164
бым. что вновь появляется кривая /|.i, т.е. интерференционная картинка. Что же получается? Если мы следим за отверстиями или, точнее, у нас есть прибор, способный узнавать, сквозь какое отверстие из двух проник электрон, то мы можем уверенно говорить лишь о том, что он прошел сквозь отверстие I или 2. И всё. Но если мы не пытались узнать, где прошел электрон, если в опыте не было ничего возмущавшего электроны, то мы не смеем думать, что электрон прошел либо сквозь отверстие 1, либо сквозь отверстие 2, и тогда мы получим конечный результат, имея неопределённость в том, что привело к такому результат}'. Ничего не поделаешь, природа распорядилась так, что мы вынуждены балансировать на этом логическом канате, если хотим успешно описывать её. Оказалось, что подсматривать за электронами таким образом - с помощью подсветки или как-то иначе, - это слишком грубо для таких чувствительных и «умных» созданий, как электрон. Достаточно экспериментатору подумать об этом - и результат будет тот же; щель можно «закрыть» мысленно!? Об эксперименте Унллера с отложенным выбором - ниже (гл. 14).
Два принципа, на которых держится мир
Подчеркнем, что именно здесь истоки рождения принципа неопределённости Гейзенберга, и не только. Сам Гейзенберг сформулировал этот принцип в том виде, в каком мы представили его в начале книги, но это частный случай. Более общая формулировка может быть представлена в терминах данного эксперимента. Она звучит следующим образом: «Нельзя никаким образом устроить прибор, определяющий, какое из двух взаимно исключающих событий осуществилось без того, чтобы а то же время не разрушилась интерференционная картина». До сих пор никому не удавалось указать способ, как обойти принцип неопределённости. Значит, нам следует думать, что он описывает одну из основных характеристик природы. Если кому-либо удастся поколебать этот принцип - рухнет всё здание квантовой механики.
Сопротивление атомов сжатию, твёрдость и жёсткость тел - это не классический, а квантовомеханический эффект. Здесь содержится ответ на вопрос, почему электроны не падают на ядро? По классическим понятиям следовало ожидать, что электрон должен охотно сближаться с протоном, но на самом деле этого не происходит; в этом состояла загадка. Принцип неопределённости требует, чтобы было равновесие между концентрацией в пространстве и концентрацией по импульсу. Когда вокруг ядра бывает много электронов, они тоже стараются дер-
165
  жаться подальше друг от друга. Здесь, конечно, работают электрические силы отталкивания, но не только! Два электрона, имеющие различные направления своего вращения (спины), могут, оказывается, сблизиться. Но уже никакого третьего на это место вам не поместить. Вы должны их размещать на новые места, орбиты, и в этом-то истинная причина того, что вещество обладает упругостью и объёмностью. Именно благодаря тому, что электроны не могут «сидеть лруг на друге», существуют окружающие нас объёмные предметы. В основе такого странного поведения электронов - принцип запрета Паули. Правило гласит: абсолютно невозможно, чтобы два электрона оказались в одинаковом энергетическом состоянии и со спинами, направленными в одну сторону. Принцип запрета несёт ответственность за крупномасштабную стабильность вещества. Всё многообразие химических элементов, представленное в периодической таблице, и их свойства зависят главным образом от этого изумительного факта.
Два основополагающих принципа
принцип неопределённости Гейзенберга и принцип запрета Паули - определяют строение материи.
Тогда можно понять, почему не бывает так, чтобы два атома водорода прижались друг к другу сколь угодно тесно, почему все протоны не могут сойтись вплотную, образовав вокруг себя электронную тучу. Ответ, конечно, состоит в том, что поскольку в одном месте может находиться не более двух электронов с противоположными спинами, то атомы водорода вынуждены держаться поодаль друг от друга. Так что крупномасштабная стабильность вещества на самом деле есть следствие того, что электроны - это частицы с полуцелым спином - ферми-частицы; частицы с целым спином называются #озе-частицами.
А вот если у двух атомов спины внешних электронов направлены в противоположные стороны, то атомы могут приблизиться вплотную друг к другу. Именно так и возникает химическая связь. Свойства валентности связаны с волновой картиной внешнего электрона. Оказывается, что два рядом стоящих атома обладают меньшей энергией, если между ними стоит электрон. Это своего рода электрическое притяжение двух положительно заряженных ядер к отрицательно заряженному электрону между ними. Можно поместить пару электронов - коль скоро их спины противоположны - примерно посередине между двумя ядрами, и так возникает самая сильная из химических связей. Более сильной химической связи не бывает, потому что принцип запрета не позволяет, чтобы в пространстве между атомами оказалось больше двух электронов. Считается, что молекула водорода выглядит примерно так (рис. 5).
166
©
©
Рис. 5. Молекула водорода
Стало быть, существует взаимодействие, стремящееся расположить спины навстречу друг другу, когда электроны сближаются. Эта кажущаяся сила, стремящаяся ориентировать спины в разные стороны, намного мощнее слабеньких сил, действующих между магнитными моментами двух электронов. Кажется весьма вероятным, что именно влияние принципа запрета, действующего косвенно через свободные электроны, кладёт начало большим выстраивающим силам, ответственным за ферромагнетизм (рис. 6).
®
Рис. 6. Так формируется ферромагнетизм
Принцип запрета работает и в субатомной физике. Ядерные силы, действующие между протоном и протоном, между протоном и нейтроном и между нейтроном и нейтроном, одинаковы. Однако протон и нейтрон могут сблизиться друг с другом и образовать ядро дейтерия (энергия связи равна 2,2 МэВ), а вот ядер с двумя протонами не существует. Объяснение следует искать в двух эффектах: в принципе запрета и в том, что ядерные силы довольно чувствительны к направлению спина.
Силы, действующие между нейтроном и протоном, - это силы притяжения; они чуть больше, когда спины параллельны, и чуть меньше, когда они направлены противоположно. Оказывается, что различие между этими силами достаточно велико, чтобы дейтрон возникал лишь в том случае, когда спины нейтрона и протона параллельны, а когда спины противоположны, то притяжения не хватает на то, чтобы связать частицы воедино.
Поскольку спины и нейтрона, и протона равны i/2 и направлены в одну сторону, то спин дейтрона равен единице. Мы знаем, однако, что
167
  двум протонам не разрешается «сидеть друг на друге», если их спины параллельны. Если бы не было принципа запрета, два протона были бы связаны, но раз они не могут существовать в одном месте и с одним и тем же направлением спина, ядер Не 2 не существует. Протоны с противоположными спинами могли бы сойтись, но тогда не хватило бы энер гии связи для образования стабильного ядра, потому что ядерные силы при противоположных спинах чересчур слабы, чтобы связать пару нуклонов. Другая ситуация возникает, когда в реакции участвуют нейтроны. Два протона и два нейтрона с комплектом электронов образуют устойчивое ядро Не'1.Примечания к гл. 11: 1.Собственно «оператор» - это «нечто», что «оперирует» (производит
комплекс математических операций в рамках физических законов) над со
стоянием />, чтобы получить новое состояние _/">. Оператор Л полностью
описывается тем, что задаётся матрица амплитуд ; ее также пишут в
виде Ац - через любую совокупность базисных векторов. Оператор Гамильтона (гамильтониан) Я- оператор энергии - описывает в общем случае энергию движения электронов и ядер, энергию частиц в полях (электрическом и магнитном) и энергию их взаимодействий и т.п.
Penrose, R. Shadows of the Mind. - Oxford: Oxford University Press
1994.
Фепнман, P., Лейтон, P., Сэидс, i\[. ФсГшмаловские лекции по физике -
М.:Мир. 1976. Т. 3-4. С. 201-216.
Дифракция - рассеяние света (частиц, молекул) па краях отверстий,
диафрагм, а также на частицах газа, атомных ядрах и т.п. с немонотонной зашй
спмостыо интенсивности рассеяния от направления рассеяния.
Глава 12И  нтерпретации квантовой механики Амплитуда вероятности Hi ели движение всего вещества, подобно электронам, нужно описывать, пользуясь волновыми понятиями, то как быть с пулями в нашем первом опыте? Почему там мы не увидели интерференционной картины? Дело, оказывается, в том, что у пуль длина волны столь незначительна, что интерференционные полосы становятся очень тонкими. Столь тонкими, что никакой детектор разумных размеров не разделит их на отдельные максимумы и минимумы. Мы с вами видели только нечто усреднённое - сглаженную кривую - это и есть классическая кривая. Как тут не вспомнить высказывания восточных мудрецов о том, что все твёрдые тела - это лишь вибрации более высокого порядка(?).Пример. Электрону с энергией от 0,1 эВ до 10 000 эВ соответствует длина волны де Бройля 10 А-0,1 А - диапазон рентгеновских волн. Частице массойI г. движущейся со скоростью 1 м/с, соответствует волна де Бройли 10" А. недоступная измерению и наблюдению.Подытожим результаты наших опытов. Они окажутся полезными для тех, кто захочет разобраться в последующих «мистериях».Вероятность события в идеальном опыте, в котором все начальные и конечные условия опыта полностью определены, даётся квадратом абсолютной величины комплексного числа гр, называемого амплитудой вероятности:
где Р— вероятность, гр- амплитуда вероятности.
Если событие может произойти несколькими взаимно исключающими способами, то амплитуда вероятности события - это сумма амплитуд вероятностей каждого отдельного способа. Возникает интерференция:
168
1G9
 Если ставится опыт, позволяющий узнать, какой из этих взаимно исключающих способов на самом деле осуществляется, то вероятность события - это сумма вероятностей каждого отдельного способа. Интерференция отсутствует.
Р = F, + Рг
Здесь, по существу, изложены три основных принципа квантовой механики.
Обращаю ваше внимание: с этого момента в физику, которая до сих пор имела дело с физическими телами или с частицами, из которых состоят эти тела, вовлечён «наблюдатель» с совершенно непонятным влиянием на происходящее и, как оказалось, с далеко идущими последствиями. Наблюдая явление, нельзя хотя бы слегка не нарушить его ход, и без учёта этого нарушения теория не может быть последовательной. Наблюдение воздействует на явление - здесь заключена основная идея неопределённости. С этим интересным фактом будут связаны наши дальнейшие рассуждения, поскольку именно в этом направлении наблюдается повышенный интерес учёных, да и результаты говорят сами за себя.
Подводя итоги наших опытов, нельзя уйти от вопроса: «А почему всё происходит именно так? Какой механизм прячется за этим законом?» Чем больше учёные трудились на этом поприще, тем больше возникало вопросов и мистерии. Однако механизм отыскать не удалось. Мы пришли к выводу, что с нашим (да и с самым лучшим) экспериментальным устройством невозможно будет предсказать точно, что произойдет. Мы можем говорить о вероятности того, что электрон попадает туда-то и туда-то в данных обстоятельствах. Мы не можем предсказать, что должно случиться в данных обстоятельствах. Единственное, что поддается пред вычислению, - это вероятность различных событий. Мы в некотором смысле изменили нашим прежним идеалам понимания природы, это шаг назад, но другого пути нет. Новый, выдвигаемый квантовой механикой способ изображать мир - новая система мира -состоит в том, чтобы задавать амплитуду любого события, которое может случиться. Если событие состоит в регистрации частицы, то можно задать амплитуду обнаружения этой частицы в тех или иных местах и в то или иное время. Вероятность обнаружить частицу тогда будет пропорциональна квадрату абсолютной величины амплитуды.
В квантовой механике все события представляются в виде амплитуд, имеют определённую частоту и волновое число, т.е. представлены некими волновыми процессами. Трудно представить себе, что всё п везде происходит именно так. Например, как при помощи
170
амплитуд объяснить, что у атома бывают только дискретные энергетические состояния? Оказывается, возможно и это. Если, скажем, звуковая волна ограничена пределами органной трубы или как-то иначе, то звуковые колебания могут быть разными, но их частоты не могут быть любыми. Отсюда гармоничное звучание музыкальных инструментов. И так всегда: у тела, внутри которого возбуждены волновые процессы, всегда будут только определённые резонансные частоты. Волны, заключённые в ограниченный объём, всегда обладают лишь определённым набором частот. Ну а поскольку существует строгое соотношение между частотой колебаний амплитудой и энергией, то нет ничего удивительного в том, что электроны, связанные в атомах, в молекулах, и лаже нуклоны в ядрах обладают вполне определёнными энергиями. Отсюда и их энергетический спектр. Если электрон связан в атоме водорода, нужна энергия 13,6 эВ (£0 =—13,6эВ), чтобы вырвать его из атома. Когда электрон свободен, т.е. когда его энергия положительна, она может быть любой; скорость электрона (импульс) тоже может быть какой угодно. Но энергии состоянии не произвольны. Атом может иметь только ту пли иную энергию из дозволенной совокупности значений. То, что у атома бывают только определённые энергетические состояния, можно объяснить при помощи амплитуд. И т.д.
Уравнение Шрёдингера
Предназначение науки - в её способности предвидеть, предсказать то, что случится в опыте, который никогда прежде не ставился. Квантовая механика иедешермшшроваиа, т.е. она не способна предсказывать, что произойдёт в данных физических условиях. Существует лишь конечная вероятность события, и эту вероятность мы можем предвидеть. Мы не можем точно предсказать будущее. На этой основе и высказываются разного рода крайности о неопределённости всех явлении в мире, возникают вопросы о свободе волн частиц и т.д. Однако, как известно, любые измерения в экспериментах классической физики всегда имеют неточность (погрешность). И поэтому с практической точки зрения «детерминизм» отсутствовал и в классической механике. Проследим, как развивались события.
Первым уравнением квантовой механики явилось уравнение, похожее на известные в классической физике уравнения, описывающие движение воздуха в звуковой волне, распространение света и т.д. Его решением является амплитуда вероятности обнаружения частицы в различных местах. Эрвнн Шрёдингер написал уравнение, опираясь на блестящие интуитивные догадки и эвристические доводы. Некоторые
171
  из его доводов были даже неверны, но это не имело значения, важно то, что окончательное решение даёт правильное описание природы.
Для электрона, движущегося в поле с потенциалом V (х, у, z), амплитуда ipt-v, у, г) удовлетворяет дифференциальному уравнению:
i-h-d\\>/dt =-/iJ 12m- Уэш+Кш.
Это уравнение и называется уравнением Шрёдипгера; его открытие обозначило великий исторический момент - рождение квантовоме-ханического описания природы. Откуда оно получилось? Это невозможно вывести из чего-либо нам уже известного. И мы, извините, даже не станем утомлять Вас расшифровкой символов. Это рождено в голове Шрёдингера на основе анализа результатов многочисленных экспериментальных наблюдений реального мира и потрясающей интуиции.
Аппарат волновой механики является результатом последовательного применения этого уравнения. Мы не станем вдаваться в подробности. Формула приведённая здесь с единственной целью: приобщить Вас к чуду. Уравнение записано для того, чтобы Вы ощутили красоту и величие человеческого духа.
Дифференциальное уравнение Шрёдингера отражает фундаментальный закон природы, а по существу - её язык. Уравнение имеет своим решением волновую функцию ip, описывающую состояние микрочастиц, подтверждает тот факт, что каждой частице соответствует волна, раскрывает волновую природу мира, учитывая при этом весьма загадочный характер частиц: они одновременно обладают свойствами и корпускулы, и волны. Трудно себе представить более далёкие и несовместимые друг с другом идеи, чем эти две концепции, которые квантовая теория смогла объединить в одно целое. Как расценить это достижение науки? Представьте себе, что Вы в одно прекрасное утро в писке комара отчётливо различили обращенную к Вам фразу: «Приятель, открой форточку!» И открыв её, получили благодарность на том же незнакомом, но ставшим вдруг понятным Вам языке. Надо полагать, примерно такая история произошла и с Э. Шрёдингером, открывшим язык природы и поведавшим нам о нём.
В дифференциальном уравнении роль неизвестного играет процесс. Уравнение Щрёдингера охватывает два процесса - волновой и корпускулярный. На языке математики - это одно уравнение с двумя неизвестными, и его недостаточно для полного решения с определением всех неизвестных. Уравнение Шрёдингера даёт неопределённые результаты в областях, где не доминирует ни один из процессов. Волновые и корпускулярные определения процессов, охватываемых уравнением Шрёдингера, связаны между собой постоянной Планка. Естественно, что она же фигурирует в соотношении неопределённости.
172
Для решения уравнения Шрёдингера нужно знать все граничные и начальные условия, характеризующие движение корпускулы и её волны (волны де Бройля). Это невозможно. Как сказал Илья Пригожий, «для получения точных решений нужны точные начальные условия, а »гч знает только Бог, для людей же всё статично». Поэтому невозможно, исходя из этого уравнения, определить одновременные значения волновых и корпускулярных характеристик частицы во всей области их изменений. Как видно, неопределённость проистекает из свойств аппарата, а не объектов его применения.
Однако подход, реализованный квантовой механикой, позволяет путём объединения волнового и корпускулярного процессов охарактеризовать их полностью, за исключением сравнительно небольшой области неопределённых решений. Этот подход дал химии аппарат для расчётов структуры атомов, а физике - теоретические основы ядерных и корпускулярных взаимодействий, способы расчёта энергетических уровней атомов и ядер и величин квантов излучаемой и поглощаемой ИМИ энергии.
Многие годы внутренняя атомная структура вещества была великой тайной. Никто не был в состоянии понять, что сцепляет вещество, отчего существует химическая связь и, особенно, как атомам удаётся быть устойчивыми. Шрёдингер, открыв истинное уравнение движения электронов в масштабах атома, снабдил нас теорией, которая позволила рассчитать атомные явления количественно, точно и подробно. Оно объясняет уровни энергии атома и всё, что касается химической связи. Одно из самых замечательных следствии из уравнения Шрёдингера -тот поразительный факт, что из дифференциального уравнения, в которое входят только непрерывные функции непрерывных пространственных переменных, могут возникнуть квантовые эффекты, как, например, дискретные уровни энергии в атоме. Энергия электрона, попавшего в потенциальный «колодец», с необходимостью принимает дискретные значения, совокупность которых представляется в виде энергетического спектра.
Волнован функция ip, удовлетворяющая уравнению Шрёдингера, не похожа на реальную волну в пространстве; с этой волной нельзя связать никакой реальности, как это делается, например, со звуковой волной. Когда Шрёдингер впервые открыл своё уравнение, он не связывал их решение с амплитудами вероятностей, а толковал их совершенно иначе, в категориях плотности электрического заряда, тока. Но вскоре, решая одну задачу за другой, он понял, что рассуждает не вполне правильно. И именно в этот момент Макс Борн выдвинул весьма нетривиальную идею. Именно Борн правильно отождествил
173
  волновую функцию ц/ в уравнении Шрёдингера с амплитудой вероятности, предположив, что квадрат амплитуды - это не плотность заряда, а всего лишь вероятность (на единицу объёма) обнаружить там электрон. Волновая функция электрона в атоме не описывает, стало быть, размазанного электрона с плавно меняющейся плотностью заряда Электрон может быть либо здесь, либо там, либо где-то ещё, но где бы он пи был, он всегда - точечный заряд. Вот такое физическое толкование закрепилось за волновой функцией.
Копенгагенская интерпретация
Смешение двух качественно различных явлений - распространение волн и перемещение частиц - при неполном определении первого из них - с неизбежностью предопределяет неполноту квантовомеханиче-ского описания.
В поисках философского смысла квантовой механики приняли участие, видимо, все великие физики, включая и cii основоположников. Этот поиск продолжается до сих пор.
Мы уже упоминали, что в конце 20-х годов сформировалась так называемая ортодоксальная Копенгагенская интерпретация. Представил её в серии лекций в Копенгагене Нпльс Бор. За ним стояли такие титаны, как Дирак и Гейзенберг.
Теория отвергает поиски понимания реальности, в которой мы обитаем, и обосновывает практические правила, описывающие связи между нашими наблюдениями; утверждает, что реальность непознаваема, потому что внутренне неопределённа. Субатомные сущности, такие, как электроны, реально не существуют, они существуют в вероятностном переходном состоянии, пока не переводятся в единое состояние актом наблюдения. Электроны и протоны могут действовать как волны или как частицы, в зависимости от типа эксперимента. Теория отрицает то, что за вероятностным поведением квантовых систем лежат в глубине детерминированные механизмы, т.п. скрытые переменные, п многое другое.
Копенгагенская квантовая теория даёт специальный статус измерительным приборам. Эти приборы являются физическими системами: они состоят из атомов. Но, вопреки этому, приборы исключены из мира атомных составляющих, которые описаны в математических конструкциях квантовой механики. Измерительные приборы описаны, на самом деле, на другом языке, а именно на том же языке, на котором описывались, например, средства связи, что использовались в классической физике. Такой подход делает теорию полезной прак-
174
тическн, но фактически несогласованной. Он связывает теорию «нашего знания» измерительных приборов полезным образом, но разрывает динамическое единство физического мира, трактуя различным образом разные атомные частицы, которые взаимодействуют друг с другом. Этот разрыв физического мира возводит огромные концептуальные проблемы, которые присутствуют в Копенгагенском подходе из-за отрицания человеческой возможности понять реальность. Бор защищал «необходимость окончательного отказа от классической идеи причинности и радикальную ревизию нашего отношения к проблеме физической реальности». Сущность радикальной ревизии объяснил Дирак в 1927 году. Он настаивал на ограничении применения квантовой теории к нашему знанию системы, а не к самой системе. Таким образом, физическая теория конвертировалась от теории о «физической реальности», как это прежде понималось, в теорию о человеческом знании. Этот взгляд сформулировал в сжатом виде Гейзенберг: «Концепция объективной реальности элементарных частиц таким образом испарилась не в тучу некой новой невразумительной концепции реальности, а в прозрачную ясность математики, которая больше не представляет поведение частицы, а представляет скорее наше знание о её поведении»1.
Таким образом, основной реальностью теории является «наше знание». Правильно, конечно, что наука опирается на то, что мы знаем. Однако огромные успехи классической физической теории, воздвигнутой Галилеем, Декартом и Ньютоном и др. учёными пробудили надежду, что человечество может извлечь пользу из тщательных наблюдений и созданных воображением, доступных проверке гипотез и постичь ценную идею о всей природе и правилах её бытия, о реальностях, из которых наше человеческое знание произрастает. Отказ от этой надежды является и радикальным, и пессимистичным шагом. С другой стороны, классическая физическая теория оставила часть реальности, а именно наши сознательные опыты, без внимания. Следовательно, не было иного пути, как учитывать либо существование наших сознательных опытов, либо то, как знание может размещаться в этих опытах. Таким образом, привлечение человеческого опыта в наше понимание реальности, возможно, было бы шагом в правильном направлении. Это позволило бы науке объяснить, как мы знаем то, что знаем. Но Копенгагенская квантовая теория сделала только полдела: она ввела человеческий опыт, но ценой исключения части реальности. Эйнштейн и другие физики отвергли мнение ортодоксов. Чтобы интегрировать квантовую теорию в космологию, и чтобы понять эволюционный процесс, который создал живые существа, как считал Мгор-
175
рей Гелл-Ман, необходимо иметь согласованную теорию эволюционирующей квантовомеханической реальности, в которую эти существа могли быть помещены.
«Пилотная» волна Дэвида Бома
Дэвид Бом в 50-е годы создал в некотором роде альтернативу Копенгагенской конференции. Бом был против высказываний Бора о непознаваемости реальности. Он предложил, что частицы - это на самом деле частицы, во все времена, не только когда за ними наблюдают. Их поведение определяет новая, ранее не выявленная сила, которую Бом назвал пилотной волной. Любое усилие по точному измерению свойств частиц разрушает информацию о них, физически изменив пилотную волну. Таким образом, он придал принципу неопределённости чисто физический, а не метафизический смысл. Принцип неопределённости означает «не только то, что в квантовой механике есть неопределённость, а то, что есть присущая ей двусмысленность» . Интерпретация Бома выдвигала на первый план квантовый парадокс - нелокалыюсть, способность одной частицы влиять на другую мгновенно через большие расстояния; она сохраняла всю предсказательную силу квантовой механики, но исключала многие из самых эксцентричных аспектов ортодоксальной интерпретации, такие, как «шизофренический» (в смысле двойственный) характер квантов и их зависимость от наблюдателей. Мир - «запутанный порядок», утверждал учёный. Под очевидно хаотичным космосом физических проявлений - ясным порядком - всегда лежит более глубокий, скрытый, запутанный порядок. Применяя эту концепцию к квантовому коему, Бом предположил, что запутанный порядок - это квантовый потенциал, поле, состоящее из бесконечного числа колеблющихся пилотных воли. Частичное перекрывание одной волны другою генерирует то, что нам представляется частицами, составляющими чёткий порядок. Даже такие фундаментальные концепции пространство и время могут быть проявлением какого-то более глубокого, запутанного порядка. Чтобы проникнуть в тайну запутанного порядка, придется отвергнуть некоторые базовые предположения об организации природы, например механический порядок Ньютона с системой координат Декарта. «Мы никогда не получим суть, которая не является проявлением чего-то».
С конца 80-х теория пилотной волны привлекает всё большее внимание физиков и философов, которые чувствовали себя неуютно t субъективизмом и индетерминизмом Копенгагенской интерпретации.
176
Мультимировая интерпретация
В качестве решения «проблемы измерения», позволяющей избежать «редукции волновой функции» (гл. 14), а заодно и квантовой неопределённости, Хыо Эверетт в 70-х годах предложил гипотезу «множественности миров»3, постулируя, что всевозможные траектории частиц существуют параллельно в бесконечном множестве различных реальностей. Теория пытается объяснить, почему акт наблюдения физиком заставляет частицу, такую, как электрон, выбирать только одну орбиту из многих, допускаемых квантовой механикой. В соответствии с данной интерпретацией, электрон фактически следует по всем возможным орбитам, но в рамках Вселенной. Современный подход в теории предполагает наличие множества миров, в каждом из которых существует своя квантовая система и свой наблюдатель, причём состояние системы и состояние наблюдателя скоррелированы. Процесс же измерения можно назвать процессом ветвления волновой функции пли процессом «расщепления миров». Надо сказать, что случай более чем одного наблюдателя является трудноразрешимой задачей для этой определённо «шизоидной» концепции.
В 1992 году на симпозиуме в Колумбийском университете физики и философы обсуждали значение квантовой механики. Через 60 лет после формирования принципов квантовой механики ее смысл остался, мягко говоря, неуловимым. В лекциях можно было услышать и гипотезы пилотной волны Бома, и модели многих миров, предпочитаемой С. Вайнбергом, и эхо подхода Д. Уиллера («это» из частицы) и др. Казалось, у каждого личное понимание квантовой механики. Вспомним слова Н. Бора: «Если Вы думаете, что понимаете её, это только показывает, что Вы ничего про неё не знаете».
Примечания к гл. 12:
|
Скачать 3.29 Mb.