами или между другими запутанными частицами, образованными в конечном итоге из фотонов.
amazingname
19.08.2025 12:07Вся проблема интерпретаций квантовой механики в том что они пытаются расставить "метки" реальности/нереальности существования/не существования на объекты не задумываясь о смысле категорий "реальности" или "существования". Изучая КМ всегда приходим к выводу, что она не совместима с обычным бытовым представлением об этих категориях (я могу съесть бутерброд, значит он "существует"), а других определений для этих категорий у нас нет и как бы и быть не может.
В итоге каждый физик имеет в голове картинку, в которой реальность становится реальностью когда она измерена, сплетена, сцеплена в единый мир. А не изолированные кусочки до того существуют как суперпозиция возможного (волновая функция), что бы это не значило. И этой картинки в принципе достаточно.
BugM
19.08.2025 12:07Весь опыт науки говорит о том что должна быть общая теория. То что мы ее не понимаем говорит только о том что мы недостаточно умные и надо больше стараться.
amazingname
19.08.2025 12:07Так никто не против. Но надо понимать, что граница познаваемости она тоже может быть. Хотя я надеюсь с КМ ещё что-то сумеют добавить доказуемое.
BugM
19.08.2025 12:07С чего бы ей быть? Возможно нужны установки побольше и энергии побольше, но это технические проблемы.
amazingname
19.08.2025 12:07Все что вы найдете с установками побольше будет вписываться в существующую квантовую теорию поля. Следующий шаг это квантовая гравитация, но там натурально надо черными дырами оперировать, а таких возможностей природа не предусмотрела.
Есть вариант чисто теоретически получить более общее понимание математики КМ и из него угадать как может работать квантовая гравитация. Если надеяться что теория струн это ошибка и есть понимание проще и лучше.
Но и после этого не факт что с интерпретациями КМ что то проясниться. Даже скорее всего мало что проясниться. Проблема выглядит слишком фундаментальной и философской, чтобы это в принципе могло бы иметь какое то объяснение. Вроде проблем сознания-материи и прочей философии.
BugM
19.08.2025 12:07Вы точно уверен что следующий шаг именно этот? Вы точно уверены что нужны именно такие энергии? Вы точно уверены что нет и не будет возможностей ими управлять?
Я вот ни в чем из этого не уверен.
Не надо мешать философия с физикой. Это не приводит ни к чему хорошему.
amazingname
19.08.2025 12:07Точно уверенным нельзя быть не в чем. Но если посмотреть на физику последних 100 лет и вообще поразбираться в вопросе, то можно говорить о той картине, о которой я сказал с довольно высокой уверенностью.
Концептуально КМ была построена 100 лет назад и с тех пор ничего принципиально нового не находили.Не надо мешать философия с физикой. Это не приводит ни к чему хорошему.
Именно из этого факта и следует, что с интерпретациями квантовой механики может быть полный затык. Физика говорит только о том что мы можем получить в экспериментах, она не дает ответов на философские вопросы типа что есть реальность.
BugM
19.08.2025 12:07КМ это что? Стандартной модели лет 20-30 всего. Она поменяла принципиально все.
А надо? Ставим эксперименты, пишем теории и лучше узнаем как работает мир. Что еще надо?
amazingname
19.08.2025 12:07Во-первых, стандартной модели больше 50 лет. Во-вторых, что именно она поменяла? Допустим, что кардинально поменялось с момента когда физики знали что протон это некая заряженная частица участвующая в неком сильном взаимодействии и до момента когда разработали всю хромодинамику? Принципы были понятны, как сделать реактор или бомбу тоже было понятно. Что произошло - только выяснение деталей.
Мы говорим об интерпретации квантовой механики. Выяснение деталей здесь ничего не дает, потому что эти детали как раз в ее рамках выясняются.
Сколько еще подобных деталей можно выяснить, и что это даст для получения некого нового понимания мира, или хотя-бы в практическом плане? Пока похоже что ничего.BugM
19.08.2025 12:07Ее дописывали даже в 21 веке. И да это важно. Когда теория дописывается это критично важное изменение.
В смысле что дает понимание как устроен мир? Оно все дает. Все вещи которые вас окружают основаны на том что мы понимаем как мир устроен.
Понятно что практическое применение каждому конкретному знанию может быть найдено и через десятилетия и даже через столетия, но это нормально. На то она и фундаментальная наука.
amazingname
19.08.2025 12:07Вот я вьехал в гостинничный номер. Сначала я нашел микроволновку, потом стиралку и чайник. Потом порылся по пыльным углам и шкавам, нашел еще несколько случайных вещей, вроде штопора или куска проводки.
Я продолжаю обшаривать пыльные ниши под шкафчиками, под кроватью, последнее что я нашел - был огрызок от яблока, но я уверен, что если я буду упорно искать, то найду в номере и джакузи и кондиционер, и может даже лекарство от рака.
Т.е. эта ваша логика она странная. Она предполагает, что количество подарков бесконечно по определению. Но с чего бы вдруг? Если мы задаем следующий фундаментальный вопрос, а там уже получается сплошная философия вместо науки, а потом мы находим следующий эффект, но он вообще бесполезен как его не поверни, тогда откуда берется вера что дальше все будет гораздо лучше а не хуже?
BugM
19.08.2025 12:07А теперь подумайте из чего и на основе каких знаний это все сделано. Начать с магнетрона можно.
Какие подарки? Вы о чем вообще? Есть явно неполная или вообще некорректная теория. Есть куча экспериментов и собранных данных. Надо понять и написать правильную теорию.
amazingname
19.08.2025 12:07Есть явно неполная или вообще некорректная теория. Есть куча экспериментов и собранных данных. Надо понять и написать правильную теорию.
Нет давно такой теории. Лет 100 уже как нет. Есть уточнение некоторых деталей. Трудно изучаемых только потому что они не существенны ни для чего.
BugM
19.08.2025 12:07В смысле нет? Стандартная модель это правильная теория. Возможно неполная, но точно правильная.
amazingname
19.08.2025 12:07Нет таких теорий о которых вы написали в предыдущем сообщении. Если у нас дискуссия, в ответах нужно хотя-бы держать контекст.
BugM
19.08.2025 12:07Открутите еще на сообщение. Практическая польза от теории может появится заметно после теории. Это нормально.
amazingname
19.08.2025 12:07Ок, стандартная модель создана уже достаточно давно если сравнивать со скоростью развития цивилизации. Есть ли мысли как она может быть полезна? Хотя-бы фантастические? Уверен, что нафантазировать как может быть полезна сила пара или электричества мог уже и Леонардо Давинчи без проблем.
BugM
19.08.2025 12:07Она создана совсем недавно.
Известная история с Меркурием. Казалось какую пользу могут принести наблюдения за ним? Больше 100 лет ждали пока практическое применение появится. Появилось и без него теперь мы себе жизнь не представляем.
amazingname
19.08.2025 12:07Каким образом результаты наблюдения Меркурия помогли создать gps? Теория относительности учитывается в GPS, но она никак вообще не помогла его создать. Если бы ТО не была открыта, инженеры бы просто эмпирически вычислили нужную поправку, используя регрессионные модели. Что они скорее всего и делают на практике. Тогда где польза от наблюдения меркурия? И где польза от знания ТО?
Вот с электродинамикой все по-другому. Там понимание теории сразу даёт видение множества применений, которые без этого понимания никак не придумаешь.
Это то о чем я говорю. Каждая следующая фундаментальная теория бесполезнее предыдущей. У природы заканчиваются фундаментальные подарки.
BugM
19.08.2025 12:07Или не сделали бы. Или им пришлось изобретать ту самую теорию относительности, а научное общество не было бы подготовлено столетней загадкой.
Практика показала что делать сложные вещи не понимая что делаешь не выходит. Надо в начале подумать, посчитать а потом делать. А чтобы считать нужна подходящая теория.
Кстати теория может быть и не правильной. В каких-то узких случаях неправильные теории работают. Плохой паровой двигатель сделать на теплороде можно. А вот ДВС уже не выйдет.
Вот и у нас так. Есть теория Стандартная модель, ждем пока кто-то на основе нее что-нибудь сделает. И ведь точно сделает. Вопрос только в сроках.
amazingname
19.08.2025 12:07Погодите. Мы обсуждаем вопрос о том, насколько полезными могут быть еще не открытые теории для создания чего-то нового (не для понимания вселенной). Вы привели замечательный пример относительно новой и совершенно бесполезной теории: теории относительности, которая меняет наше понимание вселенной, но на этом все.
Т.е. например, люди всегда видели магнитики но до электродинамики не понимали как создать электродвигатель.
И люди всегда видели что яблоко падает вниз, но после получения понимания гравитации в общей теории относительности ничего нового (вроде антигравитационных автомобилей) создать нельзя ни сейчас, ни в любой мыслимой перспективе.
Все сходится - чем новее теория, тем она бесполезнее.
И?
BugM
19.08.2025 12:07У вас в телефоне GPS нет? Он работает с учетом теории относительности и не работает без нее.
Вся история человечества говорит нам что все вещи делаются после того как есть теория как они должны работать. И в теорию надо вкладываться чтобы сделать что-то новое.
Теория логично опережает производство вещей. И 100 лет это вполне нормальный зазор. При ходите к концу 21 века. Там для для Стандартной модели вероятно найдется практическое применение.
amazingname
19.08.2025 12:07У вас в телефоне GPS нет? Он работает с учетом теории относительности и не работает без нее.
Он не был создан благодаря открытию теории относительности и работал бы если бы ей вообще никто не занимался. Значит эта теория не имеет практически полезных эффектов...
Мы пошли по кругу.
VladZ_82
19.08.2025 12:07Возможно ли такое, что элементарные частицы в реальности и есть волны? А когда наблюдатель проводит измерение, то есть, действует на тот или иной объект квантового мира, то этот объект в результате воздействия превращается в частицу? Всё-таки, наблюдение в квантовом мире предполагает воздействие на объект, скорее всего, в результате этого воздействия объект квантового мира меняет свои свойства и начинает вести себя по-другому.
BugM
19.08.2025 12:07Нет. Наблюдение после взаимодействия тоже работает. Частица проявляет себя как частица, если ее свойства измерят в будущем.
net_racoon
19.08.2025 12:071) Фейнман говорил, что частицы в квантовом мире ведут себя не так, как нам привычно, не как пружинки и не как волны, и вообще ни как что-то знакомое из нашего опыта;
2) Для коллапса не нужен наблюдатель, нужна среда.
Всё-таки, наблюдение в квантовом мире предполагает воздействие на объект
Насколько я знаю, физики не знают как это работает. Взаимодействие всегда происходит. Частица же не существует в вакууме, на нее всегда действует: гравитация, магнитные поля и т.п.
VladZ_82
19.08.2025 12:07Мне было интересно, откуда, вообще, пошло определение, что объекты квантового мира - это частицы. Помню, гуглил, искал, это чуть ли не от Резерфорда тянется. Один физик сказал и как-то все приняли эту точку зрения, что вот там в квантовом мире - это элементарные частицы. Гуглил также фото протонов, не нашел. Так почему все упорно называют их частицами? По электрону теперь существует версия, что это не частица, а облако вокруг протона. В общем, не факт, что те объекты квантового мира, которые люди договорились называть частицами, являются частицами в буквальном смысле.
mikeveng73
19.08.2025 12:07>пошло определение, что объекты квантового мира - это частицы.
определения, никогда и не было. были опыты, которое показывали их поведение, аналогичное поведению похожее на обычное тело. А оно маленькое, вот назвали частицей. Исторически же всё делили, и делили, то до атома добрались, то до ядра.
Поведение характерное для частиц - передача импульса даже фотонами (типа солнечный парус и т.п.)VladZ_82
19.08.2025 12:07Вот именно. То есть, некий объект квантового мира ведет себя как частица, поэтому было сделано умозаключение, что это частица. А потом ученые удивляются, что у этого объекта, оказывается, есть такие свойства, что он/объект может вести себя и не как частица. Люди сами дали не вполне корректное определение объекту - частица, а потом удивляются, почему свойства этого объекта не соответствуют тому определению, которое они ему дали.
mikeveng73
19.08.2025 12:07Это очень вульгарное определение того что происходит. Изначально победила волновая теория, а только потом вернулась к корпускулярным элементам. Но вульгаризировать можн что угодно.
amazingname
19.08.2025 12:07Частица всегда остаётся частицей и никогда не бывает волной. Но согласно квантовой механике вероятность любого измерения чего угодно, относительно чего природе ещё не определилась, определяется из комплексной амплитуды. Отсюда, в ситуации когда в некой области пространства неизвестно (не определено) сколько там и каких есть частиц, измерения дают картинку как будто мы меряли некие волны. В если уже известно (природа определилась), то как будто меряли частицы.
Или, если кратко, частица не бывает волной, но то что реально, то что есть, формируется из того что "потенциально может быть" особым образом, воспроизводящим в том числе волны. Не частицы такие, жизнь такая.
DenSigma
19.08.2025 12:07Эта проблема похожа на следующий вопрос: может ли ML-модель понять, что она такое и как она устроена?
netch80
19.08.2025 12:07Диалог:
— Какая интерпретация лучше - многомировая или пилотной волны?
— Не знаю, я в этом не копенгаген!
Polunochnik
19.08.2025 12:07Судя по тому насколько контринтуитивна для человека КМ, в реальности может быть такое что все предложенные варианты теорий верны в той или иной степени в зависимости от основного актора- наблюдателя.
vzspace
19.08.2025 12:07Так называемый коллапс волновой функции полностью описывается уравнением Шредингера, это показано еще в 1929 году в работах Мотта о формировании треков частиц. Уравнение описывает образование локализованного состояния частицы при ионизации атома в трековой камере, причем это состояние перемещается по прямой к следующему атому и образуется трек полностью описываемый уравнением Шредингера. Проблема не в этом - состояние частицы включает суперпозицию треков, начинающихся на разных атомах, но затем не понятно когда и при каких условиях наблюдается только один трек из суперпозиции. Вот этот отбор и суперпозиции уже коллапсировавших состояний и есть главная загадка.
И еще о физической реальности - квантовая теория поля гласит что физическая реальность это совокупность квантовых полей, которые при взаимодействии проявляются как локализованные частицы.
Oeaoo
Какова природа реальности? Такс, ща придумаем. Ой, это все равно не она. Ща еще придумаем, погодите.. астанавитезь!