Александр Никонов - За гранью реальности. Объяснение необъяснимого

Бр-р-р. Что это еще за компонента такая? А это просто кусок формулы! Поведение электрона описывается формулой, как сумма возможных состояний. Упрощенно это можно записать так:

Состояние электрона = электрон пролетел через первую щель + электрон пролетел через вторую щель.

Или короче:

Е = Ф1 + Ф2,

где Е – функция электрона,

Ф1 – состояние электрона, соответствующее пролету через первую щель,

Ф2 – состояние электрона, соответствующее пролету через вторую щель.

То есть полностью поведение электрона описывается как сумма всех его возможных состояний. Это и есть знаменитая волновая функция.

При измерении, то есть при воздействии или на «сам» электрон или на некую «виртуальную» его часть, то есть попросту на одно из формальных слагаемых в формуле, электрон локализуется в пространстве. То есть обретает в нем конкретное место взамен размазанного.

Еще раз, это важно: детектируя электрон, мы можем облучать фотонами не только его самого, пролетающего через щель, но и тот кусок формулы, которая «пролетает» (описывает пролет) через другую щель – эффект будет один! То есть, либо «живой» электрон пролетает через щель, и мы это прямо фиксируем детектором (интерференционная картина при этом пропадает), либо электрон пролетает через другую щель, где нет фотонного детектора, и мы облучаем фотонами ту часть электрона, которая не пролетает через эту щель (интерференционная картина при этом тоже пропадает).

Обалдеть, правда? Мистика, какая-то.

Вывод: воздействие локализует частицу. Она перестает описываться волновой функцией. И становится конкретной штукой в конкретном месте. Это называется редукцией волновой функции. Еще раз: редукция волновой функции – это когда мы путем воздействия на частицу превращаем ее из размазанного, вероятностного состояния в определенное. То есть измерение не выясняет истину, а присваивает частице эту истину.

Вот против чего так яростно выступал Эйнштейн. Ему вообще все это активно не нравилось. Неопределенность не нравилась… И он придумал, как эту неопределенность перехитрить.

Ладно, рассуждали Эйнштейн, Подольский и Розен – три героя, решившие перехитрить принцип неопределенности, – пусть мы не можем измерить у частицы импульс и координату одновременно. Но узнать можем! Это делается так.

Нужно «спутать» две частицы, чтобы их свойства были взаимосвязаны. Аналогия далекая, но тем не менее. Это, примерно, как в бильярде – бьем шаром по шару, шары разлетаются. Суммарный импульс шаров до соударения равен суммарному импульсу после соударения – простая механика, закон сохранения импульса, в школе проходят. То есть измерив импульс у одного шара, мы можем вычислить импульс другого, не измеряя его скорости.

Сталкиваем две частицы, они разлетаются, поделив импульс. Далее мы измеряем координату у первой частицы и импульс у второй. И таким образом узнаем и координату первой частицы (которую измерили непосредственно), и ее импульс (который просто вычислили, измерив импульс у второй частицы). Такова была схема мысленного эксперимента, предложенная троицей ЭПР.

Это было сильным ударом, от которого великий Бор покачнулся. Спор их в тот день закончился вничью. Бор назвал натяжкой рассуждения Эйнштейна. Эйнштейн полагал, что импульс, как объективная характеристика, уже имеется у частицы. И путем вычисления мы его узнаем. Бор же считал, что, пока мы импульс не измерили, приписывать частице конкретное значение импульса нельзя: импульс присваивается измерением, стало быть, мы не обманули неопределенность.

Много позже, а именно в 1960-е годы физик Джон Белл из швейцарского ЦЕРНа, размышляя над ЭПР-парадоксом, формализовал эту придуманную схему, написав некое математическое неравенство, которое позже назвали неравенством Белла. Из формулы вытекало, что если в эксперименте справедливость неравенства подтвердится, значит, прав Эйнштейн. Если не подтвердится, – Бор.

Такой эксперимент удалось поставить только в 1982 году. Поставил его Ален Аспек. Результат эксперимента с двумя поляризованными фотонами неопровержимо показал: прав был Бор. Никакой «объективной физической реальности», о которой грезил Эйнштейн, в микромире не существует.

Действительно, как-то призрачно все стало. Неопределенно как-то. Четкий мир вдруг расплылся в неких виртуальностях. Реальность растворилась в дрожащих тенях. Написав эти строки, я по ассоциации вспомнил историю № 21 из Шкатулки – про загадочного Назарова. Чтобы вы не листали книжку, просто приведу этот кусочек еще раз.

«…Гораздо более странная история приключилась со мной в селе Красные Всходы… Там проводила свой психотренинг одна известная московская психологиня. Так сказать, в отрыве от мегаполиса. Клиенты жили в тишине, гуляли по лесу и познавали себя на занятиях.

Так вот, после очередного дня занятий лежал я в избе, которую мы сняли буквально за копейки, и смотрел на потолок, на котором прыгали отсветы икеевских фонариков. Такие купленные в магазине IКЕА жестяные фонарики со стеклышками и дверцей – внутрь вставляется маленькая круглая свечечка, похожая на парафиновую таблетку в жестяной облатке.

Короче, лежал я, смотрел на потолок и думал. Думал не просто поток мыслей, как обычно, а вполне конкретно: что есть жизнь? Точнее, есть ли вообще что-нибудь на белом свете или это все иллюзия.

И вдруг с потолка мне ответил голос. Мужской баритон. Мне никогда раньше не отвечали голоса с потолка, поэтому я просто поразился… Нет, я не пил. Я, как ты знаешь, не пью, не курю и наркоту не принимаю.

Голос сказал:

– Ты знаешь, а на свете ничего нет.

Я был поражен не только самим голосом, но и его ответом! „Как же так? – спросил я его мысленно, – а вот же все вокруг! То, что вокруг меня – все это есть! Почему же ничего не существует?..“

Голос ответил:

– А это все тени. Вот ты видишь пляшущие тени на стене. Но ты же не думаешь, что они есть на самом деле! Это просто тени.

И тогда я просил:

– А я? Я есть?

– И тебя нет, – ответил голос.

– Но... но когда я умру – что же тогда исчезнет, если меня нет?

Помолчав, голос ответил:

– Когда ты умрешь, твои внутренние тени сольются с внешними…»

Квантовое мельтешение. Мельтешение теней. Такие вот ассоциации. Кстати, после того случая я высказал Назарову следующие соображения. Я сказал ему, что голосу, отвечающему с потолка, удивляться не надо: когда хороший психолог или психотерапевт несколько дней подряд раскачивает и растормаживает вам психику, и не такое может случиться. Мой друг Леша Торгашев, которого опытный психолог пытала несколько часов подряд, в конце беседы почувствовал, как он сам говорит, «исчезновение Я». Личность его настолько растворилась в каком-то черном внутреннем космосе, настолько пропала, что Леша даже стал задыхаться – он просто физически не мог дышать! Еле-еле справился.