Даниил Данин - Неизбежность странного мира

Природа, все бытие которой как бы непрерывное экспериментирование, непрерывно «бросает кости». В это-то и не хотел поверить Эйнштейн, в шутку ссылаясь на бога.

…Здесь все время шел разговор о местонахождении частицы — об ее координате. Но это только потому, что обо всем другом рассказывать гораздо труднее. У физиков, конечно, кроме этого первого вопроса к частице, есть множество иных и часто несравненно более важных вопросов. И главное — не только к отдельной частице (к электрону, например), а и к системе частиц (скажем, к атому). Это вопросы о скорости и энергии движения, о квантах и спектрах излучения, о распадах неустойчивых частиц и временах их жизни, об ионизации атомов и превращениях атомных ядер… Словом, вся атомная и ядерная физика, вся микрофизика вообще, — это цепная реакция вопросов, которые задают ученые «волницам» и систёмам «волниц». И как в атомном котле, реакция эта разветвленная: вопросы нарастают лавиной. И всякий раз физики получают ответы в вероятностной форме! Всякий раз они теоретически выясняют, как распределяются шансы между различными возможностями, а результаты опытов рассматривают как претворение возможностей в действительность.

Вероятность состояния. Вероятность столкновения. Вероятность распада. Вероятность излучения. Вероятное время жизни…

Эйнштейн надеялся доказать невероятность этого господства вероятностей. Он конструировал парадоксы, к которым, по его мнению, неизбежно должна была приводить квантовая механика. Он придумывал мысленные опыты, которые должны были посрамить толкование пси-волн, как «волн вероятности». Он выдвигал возражения, которые всем сомневающимся в квантовой механике казались неотразимыми.

Признайтесь: и вы, быть может, впервые кое-что узнающий о странностях механики микромира при чтении этих страниц, вы тоже — сомневающийся? Наверняка сомневающийся! Я был бы слишком самоуверен, если бы думал, что все рассказанное выше, начиная с открытия электрона и запрета Рентгена и кончая соотношением неопределенностей и догадкой Борна, уже убедило вас в неизбежности странного мира, какой открылся перед физиками XX века в глубинах материи. Нет, вы, конечно, еще сомневающийся… Так вообразите, что величайший физик столетия разделяет ваши сомнения! В пору подпрыгнуть от радости: «Значит, я не так уж прост и не так уж плох?» Можно смело бросаться в схватку, когда за плечами такой могучий телохранитель. Поддержка его заранее кажется неоценимой: вы можете выражать свои недоумения только недоверчивой улыбкой, только пожатием плеч, а у него в руках оружие гениальной физической проницательности и щит небывалого авторитета.

Вы, наверное, думаете — зачем тут это красноречие литератора? А — затем, что до дня сегодняшнего (буквально — сегодняшнего!) публицисты, философы, физики разных стран — ближайшие потомки тех, кто в начале века не доверял и теории относительности, — теперь обязательно ссылаются на Эйнштейна, когда выражают недоверие к основам квантовой механики. Ссылаются на его авторитет — не на его доводы. И даже не упоминают, что эти доводы были опровергнуты.

Один из них мы, пожалуй, с некоторым огрублением могли бы оспорить сами, следуя нашему зароку: «Только без подробностей!» Кстати, может быть, такой «спор с Эйнштейном» рассеет некоторые наши собственные сомнения?

Вот электрон проскочил щель в экране. Перед ним, как «волницей», открылся простор. Волновой пакет его возможностей стал расширяться. Где суждено ему упасть на пластинку — с точностью предсказать нельзя. Но мы уже знаем: волновая картина показывает, какие есть у электрона шансы вызвать почернение здесь или там. Пусть будет десять шансов из ста, что электрон обнаружится в малом кружочке, который мы заранее очертили на пластинке. Тогда по логике дела есть девяносто шансов, что он окажется не в этом месте, а в каком-то ином. Так, наверное, и случится — иначе мы были бы слишком везучими. Но не об этом сейчас речь, важно подумать о другом: какая бы возможность ни реализовалась, в тот момент, когда электрон упадет на эмульсию, что-то, несомненно, должно будет произойти с его волновым пакетом — «пакетом вероятностей». Что же именно?

Вот об этом событии, как о событии физическом, стал допрашивать создателей квантовой механики Эйнштейн.

Момент приземления электрона — момент превращения одной из его возможностей в действительность. Стало быть, в этот момент все вероятности падения его в другие места должны тотчас исчезнуть. Так, все десять шансов, на какие мог еще за мгновенье до этого рассчитывать очерченный нами кружок, должны немедленно испариться: в этом месте этому электрону уже не бывать, раз он упал в другое место! Тут спорить не о чем. Но тогда это означает, что в момент падения электрона величина «пси» внезапно и сразу стала равной нулю для всего пространства, кроме места падений. Широкий волновой пакет электрона тотчас стянулся в узкий пик над местом приземления. В квантовой механике так и говорят: произошло «стягивание волнового пакета», или «сведение волнового пакета». Главное, что это произошло действительно мгновенно!