Мне кажется, что я понял очень важную вещь про квантовую механику. Серьезно. Понял, каким должен быть правильный взгляд на неё.
И сейчас попробую на качественном уровне объяснить.
Этот взгляд находится в русле так называемой многомировой интерпретации Эверетта. Но он, кажется, дополняет её одним крайне важным соображением. По-моему, это соображение полностью ликвидирует неинтуитивность ситуации с котом Шредингера и в целом "сакральности" наблюдателя.
Я понимаю, что над этим вопросом размышляли люди, которые несравненно лучше разбираются в теме, чем я. И размышляли куда дольше, чем я. И рассуждали на точном уровне формул, а не на качественном уровне махания руками. Поэтому не удивлюсь, если рассказанное ниже окажется общеизвестным, и до меня просто "дошло как до жирафа". Или неверным. Или частично неверным, а частично общеизвестным. Честно говоря, я удивлюсь, если это окажется не так. Но если общеизвестно, то почему до сих пор недоумевают, и почему в научно-популярных статьях пишут другое? Если неверно, то почему неверно?
Так или иначе, мне кажется, что это представление помогает расставить всё по своим местам.
Итак, квантовый объект - это вероятностный объект. Например, частица не обладает определенными точными параметрами (координаты, импульс и т.д.), но для каждого параметра существует распределение вероятности, с которой он принимает то или иное значение. (Эти распределения могут зависеть друг от друга.) То же самое касается систем, состоящих из нескольких частиц, в том числе макрообъектов. Однако, чем крупнее объект, тем ближе распределение вероятности к однозначному, когда все параметры можно точно определить.
Некоторые системы "запутаны" между собой. То есть распределение вероятности состояний одной системы зависит от этого распределения другой. В частности, если зафиксировать некоторые параметры одной системы, это может привести к фиксации некоторых параметров другой системы. Популярный пример: если разнесенные между собой частицы определенным образом запутаны, и у одной определить, скажем, импульс, то импульс другой определится автоматически.
Вселенная - это суперпозиция состояний всех своих систем. Т.е. мы перебираем все возможные значения всех параметров всех частиц, учитывая обязательные связи (запутанность), и для каждого набора значений рассматриваем соответствующее состояние Вселенной. Получившийся набор состояний (суперпозиция) с учетом их вероятности и есть полное состояние Вселенной. Разумеется, состояний в наборе бесконечно много (если только Вселенная не окажется дискретной и ограниченной), но у разных состояний разная плотность вероятности.
В частности, параллельно с вами существуют слегка непохожие и сильно непохожие на вас варианты вас самих.
Пока что тут ничего нового, это и есть многомировая интерпретация (в моем, надеюсь, не очень кривом изложении).
Так вот, идея, которая мне кажется ключевой. Человеческое сознание - это тоже квантовая система. Она запутана с системами, информацией о которых она обладает. То, что ощущаем мы - это один конкретный вариант реализации нашего сознания. Он находится в суперпозиции с огромным количеством других вариантов нашего сознания, с которыми мы никак не взаимодействуем. И он запутан с окружающим миром, в том числе с сознаниями других людей. Именно поэтому все люди (как нам кажется) воспринимают один и тот же вариант реальности: мы просто запутаны с теми вариантами сознания других людей, которые запутаны с той же реальностью! Вася, который видит зеленый камень, видит Петю, который тоже видит зеленый камень. Есть и Петя, который видит синий камень, но его видит Вася, который тоже видит синий камень. В каждом из вариантов реальности Вася и Петя видят камень с одними и теми же параметрами, поскольку Вася, Петя, камень и всё окружающее запутаны между собой.
И каждый акт наблюдения - это запутывание с системой, которую мы наблюдали.
Теперь про кота.
Пока коробка кота закрыта, состояние сознания не зависит от состояния кота. Когда коробка открывается, мы узнаем, жив кот или нет. Получается, где-то подброшены кости и случайно принято решение? Причем именно тогда, когда мы открыли коробку? Нет, конечно. Вселенная - это по-прежнему суперпозиция нескольких состояний. По-прежнему в половине из них кот жив, а в другой половине - мертв. Но теперь мы получили информацию о состоянии кота, и наше сознание запутано с состоянием кота. В половине случаев кот жив - и в той же половине состояний наше сознание считает, что кот жив. В другой половине кот мертв - и в ней же наше сознание считает, что он мертв.
Почему не возникает проблемы, что Вася и Петя смотрят на коробку, и Васе кажется, что кот мертв, а Пете - что кот жив? Потому что в действительности есть два Васи, один считает, что кот жив, другой - что кот мертв. И два таких же Пети. И Вася с Петей запутаны между собой. Вася, считающий, что кот жив, воспринимает только того Петю, который считает, что кот жив. Вася, считающий, что кот мертв, воспринимает только того Петю, который считает, что кот мертв. С Петей то же самое.
Собственно, макросистемы очень быстро взаимно запутываются, и именно поэтому мы воспринимаем макрообъекты как нечто однозначно определенное, лишенное вероятностной природы. Чтобы нарушить эту однозначность в макромире, необходимо создание специальных условий, как в эксперименте с котом.
Сразу естественно объясняется усложненный вариант эксперимента, когда человек А находится внутри герметичного дома с коробкой с котом, а человек В - снаружи. Сначала человек А узнает о том, остался ли жив кот, и состояние его сознания запутывается с состоянием кота. Человек В пока не запутан, для него оба варианта возможны. Затем герметичность дома нарушается, человек В тоже узнает результат и его сознание тоже запутывается с состоянием кота.
В итоге - нет необходимости предполагать, что нечто мистическое происходит вследствие акта наблюдения. Наблюдение - это просто разновидность запутывания, когда в качестве одной из систем выступает наше сознание.
Как определяется, по какому именно пути пойдет ветвление? Жив будет кот или мертв? Ветвление идет по всем путям. Нам кажется, что оно пошло только по одному конкретному пути, потому что в каждый момент наше сознание находится на одном из путей, который и воспринимается как объективная реальность. А где-то рядом наша копия (которая до открытия коробки с котом ничем от нас не отличалась) получила противоположную информацию о судьбе кота. А как вышло, что нас стало вдвое больше? За счет того, что вероятность каждого варианта упала вдвое. Вместо человека, ничего не знающего о судьбе кота и существующего с вероятностью P, возникло два человека, знающие судьбу кота (каждый - свою), и каждый существует с вероятностью P/2.
Выходит, что многомировая интерпретация работает и вполне интуитивно понятна. Мир делится на кластеры запутанных друг с другом объектов, и мы воспринимаем только те объекты, которые запутаны с нашим сознанием. На макроуровне это выглядит как параллельные миры. На микроуровне всё усложняется.
А для того, чтобы описать это формулами, моя квалификация безнадежно низка.
Update: как и следовало ожидать, "всё уже украдено до нас" (C). Ну что ж, я в хорошей компании :)
Роджер Пенроуз в своей книге «Fashion, Faith, and Fantasy in the New Physics of the Universe» предлагает весьма интересную интерпретацию опыта со шрёдингеровской кошкой: в эвереттовской интерпретации, — говорит он, — в суперпозиции друг с другом оказываются два «мира». Принято утверждать, что ощущения наблюдателя якобы «разделяются» на два сосуществующих отдельных восприятия, НЕ находящихся в суперпозиции. Вот это-то и сомнительно, по мнению Пенроуза: ведь ниоткуда не следует, что два так называемых варианта восприятия должны избежать суперпозиции. Почему наш наблюдатель будет неспособен ощутить квантовую суперпозицию? Да, такой опыт для нас непривычен, но почему нет? Можно возразить, что мы просто недостаточно хорошо представляем себе природу человеческого «опыта»... Человеческое сознание (в оригинале — human mind), по мысли Пенроуза, точно так же оказывается в суперпозиции двух квантовых состояний.