Обычные законы физики больше не работают — этот парадокс поставил всю реальность под сомнение

Мир квантов полон тайн, но новый парадокс, найденный физиками, ставит под сомнение сами основы нашего понимания реальности. Что, если одно из "здравых" предположений, на которых держится физика, ошибочно?

Где начинается проблема

Квантовая теория великолепно объясняет поведение атомов и элементарных частиц. Однако всё становится гораздо сложнее, когда её применяют к макроскопическим объектам — например, к самому наблюдателю. Новый парадокс бросает вызов трем краеугольным камням квантовой теории.

Как объясняет Эрик Кавальканти, один из авторов исследования:

"Этот парадокс означает, что если квантовая теория работает для описания [поведения] наблюдателей, то ученым придется отказаться от одного из трех устоявшихся предположений".

Что поставлено под сомнение

Речь идёт о следующих постулатах:

• Измерения объективны: результат — это одно единственное событие, а не множественность возможных исходов.
• Свобода выбора: экспериментальные установки можно выбирать свободно, не ограничиваясь внешними факторами.

Локальность: решения, принятые в одной точке, не могут мгновенно влиять на другую — информация не распространяется быстрее света.

"Каждое из этих фундаментальных предположений кажется вполне разумным <…>. Но мы показали, что как минимум одно из этих распространенных убеждений должно быть неправильным", — добавляет Кавальканти.

Запутанные частицы и квантовый наблюдатель

Исследователи смоделировали ситуацию с квантово запутанными частицами и так называемым "квантовым наблюдателем" — системой, которую можно измерять, но которая и сама способна проводить измерения. Математические модели показали: квантовая теория предсказывает невозможные с точки зрения классики результаты.

Что дальше

Следующий шаг — усложнение эксперимента. Пока что "наблюдатель" был примитивен:

"У нашего "наблюдателя" был, так сказать, очень маленький мозг. У него всего два состояния памяти, которые реализуются как два разных пути для фотона", — поясняет Нора Тишлер.

Но в планах — нечто гораздо амбициознее. Руководитель исследования Говард Вайзман мечтает о квантовом наблюдателе в виде полноценного искусственного интеллекта:

"Эксперимент нашей мечты — это опыт, в котором квантовый наблюдатель представляет собой программу искусственного интеллекта уровня, сравнимого с человеком, работающую на мощном квантовом компьютере".

По его словам, такие технологии смогут не только решать сложнейшие задачи, но и помочь разобраться в природе самого сознания и физической реальности.

Уточнения

Парадо́кс (др.-греч. παράδοξος - "неожиданный; странный", от др.-греч. παρα - "против, вопреки" и др.-греч. δόξα - "мнение; представление; предположение") в широком смысле — высказывание, мнение, рассуждение, которое расходится с общепринятым мнением и кажется нелогичным или противоречащим здравому смыслу (зачастую лишь при поверхностном понимании).