Так или иначе, выбора у меня нет. По Квай твердо говорит:
– Вы слушайте. Технически все это очень запутанно, но суть проста. Вы слышали о проблеме измерения в квантовой механике?
– Нет.
– А о кошке Шредингера?
– Что-то слышал.
– Так вот, кошка Шредингера – это иллюстрация проблемы измерения в квантовой механике. Квантовая механика описывает микроскопические системы – субатомные частицы, атомы, молекулы – при помощи математического формализма под названием «волновая функция». По волновой функции можно предсказать, какова вероятность получить те или иные результаты при измерениях над вашей системой.
Например, представьте себе приготовленный особым образом ион серебра, проходящий через магнитное поле и после этого налетающий на флуоресцентный экран. Квантовая механика предсказывает, что в половине случаев вы будете видеть на экране вспышку, указывающую, что ион отклонился вверх в магнитном поле, а в половине случаев – такую вспышку, как будто он отклонился вниз. Это можно объяснить тем, что у иона есть спин, из-за которого он и взаимодействует с полем.
Ион получает толчок вверх или вниз в зависимости от того, как направлен спин относительно поля. Значит, наблюдая вспышки на экране, вы измеряете спин иона.
Теперь допустим, что у вас есть радиоактивный атом с периодом полураспада в один час. Наведите на него детектор частиц, который соединен с механизмом, разбивающим бутылку с ядовитым газом. Если атом распадается, детектор это фиксирует, бутылка разбивается, и кошка умирает. Заключите все это хозяйство в черный ящик, а через час загляните туда. Если вы будете повторять эксперимент снова и снова, каждый раз с новым атомом и новой кошкой, квантовая механика предсказывает, что в половине случаев вы найдете кошку живой, а в половине случаев – мертвой. Увидев, жива ли кошка, вы произвели измерение того, распался ли атом.
– Ну и в чем проблема?
– Проблема вот в чем. До того, как вы произвели измерение, волновая функция не говорит вам, каким будет его исход. Она говорит только, что один из двух исходов реализуется с вероятностью пятьдесят на пятьдесят. Но после того, как вы произвели измерение, любое последующее измерение над этой системой даст тот же результат. Если кошка была мертва, когда вы ее увидели, она так и останется мертвой. С точки зрения волновых функций акт измерения каким-то образом превращает исходную смесь двух волн, представлявших смесь двух возможностей, в чистую волну – так называемое чистое состояние, – которая уже представляет только одну возможность. Это и называется «стягиванием» волновой функции – или «схлопыванием» системы.