Теория квантового бессмертия кратко
Обновлено: 04.07.2024
Ква́нтовое бессме́ртие — мысленный эксперимент, вытекающий из мысленного эксперимента с квантовым самоубийством и утверждающий, что согласно многомировой интерпретации квантовой механики существа, имеющие способность к самосознанию, бессмертны.
Содержание
Содержание мысленного эксперимента
Представим, что участник эксперимента взрывает ядерную бомбу вблизи себя. Практически во всех параллельных вселенных ядерный взрыв уничтожит участника. Но несмотря на это, должно существовать небольшое множество альтернативных вселенных, в которых участник каким-либо образом выживает (то есть вселенных, в которых возможно развитие потенциального сценария спасения). Идея квантового бессмертия состоит в том, что участник остаётся в живых, и тем самым способен воспринимать окружающую реальность, по меньшей мере в одной из вселенных в множестве, пусть даже количество таких вселенных чрезвычайно мало в сравнении с количеством всех возможных вселенных. Таким образом, со временем участник обнаружит, что он может жить вечно. Некоторые параллели с этим умозаключением могут быть найдены в концепции антропного принципа.
Необходимые допущения и предмет спора
Сторонники квантового бессмертия указывают на то, что эта теория не противоречит никаким известным законам физики (эта позиция далека от единодушного признания в научном мире). В своих рассуждениях они опираются на следующие два спорных допущения:
- Верна многомировая интерпретация Эверетта, а не Копенгагенская интерпретация, так как последняя отрицает существование параллельных вселенных.
- Все возможные сценарии, в которых в ходе эксперимента участник может умереть, содержат по крайней мере малое подмножество сценариев, где участник остаётся в живых.
Например, при взрыве ядерной бомбы, описанном выше, достаточно трудно описать правдоподобный сценарий, не нарушающий основных биологических принципов, в котором участник останется в живых. Живые клетки просто-напросто не могут существовать при температурах, достигаемых в центре ядерного взрыва. Для того чтобы теория квантового бессмертия осталась справедливой, необходимо, чтобы либо произошла осечка (и тем самым не произошло ядерного взрыва), либо случилось какое-либо событие, которое основывалось бы на пока неоткрытых или недоказанных законах физики. Другим аргументом против обсуждаемой теории может служить наличие у всех существ естественной биологической смерти, которую невозможно избежать ни в одной из параллельных вселенных (по крайней мере на данном этапе развития науки).
С другой стороны, второе начало термодинамики является статистическим законом, и ничему не противоречит возникновение флуктуации (например, появление области с условиями, подходящими для жизни наблюдателя во вселенной, в целом достигшей состояния тепловой смерти; или в принципе возможное движение всех частиц, возникших в результате ядерного взрыва, таким образом, что каждая из них пролетит мимо наблюдателя), хотя такая флуктуация возникнет лишь в крайне малой части из всех возможных исходов. Аргумент, относящийся к неизбежности биологической смерти, также может быть опровергнут на основании вероятностных соображений. Для каждого живого организма в данный момент времени существует ненулевая вероятность, что он останется жив в течение следующей секунды. Таким образом, вероятность того, что он останется жив в течение следующего миллиарда лет, также отлична от нуля (поскольку является произведением большого числа ненулевых сомножителей), хотя и очень мала.
Хотя идея квантового бессмертия и вытекает большей частью из мысленного эксперимента с квантовым самоубийством, Макс Тегмарк, один из авторов этого эксперимента, заявил, что не считает квантовое бессмертие следствием его работы. Он утверждает, что при любых нормальных условиях всякое мыслящее существо перед смертью проходит через этап уменьшения уровня самосознания, никак не связанный с квантовой механикой (этот спад может продлиться от нескольких секунд до нескольких лет). Таким образом, по мнению Макса Тегмарка, у участника нет никакой возможности для продолжительного существования посредством перехода из одного мира в другой, дающий ему возможность выжить.
Квантовое бессмертие, кот Шредингера… Если для вас это так же сложно, как и для большинства, давайте разбираться вместе. Сегодня попытаемся объяснить, что такое квантовое бессмертие простыми словами.
Ученые в квантовой механике разделяют наш мир на несколько миров
Теория про кота Шредингера
Про теорию кота Шредингера слышали, наверное, все.
Ученый провел эксперимент. Он взял обычную коробку и поместил туда кота. Суть заключалась в том, что внутри находилась емкость с опасным химическим веществом, которое, при открытии, могло кота убить. Также внутри находился прибор для измерения радиации – счетчик Гейгера, на который был установлен механизм – молоток на веревке. И самый главный элемент – радиоактивное вещество, которое распадалось. Из ядерной физики известно, что распад вещества – процесс случайный и его нельзя предсказать. Если оно распадалось, то счетчик Гейгера фиксировал радиацию, молоток, привязанный к нему, срывался и разбивал колбу, кот умирал. Если вещество не распадалось, кот оставался жив. По теории вероятности мы получаем шанс 50 на 50 процентов.
Об этом эксперименте узнал весь мир, и все люди были в недоумении от этого. Однако, в действительности за кота можно не переживать. На самом деле, эксперимент не проводился, а был лишь мыслями Австрийского физика-теоретика Эрвина Шрёдингера, который он придумал в далеком 1935 году.
Теперь про квантовое бессмертие
Что же это такое? Если официальным языком, то:
Квантовое бессмертие — мысленный эксперимент, вытекающий из мысленного эксперимента с квантовым самоубийством и утверждающий, что, согласно многомировой интерпретации квантовой механики, существа, имеющие способность к самосознанию, бессмертны.
Квантовая механика
Ученые в квантовой механике разделяют наш мир на несколько миров. Это микромир, к которому относятся атомы, молекулы, протоны и фотоны, то есть все маленькие частицы. Макромир – это наш обычный мир, где мы живем, и все вещи, которые мы видим перед собой: машины, поезда, люди, деревья, животные. И Мегамир – это планеты, солнечная система, вселенная и все крупные объекты, которые кажутся нам невероятно большими.
В нашем мире все можно объяснить обычной механикой. Здесь работают законы физики, закон Ньютона. Но в маленьком мире этого не происходит. Мы живем в обычном мире, где ездят машины, летают самолеты, и мы привыкли, что везде все должно работать по законам физики, а если где-то это перестает работать, то для нас это мистика и мы в это не верим. По крайней мере, мы так думаем. Квантовая механика, как раз, старается объяснить процессы, которые там происходят. А когда мы понимаем, что это все научно доказано, то нам становится не по себе.
Пример
Главный принцип, от которого стоит отталкиваться в дальнейшем и который нужно понять, чтобы понять квантовое бессмертие – это принцип суперпозиции. Он гласит о том, что любой предмет в нашем мире находится в нескольких положениях одновременно. Возьмем кота. Сейчас он лежит на кровати, с тем же он лежит на стуле, ест на кухне и все это одновременно, просто в разных мирах. Это и есть доступное объяснение принципа суперпозиции.
А теперь возьмем микромир, он является основным в нашем познании квантовой механики. Вместо кота там маленькие частицы, например, фотоны. Мы их изучаем, чтобы выяснить одно лишь единственное их положение в мире, а не в принципе суперпозиции. И дело в том, что, когда мы начинаем их изучать, вся суперпозиция пропадает и фотон оказывается в том положении, в котором он есть и будет. Также и ваш кот сейчас лежит на диване, и это единственное то, что он делает в этот момент времени.
Еще немного про квантовую механику
На данный момент ученые не могут объяснить, как и почему один предмет может находиться в нескольких местах одновременно. Также, в квантовой механике существуют несколько интерпретаций, которые несколько отличаются друг от друга. Прежде чем начать говорить о квантовом бессмертии, стоит понять, что они значат.
Физики-теоретики Нильс Бор и Вернер Гейзинберг сформировали Копенгагенскую интерпретацию в 20 веке. Согласно ей, фотоны и другие частицы в микромире могут существовать в нескольких состояниях одновременно. Когда мы пытаемся измерить микромир, мы воздействуем на него, тем самым он меняется и остается таким навсегда, а все другие его состояния удаляются и больше не проявляются никогда. Чтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоять. Это возможные его состояния. Но, когда вы посмотрите на него, он ляжет на кровать и продолжит там лежать. Это станет единственным его состоянием, а другие пропадут и не будут существовать в других мирах.
Многомировая интерпретация. В 1957 году ее озвучил Американский физик Хью Эверит. Согласно ей, когда человек наблюдает за фотоном, в этот момент мир разделяется на двое. В одном мире фотон идет прямо, а в другом волнообразно. Мы же попадаем в один из этих миров совершенно случайно, без какого-либо принципа. Только представьте, что где-то один ученый смотрит на обычный свет, который светит в дырки, а из-за этого целый мир разделяется на двое. Мы остаемся в нашем, а где-то в другой вселенной появляется новый мир, похожий на наш, но там все будет происходить по-другому. Этой версии придерживаются большинство ученых.
Чтобы понять, можем взять в пример вашего кота, который вошел в комнату. Пока вы не посмотрели на него, он может лечь, сесть, продолжить стоять
Квантовое бессмертие
Теперь давайте проведем эксперимент с котом Шрёдингера, только с человеком. Условия все те же самые. Вероятность смерти 50 процентов. Если отталкиваться от Копенгагенской теории, то, если человек умирает, то он просто умирает и больше ничего не образуется. Потому что было выбрано одно состояние человека, а все другие удалились навсегда. Вселенная продолжает существовать без этого человека.
Однако, согласно многомировой интерпретации, если человек умирает, то появляется другая вселенная, где человек выживает и продолжает жить своей жизнью. На этом моменте мы и сталкиваемся с квантовым бессмертием. Представьте, что этот человек – это вы. И каждый раз, в этой коробке вы выживаете. А умирает человек в другой вселенной, к которой вы не имеете никакого отношения, которая вас не волнует. И сколько раз бы вы не повторяли этот эксперимент с собой, вы выживаете, каждый раз образуя новую вселенную.
Эксперимент можно считать удачным, если вы остались в коробке. Но в других вселенных ученые, открыв коробку, увидят только погибшего человека.
А теперь вспомните тот момент из своей жизни, когда вы находились на грани смерти. И только вдумайтесь, что где-то во вселенной может существовать тот мир, где все пошло не по плану, вы погибли и не стали расти, развиваться, заводить новых знакомых, ведь вас там не существует. Это сложно до конца осознать, но именно в этом и состоит смысл квантового бессмертия.
Еще одно объяснение
В предложенном эксперименте на участника направлено ружьё, которое стреляет или не стреляет в зависимости от распада какого-либо радиоактивного атома. Риск того, что в результате эксперимента ружьё выстрелит и участник умрёт, составляет 50 %. Если копенгагенская интерпретация верна, то ружьё в конечном итоге выстрелит, и участник умрёт. Если же верна многомировая интерпретация Эверетта, то в результате каждого проведенного эксперимента вселенная расщепляется на две вселенных, в одной из которых участник остается жив, а в другой погибает. В мирах, где участник умирает, он перестает существовать. Напротив, с точки зрения неумершего участника, эксперимент будет продолжаться, не приводя к исчезновению участника. Это происходит потому, что в любом ответвлении участник способен наблюдать результат эксперимента лишь в том мире, в котором он выживает. И если многомировая интерпретация верна, то участник может заметить, что он никогда не погибнет в ходе эксперимента.
Участник никогда не сможет рассказать об этих результатах, так как с точки зрения стороннего наблюдателя, вероятность исхода эксперимента будет одинаковой и в многомировой, и в копенгагенской интерпретациях.
Говоря о такой сложной вещи, как квантовая физика, невозможно обойтись без теоретического базиса. Прежде всего, необходимо понять, что наша реальность (город, страна, целая планета и даже вселенная) делится строго на 3 категории: мегамир, макромир и микромир. Они расставлены в порядке возрастания своей величины. Мегамир – это про космические тела, планеты и системы, макромир окружает нас в быту, а микромир находится внутри нас. Клетки, нейронные связи, а также остальные неосязаемые составляющие нашего организма формируют микромир. И вот в нём весь фокус.
Как известно, человек – это лишь упорядоченный набор частиц, которые находятся в постоянном движении. Мы, по сути, являемся просто коробочкой из биологических клеток, состоящих из ещё меньших объектов. И эти объекты крайне коварны. Ученым доподлинно известно, что частицы постоянно двигаются. Непрерывно меняют собственное положение, подобно неустанному волчку. Но стоит лишь взглянуть на них, попытаться поставить под микроскоп, как всё замирает. Ни одно увеличение не может обмануть микромир, он становится статичным, как только мы начинаем за ним наблюдать. Это называется суперпозиция, то есть явление, при котором наверняка неясно, где находится изучаемый объект. И эта суперпозиция пропадает. Исходя из данной концепции, абсолютно противоречащей всему, чему только можно, ученые выдвинули теорию о квантовом бессмертии.
Почему мы никогда не умрем?
Стоит отметить, что все нижесказанное носит лишь вероятностный характер. Ведь, сами понимаете, доказывать бессмертие – это сродни борьбе с ветряными мельницами. Но в теоретическом отношении всё выглядит достаточно интересно. Макс Тегмарк описал любопытный мысленный эксперимент. Представьте: вы в комнате. Напротив вас – заряженное ружье. Калибра пули, угла дула и других факторов хватит аккурат на прямое попадание в голову. И вы знаете, что ружье должно выстрелить. Проходит час. Затем два. Минует третий круг минутной стрелки. Но выстрела всё нет. И, как говорит Тегмарк, исходя из понятия о суперпозиции, за время вашего ожидания вселенная успела поделиться столько раз, проделать столько комбинаций в микромире, что вы, как непосредственный участник эксперимента, останетесь живы, даже если ружье выстрелит. Просто в другой, новой, только что сгенерированной вселенной.
Послесловие
Здесь действительно есть над чем подумать. Особенно если учесть, что мы дали максимально упрощенное представление о столь фундаментальной, сложной теории. Теперь вы располагаете необходимым минимумом знаний, чтобы продолжить самостоятельное изучение этого вопроса. Делитесь своим мнением о квантовом бессмертии в комментариях, дерзайте и узнавайте новое вместе с нами. Желаем удачи!
Временно отойдём от биологии и медицины. Мультимировая интерпретация квантовой механики — это, пожалуй, самая сумасшедшая идея, о которой мне приходилось читать.
За что я люблю физику, так это за форменно наркоманские гипотезы теоретиков, которые (вопреки интуиции), вполне могут оказаться верными. Сегодня разговор как раз о такой.
Про кота
Почти наверняка вы слышали о знаменитом коте Шрёдингера (доступнее для детишек здесь). Если не доводилось, я коротко напомню.
Шрёдингер предложил этот эксперимент, чтобы потроллить коллег.
Короче говоря, случится это (смерть кота) в течение часа с вероятностью точно в 50%. И штука вся в том, что пока мы ящик еще не открыли (слышать, как кот скребется и орёт мы, по условиям опыта, не можем), кот находится как бы в двух состояниях сразу — он и мёртв и жив одновременно. Причём обстоит это так не субъективно-психологически (что обыденно понятно и легко представимо), а вообще. Объективно.
Шрёдингер предложил этот эксперимент, чтобы потроллить коллег. Его кот демонстрировал, что при взгляде на квантовые закономерности из макромира получается форменная антиинтуитивная бредятина.
Однако прошло время и выяснилось, что никакого противоречия здесь может и не быть. Пионером на этом пути стал физик Хью Эверетт III. Он в 1957 году предположил такое объяснение фактов современной квантовой физики, при котором допускается существование бесконечного множества параллельных миров, где реализованы все варианты развития событий на всех физических уровнях — от квантов до людей, галактик и их скоплений.
Проще говоря, Эверетт думал о каждом факте наблюдения события, которое может закончиться так и эдак, как о расщеплении наблюдателя на клоны в параллельных реальностях, которые видят разные реально случившиеся варианты. Причём все эти новообразованные реальности абсолютно равнозначны.
В его трактовке кот в ящике действительно физически и жив и мертв одновременно. Какого именно кота увидим непосредственно мы, зависит только от того, в какой из двух возможных расщепов реальности мы угодим. В момент открытия ящика какой-то другой клон в другой вселенной одновременно с нами видит противоположный результат.
Какого именно кота увидим непосредственно мы, зависит только от того, в какой из двух возможных расщепов реальности мы угодим.
Квантовое бессмертие
Чтобы стало яснее, приведу другой мыслительный эксперимент — грубее и нагляднее. Его авторами стали (независимо друг от друга) физики Ганс Моравек и Бруно Маршал в 80-е годы прошлого столетия. Ближе к нашему времени (1997) его в расширенном виде изложил теоретик из Принстона Макс Тегмарк.
Я видоизменю этот эксперимент так, чтобы мой бложик могли читать подростки, а уважаемый портал Newtonew не внесли в федеральный список сайтов, распространяющих информацию о методах самоубийства.
Вот вы в ящике. Сидите первый час. Страшновато, но терпимо.
Ничего не случилось. Стало жутче, но вы сидите дальше.
Сидите два часа. Ничего. Напряжение растёт.
Сидите три. Уже паника.
Пять. Тот же результат.
Сутки. Паника перешла в обреченность, усталость и равнодушие.
Вы сидите уже неделю (допустим, взяли с собой запас воды). Ничего не происходит.
Сидите месяц (у вас есть еда).
Сидите второй (вы взяли с собой книги, в в ящик проведен свет, плюс он довольно просторный, чтобы у вас не затекли конечности, и можно было прогуливаться вдоль стен).
Наконец, проходит четыре месяца (вы феноменально терпеливый человек). Даже куда более увлекательная игра, чем эта, может утомить. Вам надоедает торчать в ящике, и вы выбираетесь наружу.
Действительно, одним из вариантов того, что вы увидите после изучения ситуации, может быть механическая поломка. Но давайте рассмотрим вариант, в котором механизм работает идеально, всё в нем смазано и сбоев он в силу крайней примитивности дать не может (у Шрёдингера механизм зависит лишь от времени полураспада атома радиоактивного элемента).
В общем, в течение этих месяцев вы должны были умереть без малого три тысячи раз с вероятностью очень близко подобравшейся к заветным 100%, но атом, который распадается с вероятностью 50% в час, в вашем случае не распался.
Что произошло на самом деле?
На самом деле, согласно многомировой интерпретации квантовой механики, вы в течение месяцев методично и безжалостно убивали людей. И ухлопали народу в итоге больше, чем их погибло в 2001 году во Всемирном торговом центре. Люди эти — ваши клоны, которые в данный момент сильно пахнут в тысячах ящиков по тысячам параллельным вселенных. В которые вы за эти два месяца тысячи раз (не заметив того и почти не потеряв в массе), расщепились.
Многомировая интерпретация квантовой механики с Дэвидом Уолласом
И видите сейчас вы свой ящик снаружи лишь потому, что огромное число людей в других вселенных его уже не могут видеть даже изнутри.
Вот здесь можно выдохнуть.
Альтернативный пример (без ящика и самоубийств) для лучшего понимания сути квантового бессмертия выглядит так. Вы идёте по улице, и в вас стреляют с близкого расстояния. В этот момент от вашей реальности отпочковывается новая реальность (или несколько), в которых стрелявший промахивается/у него случается осечка/вы поворачиваетесь к нему боком, где у вас спрятан толстый фолиант, умыкнутый из библиотеки/вы легко ранены и сбегаете/вблизи появляется машина ППС/в преступнике просыпается моральное чувство, он бросает пистолет и кается… Дальше продолжайте сами.
Антропный принцип
Мультимировая интерпретация квантовой механики объясняет не только тот факт, что вы прямо сейчас по ту сторону монитора читаете эти строки. Если вдуматься, трактовка Эверетта (окажись она верна, разумеется) раз и навсегда снимает любые вопросы о религиозных чудесах.
Стрела времени и многомировая интерпретация квантовой физики
Про чудеса
Раньше я думал, что это объясняется некими психологическими факторами. Мы, например, банально склонны забывать ситуации, в которых чудо не случилось. И это весьма хорошая гипотеза. Но и она не объясняет убедительно всего, что с нами происходит интересного.
А вот гипотеза Эверетта, кажется, объясняет.
Из интересного
Если немного поразмыслить над этим философски, то можно сделать небольшое предсказание.
Параллельные миры в физике и фантастике от Физтех-центра МФТИ
Причём даже в ситуациях, которые, на первый взгляд, не связаны для нас с риском гибели. Не спрашивают на уроках, когда ты (ученик, студент) не готов. Выдали зарплату вовремя. Масса совершенно обыденных поворотов событий неочевидным для нас образом могла закончиться смертью. Вышел чуть раньше — не попал под машину. Задумался о птичках — миновал летящую сосульку. Сам ход мысли вас как наблюдателя, возможно, незримо направляется как бы невидимой рукой мириадами ежесекундно умирающих впереди и вокруг ваших (наблюдателевых) клонов.
Подчёркиваю важный момент. Для внешнего наблюдателя ничего аномального не происходило и не произойдет. Вы полностью вписываетесь в нормальное распределение. Ваш клон в ящике умирает в полном согласии с 50/50.
Если разбираться в следствиях из гипотезы Эверетта, то мы не вполне те люди, которыми себя привыкли считать, а реальность, которую генерирует наш мозг, весьма иллюзорна.
С точки зрения ММИ мы — все живущие в данный конкретный момент люди — лишь проекции куда более сложных многомерных объектов. Проекции куда большего числа людей, которыми мы не станем, и событий, которые с нами никогда не случатся.
Параллельные вселенные от MinutePhysics (в русской озвучке)
Остальные проекции живут лишь мгновение, в которое через них пробегает сознание до следующего расщепления. И, что интересно, маршрут свой эта линия прокладывает, тщательно избегая мест, где движение пресеклось в альтернативных реальностях. Как бы обходя их чуть-чуть заранее.
Ещё можно сказать так. Со всеми людьми, которых мы знаем (включая нас), одновременно здесь и сейчас происходит ВСЕ мыслимое и немыслимое, что только может с ними и с нами объективно происходить.
Включая и чудеса.
Ещё по этой теме :
Потрясающая воображение штука. Правда?
В заключение
Удивлюсь, если из спекуляций вроде описанных выше не вырастет (может и уже выросла, я не выяснял за дефицитом времени) некая интересная этико-философская система. То, что наплодят массу эзотерической муры — это и так понятно. Но вдруг?
Со мной-то все будет в порядке. А вот моя жена Анжелика останется вдовой.
27 мая 2015, 12:30
Мнение автора может не совпадать с позицией редакции.
Читайте также: