Боб Берман - Биоцентризм. Как жизнь создает Вселенную

Но мельчайшие одиночные частицы нельзя считать реально существующими, если их никто не наблюдает. Они могут обладать либо длиной волны, либо положением в пространстве. Когда разум обрисует в пространстве какой-либо объект, который служит основой для существования частиц, пока не прорисует пути (линии в дымке вероятности, представляющей диапазон возможных реализаций объекта), мы сможем сказать, что объект находится «там» или «здесь». Следовательно, квантовые волны определяют лишь потенциальное положение частицы, место, которое она может занимать. Когда ученый наблюдает частицу, она находится в рамках статистической вероятности такого события . Именно это и определяет волна. Волна – это не событие и не феномен , а описание вероятности возникновения того или иного события или феномена. Ничего не произойдет до тех пор, пока кто-нибудь действительно не пронаблюдает событие.

В рамках эксперимента с двумя щелями легко утверждать, что любая из частиц – фотон или электрон – может попасть только в одну из двух щелей, так как эти частицы неразрушимы. Далее можно с полным правом спросить: и в какую же щель она попала? Многие великие физики ставили эксперименты, призванные проследить путь частицы через одну или другую щель. Для этого пытались использовать явление интерференции. Однако все они приходили к поразительному выводу: невозможно одновременно и проследить путь частицы, и наблюдать интерференцию. Можно поставить опыт так, чтобы определить, через какую именно щель проходит фотон. Но если такой эксперимент поставлен, то фотоны начинают бить в одну и ту же точку на экране, как шарики, совершенно не создавая интерференции и волновой ряби. Проще говоря, они ведут себя именно как частицы, а не как волны. Эксперимент с двумя щелями демонстрирует квантовую странность во всей красе, поэтому мы подробно рассмотрим и проиллюстрируем его в следующей главе.

Кстати, когда мы наблюдаем за прохождением элементарной частицы через барьер, сразу происходит коллапс волновой функции. Частица теряет свою вероятностную свободу выбора из двух вариантов – волнового и корпускулярного – и реализуется в одной из двух ипостасей.

Тем не менее это еще не все. Стоит нам признать, что мы не можем узнать о частице и направление движения, и ее интерференционный рисунок, как это умозаключение приводит нас к еще более странным фактам. Допустим, мы работаем с группами запутанных фотонов. Они могут двигаться на большом расстоянии друг от друга, но их поведение всегда будет коррелировать.

Предположим, что два таких фотона (назовем их y и z ) выпущены в двух разных направлениях, и повторим эксперимент с двумя щелями. Мы уже знаем, что фотон y таинственным образом пройдет через обе щели и создаст интерференционный рисунок при условии, что мы никак не измеряли его параметры, пока он не достиг экрана-детектора. В другом опыте мы настроим прибор, который позволит нам узнать путь второго запутанного фотона, z , находящегося на расстоянии многих километров от первого. Бинго: как только мы включаем прибор для определения пути фотона z , фотон y мгновенно «узнает», что мы можем дедуктивно определить его путь (поскольку этот путь будет ровно противоположен пути фотона z , иными словами – дополнителен ему). Фотон y внезапно прекращает давать интерференционный рисунок, причем он теряет волновые свойства в тот самый момент, когда мы включаем прибор для определения пути далекого фотона z , хотя мы при этом вообще не трогали фотон y . Именно так и произойдет – мгновенно, в реальном времени, даже если в этот момент фотоны y и z находятся в разных концах галактики.

Хотя все вышесказанное уже не вписывается в рамки возможного, странности на этом не заканчиваются. Логично предположить, что если мы сначала позволим фотону y проскочить через щель в экране-детекторе, а через долю секунды измерим траекторию его далекого фотона-близнеца, то сможем обойти законы квантовой физики. Ведь первый фотон уже прошел нужную траекторию до того, как мы попробовали определить направление его далекого близнеца. Соответственно, мы должны были бы узнать поляризацию обоих фотонов и рассмотреть их интерференционный рисунок. Правильно? Нет. При постановке такого опыта мы действительно получаем рисунок, но он не является интерференционным. Фотон y прекращает проходить через обе щели задним числом ; интерференция прекращается. Складывается впечатление, что фотон y как-то «узнает», что по итогам опыта мы сможем определить его поляризацию, «узнает» это еще до попадания в поляризационный детектор.