Kvantové podivnosti: sebevražda!

Předem upozorňuji, že toto téma je velmi spekulativní, a nachází se někde na hranici, za kterou končí působnost zdravého rozumu. Budu se snažit hranici pokud možno nepřekračovat, nicméně vyzývám čtenáře, aby brali zde uvedené spekulace s rezervou. Článek zejména není doporučením k sebevraždě.

Mnohosvětová interpretace kvantové fyziky předpokládá, že měření, které je v ortodoxní verzi teorie speciální třídou procesů, je pouze obyčejná interakce mozku pozorovatele a pozorovaného systému. Po provedení měření se dostane pozorovatel do korelace s měřeným systémem. Některé z takto dosažených stavů jsou takzvaně ostré a odpovídají určitým konkrétním hodnotám pozorovatelných veličin [1]. Pokud se ale mozek dostane do neostrého stavu, naše vědomí není schopno toto reflektovat plně. Namísto toho si uvědomujeme pouze některý z ostrých stavů, který má nenulovou projekci do skutečného stavu, a to s pravděpodobností úměrnou velikosti této projekce.

Možná interpretace výše napsaného je ta, že vědomí (ať už je to cokoli) si jakoby "sedne" na jeden z ostrých vektorů, přičemž na který, to si vybere náhodně. Tato iterpretace je blízká klasické interpretaci s kolapsem, až na to, že objektivní vlnová funkce se nijak nemění; co kolabuje, je v tomto případě vědomí pozorovatele. Ortodoxní mnohosvětová interpretace nabízí trochu odlišný pohled. Namísto toho, aby vědomí sedělo na jedné projekci, existuje mnoho různých vědomí, které sedí na odpovídajících projekcích. "My" jsme náhodným vzorkem z mnoha různých vědomí sedících na různých projekcích vlnové funkce, která všechna existují, ač je nijak nemůžeme spatřit.

Je docela obtížné konkrétněji specifikovat, čím se vlastně dvě výše navržené interpretace liší od klasického kolapsu, když se člověk musí odvolávat na nepolapitelně subjektivní pojem vědomí; pojem, který se dá těžko definovat a stejně těžko se o něm mluví (a, souhlasíme-li s Wittgensteinem, bychom o něm tudíž měli správně mlčet [2]). Vzhledem k tomu, že jak jednosvětová, tak i mnohosvětová interpretace jsou v souladu s tím, co o světě víme, těžko rozlišit, která z nich je pravdivá. A zde právě přichází chytrý - no, z běžného úhlu pohledu ne zas tak chytrý - experiment, kterým každý může aspoň sám pro sebe vyvrátit existenci objektivního kolapsu: kvantová sebevražda.

Myšlenka je jednoduchou variací na téma Schrödingerovy kočky, ovšem s tou změnou, že tentokráte je v roli kočky experimentátor sám. Vše, co potřebujeme, je zbraň, jejíž spoušť je napojená na detektor nějakého kvantového jevu, například rozpadu atomového jádra. Řekněme, že detektor má definovaný časový interval, kdy je citlivý na signál, a délka tohoto intervalu je rovna poločasu rozpadu jádra, které je k detektoru přiloženo. Jelikož je rozpad jádra kvantový proces, po skončení intervalu máme detektor v superpozici dvou možných měřitelných stavů: v jednom se jádro rozpadlo, v druhém nikoliv. Jelikož zbraň vystřelí právě tehdy, když se jádro rozpadne, dostane se i zbraň do superpozice stavů vystřeleno + nevystřeleno, a odvážný experimentátor, jenž si neopomene před začátkem pokusu namířit hlaveň do středu čela, do superpozice živý + mrtvý.

Existuje-li objektivní kolaps, s poloviční pravděpodobností experimentátor uvidí, že přežil, a s poloviční pravděpodobností neuvidí nic. Jestliže se rozhodne provést stejný pokus aspoň dvacetkrát po sobě, má šanci přežít do dalšího dne asi jedna k milionu.

Platí-li verze mnohosvětová, či verze s jedním vědomím, které si sedá na příhodné ostré stavy, je situace jiná. V superpozici živý + mrtvý si vědomí může sednout pouze na projekci živý (je docela rozumné předpokládat, že mrtví nemají vědomí), a tak experimentátor vždy subjektivně přežije. Alternativně řečeno, z mnoha paralelních světů si experimentátor bude uvědomovat s jistotou ten, ve kterém přežil, protože prostě nemůže jinak.

Když tedy zopakuji pokus dvacetkrát a pořád se budu cítit živým, znamená to A) existuje objektivní kolaps a měl jsem neskutečné štěstí, nebo B) platí nějaká verze mnohosvětové interpretace. Jelikož možnost A vyžaduje ono neskutečné štěstí, je velmi nepravděpodobná, a konkurenční B vypadá v takovém případě výrazně nadějněji.

Nemalým problémem je nutná subjektivita celého procesu. Je-li mnohosvětová kvantovka pravdivá, člověk nikdy "nezpozoruje" svou smrt (aspoň v pokusech výše popsaného rázu), ale to neznamená, že nebude pozorovat smrt jiných lidí provozujících podobné experimenty. Ti sice také "subjektivně přežijí", ale zatímco jejich vědomí bude přežívat pouze v jedné větvi světa z milionu, vědomí ostatních přežije i v ostatních světech, kde, vcelku prozaicky, uvidí úspěšnou sebevraždu.

Zatím mi není známo, zda kvantovou sebevraždu, ať už s jakýmkoli výsledkem, již někdo zkoušel. Nepřekvapilo by mě, kdyby se někdo takový našel - potřebná technologie je dostupná, a i když si kvantovou pistoli člověk nekoupí v Tescu, najít si radioaktivní zdroj a připojit Geiger-Müllerův počítač ke spoušti určitě nemůže být tak velký problém. A pokud to náhodou s tím přežitím nevyjde, odvážlivec si jako útěchu nepochybně vyslouží Darwinovu cenu. Aspoň ve většině z větví kvantového světa.

Poznámky:
1. Poněkud matoucí je otázka, čím konkrétně jsou tyto stavy specifické. Jelikož tyto stavy jsou vlastními vektory operátorů pozorovatelných, lze otázku alternativně přeformulovat: co činí některé operátory pozorovatelnými? Matematický formalismus vyžaduje od těchto operátorů pouze jejich samosdruženost, ale ne každý samosdružený operátor reprezentuje pozorovatelnou. Jsme například schopni měřit polohu částice, čemuž odpovídá operátor X, i její hybnost, reprezentovanou operátorem P, ale operátor X+P, byť evidentně samosdružený, už pozorovatelnou není. To znamená, že nemáme aparát, jehož užití by vedlo (v kodaňské interpretaci) ke kolapsu vlnové funkce do nějakého vlastního stavu operátoru X+P. Nezdá se, že by se jednalo o technologický problém, spíše se to jeví tak, že vlastní stavy X+P nebudeme nikdy moci připravovat přímo měřením. Specifičnost pozorovatelných se přenáší i do mnohosvětové interpretace, kde musíme specifikovat určité stavy mozku, které mohou odpovídat stavům vědomí, zatímco jejich superpozice vedou ke "štěpení světů".
2. V originále: Wovon man nicht sprechen kann, darüber muss man schweigen. Citát pochází z Tractatus Logico-Philosophicus.