Информация или интуиция?

Для того чтобы выяснить, какую роль играет информация в процессах, происходящих с отдельными электронами и электронными пучками, рассмотрим опыт, описание которого присутствует во всех учебниках физики. Сначала мы просто опишем сам опыт, а затем посмотрим, какие выводы можно сделать из его результатов.На верхнем рисунке показан прибор, состоящий из источника, создающего пучок электронов, летящих в одном направлении (так называемая электронная пушка), маски со щелью и экрана, на котором каждый попадающий электрон вызывает появление светящейся точки (сцинтилляция). На экране (см. нижний рисунок) вместо четкого изображения щели наблюдается светлая полоса с размытыми краями. Эта размытость, объясняемая дифракцией на краях щели, в свое время вызвала одну из самых бурных сенсаций в физике. Обнаружение дифракции электронов свидетельствовало в пользу их двойственной, корпускулярно-волновой природы, двойственности, которая до сих пор не перестает будоражить умы исследователей.

Более сложная модификация того же прибора показана на следующем рисунке. Здесь все то же самое, но щелей в маске не одна, а две, и расположены они параллельно друг другу. Электроны проявляют здесь свою волновую природу, и электронные волны, прошедшие сквозь щели, складываются между собой по ту сторону маски. В результате на экране образуется явно выраженная интерференционная картина, представляющая собой чередование темных и светлых полос (рисунок 3). Кроме того, на рисунке (страница 4) показаны кривые, выражающие зависимость интенсивности свечения экрана от расстояния вдоль оси х, проведенной в направлении, перпендикулярном направлению черных и белых полос.

ЧЕРЕЗ КАКУЮ ЩЕЛЬ ПРОШЕЛ ЭЛЕКТРОН!

Со дня, когда подобный опыт был поставлен впервые, и до сих пор ученых интересует все тот же вопрос: можно ли узнать, через какую из двух щелей прошел этот самый единственный электрон?Поскольку в формулировке этого вопроса присутствует слово «узнать», мы также не можем остаться равнодушными. Усложним еще более конструкцию приора, снабдив его источником света, расположенным точно посередине между двумя щелями и двумя детекторами, способными регистрировать каждый отдельным фотон. Будем предполагать, что, если какой-либо электрон пролетит через верхнюю щель, летящий ему навстречу очередной фотон, излученный источником света, от разится от него и попадет в верхний детектор, которым и зарегистрирует его. Мы будем знать, что через верхнюю щель пролетел электрон. Наоборот, если электрон пролетит через нижнюю щель, отраженный от него фотон попадет в нижний детектор. Таким образом, по сигналам детекторов мы, казалось бы, можем точно знать, через какую именно щель пролетел электрон.К сожалению, на самом деле все обстоит не так просто. Многочисленные опыты, в частности, с конструированием различных микроскопов, неоспоримо свидетельствуют о следующем. Можно «увидеть» предмет в том и только в том случае, если, он «освещается» излучением, длина волны которого во всяком случае не больше, чем размеры предмета. При этом совершенно не важно, освещается ли предмет видимым светом, ультрафиолетовым излучением или потоком любых микрочастиц, имеющих, как мы совсем недавно имели возможность напомнить читателю, волновую природу. Не важно также и то, что имеется в виду под словом «увидеть»: увидеть глазом или зарегистрировать детектором.