Coś głęboko ukrytego

O interpretacjach wieloświatowej i spójnych historii w mechanice kwantowej

W końcu udało mi się przeczytać Coś głęboko ukrytego Seana Carrolla. Książka ta przez dłuższy czas cierpliwie czekała na swoją kolej na mojej półce.

To już co najmniej dziesiąta popularnonaukowa książka na temat mechaniki kwantowej, którą miałem okazję przeczytać. Nauczyłem się być sceptyczny wobec takich książek, ponieważ każdy autor – świadomie lub nie – wciela się w rolę sprzedawcy swojej ulubionej interpretacji mechaniki kwantowej. Niestety, Carroll robi to samo z interpretacją wieloświatową.

Sofistyczna sztuczka, której używa autor, polega na przedstawieniu swojej teorii na tle innej, bardzo słabej teorii. W ten sposób może wykazać jej liczne zalety, wolność od paradoksów i trudności oraz wewnętrzną spójność. „Spójrzcie na te absurdy i niespójności w tamtej teorii! Moja teoria jest wolna od nich wszystkich. Po prostu klejnot!” – mówi autor, choć doskonale wie, że byłoby to znacznie trudniejsze i mniej przekonujące, gdyby wybrał najsilniejszą konkurencyjną teorię, zamiast najsłabszej. Interpretacją, którą Carroll wybrał do tego celu, jest wciąż popularna kopenhaska interpretacja mechaniki kwantowej.

Nie zaprzeczam, że interpretacja wieloświatowa ma wiele zalet. Unika paradoksów i absurdów, jest prosta i nie wymaga zbędnych założeń. Niewątpliwie jest to interpretacja bliska poprawnemu rozwiązaniu. Jednak to, co mnie odrzuca, to koncepcja wielu światów. Nie dlatego, że sama idea mnie przeraża. Jestem przekonany, że żyjemy w jakimś rodzaju multiwersum, choć nie jestem przekonany, że jest to dokładnie takie, jakie postuluje interpretacja wieloświatowa. Powodem jest to, że uważam postulowaną mnogość światów za zbędny dodatek, który można stosunkowo łatwo odrzucić.

Interpretacja wieloświatowa stwierdza, że gdy system kwantowy w superpozycji zostaje zaobserwowany, najpierw dochodzi do splątania między obserwatorem (który również jest systemem kwantowym, jak wszystko inne) a systemem. Następnie, z powodu interakcji ze środowiskiem, następuje szybka dekoherencja tego splątanego systemu z obserwatorem, co powoduje rozszczepienie rzeczywistości na równie realne gałęzie. Innymi słowy, każdy możliwy wynik pomiaru jest obserwowany, ale na oddzielnych gałęziach, gdzie obserwatorzy nie są świadomi siebie nawzajem.

Kolejna sofistyczna sztuczka użyta przez autora polega na ukazywaniu konsekwencji interpretacji na najmniej problematycznych przykładach. Autor omawia, jak pomiar spinu cząstki wzdłuż jednej osi rozszczepia rzeczywistość na dwie gałęzie. Nie wspomina jednak, że próba zlokalizowania elektronu orbitującego wokół jądra atomowego nie przedstawia dwóch różnych możliwości, lecz miliardy. Przyjmijmy dla uproszczenia miliard. Jeśli chcielibyśmy zlokalizować elektron w stu kolejnych atomach, rozszczepilibyśmy rzeczywistość na miliard do potęgi miliarda do potęgi miliarda i tak dalej jeszcze dziewięćdziesiąt siedem razy. To prawdziwe szaleństwo tworzenia.

Wracając do założenia, że wszystkie gałęzie są równie realne – co to właściwie znaczy? Skąd w ogóle wiemy, że one rzeczywiście istnieją? Wydaje mi się to dogmatem, który nie jest konieczny do zrozumienia rzeczywistości przez pryzmat mechaniki kwantowej. Czy nie możemy na przykład założyć, że dekoherencja nie powoduje rozszczepienia rzeczywistości na ogromną liczbę naprawdę istniejących światów, lecz że są to jedynie potencjalne możliwości rozwoju sytuacji, z których realizuje się tylko jedna z prawdopodobieństwem podanym przez regułę Borna? Taki opis świata byłby znacznie bardziej ekonomiczny i nie powodowałby żadnych dodatkowych problemów.

Można by to zinterpretować jako mechanizm, dzięki któremu twórca Wszechświata – bezosobowy Bóg przejawiający się zgodnie ze swoją naturą – uczynił Wszechświat indeterministycznym. W końcu, jeśli Wszechświat miałby być „zaprojektowany” jako indeterministyczny, ten postulat musi zostać jakoś fizycznie zrealizowany. Nie wydarzyłoby się to samo z siebie.

Nie oznacza to oczywiście, że interpretacja wieloświatowa jest błędna. Po prostu zakłada znacznie więcej, niż jest konieczne, aby sensownie uchwycić to, co obserwujemy w eksperymentach w świecie mikroskopowym. A co najgorsze, ten dodatkowy bagaż jest niemożliwy do zaobserwowania. Uważam, że zasada ekonomii myślenia wymaga, abyśmy preferowali interpretację spójnych historii (którą opisałem powyżej) nad interpretację wieloświatową.

Tekst w języku angielskim: Something Deeply Hidden