|
СТО утверждает, что ни один сигнал не может быть передан со скоростью, превышающей скорость света. Если эти требования собрать вместе, оказывается, что самое общее изменение вероятностей удовлетворяет так называемому уравнению Линдблада. Частным случаем уравнения Линдблада является уравнение Шрёдингера из обычной квантовой механики, однако в более общем случае в уравнение Линдблада входит ряд новых величин, которые описывают отступление от квантовой механики. Подробности об этих величинах нам, конечно, сейчас неизвестны. И хотя этого почти не заметили за пределами сообщества теоретиков, тем не менее уже вышла серия интересных статей, начиная с важной работы 1986 г. Джанкарло Гирарди, Альберто Римини и Туллио Вебера из Триесте, в которой для обобщения квантовой механики разными способами используется уравнение Линдблада.
В последнее время я раздумываю о возможностях экспериментального поиска признаков отклонения от обычных законов квантовой механики с помощью атомных часов. В основе любых атомных часов лежит изобретенное ныне покойным Норманом Рамзеем устройство, которое позволяет настраивать частоту микроволнового или оптического излучения на известное значение собственной частоты колебания атома, находящегося в суперпозиции двух состояний с разными уровнями энергии. Эта собственная частота равна отношению разности энергий двух состояний атома, используемого в атомных часах, к постоянной Планка. Собственная частота не зависит от внешних условий, поэтому ее можно использовать в качестве эталонной, подобно тому как цилиндр из платиново-иридиевого сплава, хранящийся в Севре, служит эталоном массы. Подстройка частоты электромагнитной волны к этому эталонному значению немного похожа на подстройку частоты одного метронома к частоте другого. Если вы запустите два метронома вместе и их удары будут совпадать даже после тысячи повторений, вы сможете утверждать, что их частоты равны по крайней мере с точностью до одной тысячной. Квантово-механические расчеты показывают, что в атомных часах подстройка должна быть выполнена с точностью до 10–17, и такой точности действительно удается достичь. Но если бы поправки к квантово-механическим законам, которые описываются новыми членами уравнения Линдблада (представленные в энергетических единицах), были порядка 10–17 от разности энергий между состояниями атома в часах, то эта точность была бы потеряна. Таким образом, величина новых членов должна быть намного меньше. Насколько существенным является это ограничение? К сожалению, идеи о модификации квантовой механики представляют собой лишь смутные гипотезы, и мы пока не имеем ни малейшего представления, насколько велики могут оказаться поправки к квантово-механическим законам. Если принять во внимание не только эту проблему, но будущее квантовой механики в целом, то, на мой взгляд, здесь будет уместно процитировать Виолу из «Двенадцатой ночи»: После публикации этой статьи Боб Сильверс предложил мне написать короткий ответ на множество комментариев, присланных в Review или непосредственно мне. Письмо, текст которого приводится ниже, было опубликовано в Review 6 апреля 2017 г. Моя статья «Проблема квантовой механики» вызвала поток комментариев. Некоторые из них пришли от людей, не имеющих отношения к науке, которые были очарованы тем, что иногда физики могут не соглашаться друг с другом. Здесь есть место только для краткого обзора нескольких комментариев от физиков, предложивших аргументы в пользу тех интерпретаций квантовой механики, которые избавляют от необходимости модифицировать теорию. Увы, эти интерпретации отличаются друг от друга, но ни одна не кажется мне достаточно удовлетворительной. Н. Дэвид Мермин из Корнеллского университета, используя характерную риторику, выступил за то, что я (но не он) назвал бы инструментальным подходом. С его точки зрения, наука имеет непосредственное отношение к связи между совокупным опытом каждого человека и внешним миром, который формирует этот опыт. |
