Максим Чертанов - Эйнштейн

Бор, Борн и Гейзенберг признали, что частица может быть волной, но это ничего не меняло. Борн сказал, что Шрёдингер умница, волны материи существуют, но это — волны вероятности. Да, кванты прыгают и сами не знают, когда и почему прыгнут, и мы никогда не узнаем и не должны попусту ломать голову над вопросом, ответа на который не существует. (Такой подход историки науки называют «копенгагенской интерпретацией».) Еще в 1924 году Борн впервые использовал выражение «квантовая механика», а 28 апреля 1926-го Гейзенберг читал об этой новой области физики лекцию на коллоквиуме в Берлине, где присутствовали Эйнштейн, Планк, Нернст и Лауэ. Эйнштейн пригласил Гейзенберга к себе, и они продолжили дискуссию дома. То, что говорил Гейзенберг, было ужасно. Мало того что элементарная частица может одновременно существовать в нескольких состояниях и описать ее состояние можно только с помощью функции вероятности, — оказывается, именно исследователь при «поимке», то бишь при измерении частицы, делает одно из этих виртуальных состояний реальным, а прочие исчезают. Пока же вы не поймали частицу, вы не просто не знаете, какова она (так думал Эйнштейн), нет, все гораздо хуже — без нашего вмешательства она «никакая» или «всякая сразу».

Шрёдингер придумал эксперимент, чтобы показать странность и неполноту квантовой механики. Кота (гипотетического, не бойтесь) запирают на час в ящик, туда же помешают радиоактивный атом, счетчик Гейгера и ампулу с ядовитым газом. Ядро атома распадается за час с вероятностью в 50 процентов. Если ядро распадается, счетчик Гейгера, реагируя на радиацию, открывает ампулу с газом, и бедный кот умирает. Если ядро не распадается, кот остается жив. Получается, что кот целый час с вероятностью в 50 процентов жив и с той же вероятностью мертв. Глупо звучит? Но мы все в похожей ситуации бывали. Куда-то делся, не отвечает на звонки наш ребенок или любимый человек, и в нашем сознании он одновременно попал под машину, похищен маньяком, мертв, ранен, арестован, напился, изменил(а) и прочая и прочая, и все эти виртуальные состояния равноправны для нас до тех пор, пока внешнее вмешательство (звонок, письмо) не сделает одно из них реальным; и если реальность оказывается ужасна, нам даже может показаться, что мы своим вмешательством сами сотворили катастрофу.

Но наш близкий человек все-таки где-то и в каком-то состоянии находился, пока для нас он пребывал во всех состояниях сразу, и тому находятся свидетели. В случае с частицами все не так. Они на самом деле находятся в нескольких возможных состояниях, пока мы к ним не влезем и тем не реализуем одну из вероятностей; а что было бы без вмешательства, знает только статистика.

Хуже того, Гейзенберг (зловредный, прямо как Максвелл с его никуда не лезущими уравнениями) сформулировал принцип неопределенности. Нельзя измерить больше одной характеристики частицы в данный момент (например, ее местоположение и ее скорость), а лишь, например, местоположение и вероятность скорости (или наоборот). И чем точнее мы сможем узнать, где сейчас частица, тем менее точно знаем, как она движется (и наоборот). То есть мы можем либо знать, что Иванов находится дома на диване, намереваясь с неведомой скоростью ринуться «куда-то», либо знать, что он идет со скоростью пять километров в час, а откуда и куда — сам не знает. А раз мы не знаем скорость «застуканной» нами в каком-то месте частицы или, наоборот, место, из которого она выпрыгнула, то и не можем предсказать, где она окажется потом. Будущее перестает быть детерминированным: причинность становится случайностью. Это страшный, почти смертельный удар для классической физики.

Правда, такой хаос царит лишь в микромире. Вероятность — вещь не абы какая, ее можно вычислить. Соотношение неопределенностей даже для песчинки ничтожно мало, поэтому можно говорить, что ее координаты и движение можно измерить одновременно с достаточной точностью. У крупных предметов — тем более; вы вполне можете считать, что существуете «на самом деле», без всяких вероятностей. Существует ли Луна или только вероятность Луны — вопрос, который постоянно задавал Эйнштейн. Вероятность, но она равна единице. И все же лишь вероятность… Эйнштейна это убивало.

В марте 1926 года он писал Борну: «Концепции Гейзенберга — Борна привели всех в восторг и произвели глубокое впечатление на теоретиков, а мы, неповоротливые тугодумы, вместо тупого смирения ощущаем теперь сильное волнение». 4 декабря ему же: «Квантовая механика производит очень сильное впечатление. Но внутренний голос говорит мне, что это все не то. Из этой теории удается извлечь довольно много, но она вряд ли подводит нас к разгадке секретов Всевышнего. Я, во всяком случае, полностью убежден, что Он не играет в кости». Пайс: «Действительно, я слышал, как он произносил такую фразу, а иногда высказывался даже сильнее, например: „Трудно заглянуть в карты господа бога, но я ни на секунду не верю, что он бросает кости и прибегает к ‘телепатии’ (как то следует из квантовой теории в ее теперешнем виде)“».