Павел Амнуэль - Уходящие в темноту. Собрание сочинений в 30 книгах. Книга 22

Не будем подробно разбирать ход лучей и реакцию детекторов: читатели-физики, заинтересовавшись этой проблемой, найдут описание эксперимента в специальной литературе, а остальные, надеюсь, поверят автору в том, что физики-экспериментаторы, взявшиеся за проверку идеи Элицура и Вайдмана, не нашли в ней никаких противоречий. Здесь нам важно увидеть собственными глазами схему устройства, с помощью которого многомирие Эверетта впервые стало предметом физического экспериментирования.

Оказалось, что если Эверетт неправ и многомирия не существует, то нет никакой возможности обнаружить исправную бомбу, направив на нее фотон (бомба непременно взорвется!). Если же многомирие существует, есть не равная нулю вероятность того, что исправная бомба будет обнаружена и не взорвется. Точнее: взорваться-то она взорвется, но не в нашей Вселенной, а в другой, принадлежащей другой ветви многомирия! В нашей же Вселенной взрыва не произойдет, хотя бомба исправна.

Элицур и Вайдман показали, что, если многомирие существует, то с вероятностью 25% единственный фотон обнаружит исправную бомбу, не взорвав её.

Коллеги, тщательно изучившие мысленный эксперимент Элицура-Вайдмана, не нашли в их анализе противоречий или ошибок и вынуждены были признать: да, если многомирие существует, то можно получить информацию о предмете, никак его не касаясь! Но… только в четверти случаев. Хорошая, казалось бы, идея, но ведь в трех случаях из четырех бомба все равно взорвется, и только о каждой четвертой бомбе мы будем знать, что она исправна, не коснувшись ее взрывателя. Не очень большая эффективность, верно?

Важен, однако, принцип – с помощью эксперимента Элицура-Вайдмана можно экспериментально доказать существование многомирия!

Кроме того, если в многомирии возможно что-то измерять, никак с предметом не контактируя, то наверняка существуют и способы увеличить вероятность нужного измерения?

Однако, прежде предстояло осуществить мысленный эксперимент Элицура-Вайдмана на практике и доказать экспериментально, что хотя бы в четверти случаев можно что-то измерять, ничего не измеряя. Увидеть, не видя, и доказать, что Эверетт прав.

В 1994 году такой эксперимент был поставлен Полом Квятом из университета в Иннсбруке (сейчас Квят – член совета Оппенгеймеровской Национальной лаборатории в Лос-Аламосе) и Томасом Герцогом из Женевского университета. Они действительно использовали для опытов интерферометр с четырьмя зеркалами, как предлагали Элицур с Вайдманом. Правда, вместо бомбы взяли все же обычное зеркало – не взрывать же установку, а с ней и всю лабораторию, в трех случаях из четырех, если Элицур с Вайдманом правы!

И все получилось так, как предсказывали израильские физики. В каждом четвертом эксперименте Квят зафиксировали присутствие зеркала, хотя фотон этого зеркала не касался!

Таким образом, многомирие по Эверетту получило подтверждение.

Квят и его сотрудники сделали, однако, и следующий шаг. Если удлинить схему, – рассуждали физики, – и поставить восемь зеркал вместо четырех, то вероятность зафиксировать детектором присутствие невидимой бомбы (зеркала) должна, согласно теоретическим выкладкам, увеличиться вдвое и достичь 50%. То есть, в таком эксперименте «исправную бомбу» можно обнаружить, не касаясь ее взрывателя-зеркала, в каждом втором случае. Правда, сам процесс наблюдений при этом усложнялся, но это уже всего лишь технические детали.

Физики построили новую установку и действительно довели количество «обнаружений исправной бомбы» до 50%.

И это все? Это тот максимум, на который могут рассчитывать экспериментаторы, пытаясь увидеть невидимое? Квят полагал, что – да, большего достичь не удастся. Скептицизм ученого развеял Марк Казевич из Стенфордского университета. Во время своего пребывания в Иннсбруке Казевич обсудил с Квятом самые разные варианты экспериментов, и ученые пришли к потрясающему (пока только в мысленном эксперименте!) заключению: в принципе, можно построить такую установку, где вероятность обнаружения «бомбы», никак ее не касаясь, окажется сколь угодно близка к 100%! То есть, не существуют, по идее, никакие природные ограничения для создания аппаратуры, которая, например, давала бы изображение реального предмета, никак его при этом не освещая и не получая от него никакой информации!

Природных (физических) ограничений не было, но технические существовали, конечно. И для следующего своего эксперимента Квят с сотрудниками (в числе которых был теперь и Казевич) построили установку, работавшую на другом принципе и использовавшую не просто отражающие и наполовину поглощающие зеркала, а зеркала, меняющие поляризацию падающих на них фотонов. Установка значительно усложнилась, но уже предварительные результаты опытов, проведенных в лаборатории в Лос-Аламосе, показали: вероятность обнаружения необнаружимого составляет 70%. Квят и его сотрудники доказали (это было еще в середине девяностых годов прошлого века), что более чем две трети физических измерений могут быть бесконтактными.

Можно обнаружить черную кошку в черной комнате, даже не зная, есть ли в комнате кошка!

Но и две трети правильных ответов – не такой уж надежный результат. Ведь в мысленном эксперименте надежность бесконтактных измерений была уже доведена чуть ли не до 100%. А в реальности – разве достаточно сказать, что взорвутся при проверке не три бомбы из четырех, а только одна из трех? Одна бомба все равно разнесет установку. Или, иными словами, только в 70% случаев экспериментатор получит правильное изображение невидимого предмета. Мало для практического применения бесконтактных измерений.

Обратите внимание: речь уже не шла о том, существует ли многомирие по Эверетту, или это красивая, но бесполезная гипотеза. Конечно, многомирие существует. Задача теперь стояла – как можно эффективнее использовать многомирие на практике.

В физике очень часто случается так, что быстро преодолеваются первые, не самые трудные, препятствия, а потом тянутся годы (порой – десятилетия), пока удается добиться надежного, применимого на практике, эффекта.

Прошло чуть более десяти лет, и сегодня в реальных экспериментах (группы японских ученых Цегая и Намикаты) удается бесконтактным способом обнаружить до 88% невидимых объектов, которых не коснулся ни один фотон. Это не полная надежность, какой хотят добиться физики, но дорога еще не пройдена до конца, и сейчас ученые убеждены: в ближайшие двадцать-тридцать лет бесконтактные методы измерений найдут свое применение во множестве областей человеческой деятельности: в фотографии, например, в рентгеноскопии (не придется больше стоять под вредным для здоровья излучением рентгеновской установки), в создании квантовых компьютеров.