Питання про те, коли Всесвіт «помічає», що його спостерігають, звучить як наукова фантастика, але лежить в основі одного з найбільш тривожних відкриттів у квантовій фізиці. Експерименти, які починаються з мисленнєвих експериментів фізика Джона Вілера наприкінці 1970-х років, показують, що реальність не є фіксованою, доки її не виміряно, і навіть тоді наш вибір щодо вимірювання може ретроспективно вплинути на те, що сталося.
Експеримент з подвійною щілиною: Квантова початкова точка
Основою цих приголомшливих відкриттів є експеримент із подвійною щілиною. Уявіть, що світло пропускає через два вузькі отвори. Світло поводиться як хвиля, створюючи інтерференційну картину на екрані – чергування світлих і темних смуг, як хвилі води, що проходять через отвори. Це підтверджує хвилеподібну природу світла.
Але що відбувається, коли ви посилаєте фотони по одному? Дивно, але навіть окремі фотони в кінцевому підсумку утворюють однакову інтерференційну картину, що свідчить про те, що кожен фотон якимось чином заважає сам собі. Ось тут стає дивним: одна частинка діє як хвиля.
Спостереження змінює все
Якщо ви спробуєте визначити, яку щілину проходить кожен фотон, помістивши в отвори детектор, поведінка хвилі зникне. Фотони тепер діють виключно як частинки, вдаряючись об екран в окремі точки, без інтерференційної картини. Акт спостереження змушує фотон «вибирати» між хвилею чи частинкою. Це не лише наші інструменти; мова йде про фундаментальну природу самого вимірювання.
Затримка вибору Вілера: ретроспективна реальність
Джон Вілер пішов ще далі. Він запитав, чи буде Всесвіт поводитися так само, якби ми відклали рішення про спостереження, поки фотон не пройде через щілини. Чи може вибір, зроблений у сьогоденні, вплинути на те, що сталося в минулому?
Вілер запропонував аналогію, використовуючи далеке світло від квазарів, зігнуте гравітацією. Вибираючи, чи вимірювати ці промені — як хвилі чи як частинки, — ми, мабуть, ретроспективно визначаємо поведінку фотонів. Пізніше експерименти підтвердили його прогноз. Навіть відкладений вибір змушує фотон «запам’ятовувати», що ми вирішуємо. Це означає, що час не є жорсткою структурою, і Всесвіт не переходить у певний стан, доки ми не змусимо його це зробити.
Quantum Eraser: викидаючи минуле
“Quantum Eraser Selection Delay” йде ще далі. У цій версії експеримент вирішує, чи відстежувати, через яку щілину проходить фотон після того, як фотон уже потрапив на екран. Якщо інформація записана, інтерференційна картина не утворюється. Але якщо інформацію відкинути, картинка з’являється знову. Всесвіту байдуже, чи ми виміряли шлях, якщо ми стираємо його записи. *
Наслідки: за межами здорового глузду
Вілер стверджував, що говорити про фотони «в польоті» безглуздо. Є лише вимірювання та спостереження; порядок не має значення. Частково-хвильовий дуалізм стосується не того, що таке фотони, а того, як ми з ними взаємодіємо.
Те, що ми отримуємо – частинки чи хвилі – це те, що ми отримуємо. І тільки після того, як ми зробимо це вимірювання, природа показує нам, який аспект реальності показати.
Ці експерименти не свідчать про те, що Всесвіт навмисно обманює нас; скоріше вони демонструють, що наше розуміння реальності принципово неповне. Всесвіт не має попередніх властивостей, доки ми їх не виміряємо, і наш вибір у сьогоденні може впливати на минуле. Це змушує нас зіткнутися з тривожною можливістю того, що реальність — це не фіксована сутність, а динамічна взаємодія між спостереженням і існуванням.
