A kvantummechanika sok-világ elmélete azt feltételezi, hogy egy adott cselekvés minden lehetséges kimenetele esetén a világegyetem kettéválik, hogy mindegyiknek megfeleljen. Ez az elmélet kiveszi a megfigyelőt az egyenletből. Többé nem vagyunk képesek befolyásolni egy esemény kimenetelét pusztán azáltal, hogy megfigyeljük azt, ahogyan azt a Heisenberg-féle határozatlansági elv állítja.
A Sok-világ elmélet azonban a feje tetejére állítja a kvantummechanika széles körben elfogadott elméletét. És a kiszámíthatatlan kvantumuniverzumban ez tényleg mond valamit.
Hirdetés
A múlt század nagy részében a koppenhágai értelmezés volt a leginkább elfogadott magyarázat arra, hogy ugyanaz a kvantumrészecske miért viselkedhet különböző módon. Bár az utóbbi időben a Sok-világ-értelmezés egyre inkább megütközik rajta, sok kvantumfizikus még mindig a koppenhágai értelmezés helyességét feltételezi. A koppenhágai értelmezést először Niels Bohr fizikus vetette fel 1920-ban. Eszerint egy kvantumrészecske nem egyik vagy másik állapotban létezik, hanem az összes lehetséges állapotában egyszerre. Csak amikor megfigyeljük az állapotát, a kvantumrészecske lényegében arra kényszerül, hogy egyetlen valószínűséget válasszon, és ez az az állapot, amelyet megfigyelünk. Mivel minden alkalommal más megfigyelhető állapotba kényszerülhet, ez megmagyarázza, hogy egy kvantumrészecske miért viselkedik kiszámíthatatlanul.
Ezt az állapotot, hogy egyszerre minden lehetséges állapotban létezik, egy objektum koherens szuperpozíciójának nevezzük. Az összes lehetséges állapot összessége, amelyben egy objektum létezhet — például hullám- vagy részecskeformában az egyszerre mindkét irányba haladó fotonok esetében — alkotja az objektum hullámfüggvényét. Amikor megfigyelünk egy tárgyat, a szuperpozíció összeomlik, és a tárgy a hullámfüggvényének valamelyik állapotába kényszerül.
Bohr kvantummechanika koppenhágai értelmezését elméletileg egy macskát és egy dobozt tartalmazó, mára híressé vált gondolatkísérlettel bizonyította. Schrödinger macskájának hívják, és először Erwin Schrödinger bécsi fizikus mutatta be 1935-ben.
Egy elméleti kísérletében Schrödinger a macskát egy dobozba tette, egy kis radioaktív anyaggal és egy Geiger-számlálóval – a sugárzás kimutatására szolgáló eszközzel – együtt. A Geiger-számlálót úgy tervezték, hogy amikor érzékeli a radioaktív anyag bomlását, beindít egy kalapácsot, amely készen állt arra, hogy összetörjön egy ciánhidrogénsavat tartalmazó lombikot, amely, ha felszabadul, megöli a macskát.
A macska sorsát illetően minden bizonyosságot kiküszöbölendő, a kísérletet egy órán belül kellett elvégezni, ami elég hosszú idő ahhoz, hogy a radioaktív anyag egy része esetleg elbomolhasson, de elég rövid ahhoz, hogy lehetséges legyen, hogy egyik sem bomlik el.
Schrödinger kísérletében a macskát a dobozba zárták. Az ott tartózkodás alatt a macska egy megismerhetetlen állapotba került. Mivel nem lehetett megfigyelni, nem lehetett megmondani, hogy a macska él-e vagy halott. Ehelyett az élet és a halál állapotában létezett. Ez olyasmi, mint a kvantumfizika válasza a régi zen kérdésre:
Mivel a koppenhágai értelmezés azt mondja, hogy megfigyeléskor egy tárgy kénytelen egyik vagy másik állapotot felvenni, a kvantum-öngyilkossági kísérlet nem működik ezen elmélet szerint. Mivel a kvarknak a ravasz által mért iránya megfigyelhető, végül a kvark arra kényszerül, hogy az óramutató járásával megegyező irányt vegye fel, ami elsüti a fegyvert, és megöli az embert.
De nem butaság mindez? Ezek a gondolatkísérletek és kvantumértelmezések tényleg tanítanak nekünk valamit? A következő részben megvizsgáljuk ezeknek az elképzeléseknek néhány lehetséges következményét.