Джим Аль-Халили - Квант. Путеводитель для запутавшихся

когда квантовые феномены гораздо удивительнее их? В то время как практически любой известный паранормальный инцидент можно объяснить, всего лишь обратившись к здравому смыслу, квантовую теорию тестируют, прощупывают и исследуют всеми возможными способами уже без малого сотню лет. Жаль, что ни одна из гипотез квантовой механики ни разу, насколько мне известно, не попала на страницы «Необъясненного».

Стоит сразу пояснить, что странной и нелогичной кажется не сама теория квантовой механики. Напротив, она представляет собой потрясающе точную и логичную математическую конструкцию, которая превосходно описывает Природу. На самом деле без квантовой механики мы не смогли бы понять основы современной химии, электроники и материаловедения. Без квантовой механики мы не изобрели бы ни кремниевый чип, ни лазер; не было бы ни телевизоров, ни компьютеров, ни микроволновых печей, ни CD – и DVD-плееров, ни мобильных телефонов, ни многих других устройств, которые мы в наш технологический век принимаем как должное.

Квантовая механика невероятно точно предсказывает и объясняет поведение самих кирпичиков материи – не только атомов, но и частиц, из которых они состоят. Она дает нам очень точное и практически полное понимание того, как субатомные частицы взаимодействуют друг с другом и соединяются, чтобы формировать мир, который мы видим вокруг и частью которого являемся сами.

Таким образом, перед нами встает противоречие: как может научная теория столь успешно объяснять все эти «как» и «почему» и в то же время оставаться столь загадочной?

Большинство практикующих физиков, которые ежедневно применяют правила и математические формулы квантовой механики, скажут, что они не видят в этом проблемы. В конце концов, они знают, что она работает. Она помогла нам объяснить огромное количество природных явлений, ее математический аппарат и формулировка точны и понятны и, несмотря на многократные попытки сомневающихся в их правильности, блестяще выдержали все возможные экспериментальные проверки, которым их подвергли. И правда, физики нередко сетуют на тех своих коллег, которые до сих пор не могут смириться с парадоксальной и необычной природой субатомного мира, сообщаемого нам теорией. К тому же какое право мы имеем ожидать, что природа на уровне невообразимо крохотных атомов будет вести себя хоть сколько-нибудь знакомо, когда мы ежедневно видим лишь ее поведение на уровне людей, машин, деревьев и домов? Дело не в том, что квантовая механика представляет собой странное описание Природы, а в том, что сама Природа ведет себя необычным и парадоксальным образом. А если квантовая механика дает нам теоретические инструменты, чтобы понять все, что мы наблюдаем, у нас нет никакого права винить Природу – или теорию – за наши интеллектуальные несовершенства.

Многие физики нетерпимы к тем, кто пытается найти более наглядную интерпретацию квантовой механики. В моем понимании, их подход ненаучен. Они говорят: «Может, просто заткнетесь и начнете использовать квантовые инструменты, чтобы предсказывать результаты экспериментов? Искать полное понимание того, что невозможно проверить экспериментальным путем, – пустая трата времени».

На самом деле стандартная интерпретация квантовой механики – та самая, которой обычно обучают всех студентов-физиков, – вывела строгие правила и условия, которых физики должны придерживаться в отношении той информации, которую они извлекают из Природы в каждом конкретном эксперименте. Понимаю, на первых страницах книги это покажется неуместно туманным, однако вы с самого начала должны осознавать, что квантовая механика не похожа ни на одну другую теоретическую концепцию, созданную человеком за всю историю науки.

Как и большинство физиков, я много лет рассуждал о квантовой механике и с профессиональной позиции практикующего исследователя, и с позиции человека, заинтересованного в ее более глубоком значении – в области, известной как основы квантовой механики. Быть может, тех двадцати лет, которые я провел с квантовой механикой, еще недостаточно, чтобы «смириться» с ней. Но я полагаю, что слышал достаточно мнений (а спор, поверьте мне, еще далек от завершения, несмотря на оптимистичные и несколько неискренние заверения сторонников конкретной интерпретации в обратном), чтобы хотя бы взглянуть на нее со стороны. Надеюсь, большая часть вопросов, освещаемых в этой книге, не --">