Если вы не читали первую и вторую часть статьи, то настоятельно рекомендую ознакомиться, чтобы у вас была полная картина происходящего в данной статье.
Второй закон термодинамики гласит, что вещи имеют тенденцию становиться все более случайными, но только потому, что случайность настолько вероятна. В конце девятнадцатого века шотландский физик Джеймс Клерк Максвелл предложил то, что выглядело как способ обойти это.
Максвелл представил себе крошечное разумное существо, способное наблюдать случайные движения молекул. Этот "демон" мог размешать два газа, открывая и закрывая дверь в нужный момент.
Демон Максвелла, кажется, нарушает второй закон, но на самом деле это невозможно. Причина в том, что демон должен накапливать информацию в своем мозгу, наблюдая за молекулярными движениями. Чтобы сохранить это, он должен удалить старую информацию, и это увеличивает энтропию.
Именно акт стирания, гарантирует термодинамическую стрелу времени. И опять же, самое главное - это потеря информации.
Однако квантово-механическая картина стрелы времени приводит к чему-то глубоко своеобразному. В некоторых экспериментах кажется, что влияние может работать в обратном направлении во времени. Будущее может повлиять на прошлое.
Возьмем эксперимент с двумя щелями в экране, в котором квантовая частица, такая как фотон света, выстреливается в две узкие щели на экране. (Эксперимент был описан в предыдущей части)
Предположим, что мы не измеряем, в какую сторону прошла частица, и поэтому не можем сказать, через какую щель она прошла. В этом случае мы видим интерференционную картину - серию светлых и темных полос, когда частицы появляются на дальней стороне.
Это отражает волнообразный характер квантовых частиц, поскольку интерференция является волновым свойством. Интерференция сохраняется даже тогда, когда частицы проходят через щель по одной за раз, что только имеет смысл интуитивно, если мы представим себе, что каждая частица проходит, подобно волне, через обе щели одновременно.
Однако теперь предположим, что мы помещаем датчик у наших щелей, чтобы выявить, через какую из них проходит частица. В этом случае интерференционная картина исчезает, и частицы действуют больше как песчинки, выстреливаемые через отверстия. Измерение пути частицы разрушает ее волнистость.
Вот это действительно странно. Мы можем организовать эксперимент таким образом, что мы можем только обнаружить, через какую щель прошла частица после того, как она это сделала. И все же мы по-прежнему не видим никакого вмешательства.
Как частица "знает", что она будет обнаружена после прохождения через экран, так что, когда она достигает щелей, она "знает", пройти ли через обе щели или только через одну? Как может более позднее измерение повлиять на более раннее поведение?
Этот эффект называется "ретрокаузальностью", и он, похоже, подразумевает, что стрела времени не так строго односторонняя, как кажется. Но так ли это на самом деле?
Большинство физиков считают, что ретрокаузальность в этих экспериментах с отложенным выбором - это иллюзия, созданная контринтуитивной природой квантовой механики.
Обнаружение частицы "после" того, как она прошла через щели, на самом деле не влияет на путь, который она принимает. Именно так мы вынуждены представлять себе происходящее, когда пытаемся применить нашу классическую интуицию к квантовым событиям.
«Пост-отбор похож на салонный трюк, который заставляет его казаться, что есть обратная причинность, хотя на самом деле ее нет»
«Это как парень, который стреляет в стены сарая, а потом идет и рисует мишень вокруг пулевого отверстия.»
(c) Тодд Брун из Университета Южной Калифорнии.
Однако другие говорят, что обратные эффекты во времени - это совершенно правильный способ интерпретации таких процессов.
Согласно Эллису, мы можем рассматривать ретрокаузальность как некую расплывчатость в "кристаллизации настоящего".
Эллис утверждал, что прошлое не всегда полностью определено в любой момент. Это как глыба льда, которая содержит маленькие капли воды, которые еще не кристаллизовались.
Несмотря на то, что общий контур событий в данный конкретный момент был определен, некоторые из тонких деталей остаются текучими до более позднего времени. Затем, когда происходит эта "фиксация" деталей, кажется, что они имеют ретроспективные последствия.
Трудно подобрать правильные слова, чтобы описать эту ситуацию.
Конечно, мы не должны представлять себе "силу", тянущуюся назад во времени и изменяющую более ранние события. Вместо этого эти вещи медленно приобретают истинный статус событий – вещей, которые на самом деле "произошли" – вообще.
С другой стороны, возможно, эти прошлые события действительно происходили в то время, но законы квантовой механики запрещают нам видеть их до более позднего времени.
"Если будущий выбор детектора заставляет частицу вести себя определенным образом в прошлом, следует рассматривать прошлое поведение реальным, когда это первоначально произошло"
(c) Кен Уортон из Университета штата Сан-Хосе в Калифорнии.
Продолжение читайте в следующей части.
Подписывайтесь на канал чтобы не пропустить.