«Это все квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего»
Как теория Дэвида Бома отрицает свободу воли
Сначала XX века ученые предложили различные интерпретации квантовой механики, которые по-разному отвечают на фундаментальные вопросы о реальности. Например, одна из них допускает возможность существования параллельных вселенных. В книге «Это все квантовая физика! Непочтительное руководство по фундаментальной природе всего» (издательство «Corpus»), переведенной на русский язык Анастасией Бродоцкой, физик Жереми Харрис рассказывает, что интерпретации квантовой механики могут рассказать об устройстве нашего мира и том, какое место в нем занимают люди. Предлагаем вам ознакомиться с фрагментом, в котором Дэвид Бом создает детерминистическую вселенную.
Глава 10. Механика Бома
Если вы спросите случайного прохожего, что, по его мнению, самое странное в квантовой механике, он, скорее всего, ответит: «Отвали от меня, извращенец! Ты кто вообще такой? Дети, подождите в машине!» Но если вам попадется человек, у которого есть настроение поболтать и который читал какую-нибудь книжку по этой теме, он, вероятно, согласится, что самое странное в квантовой механике — то, что согласно ей частицы могут находиться в нескольких местах одновременно.
Поэтому, если на дворе пятидесятые, а вы суперодаренный физик-теоретик, твердо решивший сделать квантовую механику менее странной, вам стоит подумать над разработкой теории, которая заставляет частицы существовать в каждый момент времени только в одном месте.
Но это будет непросто. Эксперименты четко показывают, что частицы могут существовать одновременно в нескольких местах. К счастью для вас, однако, большинство результатов, которые вам придется объяснить, получены в разных вариантах довольно простого опыта — эксперимента Юнга на двух щелях. Если вам удастся в рамках своей новой теории объяснить эти результаты, вы будете свободны.
Может, вам даже дадут нобелевку-другую, и вы наконец сможете позволить себе ту футболку с Че Геварой за двести пятьдесят баксов, о которой всегда мечтали.
Примерно так рассуждал Дэвид Бом, когда взял на себя задачу произвести революцию в квантовой физике, избавив ее от идеи, что частицы могут находиться в нескольких местах одновременно. В чем же заключалась теория Бома и как она объясняла эксперимент на двух щелях?
Вот что ответил бы сам Бом, если бы писал эту книгу.
Бом: Поговорим об эксперименте на двух щелях. Пучок света направлен на две небольшие щели. Свет частично проходит сквозь щели и попадает на расположенный невдалеке экран. Звучит знакомо?
Вы: Да, я читал первую главу. Но это было уже давно, поэтому я рад, что Жереми придумал такой изощренный способ напомнить обо всем — и мне не придется перелистывать назад.
Бом: Да, славный парень этот Жереми. Так или иначе, вы, наверное, помните, что в эксперименте на двух щелях, если закрыть одну щель и оставить открытой другую, вы увидите пятно света с той стороны, где находится открытая щель, как, собственно, и ожидали:
А если открыть обе щели, появятся не два пятна (одно от левой щели, другое от правой), а какая-то странная интерференционная картина:
Объяснить это можно только одним способом: свет от одной щели как-то взаимодействует со светом от другой, и они сложным образом смешиваются, что и дает узор.
Вы, наверное, думаете: «Ладно, с этим можно смириться — вероятно, частицы света от одной щели каким-то затейливым образом сталкиваются с частицами от другой, вот и получается такая интерференционная картина».
Но тут-то и начинаются странности: интерференционная картина получается, даже если частицы света проходят сквозь щели по одной. Но если сквозь щели проходит одномоментно только одна частица света, с чем же она может взаимодействовать? Неужели сама с собой?
Вот это всех и пугает — мысль, что одна-единственная частица каким-то образом проходит сквозь обе щели и интерферирует сама с собой, порождая затейливый узор. Но я считаю это бредом.