Квантовая теория перевернула наши представления о причинах и следствиях

В новой теории причина и следствие могут быть закольцованы так, что следствие вызывает причину.

Исследователи из Брюссельского свободного университета (Бельгия) и Оксфордского университета (Великобритания) выдвинули теорию, которая ставит под сомнение стандартный взгляд на линейный переход от причины к следствию. Они предполагают, что причина и следствие могут быть закольцованы.

Исследование опубликовано в Nature Communications, коротко о нем рассказывает Universe Today.

Отношения науки с концепцией причинности начинались достаточно просто: одно событие вызывает другое событие, которое происходит позже первого. Это было стандартным представлением до появления квантовой механики. Затем явление квантовой запутанности позволило ученым подвергать сомнению эту простую интерпретацию причинности.

В новой теории, представленной учеными из Бельгии и Великобритании, причина и следствие могут иногда иметь циклический характер, причем следствие фактически вызывает причину.

Сам квантовый мир в его нынешнем понимании по своей сути беспорядочен. Математические вероятности здесь не вполне подходят для определения причинно-следственного взаимодействия между событиями. В квантовой механике время — это просто еще одно измерение, которое необходимо учитывать так же, как привычные нам три измерения пространства.

В новом исследовании ученые использовали инструмент, известный как унитарное преобразование. Этот способ применяется для решения некоторых математических задач, к примеру уравнения Шредингера, на обычных компьютерах. Физики обычно используют для решения уравнения Шредингера другой математический инструмент — гамильтониан. Гамильтониан, хотя и является математическим понятием, часто зависит от времени. Однако он также изменяется при введении унитарного преобразования. В рамках этого действия можно устранить зависимость гамильтониана от времени, сделать его таким, что вместо того, чтобы требовать времени для движения в определенном направлении (то есть для линейного действия и противодействия), модель превращалась в круг, где действие вызывает реакцию, а реакция — действие.

Однако одним из важных аспектов является то, что это открытие практически не имеет отношения к повседневной причинно-следственной связи. Как пояснили ученые, причины и следствия, которые были бы цикличными в этой структуре, «не локальны в пространстве-времени», поэтому они вряд ли будут иметь какое-либо влияние на обычную жизнь.

Но даже при отсутствии воздействия в реальной жизни эта концепция может стать путем к объединению теории квантовой механики и общей теории относительности. 

Изображение: HKUST

Прогноз: как наука изменит мир в ближайшие годы

Как применять квантовый компьютер на практике