В поисках кота Шредингера. Квантовая физика и реальность

В 1930-х годах Эддингтон представил ряд прекрасных физических примеров того, что это означает, в своей книге «Философия физической науки». Он подчеркнул: то, что мы воспринимаем, что «узнаем» из экспериментов, в значительной степени зависит от наших ожиданий – и привел пугающий своей простотой пример, который пошатнул такие представления. Представьте, сказал он, что скульптор говорит вам: внутри глыбы мрамора «спрятана» форма в виде головы человека. Абсурд, подумаете вы. Но затем скульптор, отсекая мрамор молотком и зубилом, показывает вам эту форму. Не таким ли образом Резерфорд «открыл» ядро? «Это открытие не выходит за рамки волн, которые являют собой наше знание о ядре», – сказал Эддингтон, поскольку никто никогда не видел атомное ядро. Все, что мы видим, – это результаты экспериментов, которые мы интерпретируем как ядро. Никто не обнаружил позитрон, пока Дирак не предположил, что он может существовать. Сегодня физики говорят, что знают гораздо больше так называемых фундаментальных частиц, чем элементов в Периодической таблице Менделеева. В 1930-х годах физики были заинтригованы предсказанием новой частицы нейтрино, которая требовалась, чтобы объяснить едва уловимые взаимодействия спинов в некоторых радиоактивных распадах. «Я не очень впечатлен теорией нейтрино, – писал Эддингтон. – Я не верю в нейтрино». Но «осмелюсь ли я сказать, что физики-экспериментаторы не достигнут должного уровня мастерства, чтобы создать

нейтрино»?

С тех пор действительно было «открыто» три различных типа нейтрино (плюс еще три разных антитипа), а еще несколько типов постулируется. Можно ли всерьез воспринимать сомнения Эддингтона? Возможно ли, что ядро, позитрон и нейтрино не существовали,

пока экспериментаторы не нашли правильное зубило, которое позволило высечь их из камня? Такие рассуждения находятся на грани потери рассудка, не говоря уже о нашем понимании реальности. Однако все это довольно сложные темы в квантовом мире. Если правильно следовать квантовым рецептам, мы сможем провести эксперимент, который даст такой набор показаний, что их можно будет интерпретировать как указание на существование определенного типа частиц. Практически каждый раз, следуя одному и тому же рецепту, мы получаем один и тот же набор показаний. Но их интерпретация с позиции частиц происходит исключительно у нас в голове и, возможно, является не более чем стойкой иллюзией. Уравнения не дают нам никакой информации о поведении частиц в отсутствие наблюдения за ними, до Резерфорда никто не обращал внимания на ядро, а до Дирака никто не мог и представить существование позитрона. Раз мы не можем сказать, что делает частица, когда мы не смотрим на нее, мы не можем сказать и то, существует ли она вообще, когда мы на нее не смотрим. Справедливо будет сказать, что ядра и позитроны не существовали до XX столетия, потому что никто до 1900 года не видел ни одного из них. В квантовом мире ты получаешь то, что видишь, и при этом ничто не реально; надеяться можно разве что на набор иллюзий, соотносящихся друг с другом. К сожалению, даже эти надежды разбиваются в пух и прах самыми простыми экспериментами. Помните опыт с двумя прорезями, который доказал волновую природу света? Как его объяснить с позиции фотонов?

Опыт с двумя прорезями