Тайны квантового мира: О парадоксальности пространства и времени

Сказанного здесь достаточно, чтобы показать читателю, как глубока и интересна квантовая теория. Она не только вызвала к жизни отрасль науки — атомную физику — наиболее живую и увлекательную, но также, бесспорно, расширила наши представления о мире и привела к появлению многих новых идей, которые оставят, без сомнения, глубокий след в истории человеческой мысли. Именно поэтому квантовая физика представляет интерес не только для специалистов, она заслуживает внимания каждого культурного человека.

Луи Виктор Пьер Раймон маркиз де Бройль (1892–1987)

ГЛАВА ВТОРАЯ

ПАРАДОКСЫ КВАНТОВОЙ РЕАЛЬНОСТИ

Мы многократно повторяли, что уравнения квантовой механики отличны от уравнений классической механики. Поэтому движение квантовых объектов ни описать, ни представить в классических понятиях и образах нельзя. Примерно так же, как нельзя отметить на глобусе все движения пассажира, пересекающего на пароходе Атлантику. Однако, как бы волны ни качали корабль и чем бы ни занимался при этом пассажир, в среднем он все-таки перемещается в соответствии с заданным курсом.

Пауль Эренфест, один из создателей квантовой физики

Открытие принципа неопределенности показало, что человек в процессе познания природы может оторваться от своего воображения, он может открыть и осознать даже то, что ему не под силу представить.

Лев Давидович Ландау, нобелевский лауреат, выдающийся теоретик

ВОПРОСЫ КВАНТОВОГО МИРА

История закладки фундамента квантовой науки богата бурными дискуссиями между ее отцами-основателями о глубинном смысле новой реальности микромира.

Наиболее часто спор вращался среди вопросов:

— Какой еще смысл, кроме вероятностного, может иметь остающаяся во многих отношениях загадкой пси-функция?

— Как происходит переход от волновой сущности микрообъекта к его второму — дискретному «я»: посредством «коллапса волновой функции» или «редукции волнового пакета»?

— Как подобрать точную и наглядную картину — аналогию данного явления?

— Означает ли подобный подход, что наше будущее не определено и квантовый принцип причинности устанавливает между событиями в микромире лишь вероятностные связи?

— И наконец, насколько полно описывают объективную реальность законы квантового мира?

Именно подобные вопросы и подвигли Эйнштейна с его сотрудниками — Подольским и Розеном написать знаменитую статью «Можно ли считать квантовомеханическое описание физической реальности полным?». Они предложили парадоксальный мысленный эксперимент, из которого логически следовало, что для описания физических объектов волновой функции недостаточно. Тем самым утверждалось, что квантовая механика еще не до конца разработана и ее законы не полностью описывают наш мир. Эйнштейн, Подольский и Розен рассмотрели систему двух взаимосвязанных (коррелированных) частиц. В результате блестящего умозрительного анализа они сделали удивительный вывод, что «… поскольку эти системы уже не взаимодействуют, то в результате каких бы то ни было операций на первой системе во второй системе уже не может получиться никаких реальных изменений…».