A kvantumelmélet szerint minden rendszer, például részecskék, leírhatók egy hullámfüggvénnyel, amely idővel változik. A hullámfüggvény lehetővé teszi, hogy a részecskék több egymásnak ellentmondó tulajdonságot tartsanak fenn, például egy időben több helyen legyenek – ezt szuperpozíciónak nevezik. De furcsa módon ez csak akkor van így, ha senki sem figyeli.

Bár a szuperpozícióban minden potenciális hely bizonyos valószínűséggel megjelenik, a második alkalommal, amikor megfigyeljük, a részecske véletlenszerűen választ egyet – megtörve a szuperpozíciót. A fizikusok ezt a hullámfüggvény összeomlásának nevezik. De miért kellene a természetnek másként viselkednie attól függően, hogy ember nézi-e vagy sem? És miért kellene véletlenszerűnek lennie?

Nem mindenki aggódik. „Ha mindent meg akarunk magyarázni véletlenszerűség nélkül, amit kísérleteink során megfigyelhetünk, akkor nagyon furcsa és hosszadalmas magyarázatokon kell keresztülmenni, amik sokkal kényelmetlenebbek számomra” – érvel Marcus Huber, a Bécsi Technikai Egyetem kvantuminformáció-professzora. És valóban, megszabadulhatsz a véletlenszerűségtől, ha elfogadod, hogy a jövő befolyásolhatja a múltat, hogy minden mérésnek több eredménye van, vagy hogy az univerzumban minden előre meghatározott az idők kezdete óta.

Egy másik probléma, hogy a kvantummechanika ellentmondásos tényeket prezentál. Képzeljünk el egy tudóst, Lisát, aki egy laborban egy részecske helyét méri. Mielőtt kolléga, Nikhil bekopogtatna a labor ajtaján, és megkérdezné, milyen eredményt látott, Lisát úgy mérte, hogy mindkét ág szuperpozíciójában van – az egyik, ahol a részecskét látja itt, a másik pedig ott. De ugyanakkor maga Lisa is meg lehet győződve arról, hogy határozott válasza van arra, hogy hol van a részecske.

Ez azt jelenti, hogy ez a két ember azt fogja mondani, hogy a valóság állapota más – eltérő tényekkel rendelkeznek arról, hogy hol van a részecske.

Vannak más furcsaságok is a kvantummechanikában. A részecskéket úgy lehet összegabalyítani, hogy valamilyen módon azonnal megosszák egymással az információkat, még akkor is, ha például fényévnyire vannak egymástól. Ez megkérdőjelezi egy másik általános intuíciót: azt, hogy az objektumoknak fizikai közvetítőre van szükségük az interakcióhoz.

A fizikusok ezért régóta vitáznak arról, hogyan értelmezzék a kvantummechanikát. Igaz és objektív leírása lenne a valóságnak? Ha igen, mi történik az összes lehetséges eredménnyel, amelyet nem mérünk? A sokféle világértelmezés azt állítja, hogy megtörténnek, de párhuzamos univerzumokban.

Az értelmezések egy másik csoportja, gyűjtőnéven a koppenhágai értelmezés, azt sugallja, hogy a kvantummechanika bizonyos mértékig felhasználói kézikönyv, nem pedig a valóság tökéletes leírása. „A közös koppenhágai értelmezések legalább részben visszalépést jelentenek a fizika teljes mértékű leíró céljához képest” – magyarázza Chris Timpson, az Oxfordi Egyetem fizikafilozófusa. „Tehát a kvantumállapot az a dolog, ami leírja ezeket a csodálatos szuperpozíciókat, de csak egy eszköz a makroszkopikus mérési forgatókönyvek viselkedésére vonatkozó előrejelzések készítéséhez.”

De miért nem látunk kvantumhatást emberi léptékében? Chiara Marletto, az Oxfordi Egyetem kvantumfizikusa kifejlesztett egy konstruktor elméletnek nevezett meta elméletet, amelynek célja, hogy az egész fizikát felölelje, pusztán olyan egyszerű elveken alapulva, amelyek a világegyetem fizikai átalakulásai végső soron lehetségesek, illetve lehetetlenek és miért.

Reméli, hogy segíthet megérteni, miért nem látunk kvantumhatásokat az emberek makroszkopikus léptékében. „Nincs semmi olyan [a fizika törvényeiben], ami azt mondaná, hogy lehetetlen emberi léptékű kvantumhatásokat elérni” – mondja. „Tehát vagy felfedezünk egy új elvet, amely szerint ezek valóban lehetetlenek – ami érdekes lenne –, vagy ennek hiányában inkább arról van szó, hogy a laboratóriumban jobban meg kell teremteni a feltételeket ezeknek a hatásoknak a megvalósításához.”

Egy másik probléma a kvantummechanikával, hogy nem kompatibilis az általános relativitáselmélettel, amely a természetet a legnagyobb léptéken írja le. Marletto a konstruktor elméletet használja, hogy megtalálja a módját a kettő kombinálásának. Olyan kísérletekkel is előállt, amelyek ilyen modelleket tesztelhetnek – és kizárják a kvantummechanika bizonyos értelmezéseit.

_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________