Вот смотрите. У нас, допустим, есть две черные коробки А и Б. И один белый шарик, который лежит в этих коробках. Поскольку шарик один, а коробок две, шарик лежит только в одной из них. Надеюсь, это не слишком сложно для понимания? Как теперь определить, в какой черной коробке лежит белый шарик? Очень просто открыть и посмотреть! То есть провести эксперимент.
Если мы открыли коробку А, а в ней лежит белый шарик, какой вывод мы сделаем? Что белый шарик и лежал в этой коробке до того, как мы подняли крышку.
А если мы открыли коробку и в ней нет белого шарика? Значит, белый шарик лежит в другой коробке! И он там находился до того, как мы провели эксперимент и открыли пустую коробку.
Это все настолько элементарно, что любые объяснения только затемняют кристальную ясность происходящего.
Белый шарик, если он один, может находиться только в одной из коробок! Баста!
В квантовом мире все не так. Уравнения квантовой механики утверждают: квантовая система находится в суперпозиции до момента измерения. Иными словами, если формулы говорят, что частица после замера может с вероятностью 50 % оказаться в области А и с вероятностью 50 % в области Б, то до замера она находится одновременно и в области А, и в области Б. Она «размазана» по обеим областям, только потому и может в какой_то из них проявиться. Что и называется суперпозицией состояний. Это как один электрон, пролетающий одновременно через две щели.
Отсюда вытекает, полагал Бор, что квант не обладает определенными свойствами до замера, а эти свойства у него возникают при замере, то есть порождаются самим экспериментатором. И даже спрашивать бессмысленно, были у кванта какие_то определенные свойства или нет до замера. Это вообще не физический вопрос, а философский. А физика наука конкретная, она имеет дело только с тем, что можно измерить, а если не измерили, то и говорить не о чем! Иными словами, физика имеет дело не с реальностью, а с результатами замеров. Которые по привычке и называет реальностью.
Альберт Эйнштейн в отличие от Нильса Бора с этим никак не мог согласиться. Да, говорил он, из формалистики квантовой механики и вправду вытекает вероятностная природа самого квантового мира. Ну, так это значит, что квантовая механика просто неполна! Недоделанная теория! Просто мы еще не знаем чего_то, каких_то скрытых свойств квантов, которые и определяют, куда улетит этот фотон влево или вправо. Это только нам фотоны кажутся абсолютно одинаковыми, и потому мы говорим о вероятностях, но на самом деле у них есть какие_то пока еще неизвестные, скрытые от нас параметры, которые и определяют их индивидуальную судьбу влево фотон улетит или вправо! И надо работать дальше, чтобы придумать такую теорию, которая бы точно и однозначно предсказывала результат, как это всегда и бывало в физике! Иначе зачем нужна такая наука, которая не может предсказать результат или может предсказать его «наполовину», лишь с какой_то долей вероятности?
У частицы до замера непременно были какие_то свойства: и скорость, и координаты. Не может быть так, чтобы белый шарик лежал одновременно в двух коробках. Так полагал Эйнштейн. Квантовая механика неполна!
Наши представления и привычки, приобретенные нами в результате эволюции в макромире, просто не работают в мире квантовом, где есть только потенции, квантовые возможности, которые реализуются, то есть становятся классической реальностью, лишь в результате замера или, если хотите, наблюдения. рассуждал Бор. И с этой точки зрения квантовая механика полна. Полнее не бывает! Полнее просто некуда, мы добрались до базовой основы мироздания.
Точка зрения Бора и его корешей носит название копенгагенской интерпретации квантовой механики, всю суть которой можно сформулировать в одном предложении: не надо задаваться философскими вопросами, просто считайте по формулам и получите результат.
Бора поддержал Паули, который предложил:
А зачем вообще ломать голову о том, существуют у частицы свойства до замера или не существуют, если об этом невозможно узнать, пока не померяешь? А когда померяешь, будешь иметь дело с результатом замера. А спор о том, существовало это свойство раньше или нет, подобен спору средневековых схоластов о том, сколько чертей поместятся на кончике иглы. Переливание из пустого в порожнее!
Философски Паули и Бор были правы. Мы всегда имеем дело только с результатами проверок, экспериментов, тестов. Если бы к этим двум гениям присоединился третий ваш покорный слуга, то он (я) заметил бы в рассуждениях нашего противника Эйнштейна ошибку в виде одного незримо принимаемого допущения, которого не приметил никто. Эйнштейн утверждал, что и Луна и свойства частиц существуют вне зависимости от того, смотрим мы на них или нет. Но при этом сам термин «существование» не определял, полагая его само собой разумеющимся.
Мы, между тем, на вопрос о существовании уже отвечали: существует значит проявляет себя. И справедливо вопрошали: а в чьих глазах? Вот физик Джон Уилер однажды гениально заметил, что именно наблюдатель делает мир проявленным. То есть «проявитель» сознания служит одновременно и «закрепителем»: сознание проявляет и фиксирует физический мир, делая его реальным Что ж, мысль, в сущности, совершенно правильная, учитывая, что классической физической реальностью физики называют то, что мы привыкли видеть и воспринимать.
А Эйнштейн, утверждая, будто Луна существует, даже когда мы на нее не смотрим, по сути, скатывался в религию, делая непроверяемое, а принимаемое только на веру допущение. Но как только его проверяешь и убеждаешься, что Луна тут как тут, снова начинаешь иметь дело не с реальностью, а с результатами проверки, как и учил Бор. А была ли Луна до момента проверки это дело верований и вообще не стоит разговоров. Просто удобно считать, что была, раз нашлась.
С точки зрения нормального человека, прав, конечно, Эйнштейн: если мы обнаружили шарик в левой коробке, значит он там и лежал до того, как мы открыли крышку. То же самое, по идее, должно быть и в микромире: если мы замерили какую_то характеристику частицы, значит эта характеристика у частицы и была! Ну, так же всегда было! Мы меряем амперметром некий реально существующий ток, амперметр ведь не создает в сети ток своим замером! А в этой вашей квантовой физике получается, что сам замер, сам эксперимент, само наблюдение создает замеряемое свойство, которого раньше не было! Но что значит «не было»! Что это за бред? Наука всю свою историю пыталась найти такие теории и формулы, которые могли предсказать результат, в этом и состоит прогностическая сила науки! Куда упадет снаряд? Выдержит ли эта конструкция нагрузку? Не сгорит ли предохранитель в этой сети?.. А если вы в результате своих исследований пришли к тому, что не можете точно предсказать результат, а только пожимаете плечами, то что же это за наука?
Обидно!
Но ведь эйнштейновское ожидание предсказуемости, то есть твердая вера в то, что белый шарик, обнаруженный в коробке А, лежал в ней и до замера (до открытия крышки), незаметно подталкивает обывателя обратно к фатализму ньютоновского мира. Если Эйнштейн верил в неполноту квантовой механики и ждал точных прогнозов от какой_то новой теории, то он таким образом тащил нас обратно в механистический предсказуемый и внутренне противоречивый мир. Почему противоречивый? Я уже писал: если, обладая огромным массивом знаний, мы просчитаем, что завтра нам на голову упадет кирпич, сможем ли мы не пойти в ту сторону, если из причин следуют только неизбежные жесткие следствия, и только поэтому все_все можно просчитать? Чтобы иметь возможность не пойти, нам нужна какая_то принципиально «непослушная» изменчивость мира, вшитая в саму основу бытия. И такая изменчивость сущест_вует в лице принципиальной непредсказуемости! (Опять забегая вперед, скажу, что в этом случае и «непослушное» сознание должно в своей базе основываться на той же квантовой непредсказуемости.)
Но в эту непредсказуемость Эйнштейн верить упорно не хотел! И придумывал в беседах с Бором на Сольвеевском конгрессе 1927 года массу мысленных экспериментов, которые, с его точки зрения, доказывали, что квантовая механика все же неполна, что свойства частиц существуют у них до замера, а не порождаются замером, что можно вопреки запрету Гейзенберга одновременно узнать и точную координату и скорость частицы.
