Когда мы осознаём, что за нами наблюдают, наше поведение кардинально меняется по сравнению с тем, как мы ведём себя наедине. Этот феномен давно изучен психологами и подтверждён экспериментами. Однако, подобное явление наблюдается и в квантовой физике. Теоретик-физик Сабрина Патш объясняет, как работает эффект наблюдателя в своей статье, а мы делимся переводом.

Эффект наблюдателя в психологии

Психологи давно заметили, что люди изменяют своё поведение, зная, что за ними следят. Это явление получило название "эффект Хоторна" и было впервые исследовано в 1920–1930-х годах американскими учёными на заводе в Хоторне. Когда человек осознает, что за ним наблюдают, он стремится вызвать у наблюдателя определённую реакцию, что зачастую приводит к улучшению результатов. Однако это не означает, что под наблюдением человек становится на 10% продуктивнее или на 20% умнее — прямая зависимость здесь отсутствует. Тем не менее, изучение человеческого поведения в таких условиях усложняется. В отличие от психологии, в квантовой физике сам факт наблюдения изменяет состояние квантовой системы. Вот несколько примеров этого феномена.

"Существует ли Луна, если на неё никто не смотрит?"

Точный автор этого вопроса неизвестен, его приписывают либо Альберту Эйнштейну, либо Эрвину Шредингеру, либо Нильсу Бору. Вопрос касается того, обладает ли объект определёнными характеристиками независимо от того, наблюдают за ним или нет. В повседневной жизни это кажется нелепым — например, плитка шоколада весит 100 грамм, независимо от того, взвешиваем мы её или нет. Однако в квантовом мире свойства частиц не постоянны и зависят от наблюдения.

Примером этого является суперпозиция, когда квантовый объект может находиться одновременно в двух состояниях. Мы не знаем, в каком из них он находится, пока не начнём наблюдать. Как только появляется наблюдатель, объект фиксируется в одном из двух состояний, и мы можем измерить его. Какое именно состояние будет зафиксировано — вопрос вероятности.

Соотношение определённости и неопределённости

Раньше учёные использовали камеру Вильсона для наблюдения за частицами, где заряженная частица оставляла за собой чёткий след, подобный траектории самолёта в небе. Но в 1920-х годах стало ясно, что невозможно точно определить положение электрона на орбите, так как его состояние фиксируется только при наблюдении.

Кот Шредингера

В 1935 году Эрвин Шредингер предложил мысленный эксперимент, в котором кот в закрытой коробке может быть одновременно живым и мёртвым, пока мы не откроем её и не посмотрим. Этот эксперимент демонстрирует, как наблюдение влияет на квантовую систему. Шредингер довёл идею до абсурда, чтобы показать значимость наблюдателя в квантовой механике.

Интересно, что оба эффекта — наблюдателя в квантовой физике и эффект Хоторна в психологии — были исследованы в 1920–1930-х годах. Хотя их возникновение не связано напрямую, это подчёркивает, что наблюдение влияет как на квантовые процессы, так и на поведение людей.