Горячая вода иногда застывает раньше холодной — это классический эффект Мпембы, противоречащий бытовой интуиции. В квантовом мире наблюдается сходный парадокс: чем сильнее нарушено равновесие системы, тем быстрее она к этому равновесию возвращается. Представьте себе бегство от беспорядка (энтропии) вспять: вместо того чтобы скатываться к хаосу, система словно сама спешит к упорядоченности, и большой начальный перекос лишь ускоряет это движение.
Однако квантовые частицы — например, те, что описываются Стандартной моделью физики элементарных частиц, — подчиняются строгим законам сохранения. Эти законы действуют как внутренние перегородки, дробящие всё множество возможных состояний системы на изолированные ячейки — подобно форме для льда с отдельными отсеками. В такой «дроблёной» системе эффект Мпембы проявляется не единожды, а дважды: один вид дисбаланса «тает» — то есть исчезает — быстро, другой — заметно медленнее. Часть ячеек и вовсе заморожена навсегда: дисбаланс внутри них консервируется, храня память о начальном состоянии системы, словно квантовая летопись, способная пережить саму систему. Активные же ячейки стремительно приходят к балансу, порождая парадокс ускоренного восстановления.
Идеи Людвига Больцмана о связи энтропии с вероятностью состояний и Джона фон Неймана о квантовом беспорядке — энтропии фон Неймана — сплетаются здесь в причудливый узор: система одновременно и помнит своё прошлое, и забывает его, разыгрывая драму памяти и забывания на квантовой сцене.
Классический эффект Мпембы заметил школьник из Танзании в 1963 году, когда готовил мороженое и обнаружил, что горячая смесь застывает быстрее. Его наблюдение поставило в тупик многих физиков.
Распад на изолированные ячейки напоминает многомировую интерпретацию: прошлое системы сохраняется в отдельных ветвях реальности, словно в параллельных вселенных.